Мозг со временем признал в трансплантированном лице свое

Когда человек пережил трансплантацию лица, то легче всего он узнает свое лицо до травмы, и именно в ответ на это родное лицо сильнее всего реагирует мозг. Однако со временем реакции мозга на новое трансплантированное лицо могут усиливаться. Причем все больше и больше отвечают не только те области, которые связаны с распознаванием физических черт собственного лица, но те структуры, которые обрабатывают психологические аспекты, связанные с лицом — например, воспоминания, представления о себе и эмоции. Это выяснили ученые, пока в течение полутора лет проводили серию экспериментов с пациентом 25 лет, которому пересадили лицо. Исследование опубликовано в журнале The Proceedings of the National Academy of Sciences.

Наиболее отличающая нас от другого человека физическая черта — это лицо. Лицо — это наша самоидентичность, индивидуальность и важный фактор для социальных взаимодействий. Впервые в зеркале мы себя узнаем в возрасте полутора-двух лет, и после в норме эта способность остается с нами на всю жизнь, несмотря на то, что с годами наше лицо постепенно изменяется. Но не ясно, как мы будем воспринимать свое лицо, если оно изменится резко, например, в результате травмы или после трансплантации лица.

Это стало известно благодаря исследованию, которое провели Манос Цакирис (Manos Tsakiris) из Лондонского университета и коллеги. В серии из пяти экспериментов ученые наблюдали пациента 25 лет, который получил огнестрельную травму лица, далее на протяжении 18 месяцев он жил с полученными увечьями, а после перенес трансплантацию лица.

Два эксперимента пациент прошел до операции (первый — через 10 месяцев после травмы, второй — через 16 месяцев после травмы), и три — после операции (через 3, 15 и 20 месяцев после трансплантации).

Во всех экспериментах пациент видел фотографию своего лица, трансформированного в лица знакомых людей того же пола. В первых двух экспериментах были фотографии его лица до травмы и после, в трех последующих - к ним добавилось фото лица после трансплантации. Каждое лицо, использованное в первых двух экспериментах, имело шесть степеней трансформации (процентное соотношение своего и чужого лица): 0/100, 20/80, 40/60, 60/40, 80/20 и 100/0. А те, которые появлялись в трех последних испытаниях, имели четыре степени трансформации: 0/100, 33/66, 66/33, и 100/0. Увидев фото, участник отвечал, на фото он или знакомый ему человек. На протяжении эксперимента пациент находился в аппарате фМРТ.

Из этого эксперимента стало ясно, что пациент легче узнавал себя на тех фото, где он был до травмы, чем на тех, где он после травмы (p = 0,043). И это даже тогда, когда на фото его черт было меньше, чем черт другого человека. Также, как отмечают авторы, он проще узнавал себя на фото до травмы, чем на фото после трансплантации лица, но со временем эта разница сглаживалась (p = 0,109).

Помимо специфичной для распознавания лиц веретенообразной области лица, во время узнавания собственного лица также задействуются и другие зоны. Так, активируется нижняя лобная извлина (IFG), которая участвует в различении собственного и чужого лица, а также — при узнавании себя в разные периоды жизни, в разных возрастах. Задействуется и медиальная лобная кора (MFC), она отвечает за обработку представлений о себе, например, таких, как черты характера, автобиографические воспоминания, установки или эмоциональные оценки (обычно положительные) себя. Включаются и другие срединные структуры, например, поясная кора (ACC) и предклинье, они также связаны с обработкой представлений о своей личности, воспоминаний о себе. При этом условно функции этих областей можно разделить так: нижняя лобная извилина, а еще верхняя часть затылочной коры и постцентральная извилина (больше справа) — это некоторые области из тех, которые отвечают за обработку физических черт собственного лица, а вот срединные структуры, как уже выше отмечалось, больше заняты обработкой психологических черт, связанных с восприятием своего лица.

Оказалось, что в период до трансплантации лица все обозначенные выше зоны откликались на оба лица (до и после травмы). Однако, когда пациент видел себя до травмы, то в его мозге больше активировались срединные области: медиальная префронтальная кора, предклинье и передняя поясная кора — те, что больше участвуют в обработке психологических аспектов, связанных с лицом. А когда в период до операции, пациент видел свое лицо после травмы, то в его мозге больше активировались области, связанные с обработкой физических черт собственного лица. Грубо говоря, он узнавал свое лицо как свое в обоих состояниях, но соотносил свою личность и представления о себе, скорее, с собой до травмы.

А в период после трансплантации лица его мозг все меньше и меньше стал откликаться на изображение лица после травмы, особенно снизилась активность срединных структур, и вообще перестала отвечать медиальная лобная кора. По-прежнему высокий ответ был на лицо до травмы. А также все активнее и активнее мозг стал откликаться на пересаженное лицо. И важно, что отмечалась возрастающая активность в медиальной лобной коре.

Обобщая результаты, авторы заключают, что пациент несомненно узнает как свои все три лица (до, после травмы и пересаженное). И хотя на всех этапах он все еще наиболее сильно идентифицируется с лицом до травмы, из результатов можно предполагать, что постепенно пациент начинает осознавать свое новое лицо как свое внешне и связывает с ним свои психологические черты (представления о себе, эмоции, воспоминания).

Как видно из эксперимента, наши системы, которые отвечают за распознавание собственного лица, с течением времени, по всей видимости, в состоянии привыкнуть и адаптироваться к очень резким переменам внешности. А вместе с тем наши «нейроны лица» вообще в состоянии откликаться на изображения, которые сложно назвать схожими с лицом. Такие изображения сгенерировала нейросеть, и нейроны усмотрели в них повод активироваться, даже когда хозяин этих нейронов не считал изображенное лицом.