Większość z nas w pewnym momencie doznała wrażenia, że ktoś wpatruje się w nas w naszym widzeniu peryferyjnym. Wystarczy jedno szybkie spojrzenie, aby potwierdzić lub zaprzeczyć temu wrażeniu. Czasami rzeczywiście patrzy na nas jakaś twarz, czasami ta twarz nie patrzy na nas, a czasami w ogóle jej nie ma.

System wzrokowy jest zbudowany w taki sposób, że nasze widzenie centralne jest znacznie bardziej szczegółowe i precyzyjne niż widzenie peryferyjne. Aby rozpoznać przedmioty, zinterpretować twarze lub przeczytać tekst, musimy wykonać ruchy oczu w kierunku przedmiotu zainteresowania. Te ruchy fiksacyjne oczu służą do przeniesienia przedmiotu zainteresowania do naszego centralnego pola widzenia, gdzie możemy polegać na czopkach siatkówki o dużej gęstości i powiększeniu korowym, aby postrzegać bodziec w jego maksymalnym stopniu szczegółowości.

Szybkie, automatyczne fiksacje na twarzach

Czasami nasze ruchy oczu w kierunku bodźców peryferyjnych są dobrowolne, a czasami dzieją się bez naszej świadomości. Badania przeprowadzone przez Sébastiena Crouzeta i współpracowników w 2010 roku wykazały, że twarze na peryferiach szybko i automatycznie kierują nasze ruchy oczu. Badacze opracowali zadanie wyboru sakkadowego, w którym uczestnikom pokazywane są dwa obrazy obok siebie i muszą oni szybko spojrzeć na obraz, który ich interesuje. Na przykład, w jednym bloku uczestnicy mogą zostać poinstruowani, by w każdej próbie patrzeć na pojazd (i ignorować twarz), a w innym bloku mogą zostać poinstruowani, by patrzeć na twarz (i ignorować pojazd).

Analizując szybkość i dokładność ruchów oczu uczestników, Crouzet i współpracownicy odkryli dwa intrygujące fakty: (1) twarze wywołują niezwykle szybkie fiksacyjne ruchy gałek ocznych, które są inicjowane w ciągu około 100 ms – znacznie szybciej niż w przypadku innych kategorii obrazów, takich jak pojazdy czy zwierzęta – oraz (2) ludzie często wykonują niezamierzone ruchy gałek ocznych w kierunku twarzy, nawet gdy otrzymują instrukcję ignorowania twarzy. Badania te wykazały szybką i automatyczną tendencję do patrzenia na peryferyjne twarze, ale pozostawiły otwarte pytanie: co tak naprawdę widzimy, gdy widzimy twarz na peryferiach?

Aby ukończyć zadanie wyboru sakkadowego, uczestnicy badania Crouzeta i wsp. musieli dostrzec przynajmniej tyle szczegółów dotyczących peryferyjnej twarzy, aby odróżnić ją od kategorii przynęt (pojazdów lub zwierząt). Ponieważ jednak twarze tak bardzo różnią się od pojazdów i zwierząt, uczestnicy mogli polegać na ogólnych statystykach obrazu (np. na ogólnych wzorcach kontrastu ciemnych i jasnych barw twarzy) lub nawet na czymś tak prostym, jak podstawowy zarys twarzy, aby dokonać wyboru sakkadycznego.

Detekcja peryferyjnych cech twarzy

Nowe badania Nicole Han i współpracowników (2021) sugerują, że nasze widzenie peryferyjne w rzeczywistości reprezentuje znacznie więcej niż to.

W ich badaniu uczestnicy zostali najpierw poinstruowani, aby fiksować wzrok na rogu ekranu, a następnie pokazano im na krótko niewyraźną twarz w centrum ekranu. Uczestnicy mieli ułamek sekundy (600 ms) na przyjrzenie się twarzy, aby później rozpoznać ją na podstawie zestawu przynęt. Co ważne, w niektórych próbach zamazane twarze były nienaruszone, podczas gdy w innych usuwano z nich cechy charakterystyczne lub umieszczano je w niewłaściwej pozycji (np. nos umieszczano nad ustami). Han i współpracownicy mierzyli miejsce w obrębie twarzy, na którym kończyły się ruchy oczu uczestników.

Zgodnie z wcześniejszymi badaniami (np. Peterson i Eckstein, 2012), większość uczestników grawitowała do patrzenia na konkretne miejsce na twarzy: tuż pod oczami (pozycja, która jest uważana za optymalną dla rozpoznawania twarzy). Co intrygujące, to zachowanie było spójne bez względu na pomieszanie cech twarzy. Oznacza to, że bez względu na to, czy twarze były ułożone normalnie, czy też pomieszane poprzez umieszczenie oczu poniżej ust i nosa, uczestnicy nadal wykonywali ruchy oczu, by wylądować tuż pod oczami twarzy.

Wynik ten dowodzi, że nasze widzenie peryferyjne dla twarzy jest bardziej wyrafinowane niż początkowo sądziliśmy. Kiedy twarz pojawia się na naszych peryferiach, nie widzimy po prostu rozmytego bodźca przypominającego twarz, a następnie patrzymy w miejsce, gdzie powinny znajdować się oczy; raczej nasz system wizualny faktycznie wykrywa konkretne cechy – co ważne, oczy – i kieruje nasze ruchy oczu w stronę tych cech.

Wbudowany system wykrywania twarzy dla widzenia peryferyjnego?

Odkrycia Hana i współpracowników dodają się do rosnącego zestawu dowodów, które sugerują, że nasze widzenie peryferyjne może mieć swój własny wbudowany system wykrywania twarzy. Badacze tacy jak Crouzet i współpracownicy twierdzili wcześniej, że czas potrzebny do zainicjowania ruchu oka w kierunku peryferyjnej twarzy (około 100 ms) jest zbyt szybki, aby można go było wyjaśnić za pomocą typowych ścieżek wzrokowych, gdzie informacje w siatkówce są przekazywane do bocznych jąder genikulacyjnych (LGN), przekazywane do wczesnej kory wzrokowej (V1), przetwarzana przez dodatkowe obszary kory wzrokowej (V2-V4), a następnie ostatecznie postrzegana jako twarz przez obszary przetwarzające twarz, w tym potyliczny obszar twarzy (OFA, lub dolny zakręt potyliczny, IOG-twarz) i bruzdowate obszary twarzy (FFA, lub pFus-twarz i mFus-twarz, tylny i środkowy bruzdowaty obszar twarzy).

Biorąc pod uwagę liczbę synaps zaangażowanych w tę ścieżkę, ten strumień przetwarzania wymagałby co najmniej 170 ms przetwarzania, zanim ruch oka mógłby zostać zainicjowany. Zamiast tego, dane dotyczące ruchu gałek ocznych wskazują na szybszą (być może podkorową) ścieżkę, która może to osiągnąć w ułamku czasu. Nowe odkrycia Han i współpracowników sugerują, że ten szybki system przetwarzania twarzy nie jest po prostu dostrojony do ogólnych bodźców podobnych do twarzy, ale może faktycznie zidentyfikować konkretne cechy twarzy (takie jak oczy), niezależnie od tego, gdzie są one umieszczone na twarzy.

Przyszłe badania mogą zbadać to pytanie dalej, pytając, co się dzieje, gdy twarze są prezentowane w skrajnych peryferiach. W którym momencie na peryferiach zdolność do postrzegania rysów twarzy ostatecznie się załamuje? Czy naprawdę jesteśmy w stanie wyczuć, że ktoś patrzy na nas kątem oka, czy też mamy tendencję do zakładania, że tak właśnie się dzieje? I jak zdolność (lub uprzedzenie) do wykrywania peryferyjnych twarzy różni się u poszczególnych osób?