Localization of facial symmetry perception through fMRI

Abstract

İnsanların yüzlerin sahip olduğu simetriye yüksek ölçüde duyarlı oldukları ve bu simetriyi belirlemede keskin başarı Gösterdikleri gözlemlenmiştir. Buna rağmen, yüz simetrisi algısıhenüz nöral bağlantıları yönünden incelenmemiştir. Bu tezde, fonksiyonel magnetik rezonans görüntüleme (fMRG) adaptasyon yöntemi kullanılarak beyinde yüz simetrisialgısının lokalizasyonunu inceledik. Bu yöntemle, katılımcılara simetri özelliği farklılık gösteren yüzler gösterilerek, belirgin oranda daha fazla aktif olan nöron grupları tespitedilebilmektedir. Kullandığımız görsel uyaranları sahip oldukları aydınlık, pozisyon ve kontrast gibi değerleri normalize edilerek sadece simetri özelliği değişecek şekilde bu çalışma için özel olarak hazırladık. Önceki çalışmalar beyinde Lateral Oksipital Korteks (LOK) denilen özel bir bölgenin objeler ve yüzlerdeki oryantasyon ve pozisyon değişimine duyarlılık gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Tasarladığımız deneyin sonucunda, yüz simetrisine duyarlı hareketlenmenin LOK sınırları dahilinde olduğunu gözlemledik. LOK'un içerininde daha önceden tanımlanmış ve yüzle ilgili değişikliklere duyarlı olan LO1 ve LO2 isimli alanların ikisinin de yüz simetrisindeki değişikliklerde rol oynadığını gözlemledik. Aynı zamanda, fMR-adaptasyon yöntemini yüz dışındaki objeler için de kullandık. Bunun için, içindeki görsel bilgiler yüz görselleriyle aynı olan ancak anlam ifade etmeyen resimler kullandık. Böylece, yüz dışındaki objelerin simetri algısında da LO1 ve LO2'nin rol oynadığını öneren önceki çalışmaları yineledik. Bu bulgularımız ortaya koydu ki, yüz simetrisi algısı, LOK'un yalnızca farklı işlevler için özelleşmiş bir bölgesinde gerçekleşmemekte ancak obje algısı için ayrılmış daha geniş kaynakları kullanmaktadır. Şu anda bildiğimiz kadarıyla, yüzlerdeki simetri algısını fMR-adaptasyonu yöntemiyle inceleyen ilk çalışmayı böylece gerçekleştirmiş bulunduk.

Humans are extremely sensitive and accurate about detecting the amount of symmetry that a face possesses. However perception of facial symmetry has not been investigated in terms of its neural correlates yet. In this thesis, we investigated localization of facial symmetry perception in the brain through the use of the fMR adaptation method. In this method,marginally active neuronal populations can be detected by presenting faces with varying symmetry. By standardizing all aspects of the faces such as illumination, pose and contrast,we manipulated only the amount of fluctuating asymmetry in the face images. Previous studies have shown that a specific area, lateral occipital complex (LOC) exhibits sensitivityto orientation and position changes to faces and other objects. We observed that facial symmetry activation is specifically localized within the LOC boundaries. Within the LOC,we found that previously defined areas namely LO1 and LO2 are both responsive to manipulations of facial symmetry. We also tested our fMR-adaptation paradigm on non-face images, generated by scrambling the face stimuli used in our experiments. We replicated earlier results which demonstrated that LO1 and LO2 are activated in detecting differences between symmetric versus asymmetric patches. This suggests that although facial symmetry perception is not processed by a function specific area of the LOC, it uses main resources allocated for the object recognition system in an efficient manner. To the best of our knowledge, our study is the first to investigate face symmetry perception through fMRadaptation.