Spezialisiert auf Gesichter

Wahrnehmungspsychologische Studie von JLU und MIT: Künstliche neuronale Netze verarbeiten Gesichter wie das menschliche Gehirn - obwohl soziale und emotionale Komponenten keine Rolle spielen

Gesichter wahrzunehmen und zu erkennen, ist für den Menschen eine lebenswichtige Fähigkeit. Sie hat sich darum im Laufe der Evolution in Millionen von Jahren herausgebildet, Gesichter werden in unserem Gehirn nämlich auf ganz besondere Weise und offenbar auch ab einem bestimmten Zeitpunkt getrennt von anderen visuellen Reizen verarbeitet.
Es ist zwar schon seit langem bekannt, dass es in unserem Gehirn ein Netzwerk von Arealen gibt, das auf die visuelle Verarbeitung von Gesichtern spezialisiert ist. Warum das aber so ist, war bislang nahezu unmöglich zu beantworten.
Ein internationales Forschungsteam der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat nun in einer aktuellen Studie neue Einblicke in die Geheimnisse des menschlichen Gehirns gewonnen. Geholfen hat dabei ein künstliches neuronales Netzwerk, das von den Forscher_innen trainiert wurde, also eine Künstliche Intelligenz, die zunächst keinen blassen Schimmer von Gesichtserkennung hatte und nun lernen sollte, diese zu erkennen.

Dabei stellten die Forscher_innen fest, dass sich dieses künstliche Netzwerk intern selbst so organisiert, dass die Verarbeitung von Gesichtern und Objekten in den späteren Verarbeitungsstufen getrennt wird. Werden zunächst alle visuellen Reize zusammen verarbeitet, landen die Gesichter schließlich in einen darauf spezialisierten Bereich. Genau so wie es beim menschlichen Gehirn ist: „Wir haben herausgefunden, dass die funktionale Spezialisierung der Gesichts- und Objektverarbeitung sich in künstlichen neuronalen Netzen genau wie im menschlichen Gehirn entwickelt“, erklärt JLU-Nachwuchsgruppenleiterin und -Projektleiterin Dr. Katharina Dobs. „Interessanterweise geschieht das, obwohl soziale Interaktion und emotionale Komponenten, die theoretisch beim Menschen die Ursache für die Spezialisierung sein könnten, für die künstliche Intelligenz keine Rolle spielen.“

Evolution im Schnelldurchlauf
Die Forschenden ziehen daraus den Schluss, dass die funktionale Spezialisierung offenbar eine optimale Strategie für die Wahrnehmung dieser Aufgaben darstellt: Im Gehirn optimiert über die Evolution in Millionen von Jahren, und in künstlichen Netzwerken optimiert anhand von Millionen von Trainingsbeispielen.

Die Forscher_innen zeigten sich begeistert über diese neuen Möglichkeiten: „Die Fortschritte in der künstlichen Intelligenz, vor allem in der künstlichen visuellen Wahrnehmung, öffnen uns hier ganz neue Türen“, sagt Dr. Katharina Dobs. „Was mich am meisten begeistert: Ich glaube, dass wir damit die Möglichkeit haben, generelle Fragen darüber zu beantworten, warum das Gehirn so ist, wie es ist“, fügt Prof. Nancy Kanwisher vom MIT hinzu.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Science Advances“ publiziert.

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Autorin / Autor: Redaktion/ Pressemitteilung