Ученые на основе исследований мозга обезьяны создали нейронную сеть, способную распознавать лица, и обнаружили в ней характеристики, свойственные как обезьяне, так и человеку. Например, ей легче распознать лицо, повернутое в три четверти, и сложнее узнать человека по перевернутой фотографии.

Неврологи использовали магнитно-резонансную томографию, чтобы исследовать, как мозг обезьяны реагирует на знакомые лица. Ученые обнаружили, что при виде лица мозг подсвечивается в девяти разных зонах. Эти зоны назвали «лицевыми патчами», предположив, что они образуют сеть, отвечающую за распознавание.

Амирхусейн Фарзмахди из Института Исследований фундаментальных наук в Тегеране, Иран, вместе с несколькими коллегами со всего мира построил нейронные сети, каждая из которых повторяет функции, найденные в мозге обезьяны. Они объединили разработки в одну нейронную сеть, способную распознавать лица. Система продемонстрировала поведение, свойственное как обезьянам, так и людям.

Как построили и обучили сеть?

Нейронная сеть состоит из шести слоев. Первые два распознают границы, как зрительные зоны V1 и V2. Следующие два слоя распознают части лица — глаза, нос, рот — симулируют поведение зоны V4. Последний слой сопоставляет изображение с личностью.

Фарзмахди с коллегами тренировали систему, используя несколько баз изображений. Одна из них содержала 740 фотографий — по 37 изображений 20 человек, сделанных с разных углов. Другая база состояла из фотографий 90 человек, также сделанных с 37 ракурсов.

Что обнаружили ученые?

• Оптимальный угол для распознания — поворот в три четверти.
• Распознавать лица сложнее, когда они перевернуты.
• Составные изображения (половина лица одного человека, половина другого) выглядит для мозга, как незнакомое лицо.
• После тренировки на фото людей одной расы, системе сложнее распознать человека другой расы.

Интересно, что эти принципы свойственны человеку, и только эта система распознавания лиц воспроизвела эти биологические характеристики. Впервые ученые смогли искусственно воспроизвести поведение одновременно человека и обезьяны.

Если этот подход сработал со зрением, то можно ли его использовать для воссоздания слуха, осязания, вестибулярного аппарата?