Gdyby sporządzić ranking najbardziej zaskakujących odkryć naukowych, to pewien artykuł z tygodnika „Science” opublikowany w grudniu 2011 r. z pewnością zająłby jedną z czołowych lokat. Chodzi o tekst dwojga młodych naukowców z University of Michigan, którzy za pomocą bardzo sprytnego eksperymentu potwierdzili dość niezwykłą hipotezę. Według niej pewien gatunek os potrafi rozpoznawać swoich współplemieńców z roju po... twarzach (jeśli oczywiście uznać, że mają one twarze). Amerykańscy uczeni wzięli pod lupę dwa gatunki os: Polistes fuscatus oraz Polistes metricus. Te pierwsze żyją w gniazdach, gdzie rządzi kilka królowych. Żeby zatem uniknąć niepotrzebnych starć i agresji, rój Polistes fuscatus jest mocno zhierarchizowany. A w takiej dość skomplikowanej strukturze niezwykle przydałaby się umiejętność rozpoznawania i pamiętania, kto jest kim. U drugiego gatunku os sprawy mają się znacznie prościej – rządzi jedna królowa, a reszta to w zasadzie równi sobie poddani. Naukowcy umieszczali dzikie osy obydwu tych gatunków w prostym labiryncie w kształcie litery T. Niemal cała jego podłoga była pod małym (ale nieprzyjemnym dla owadów) napięciem elektrycznym, za to w jednym miejscu znajdowała się bezpieczna strefa bez prądu. Osy miały szansę nauczyć się do niej docierać, gdyż każde z dwojga ramion labiryntu zostało oznaczone osobnym obrazkiem. Były to albo dwa zdjęcia twarzy różnych osobników Polistes fuscatus, albo dwa czarno-białe proste graficzne znaki, albo dwie gąsienice (o różnym ubarwieniu), będące zwierzyną łowną os, jak również dwie przerobione komputerowo twarze os raz jednego, raz drugiego gatunku. Dzięki powtarzanym próbom osy mogły zatem skojarzyć, że np. dana twarz, w odróżnieniu od drugiej, prowadzi do bezpiecznej strefy. Oczywiście pod warunkiem, że owady byłyby w stanie je rozróżnić. Okazało się, że osy należące do bardziej skomplikowanego społecznie gatunku radziły sobie lepiej w labiryncie, gdy został oznakowany portretami ich pobratymców. Natomiast dla Polistes metricus wartościowszymi wskazówkami graficznymi bezpiecznej strefy były zdjęcia gąsienic i znaki graficzne. Czyżby więc osy miały w mózgach specjalny moduł, który pozwala rozpoznawać twarze? I czy zdolność ta jest zdeterminowana genetycznie, czy też kształtuje się pod wpływem bodźców środowiska? A zatem czy osy Polistes metricus (te z jedną królową w gnieździe), gdyby potrzebowały, też nauczyłyby się rozróżniać twarze? Analiza twarzy Co ciekawe, podobne pytania dotyczą człowieka. Oczywiście z zastrzeżeniem, że rozpoznawanie twarzy, jak również odczytywanie z nich emocji i innych informacji stanowi niezaprzeczalną i bardzo ważną umiejętność prawie wszystkich ludzi. Spór toczy się o to, czy mamy w mózgach moduł, który zajmuje się tylko i wyłącznie tym zadaniem? A jeśli tak, to czy za jego powstanie odpowiadają wyłącznie geny, czy też jest to umiejętność, która może, ale wcale nie musi, wykształcić się dzięki bodźcom płynącym z otoczenia? Tym zagadnieniem od kilku lat zajmuje się prof. Nancy Kanwisher, pracująca w jednym z najlepszych ośrodków badań nad mózgiem – McGovern Institute for Brain Research w Massachusetts Institute of Technology. Kwestia przetwarzania przez mózg obrazów twarzy zainteresowała ją m.in. dlatego, że umiejętność ta stanowi podłoże relacji społecznych Homo sapiens. Według badań psychologów ewolucyjnych twarz ma np. największe znaczenie przy ocenie atrakcyjności fizycznej człowieka. Dlatego mózgi niezwykle wyspecjalizowały się w jej obserwacji – potrafimy np. rozpoznawać oblicza znajomych osób nawet po wielu latach, mimo iż z wiekiem znacznie się zmieniły. Jak mózgom się to udaje, które parametry biorą pod uwagę przy identyfikacji twarzy, tego nie wiadomo. – Jest natomiast pewne, że za umiejętność tę odpowiada kilka konkretnych niewielkich obszarów mózgu. Tworzą one strukturę, która jest wyłącznie zaangażowana w przetwarzanie obrazów twarzy i nic więcej – to tzw. wrzecionowaty ośrodek analizy twarzy, usytuowany w płatach skroniowych. Wykazały to eksperymenty przeprowadzone przez mój zespół, w trakcie których obserwowaliśmy, jak mózg reaguje na widok różnych klas obiektów. Nasze przypuszczenie potwierdziły również badania osób z uszkodzeniami mózgu – wyjaśnia prof. Kanwisher. Jeden przypadek – motocyklisty po wypadku drogowym – był szczególnie spektakularny. Na skutek uszkodzenia mózgu miał on rozmaite problemy z widzeniem. Ale bezbłędnie rozpoznawał twarze. – Tak więc funkcja ta nie jest tylko dodatkiem do systemu widzenia, w który to proces angażuje się nawet połowa kory mózgowej, ale czymś całkowicie osobnym – dodaje prof. Kanwisher. Ta naukowa układanka miałaby wszystkie elementy na miejscu, gdyby nie prozopagnozja – zaburzenie najprawdopodobniej mające podłoże genetyczne. Ludzie nim dotknięci nie mają żadnych problemów z rozpoznawaniem różnych obiektów – z wyjątkiem twarzy. Kłopotem jest dla nich zidentyfikowanie, czy dane oblicze należy do przyjaciela, członka rodziny czy obcej osoby, a nawet rozpoznanie własnego odbicia w lustrze. Zespół prof. Kanwisher oczywiście przebadał takie osoby za pomocą fMRI. I tu pojawiła się niespodzianka. Tylko w dwóch przypadkach stwierdzono brak aktywności wrzecionowatego ośrodka analizy twarzy. Jak to wytłumaczyć? – Zapewne struktura ta jest konieczna do prawidłowego rozpoznawania twarzy, ale niewystarczająca – mówi prof. Kanwisher. Emocje szympansa Czy jeszcze jakieś ludzkie umiejętności dorobiły się własnych struktur mózgowych? Neuronaukowcy na całym świecie intensywnie ich