Tendencias científicas: Imágenes de caras humanas recreadas con precisión observando la actividad neuronal de primates

Mediante técnicas de imagen por resonancia magnética funcional (IRMf) y registros electrofisiológicos, un equipo de investigadores se propuso construir un modelo explícito de «células selectivas de rostros» como medio para descodificar caras de forma realista y arbitraria a partir de las respuestas de lo que el equipo científico denomina «células de caras». También se ocuparon de descubrir si serían capaces de anticipar la activación de estas células en respuesta a la presentación de una imagen de un rostro.

Determinar el modo en el que las células encefálicas procesan imágenes reconocibles en la corteza visual superior fue una de las primeras tareas de los responsables del estudio. En trabajos anteriores realizados por la profesora Doris Tsao del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y sus colegas se utilizó IRMf para identificar zonas de células especializadas que se activaban cuando se mostraban imágenes de un rostro. Las «células de caras» se encuentran en las seis zonas de la corteza temporal inferior, zonas estas que se denominaron, de forma consecuente, «zonas de caras».

El equipo ubicó seis zonas de caras en dos primates mediante IRMf presentando un conjunto de estímulos localizadores de la cara que contenía imágenes de caras y de objetos sin cara. A continuación se registró la actividad electrofisiológica de algunas de las zonas. Para interpretar la actividad, el equipo definió cincuenta dimensiones distintas que componen un rostro reconocible utilizando parámetros como la distancia entre los ojos, el ancho de la línea del pelo, así como características no basadas en las formas, como el tono de la piel.

El equipo mostró a continuación las imágenes de dos mil caras a los animales y registró la actividad resultante en doscientas cinco neuronas de las «zonas de caras». Sus resultados se publicaron en la revista «Cell» en un artículo titulado «The Code for Facial Identity in the Primate Brain». La revista «New Scientist» también se hizo eco de los hallazgos y publicó la siguiente declaración de la profesora Tsao: «Hemos descifrado el código encefálico de la identidad facial».

La profesora Tsao explicó que, si bien la cantidad de caras posibles es infinita, estas pueden describirse con solo cincuenta dimensiones. «Es como las imágenes generadas por ordenador, solo que en nuestro encéfalo». Los investigadores sugieren que cerca de doscientas neuronas codifican distintas características de una cara. Pero cuando se combina toda la información de cada neurona, el encéfalo del macaco es capaz de reconstruir una imagen clara de la cara de alguien. Mediante un algoritmo se pudo recrear las caras que los monos habían visto en las fotos. Cuando la imagen inicial se situó junto a la reconstruida se hizo palpable que eran prácticamente idénticas. Solo fueron necesarias ciento seis células de una zona y noventa y nueve de otra para recrear el rostro con precisión.

«Los resultados fueron enormemente sorprendentes pues siempre habíamos pensado que las “células de caras” eran más complejas. Sin embargo, cada célula de caras solo mide la distancia en un único eje de espacio del rostro y pasa completamente por alto otras características», informó la profesora Tsao a la BBC. Las relaciones estrechas entre primates permiten suponer que el encéfalo humano podría funcionar mediante un mecanismo similar. El primer autor del artículo, Steve Le Chang, sugirió que la investigación apunta a la posibilidad de codificar otros objetos mediante sistemas de coordenadas sencillos similares a este.