Yüz ifadeleriyle ilgili bildiklerimiz yanlış çıktı

Bir bebek gülümsediğinde, çoğu insan düşünmeden karşılık verir.

Bu hızlı ve neredeyse otomatik tepki, insan sosyal yaşamının temel taşlarından biri.

Bilim insanları uzun süredir beynin yüzleri nasıl tanıdığını biliyor.

Ancak yüz ifadelerinin beyinde nasıl üretildiği bugüne kadar net değildi.Bu boşluğu dolduran yeni bir araştırma, yüz ifadelerinin kontrolüne ilişkin yerleşik kabulleri sarsıyor.

Rockefeller University’den sinirbilimci Winrich Freiwald liderliğindeki ekip, yüz kaslarını yöneten bir “motor ağ” ve bu ağın nasıl çalıştığını belirleyen sinirsel kuralları tanımladı.KÖKLÜ BİR VARSAYIM SARSILDIOn yıllardır kabul gören görüşe göre, duygusal yüz ifadeleri ile istemli yüz hareketleri beyinde farklı yollar üzerinden yönetiliyordu.

Buna göre, istemsiz ve duygusal tepkiler (örneğin içten bir gülümseme) daha çok beynin medial frontal bölgesinden, konuşma ya da çiğneme gibi istemli hareketler ise lateral frontal bölgeden kontrol ediliyordu.Yeni bulgular, bu ayrımın sanıldığı kadar keskin olmadığını gösteriyor.

Freiwald’a göre asıl sürpriz, tüm bu bölgelerin sürece birlikte katılması, ancak her birinin farklı bir zamanlama ve rol üstlenmesi.Araştırmanın yazarlarından ve Freiwald’ın eski laboratuvar üyesi olan nöroloji asistanı Geena Ianni, “Tüm bölgelerin tüm yüz hareketlerine katıldığını, ancak her birinin kendine özgü bir zaman ölçeğinde çalıştığını gördük” dedi.YÜZ İFADESİNİN DERİN KÖKENLERİYüz kaslarının doğrudan kontrolü, beyin sapında yer alan ve motor nöronları barındıran “fasiyal çekirdek”te başlıyor.

Ancak bu nöronlar, tek bir merkezden değil, hareket ve üst düzey kontrolle ilişkili birden fazla kortikal bölgeden sinyal alıyor.Primatların yüz kaslarına doğrudan kortikal erişime sahip olduğu biliniyordu.

Ancak bu bölgelerin aralarındaki iş bölümü bugüne kadar net değildi.

İnsanlarda yapılan lezyon çalışmaları, lateral frontal hasarların konuşma gibi istemli hareketleri, medial frontal hasarların ise doğal duygusal ifadeleri bozabildiğini göstermişti.YÜZ HAREKETİ ÜRETİLİRKEN BEYİN NASIL ÇALIŞIYOR?Araştırma ekibi bu soruya yanıt bulmak için, Freiwald laboratuvarında geliştirilen bir yöntemle makak maymunlarını fMRI cihazında taradı.

Bu sırada hayvanlar çeşitli yüz ifadeleri sergiledi.Çalışmada, yüz kaslarına doğrudan erişimi olan üç temel bölge belirlendi: medial tarafta singulat motor korteks, lateral tarafta ise birincil ve premotor korteksler.

Ayrıca dokunma ve hareket geri bildirimini sağlayan somatosensoriyel bölgeler de ağın parçası olarak tanımlandı.Böylece lateral birincil motor korteks, ventral premotor korteks, medial singulat motor korteks ve parietal lobdaki somatosensoriyel korteksi kapsayan geniş bir yüz motor ağı haritalandı.SOSYAL VE İSTEMLİ YÜZ HAREKETLERİAraştırmacılar, bu ağdaki nöral aktiviteyi üç farklı yüz hareketi sırasında inceledi: tehdit ifadesi, dudak şapırdatma (sosyal bir jest) ve çiğneme.

Çiğneme, sosyal ya da duygusal olmayan istemli bir hareket olarak karşılaştırma amacıyla kullanıldı.Maymunların bu ifadeleri doğal biçimde sergilemesi için, doğrudan etkileşimler, makak videoları ve araştırmacılar tarafından kontrol edilen dijital avatarlar kullanıldı.

Nöral aktivite, gözler, kaşlar, ağız bölgesi ve alt yüz gibi farklı yüz alanlarındaki koordineli hareketlerle eşleştirildi.TEK AĞ, FARKLI HIZLARAraştırmanın temel bulgusu, hem duygusal-sosyal hem de istemli yüz hareketlerinin aynı ağ tarafından üretildiği oldu.

Ancak bu bölgeler aynı hızda çalışmıyordu.Lateral bölgelerde milisaniyeler ölçeğinde hızlı değişen sinirsel dinamikler gözlenirken, medial bölgelerde daha yavaş ve uzun süreli sinyaller hâkimdi.

Bu durum, hızlı bölgelerin ince kas kontrolü ve ani ayarlamalar için, yavaş bölgelerin ise daha uzun süreli sosyal sinyallerin sürdürülmesi için uygun olduğunu düşündürüyor.SABİT YOLLAR YERİNE ESNEK BİR SİSTEMEkip, aynı veri setini kullandıkları paralel bir çalışmada, yüz motor bölgelerinin tek ve bağlantılı bir sensörimotor ağ gibi davrandığını da gösterdi.

Hareket türüne göre ağ içindeki koordinasyon değişiyor.Araştırmanın ortak yazarlarından Yuriria Vázquez, bu bulgunun yüz motor kontrolünün sabit ve bağımsız yollar yerine esnek ve dinamik bir sistem olduğunu ortaya koyduğunu belirtti.TIBBİ VE TEKNOLOJİK UYGULAMALARFreiwald, bu çalışmanın yüz algısı ve yüz ifadesinin birlikte incelenmesine giden yolu açabileceğini söylüyor.

Ayrıca beyin-makine arayüzleri açısından da önemli sonuçlar barındırıyor.Günümüzde beyin sinyallerini çözerek imleç ya da robotik kol kontrol etmek mümkün.

Ancak iletişim çok daha zor.

Yüz ifadeleri, insan iletişiminin en zengin kanallarından biri olarak öne çıkıyor.Araştırmacılara göre, yüz ifadelerinin sinirsel kodunun anlaşılması, beyin hasarı sonrası iletişim yetisini kaybeden hastalar için daha doğal ve etkili teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlayabilir.Çalışma, saygın bilim dergisi Science’ta yayımlandı.