N170

N170

N170은 얼굴, 익숙한 물체 또는 단어의 신경 처리를 반영하는 사건 관련 전위(ERP)의 구성요소다.[1] 또한 N170은 예측 오류 프로세스에 의해 변조된다.[2][3]

얼굴의 이미지에 의해 유발되는 잠재력을 다른 시각적 자극에 의해 도출된 잠재력과 비교할 때, 전자는 자극 표시 후 130~200ms의 부정적인 면을 증가시켰다. 이러한 반응은 후미피토-임시 전극 부위에서 최대치로 나타나며, 이는 방추형 및 하한-임시형 계리에 위치한 소스와 일치하며, 전기 코토그래피에 의해 확인된다.[4][5] N170은 일반적으로 우뇌 편중화를 표시하며 면의 구조 인코딩과 연결되어 있어 주로 면에 민감한 것으로 간주된다.[6][7] EEG와 결합된 초전도 자기 자극을 이용한 연구는 N170이 전두엽 피질의 하향식 영향에 의해 변조될 수 있다는 것을 발견했다.[8]

역사

N170은 Shlomo Bentin과 동료들에 의해 1996년에 처음 설명되었는데,[9] Shlomo Bentin은 얼굴과 다른 물체를 보는 참가자들의 ERP를 측정했다. 그들은 인간의 얼굴과 얼굴 부분(눈 등)이 동물의 얼굴, 신체 부위, 자동차를 포함한 다른 자극과는 다른 반응을 이끌어냈다는 것을 발견했다.

앞서 보첼과 그루저에 의해 수행되고 1989년에[10] 처음 보고된 작품도 인간의 얼굴 처리에 해당하는 ERP의 구성요소를 찾으려고 시도했다. 그들은 관찰자들에게 선 그리기 (한 실험에서)와 얼굴, 나무, 의자의 흑백 사진 (두 번의 추가 실험에서)을 보여주었다. 그들은 다른 자극 등급과 비교하여, 얼굴 면은 (머리 위쪽의) 중앙 전극 부위에서 최대치인, 시작 후 약 150 ms 후에 더 큰 양의 성분을 도출한다는 것을 발견했다. 이러한 효과의 지형과 편중화의 부족은 후두-임시 지역의 얼굴 선택적 영역에서 이 얼굴 특유의 잠재력이 발생한 것이 아니라 변연계에서도 발생한다는 결론을 이끌어냈다. 이후 이 구성 요소를 정점 양성 전위(VPP)라고 칭했다.[11]

명백히 상반되는 두 가지 결과를 시정하기 위한 시도로, Joyce와 Rossion은[12] 참가자들이 얼굴 및 기타 시각적 자극을 보는 동안 53개의 두피 전극에서 ERP를 기록했다. 기록 후, 그들은 코와 마스토이드 과정을 포함하여 일반적으로 사용되는 몇 개의 기준 전극 부위로 데이터를 다시 참조했다. 그들은 N170과 VPP는 동일한 신경 발전기에서 발생하는 동일한 쌍극자 배열로 설명될 수 있으며, 따라서 동일한 과정을 반영할 수 있다는 것을 발견했다.

기능 민감도

N170의 가장 많이 연구된 속성 중 세 가지는 얼굴 반전, 얼굴 레이스, 감정 표현 등의 조작을 포함한다.

반전된 얼굴(즉, 거꾸로 제시된 얼굴)은 더 인지하기[13] 어렵다는 것이 정립되었다( 대처 효과는 이를 잘 보여주는 예다). 그들의 획기적인 연구에서, Bentin 등은 반전된 면이 N170 성분의 대기 시간을 증가시킨다는 것을 발견했다.[9] 자크와 동료들은 적응 패러다임을 이용하여 얼굴 반전 효과(FIE)의 시간 코스를 더욱 연구했다.[14] 동일한 자극이 여러 번 제시되면 뉴런 반응은 시간이 지날수록 감소하고, 다른 자극이 제시되면 반응이 회복된다. 따라서 "적응에서 해제"가 발생하는 조건은 자극 유사성을 측정하는 방법을 제공한다. 그들의 실험에서, 자크 외 연구진은 적응으로부터의 방출이 더 작고 반전된 면에 대해 30 ms 후에 발생한다는 것을 발견했는데, 이는 뉴런 모집단 얼굴 아이덴티티를 인코딩하는 것은 반전된 면의 아이덴티티를 검출하기 위해 추가적인 처리 시간이 필요하다는 것을 보여준다.

인종이 N170의 진폭에 미치는 영향을 연구한 실험에서 얼굴 뒤집기와 함께 "기타 레이스 효과"가 도출된 것으로 밝혀졌다. 비지올리와 동료들은 피험자가 동일한 인종(SR)이나 다른 인종(OR) 그림을 처리하는 동안 안면인식 장애의 효과를 검사했다.[15] 연구팀은 시각적 전문지식이 역전에 결정적인 역할을 한다는 전제하에 N170 실험을 고안해 냈는데, SR면(홀릭 처리)을 가진 시청자의 높은 전문지식이 OR면 자극에 비해 강한 FIE를 이끌어내야 한다는 가설을 세웠다. 저자들은 서부 백인과 동아시아 피험자(별도 2개 그룹)의 EEG를 기록했는데, 이들은 서부 백인과 동아시아, 아프리카 아메리카가 직립과 역방향으로 마주보는 그림을 제시받았다. 모든 얼굴 자극은 외부 특징(예: 머리카락, 턱수염, 모자 등)을 제거하기 위해 잘라졌다. 두 그룹 모두 직립 동일 레이스(SR) 면보다 역진폭이 큰 후기 N170(우반구 위)을 표시했지만 OR 및 AA 광 자극에 대해서는 반전 효과를 나타내지 않았다. 또한, 두 참가자 그룹에서 직립면에 대한 N170의 최고 진폭과 관련하여 어떤 레이스 영향도 관찰되지 않았다. 결과는 또한 자극의 인종들 간에 유의한 지연 시간 차이를 발견하지 못했지만, 얼굴 뒤집기는 N170 진폭과 시작을 각각 증가시키고 지연시켰다. 그들은 피험자들의 반전된 얼굴에 대한 경험 부족이 자극이 어떤 종족인지에 관계없이 그들의 표준적 지향에 나타난 그림보다 그러한 자극의 처리를 더 어렵게 만든다고 결론짓는다.

반전, 인종에 의한 변조 이외에도 감정 표현은 N170 얼굴 연구의 초점이 되어 왔다. Righart와 de Gelder가 수행한 실험에서 ERP 결과는 피험자에 의해 두려움과 행복한 얼굴 표정을 분류할 때 얼굴 처리의 초기 단계가 감정적인 장면에 의해 영향을 받을 수 있다는 것을 보여준다.[16] 이 패러다임에서 피실험자들은 자연 장면의 사진에 중앙에 겹쳐진 행복하거나 두려운 얼굴의 컬러 사진을 보아야 했다. 그리고 의미를 부여할 수 있는 색상이나 기타 항목과 같은 낮은 수준의 기능을 제어하기 위해, 모든 장면 사진은 이미지 전체에 걸쳐 픽셀의 위치를 랜덤화하여 스크램블했다. 실험의 최종 결과는 감정 효과가 N170과 관련이 있다는 것을 보여준다. N170은 얼굴들이 두려운 맥락에서 나타났을 때 행복한 장면이나 중립적인 장면에 놓였을 때 더 큰 (음) 진폭이 나타났다. 사실, 왼쪽 후시피토-임시 분포 N170 진폭은 공포 장면에서 나타났을 때 온전한 공포 얼굴들에 대해 극적으로 증가했지만, 행복하거나 중립적인 장면에서 공포 얼굴을 제시했을 때 수준은 높지 않았다. 온전한 행복한 얼굴에 대해서도 비슷한 결과가 나왔지만 무서운 장면이나 표정과 관련된 것만큼 진폭은 높지 않았다.[17] Righart와 De Gelder는 작업과 관련된 장면의 정보가 얼굴 표정에서 얻은 정보와 빠르게 결합되며, 피험자가 표정을 구별/분류할 필요가 있을 때 처리 초기 단계에서 맥락 정보를 사용한다고 결론짓는다.

Ghuman과 동료들이 전기 코토그래피를 사용하여 방추형 얼굴 부위의 직접 신경 기록을 사용하여 수행한 연구 결과는 N170이 다른 시각 영상에 비해 얼굴에 매우 강한 반응을 보이는 반면 N170은 얼굴의 정체에 민감하지 않다는 것을 보여주었다.[4] 대신, 그들은 사람이 보고 있는 얼굴을 250~500ms 사이의 활동에서 해독할 수 있다는 것을 보여주었는데, 이는 신원 처리가 N250에서 시작된다는 가설과 일치한다.[18] 이러한 결과는 N170이 얼굴 및 얼굴 검지의 요지 수준 처리에 중요함을 시사하며, 이 프로세스는 나중에 얼굴 개별화를 위한 단계를 설정할 수 있다.

제너레이터

인간이 얼굴을 인지할 수 있는 용이성과 신속성을 고려할 때, 많은 신경과학적 연구는 뇌가 얼굴을 어떻게, 어디서 처리하는지 이해하기 위해 노력해왔다. 초기 "안면맹증"에 대한 연구는 후두피토-임시지방의 손상으로 인해 사람들이 얼굴을 인식하지 못하거나 완전히 무능하다는 것을 발견했다. 얼굴 처리에서 이 지역이 중요하다는 융합 증거는 fMRI를 통해 나왔으며, fusiform face 영역인 fusiform gyrus 영역이 얼굴 이미지에 선택적으로 반응한다는 것을 발견했다.

얼굴 처리 네트워크의 다른 영역도 N170에 기여할 수 있지만,[4][5] 전기 코토그래픽을 사용하는 인간의 두개골 내 기록은 방추형 얼굴 영역이 N170의 발생기 중 하나라는 매우 강력한 증거를 제공한다.

수행된[19] N170에 대한 조사는 N170의 신경 발생기 위치를 추정하기 위해 ERP 원천 국지화 기법을 사용했다. 그들은 N170이 후측 상측두설탕에서 발생했다고 결론지었다. 그러나 이러한 기법에는 잠재적인 오류 출처가 있으며, 그러한 발견에서 도출된 추론의 타당성에 대해서는 의견이 분분하다.[20]

면 또는 점간 분산

2007년에 기욤 티에리와 동료들은[21] N170의 얼굴 특이성에 의문을 제기하는 증거를 제시했다. 대부분의 초기 실험에서는 얼굴의 정면 보기에 대한 반응을 보다 가변적인 자세와 구성으로 나타날 수 있는 다른 물체의 반응과 비교했을 때 N170이 발견되었다. 그들의 연구에서, 그들은 자극이 얼굴이나 페이스가 아닐 수 있고, 어느 한 계층의 유사성이 높거나 낮을 수 있다는 새로운 요소를 도입했다. 유사성은 동일한 범주의 자극 쌍의 픽셀 값 사이의 상관관계를 계산하여 측정했다. ERPs를 이러한 조건에 대해 비교했을 때, 그들은 저-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비-비 그러나 유사도가 높은 비패스는 N170이 유의미한 반면 유사도가 낮은 얼굴은 그렇지 않았다. 이러한 결과는 저자들이 N170이 실제로 자극 유사성의 척도로서 얼굴 가공이 아니라고 결론내리게 했다.

이에 대응하여 로시온과 자크는[7] N170의 이전 연구에서 사용된 몇 가지 객체 범주에 대해 위와 같이 유사성을 측정하였다. 그들은 얼굴이 집, 자동차, 신발과 같이 유사성 값이 비슷하거나 더 높은 다른 종류의 물체보다 더 큰 N170을 도출한다는 것을 발견했다. 티에리 외 연구진이 N170에 대한 유사성 효과를 관측한 이유는 여전히 불확실하지만, 로시온과 자크는 유사성이 낮으면 반응 지연 시간에 더 많은 분산이 일어난다고 추측한다. ERP 구성요소는 많은 개별 시험의 결과를 평균하여 측정하기 때문에, 높은 지연 시간 분산은 효과적으로 반응을 "미소"하여 평균의 진폭을 감소시킨다. 로시온과 자크도 티에리와 동료들이 사용하는 방법론에 대한 비판을 내놓으며, 그들이 고 유사성 얼굴과 고 유사성 비패스의 차이를 찾지 못한 것은 전극 부위의 선택이 좋지 않았기 때문이라고 주장한다.

참고 항목

참조

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외부 링크

  • Bruno Rossion의 연구실에는 N170에 대한 그들의 연구의 개요가 있다.