Human visual processing of natural facial motion analyzed by fMRI

Abstract

Psychological studies have shown strong evidence that facial motion supports identification of faces. Until now, the sensitivity to moving faces in brain regions thought to process identity information was not well known. The present thesis studied how the brain processes natural non-rigid facial motion in direct comparison to static face stimuli. A previous study by Schultz and Pilz (2009) showed that dynamic faces elicit higher responses than static faces in lateral temporal areas (hMT/V5 and STS). Interestingly, that study showed that staticface-sensitive regions FFA and OFA also respond more to dynamic than static faces. The current study pursues this work to exclude potential confounding factors. Previous results were confirmed and specified: In order for this response increase to appear, a correct temporal order of the frames constituting the dynamic face stimuli is required. These results suggest cortical integration of facial motion and identity information and therefore link knowledge about cortical functioning with psychological experiments. For further investigation we suggest to examine a hypothesized transmission of dynamic facial signature information from motion-sensitive areas to the ventral temporal cortex.

Menschen sind hochspezialisierte soziale Wesen auf der Grundlage der Fähigkeit, in Gesichtsbewegungen den physiologischen Status, die Handlung, die Emotionen und die Absichten zu erkennen. Diese Arbeit untersucht, wie das menschliche Gehirn natürliche, fließende Gesichtsbewegungen im Vergleich zu statischen Gesichtsbewegungen verarbeitet. Sie baut auf zweierlei Arbeiten auf: Erstens zeigen psychologische Untersuchungen, dass Gesichtsbewegungen uns die Identifizierung erleichtert und zweitens haben Arbeiten mit funktioneller Kernspintomographie (fMRI) gezeigt, dass nicht nur die lateralen, temporalen Gebieten (hMT/V5 und STS), sondern auch Gebiete, die sich sensibel auf statische Gesichter gezeigt haben (FFA und OFA), stärker auf Gesichtsbewegungen als auf statische Gesichter reagieren. Die Arbeit versucht, mögliche Störfaktoren der letzteren auszuschließen. So konnten die gefundenen Ergebnisse bestätigt und genauer dargestellt werden: Um die erhöhte Aktivität zu zeigen, muss die richtige zeitliche Abfolge der Bilder einer Gesichtsbewegung gewährleistet sein. Die Ergebnisse legen somit eine kortikale Vernetzung von Gesichtsbewegung und Persönlichkeitsinformationen nahe.