ジョージタウン大学医療センターの神経科学者とその同僚たちは、画像を音に変換する特殊な装置を使用して、視覚障害者が「脳の中の紡錘状回顔領域」と呼ばれる部分を使って基本的な顔を認識できることを明らかにしました。この領域は視覚を持つ人々が顔を見た際の処理に不可欠です。
この発見は2023年11月22日にPLOS ONEに掲載されました。オープンアクセスの論文のタイトルは「音でエンコードされた顔は早期盲目の人々の左脳の紡錘状回顔領域を活性化する」（Sound-Encoded Faces Activate the Left Fusiform Face Area in the Early Blind）です。
「視覚障害者が他の感覚を使って視覚の喪失をある程度補うことが長い間知られています。私たちの研究は、視覚と聴覚の間のこの可塑性、または補償がどの程度存在するかをテストしました。基本的な視覚パターンを音声パターンに変換する技術的な装置を使用し、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）によって、この補償的な可塑性が脳のどこで起こっているかを決定することができます。」とジョージタウン大学神経科学部門の教授であり、この研究の主要著者であるヨセフ・ラウシェッカー博士（Josef Rauschecker, PhD, DSc）は言います。
人間と非ヒト霊長類の顔認識は、専門的な皮質領域のパッチワークによって達成されます。これらの領域がどのように発達するかは、議論の的となってきました。社会的行動にとって重要であるため、多くの研究者は霊長類の顔認識のための神経メカニズムが先天的であるか、または顔との早期の視覚的経験に依存すると考えています。
「視覚障害者の結果から、紡錘状回顔領域の発達は実際の視覚的な顔の経験には依存せず、顔の構成の幾何学に対する露出に依存することを示唆しています。これは他の感覚モダリティによって伝えられる可能性があります」とラウシェッカー博士は付け加えます。
チリのアンドレス・ベロ大学に現在在籍する研究のリード著者の一人であるパウラ・プラザ博士（Paula Plaza, PhD）は、「私たちの研究は、紡錘状回顔領域が、入力チャンネルや視覚経験に関係なく、顔の“概念”をエンコードすることを実証しています。これは重要な発見です」と述べています。
盲目の人6名と視覚を持つ人10名（コントロール被験者として）が、画像から音への翻訳中に脳のどの部分が活性化しているかを見るために、機能的MRIスキャンを3回づつ受けました。科学者らは、盲目の人々においては、音による脳の活性化が主に左側の紡錘状回顔領域で見られたことを発見しましたが、視覚を持つ人々における顔の処理は主に右側の紡錘状回顔領域で発生しました。
「盲目の人々と視覚を持つ人々の間の左右の違いは、紡錘状回顔領域が顔をどのように処理するかに関係があるかもしれません。つまり、接続されたパターンとしてか、別々の部分としてか、これは私たちの感覚置換装置を改善する上で重要な手がかりになるかもしれません」と、ジョージタウン大学の神経工学センターの共同ディレクターでもあるラウシェッカー博士は述べています。
現在、ジョージタウン大学の装置を使うと、盲目の人々は音のパターンに変換された基本的な「漫画」の顔（例えば、絵文字のハッピーフェイス）を認識することができます。音を通じて顔を認識するのは時間がかかるプロセスであり、多くの練習セッションが必要でした。各セッションは、水平線や垂直線などの単純な幾何学的形状の認識から始まり、次第に刺激の複雑さを増していきます。例えば、家や顔のような形状、さらには高い家や悲しい顔など、より複雑なものへと進みます。
科学者らは最終的に、実際の顔や家の写真とその装置を組み合わせて使用したいと考えていますが、科学者らはまず装置の解像度を大幅に向上させる必要があると指摘しています。「盲目の人々が写真から個人を認識することを学ぶことが可能かどうかを知りたいです。これには私たちの装置でさらに多くの練習が必要になるかもしれませんが、翻訳が行われている脳の領域を特定した今、私たちはプロセスを微調整する方法をよりよく把握できるかもしれません」とラウシェッカー博士は結論付けています。
[News release] [PLOS ONE article]
