Η ανάγνωση αυτού του κειμένου θα ενεργοποιήσει μια περιοχή του εγκεφάλου σας που αντιδρά μόνο όταν προσπαθείτε να ερμηνεύσετε το νόημα μιας πρότασης.
Το γνωρίζουμε αυτό χάρη στην Αμερικανίδα νευροεπιστήμονα στο Τμήμα Εγκεφάλου και Γνωστικών Επιστημών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) και στο Ινστιτούτο McGovern για Έρευνα Εγκεφάλου, Nancy Kanwisher.
Η Δρ Kanwisher έχει περάσει περισσότερα από τριάντα χρόνια αναζητώντας περιοχές του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνες για εξαιρετικά συγκεκριμένες λειτουργίες, όπως η αναγνώριση προσώπων ή γραμμάτων ή η διάκριση συγκεκριμένων ήχων.
Εξερευνά το ανθρώπινο μυαλό εμπειρικά και όχι φιλοσοφικά χρησιμοποιώντας σύγχρονες απεικονιστικές μεθόδους και αναζητά στοιχεία του ανθρώπινου νου που βρίσκονται σε συγκεκριμένες περιοχές του πολύπλοκου αυτού ανθρώπινου οργάνου.
Με την διακεκριμένη επιστήμονα συναντηθήκαμε στο Όσλο με αφορμή την απονομή των Βραβείων Kavli 2024 από την Νορβηγική Ακαδημία Επιστημών και Γραμμάτων.
Η καθηγήτρια μοιράστηκε φέτος το Βραβείο Kavli 2024 στην Νευροεπιστήμη και μαζί το 1 εκατομμύριο δολάρια που το συνοδεύει, με την νευροβιολόγο του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Μπέρκλεϊ, Doris Tsao και τον νευροεπιστήμονα στο Πανεπιστήμιο Ρόκφελερ στη Ν.Υόρκη, Winrich Freiwald για «την ανακάλυψη ενός εξαιρετικά εντοπισμένου και εξειδικευμένου συστήματος αναπαράστασης προσώπων στον νεοφλοιό ανθρώπων και πρωτευόντων».
Τα Βραβεία Kavli (που είναι ισάξια του Νόμπελ) τιμούν γυναίκες και άνδρες επιστήμονες για την εξαιρετική έρευνά τους στην αστροφυσική, την νανοεπιστήμη και την νευροεπιστήμη, που διευρύνει την κατανόησή μας για το «μεγάλο» (το Σύμπαν), το «μικρό» (το νανο-) και το “σύνθετο” (ο ανθρώπινος εγκέφαλος).
H Kanwisher, κόρη του βιολόγου-ωκεανογράφου και ιδρυτή του Ινστιτούτου Woods Hole Oceanographic Institution, John Kanwisher έχει λάβει μια σειρά από άλλα διάσημα βραβεία και διακρίσεις, όπως το βραβείο Troland Research από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών (NAS) των ΗΠΑ το 1999, το Golden Brain Award από το Ίδρυμα Minerva το 2007 και το Βραβείο NAS 2022 στις Νευροεπιστήμες. Υπηρέτησε ως μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ από το 2005 και ως μέλος της Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών από το 2009.
Πως ο εγκέφαλος μας βλέπει τα πρόσωπα των άλλων
-«Τώρα που μιλάμε ενεργοποιείται μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου;», ρωτάω την νευροεπιστήμονα, ενώ καθόμαστε στο λόμπι του ξενοδοχείου όπου φιλοξενούμαστε.
«Ναι, αλλά όχι μόνο επειδή μιλάμε, αλλά και επειδή κοιταζόμαστε. Βασικά πολλές περιοχές του εγκεφάλου ενεργοποιούνται επειδή επικοινωνούμε αυτή την στιγμή, η περιοχή του λόγου και της διάκρισης του ήχου, αλλά και η περιοχή που «φωτίζεται» όταν σκέφτεται η μια τι να σκέφτεται η άλλη. Αυτή νομίζω πως είναι και η πιο εκπληκτική ανακάλυψή μας, η περιοχή του εγκεφάλου που πυροδοτείται όταν σκεφτόμαστε τι σκέφτονται οι άλλοι άνθρωποι», μου απαντά.
Η ίδια μού λέει πως αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου, που συχνά δεν ξεπερνούν το μέγεθος μιας μικρής ελιάς και που βρίσκονται στον εγκεφαλικό φλοιό έχουν πολύ μεγάλη εξειδίκευση.
«Για παράδειγμα, υπάρχει μια περιοχή στον εγκέφαλό μας που αντιδρά μόνο στην ομιλία, σε μια γλώσσα που καταλαβαίνει, αλλά καθόλου σε άλλους ήχους ή που αντιδρά μόνο στα γράμματα και όχι στους κινέζικους χαρακτήρες», εξηγεί, συμπληρώνοντας με ενθουσιασμό πως στην περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για την μουσική, η ομάδα της εντόπισε εγκεφαλικά κύτταρα που αντιδρούν μόνο στο τραγούδι, κάτι που δεν το περίμεναν.
Η Δρ Κanwisher μιλώντας μέσα στο πανεπιστημιακό νοσοκομείο Rikshospitalet του Όσλο την προηγούμενη μέρα της τελετής βράβευσής της αποκαλύπτει στο κοινό πως υποψιαζόταν πολύ καιρό πως κάτι ιδιαίτερο συμβαίνει στον εγκέφαλο όταν κοιτάμε τα πρόσωπα. Κι αυτό επειδή τα άτομα με προσωπαγνωσία (αδυναμία αναγνώρισης προσώπων) διατηρούν την ικανότητα να αναγνωρίζουν σχεδόν όλα τα άλλα αντικείμενα. Επιπλέον, μελέτες έχουν δείξει πως είναι πιο δύσκολο να αναγνωρίσουμε ένα πρόσωπο ανάποδα από τα περισσότερα άλλα ανεστραμμένα αντικείμενα.
Η ίδια περιγράφει ξεκινώντας την παρουσίασή της πως όταν η λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού fMRI μπήκε στην έρευνα την δεκαετία του 1990, εκείνη γοητεύτηκε από την δυνατότητα που της παρείχε να διερευνήσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο μετρώντας την ροή του αίματος σε μια ενεργή περιοχή του. Η τεχνική σάρωσης είναι γνωστό πως απεικονίζει την αιμοδυναμική αντίδραση που σχετίζεται με την νευρωνική δραστηριότητα στον εγκέφαλο και στον νωτιαίο μυελό, έτσι οι ερευνητές μπορούν να προσδιορίζουν το σημείο της εγκεφαλικής πυροδότησης από την παροχή αίματος.
«Όταν κάνετε τζόκινγκ οι μύες των ποδιών σας χρειάζονται ενέργεια και το αίμα τους τροφοδοτεί με καύσιμα και οξυγόνο. Το ίδιο συμβαίνει όταν ενεργοποιούνται ομάδες νευρώνων στον εγκέφαλο. Ρέει περισσότερο αίμα σε αυτούς και μπορεί να το δει κάποιος στις σαρώσεις», λέει στο κοινό.
Ο σαρωτής fMRI απεικονίζει τρισδιάστατα διάφορα σημεία του εγκεφάλου και μπορεί να αναγνωρίσει μέρη του που «φωτίζονται» όταν εξελίσσεται μια γνωστική διεργασία, για παράδειγμα, όταν δίνονται στα άτομα μια σειρά από φωτογραφίες προσώπων ή αντικειμένων ή όταν τους ζητείται να κάνουν μια σειρά από ενέργειες. Οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια να δουν ποια μέρη του εγκεφάλου αντιδρούν σε διαφορετικές εικόνες ή σε χειρονομίες.
Σαρώνοντας τον ίδιο της τον εγκέφαλο…
Η ίδια η Kanwisher έχει μπει πολλές φορές μέσα στον σαρωτή αναζητώντας εξειδικευμένες περιοχές στον εγκέφαλό της για αυτό και αποκαλεί τον εαυτό της «κάτοχο του παγκόσμιου ρεκόρ fMRI».
Κάποια στιγμή κοιτάζοντας μια σειρά από εικόνες ανθρώπινων προσώπων και αντικειμένων σάρωσε τον εγκέφαλό της και παρατήρησε με έκπληξη πως μια μικρή περιοχή στο μέγεθος ενός μύρτιλου, στο κάτω μέρος του κρανίου της, στην δεξιά πλευρά, γνωστή ως ατρακτοειδής περιοχή, αντέδρασε πολύ πιο έντονα στις εικόνες των προσώπων παρά των αντικειμένων.
Αργότερα όταν σάρωσε τους εγκεφάλους περισσότερων ανθρώπων για να αναπαραγάγει τα αποτελέσματά της, συνειδητοποίησε ότι αυτή η ατρακτοειδής περιοχή (στον κατώτερο κροταφικό φλοιό, στην ατρακτοειδή έλικα) εντοπιζόταν σε ελαφρώς διαφορετικές θέσεις σε κάθε άτομο.
Κατά την διάρκεια πειραμάτων πολλών ετών, η Kanwisher και οι συνάδελφοί της διερεύνησαν πόσο επιλεκτική είναι η ατρακτοειδής περιοχή στην αναγνώριση προσώπων και διαπίστωσαν ότι αντιδρά διαφορετικά σε πρόσωπα ανθρώπων, ζώων, κινουμένων σχεδίων, κλπ και πολύ λιγότερο σε εικόνες από μέρη του σώματος ή του πίσω μέρους του κεφαλιού.
«Το 2020 δείξαμε ότι η περιοχή ενεργοποιείται ακόμη και σε τυφλά άτομα ενώ ψηλαφίζουν με τα δάχτυλά τους τρισδιάστατα μοντέλα ανθρώπινων προσώπων, υποδηλώνοντας ότι η ενεργοποίησή της δεν απαιτεί οπτική εμπειρία», λέει η νευροεπιστήμονας.
Συνολικά τις τελευταίες δεκαετίες, η ομάδα της Kanwisher έχει εντοπίσει αρκετές τέτοιες «περιοχές του εγκεφάλου», που ανταποκρίνονται σε διαφορετικά ερεθίσματα με πιο γνωστές την ατρακτοειδή περιοχή του προσώπου (Fusiform Face Area,FFA), που ειδικεύεται στην αναγνώριση προσώπου, την παραϊπποκάμπια περιοχή (parahippocampal place area, PPA), που γίνεται ιδιαίτερα ενεργή όταν οι άνθρωποι λαμβάνουν τοπογραφικά ερεθίσματα (δηλ. εικόνες τόπων) και την περιοχή του εξωστρώματος (extrastriate body area, EBA) που εμπλέκεται στην οπτική αντίληψη του ανθρωπίνου σώματος και των μερών του.
Η έκπληξη είναι ότι αυτές οι περιοχές έχουν εντοπιστεί και σε βρέφη 5 μηνών και ρωτάω την νευροεπιστήμονα αν γεννιόμαστε με αυτές ή αν τις αποκτάμε αργότερα.
«Δεν το γνωρίζουμε με σιγουριά. Υπάρχει περίπτωση να γεννιόμαστε με αυτές ή να μην γεννιόμαστε διαθέτοντάς τες και να τις εξελίσσουμε πολύ γρήγορα. Εδώ υπάρχει μια πολύ μεγάλη συζήτηση μεταξύ επιστημόνων. Θα δείξει», μου απαντά.
Η έρευνα της καθηγήτριας ανατρέπει και παγιωμένες απόψεις πολλών θεωρητικών της γλωσσολογίας, όπως του Noam Chomsky που υποστηρίζουν πως η γλώσσα ήταν και θα εξακολουθεί να είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο στην μελέτη της ανθρώπινης φύσης εξαιτίας του ότι αποτελεί όργανο της σκέψης και μέσο κοινωνικής έκφρασης.
«Εμείς αποδείξαμε ότι αυτό δεν ευσταθεί, η γλώσσα δεν είναι όργανο της σκέψης. Εμείς δείξαμε ότι η περιοχή του εγκεφάλου που ενεργοποιείται όταν κάποιος αντιλαμβάνεται την γλώσσα είναι τελείως διαφορετική από εκείνη που ενεργοποιείται όταν σκέφτεται», λέει η ίδια.
Τι συμβαίνει μέσα στο κεφάλι μας
Στο βίντεο ενός πειράματος που μας δείχνει η Δρ Kanwisher φαίνεται ένας Γιαπωνέζος ασθενής να φορά στο κεφάλι μια ‘κάσκα’ με ηλεκτρόδια. Ο επιστήμονας που είναι δίπλα του διεγείρει με ρεύμα την περιοχή αναγνώρισης προσώπου του εγκεφάλου και ρωτά τον εθελοντή ασθενή τι συνέβη: «Το πρόσωπό σου μεταμορφώθηκε», του λέει εκείνος. «Η μύτη σου χάλασε και πήγε αριστερά… Αυτό ήταν ένα ταξίδι».
Οι ερευνητές καταγράφουν την ενεργοποίηση της περιοχής αναγνώρισης προσώπου στον εγκέφαλο του ασθενούς όταν του δείχνουν φωτογραφίες προσώπων, αλλά στην επόμενη φάση του δείχνουν φωτογραφίες αντικειμένων και πυροδοτούν με ρεύμα την περιοχή αναγνώρισης προσώπων, οπότε ο ασθενής ξαναβλέπει πρόσωπα, αλλά παραμορφωμένα.
Η νευροεπιστήμονας μας εξηγεί πως εκείνη και οι ερευνητές της ομάδας της έχουν περιστασιακά την ευκαιρία να διεξάγουν πειράματα σε ασθενείς που υποβάλλονται σε εγχείρηση εγκεφάλου και που για κλινικούς λόγους έχουν τοποθετημένα ηλεκτρόδια στο κρανίο τους. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα με επιληπτικούς ασθενείς, όταν αναζητούν την ακριβή αιτιολογία της πάθησης.
Δρ Kanwisher
«Σε αυτή την περίπτωση ζητάμε από τους ασθενείς να κοιτάξουν φωτογραφίες ή να απαντήσουν σε ερωτήσεις ενώ καταγράφουμε την εγκεφαλική τους δραστηριότητα γιατί αυτά τα δεδομένα είναι εξαιρετικά χρήσιμα» εξηγεί.
Και αυτό το κάνουν γιατί η fMRI, ως τεχνική έχει ορισμένους περιορισμούς.
«Για παράδειγμα, οι εικόνες δεν είναι τόσο λεπτομερείς όσο θα θέλαμε – ένα pixel αντιστοιχεί σε εκατοντάδες χιλιάδες νευρώνες – και η fMRI δείχνει μόνο ενεργοποίηση. Μπορούμε να δούμε αν μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου πυροδοτείται, αλλά αυτό δεν είναι επαρκής απόδειξη για μια συγκεκριμένη γνωστική διεργασία».
Αυτή η μέθοδος επέτρεψε στην Kanwisher να αποδείξει την ύπαρξη της ατρακτοειδούς περιοχής του εγκεφάλου (Fusiform Face Area, FFA) για την αναγνώριση προσώπου μέσω πειραμάτων με δύο επιληπτικούς ασθενείς.
Τα ευρήματα της Kanwisher ήρθαν να δώσουν απαντήσεις σε μια μακροχρόνια συζήτηση μεταξύ των νευροεπιστημόνων για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος. Μερικοί πίστευαν ότι λειτουργούσε ως ένα δίκτυο επεξεργασίας όπως ένας υπολογιστής, ενώ άλλοι πίστευαν ότι ήταν χωρισμένος σε διαμερίσματα, καθένα υπεύθυνο για μια συγκεκριμένη εργασία. Αν και η έρευνα απέδειξε αργότερα ότι ο εγκέφαλος φέρει και τα δύο χαρακτηριστικά, η ατρακτοειδής περιοχή του προσώπου ήταν ένα σαφές παράδειγμα του διαχωρισμού.
Τελευταία, το εργαστήριο της διακεκριμένης νευροεπιστήμονα στρέφεται στην χρήση μοντέλων βαθιάς μάθησης που προσομοιώνουν την λειτουργία ορισμένων τμημάτων του εγκεφάλου.
«Εάν εκπαιδεύσεις έναν τέτοιο αλγόριθμο, μπορείς στην συνέχεια να τον χρησιμοποιήσεις ως μοντέλο του εγκεφάλου για να αποκτήσεις καλύτερη εικόνα των περίπλοκων υπολογισμών του ή για να τεστάρεις π.χ. τον αντίκτυπο ορισμένων νευρολογικών καταστάσεων. Για παράδειγμα μπορείς να το χρησιμοποιήσεις αν θες να δεις τί συμβαίνει όταν ένα μέρος του εγκεφάλου είναι εκφυλισμένο και ποιες εγκεφαλικές λειτουργίες χάνονται. Σε αυτές τις περιπτώσεις είναι αδύνατο να ανοίξεις το κεφάλι ενός ανθρώπου, αλλά είναι εύκολο να ‘αποδομήσεις’ ένα αλγοριθμικό μοντέλο και να δεις τι συμβαίνει».
Τα… «μπαλώματα» του εγκεφάλου
‘Πατώντας’ πάνω στην μελέτη της Nancy Kanwisher, η νευροβιολόγος του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Doris Tsao και επίσης αποδέκτρια του Βραβείου Kavli 2024 έθεσε ένα παρόμοιο ερώτημα αλλά με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια: Πώς μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου αποκωδικοποιεί μια εικόνα τόσο περίπλοκη όσο ένα πρόσωπο;
Η Ντόρις Τσάο γεννήθηκε στην Κίνα και μετανάστευσε με τους γονείς της στις ΗΠΑ. Έλαβε το διδακτορικό της στην νευροβιολογία από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και αυτή την στιγμή είναι καθηγήτρια μοριακής και κυτταρικής βιολογίας και μέλος του Helen Wills Neuroscience Institute, στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Μεταξύ των διακρίσεών της είναι η υποτροφία MacArthur, η ιδιότητα μέλους στην Εθνική Ακαδημία Επιστημών των ΗΠΑ, το Διεθνές Βραβείο Eppendorf and Science στη Νευροβιολογία, το Βραβείο Pioneer του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας των ΗΠΑ, το Βραβείο Golden Brain από το Ίδρυμα Minerva και το Βραβείο Neuroscience Perl-UNC.
Το 2008 μαζί με τον νευροεπιστήμονα στο Πανεπιστήμιο Ρόκφελερ και τρίτο αποδέκτη του Βραβείου Kavli 2024, καθηγητή Winrich Freiwald χρησιμοποίησαν fMRI για να ελέγξουν αν ο εγκέφαλος των πιθήκων μακάκων διαθέτει περιοχή αναγνώρισης προσώπων.
Τελικά διαπίστωσαν πως δεν διέθετε μόνο μια περιοχή, αλλά έξι τέτοιες διακριτές περιοχές, γνωστές ως face patch system (σύστημα επιθεμάτων προσώπου) στον κροταφικό και στον μετωπιαίο λοβό, οι οποίες ανταποκρίνονται επιλεκτικά στα πρόσωπα περισσότερο από άλλα αντικείμενα. Και επειδή οι δυο επιστήμονες εργάζονταν με πίθηκους μπόρεσαν να εισαγάγουν ηλεκτρόδια σε κάθε μία από αυτές τις περιοχές και να μελετήσουν τι ακριβώς κάνουν οι νευρώνες. Και όχι μόνο είδαν τις περιοχές αλλά τις ηχογράφησαν κιόλας, αφού μετέφρασαν την κάθε πυροδότηση σε ήχο ο οποίος ακουγόταν δυνατά μέσα στο εργαστήριο από ένα μεγάφωνο.
Οι Tsao και Freiwald αποκάλυψαν το 2010 πώς κάθε face patch που έχει μέγεθος μπιζελιού επεξεργάζεται διαφορετική πτυχή του προσώπου, αλλά όλα τα patches είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους.
«Για παράδειγμα, σε ένα «μπάλωμα» (patch) οι νευρώνες είναι ευαίσθητοι στα χαρακτηριστικά του προσώπου, όπως η απόσταση μεταξύ των ματιών ενός ατόμου ή οι τρίχες στο πρόσωπο, σε ένα άλλο κωδικοποιούν τον προσανατολισμό του (τα προφίλ της δεξιάς ή της αριστερής πλευράς), άλλο ανταποκρίνεται στα πρόσωπα με έναν συμμετρικό τρόπο όπως σε έναν καθρέφτη, σε κάποιο άλλο ‘μπάλωμα’ οι νευρώνες βλέπουν τα πρόσωπα ως σύνολο, ανεξάρτητα από τον προσανατολισμό τους και σε κάποιο άλλο επικεντρώνονται στα μάτια του προσώπου», περιγράφει η Δρ Τσάο.
Δρ Τσάο
Η Τσάο προσδιόρισε επίσης πώς συνεργάζονται τα face patches για να αναγνωρίσουν ένα πρόσωπο, συγκεντρώνοντας πληροφορίες σε περίπου 50 διαστάσεις. Η ομάδα της διερευνά τώρα το πώς ο εγκέφαλος μπορεί να αντιληφθεί άλλα αντικείμενα με παρόμοιο τρόπο και τελικά να δημιουργήσει ολοκληρωμένες οπτικές σκηνές.
Σε επόμενο στάδιο η νευροβιολόγος σκοπεύει να μελετήσει πως κωδικοποιούνται οι εκφράσεις του προσώπου, αλλά και τον μηχανισμό της συνείδησης.
Είμαστε αυτό που βλέπουμε;
Στο δικό του έργο, ο Freiwald αποκάλυψε το 2021 ότι μια ξεχωριστή περιοχή στον κροταφικό λοβό επιταχύνει την αναγνώριση οικείων προσώπων. Ανακάλυψε μια κατηγορία νευρώνων που συνδέει την αντίληψη του προσώπου με την μακροπρόθεσμη μνήμη, έναν πληθυσμό κυττάρων που θυμούνται συλλογικά ένα αγαπημένο πρόσωπο. Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Science ήταν τα πρώτα που εξηγούσαν το πώς ο εγκέφαλός αναγνωρίζει τα οικεία πρόσωπα.
Σε μετέπειτα μελέτες ο επιστήμονας άρχισε να ξετυλίγει το περίπλοκο κύκλωμα του εγκεφάλου που κρύβεται πίσω από τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις.
«Ένα πρόσωπο δεν είναι ένα οποιοδήποτε αντικείμενο. Απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή και μεταφέρει πολύ ισχυρές κοινωνικές και συναισθηματικές πληροφορίες», σημειώνει.
Η κατανόηση του πώς βλέπουμε τα πρόσωπα μπορεί επίσης να είναι ένα εργαλείο για την κατανόηση πιο περίπλοκων νοητικών διεργασιών, όπως η μνήμη και τα συναισθήματα που συνδέονται με τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις, λέει ο Freiwald.
Winrich Freiwald
Ο Winrich Freiwald γεννήθηκε στην Σαξονία, σπούδασε βιολογία στα Πανεπιστήμια του Γκέτινγκεν και του Τύμπιγκεν στη Γερμανία, έκανε το μεταπτυχιακό του υπό την καθοδήγηση του νευροφυσιολόγου Wolf Singer στο Max Plank Institute for Brain Research και το διδακτορικό του στο Πανεπιστήμιο του Τύμπινγκεν. Ολοκλήρωσε μεταδιδακτορικές σπουδές στο ΜΙΤ με μέντορα την βραβευμένη Nancy Kanwisher, στο Hanse Institute for Advanced Study και την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ προτού μετακινηθεί στο Πανεπιστήμιο της Βρέμης το 2004 για να διευθύνει την Primate Brain Imaging Group. Το 2009 εντάχθηκε στο Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ στη Ν. Υόρκη όπου συν-διευθύνει το Price Family Center for the Social Brain.
Ο καθηγητής μελετά πώς το σύστημα επεξεργασίας προσώπων του εγκεφάλου εξάγει κοινωνικό νόημα από ένα πρόσωπο και στην συνέχεια επηρεάζει άλλα κυκλώματα για να δημιουργήσει συναισθηματικές αντιδράσεις, να ενεργοποιήσει τις αναμνήσεις, να κατευθύνει την προσοχή και να καθοδηγήσει τις κοινωνικές ενέργειες.
Στόχος του είναι να αποκαλύψει πώς τα κυκλώματα αναγνώρισης προσώπου καθοδηγούν την γνώση και πώς οι αλλαγές αυτών των κυκλωμάτων οδηγούν σε ψυχιατρικές διαταραχές.
Για παράδειγμα, διερευνά το πώς ένα χαμόγελο μπορεί να προκαλέσει μια συναισθηματική απόκριση και να κάνει κάποιον να χαμογελάσει και πώς ένα πρόσωπο μπορεί να ενεργοποιήσει αναμνήσεις σε κάποιον άλλο. Η κατανόηση των κυκλωμάτων που εμπλέκονται σε αυτές τις πολύπλοκες λειτουργίες μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση συνθηκών άτυπων κοινωνικών ή συναισθηματικών αντιδράσεων, όπως στον αυτισμό, όπου τα άτομα «έχουν μεγάλη δυσκολία να αναγνωρίσουν τα συναισθήματα στα πρόσωπα άλλων ανθρώπων».
Σύμφωνα με τον Freiwald, η δυνατότητα αναγνώρισης προσώπου «παραμένει ανθεκτική για μεγάλο χρονικό διάστημα.
«Όταν όμως οι νευρώνες μας υποκύπτουν στον εκφυλισμό και δεν μπορούμε πλέον να αναγνωρίσουμε τα αγαπημένα μας πρόσωπα, βιώνουμε μεταφορικά έναν πρώτο θάνατο των κοινωνικών μας δεσμών», λέει.
Το εργαστήριο του Freiwald μελετά επίσης πώς ο εγκέφαλος ασκεί έλεγχο στην προσοχή, αλλά και την αλληλεπίδραση της προσοχής δυναμικά με το περιβάλλον και με τα αντικείμενα. Ο νευροεπιστήμονας χρησιμοποιεί fMRI για να προσδιορίσει ολόκληρο το δίκτυο των περιοχών του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην προσοχή, τις συνδέσεις του και τις λειτουργικές του ιδιότητες.
Η ομάδα του έχει ήδη εντοπίσει μια νέα περιοχή στον κροταφικό λοβό του εγκεφάλου για τον έλεγχο της προσοχής. Τα πρόσωπα, λόγω της υψηλής κοινωνικότητάς μας προκαλούν την προσοχή με συγκεκριμένο τρόπο και το εργαστήριο στοχεύει να χρησιμοποιήσει αυτή την διαπίστωση για να αποσαφηνίσει καλύτερα τους γενικούς μηχανισμούς της προσοχής.
*Pictures: © Thomas B. Eckhoff / The Kavli Prize & © Ole Hagen / The Kavli Prize
