reconocimiento de rostros
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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
ZARAGOZA
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E
INVESTIGACIÓN
PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO
EN PSICOLOGÍA
RESIDENCIA EN NEUROPSICOLOGÍA CLÍNICA
TEORÍAS Y MÓDELOS DE INTERVENCIÓN III.
NEUROPSICOLOGÍA CLÍNICA
URQUIJO GALÁN NIDIA
“MODELOS FUNCIONALES SOBRE RECONOCIMIENTO DE
ROSTROS”
En 1986 el British Journal of Psychology (Bruce & Young, 1986) publicó un
artículo que explica un modelo considerado como uno de los más importantes y de mayor
influencia en el tema del reconocimiento de rostros. Este modelo ha sido utilizado por
algunos autores y ha aparecido en diversos artículos de revisión utilizados para explicar
temas como el desarrollo del reconocimiento y procesamiento de rostros y prosopagnosia
(Kress, 2000; Young, McWeeny, Hay & Ellis, 1986; Ellis & Young, 1990; Burton, Bruce
& Johnston, 1990).
Este artículo, cuyos autores son Vicki Bruce y Andy Young, pretendió presentar un
modelo funcional que explicara los procesos tanto perceptivos como cognitivos
involucrados en el reconocimiento de rostros. Ya que, de acuerdo a lo que ellos mismos
apuntan, la investigación anterior concerniente al tema consistía en gran cantidad de
actividad empírica, sin estar apoyada por una comprensión teórica sobre los procesos
subyacentes al reconocimiento de rostros. Es por ello, que uno de sus principales objetivos
al crear su modelo, fue crear teoría en vez de experimentación.
Como antecedentes principales para la creación de este modelo (y en base a lo
reportado por los mismos autores), se encuentran los 200 estudios citados y compilados por
Baron, así como el modelo que este autor postuló. La revisión mencionada consiste en
estudios de diferentes tipos y con distintos objetivos. Destacan investigaciones sobre
reconocimiento de rostros en niños y adultos; reconocimiento como una función propia a
diferentes clases sociales o étnicas, edad, sexo o atractivo del rostro; reconocimiento como
una función vista a partir de daño cerebral o estudiado desde la dominancia hemisférica.
Este autor concluyó que, aunque estos estudios proporcionan una idea básica sobre la
capacidad humana para reconocer rostros, ninguno presenta una descripción detallada de la
los mecanismos de procesamiento de información involucradas en el reconocimiento de
rostros (1979; citado en Bruce & Young, 1986).
En una publicación posterior, Baron explicó su propio modelo computacional para
explicar el reconocimiento de rostros. De acuerdo a este autor, cuando el estímulo
presentado es un rostro conocido, el reconocimiento se realiza automáticamente. En
cambio, si el rostro no es familiar, el procesamiento del rostro se realiza de forma
secuencial, y se basa en la localización y comparación de rasgos más que del procesamiento
de todo el rostro como una Gestalt. Los procesos involucrados en este sistema incluyen:
codificación de imágenes visuales en patrones neurales, detección de rasgos faciales
simples, estandarización del tamaño, reducción de los patrones neurales en
dimensionalidad, y correlación de la secuencia resultante de patrones con todos los patrones
visuales almacenados en la memoria. De este modo, la imagen de entrada es reconocida por
el (así llamado por él mismo) sistema de reconocimiento de rostros si es que esta se
identifica correctamente como uno de los rostros almacenados en la base de datos
(memoria). Una imagen de entrada es reconocida erróneamente si se identifica
incorrectamente como una de las personas representadas en la base de datos, y un rostro se
“pierde” si la imagen presentada pertenece a una persona de la base de datos, pero no se
identifica como tal (Baron, 1981).
Existen otros autores sobre quienes estuvo basado el modelo de Bruce y Young.
Estos se interesaron en proporcionar evidencia sobre la localización y sobre la
lateralización cerebral de los componentes del reconocimiento de rostros. Los más
importantes para Bruce y Young son H. Ellis y Rhodes (Bruce & Young, 1896). Sin
embargo, estos artículos no fueron revisados, ya que, el interés fundamental de este trabajo
es revisar algunos modelos funcionales o cognitivos sobre el tema y el interés por la
localización de los componentes del proceso de reconocimiento de rostros se considera un
tema aparte.
Bruce y Young (1986) usaron el término "reconocimiento de rostros" para explicar
un proceso que incluye cualquier tipo de información que permitiera la identificación de
una persona únicamente basándose en su rostro. Identificaron a este proceso no como un
evento unitario, sino como la interacción de varios componentes funcionales.
Su intención con este modelo no fue explicar o relacionar los componentes del
proceso de reconocimiento de rostros con algún área específica del cerebro, sino
únicamente proporcionar evidencia a favor de la existencia de componentes funcionales en
el sistema de reconocimiento de rostros, es decir, crear un modelo meramente cognitivo.
El modelo de Bruce y Young está basando en el estudio de los déficits funcionales
que se presentan al ocurrir una lesión cerebral. Estos autores, de acuerdo a lo que ellos
mismos reportan, hicieron una revisión de estudios experimentales sobre el procesamiento
de rostros y sobre los trastornos en este tipo de procesamiento debidos a lesión cerebral, en
los cuales observaron que diversos patrones de lesiones pueden proporcionar información
importante sobre la identificación de los componentes funcionales del sistema y como es
que éstos se organizan.
Para poder llegar a la explicación de su modelo, los autores inicialmente proponen que los
rostros pueden derivar diferentes tipos de información. Concluyen que, al menos, son siete
los diferentes tipos más importantes, ellos los llamaron "códigos de información".
Distinguieron entre los códigos pictóricos, estructurales, semánticos de origen visual,
semánticos específicos a la identidad, expresión, relativos a la forma del habla y el nombre.
Se pretende explicar cada uno de ellos a continuación. Cabe aclarar que toda la información
concerniente a este modelo, fue tomada del mismo artículo (Bruce & Young, 1986)
Código pictórico. Una fotografía o cualquier imagen en la que se incluya un rostro,
puede generar un código pictórico. Este código, puede contener detalles concernientes a
aspectos propios de la imagen, tales como, la luz, textura o defectos encontrados en ésta, así
como la expresión facial capturada en la imagen. Este tipo de código no podría por sí
mismo favorecer la tarea de reconocimiento de rostros, ya que es necesario que se
establezcan representaciones visuales más abstractas (que no tengan que ver únicamente
con el estilo de peinado, ángulo de la cabeza, expresión facial), para poder generar el
reconocimiento. Los autores consideran que el código pictórico carece de importancia en la
vida diaria, ya que los rostros observados raramente se encuentran en la misma posición y
expresión todo el tiempo.
Código estructural. Este tipo de código es mucho más abstracto y se supone que
media el reconocimiento de rostros en la vida diaria. Se refiere tanto a la identificación del
acomodo de los rasgos del rostro (configuración), como a la identificación de estos rasgos
por sí mismos. Es en este código donde se hace una diferencia en el reconocimiento de
rostros familiares y no conocidos. Bruce y Young argumentaron que un rostros familiar se
representa por una serie de detalles interconectados, algunos referentes a la configuración
general de lo que se conoce como "rostro" (dos ojos arriba de la nariz, una boca, dos cejas)
y otros referentes a rasgos particulares (color de ojos, tamaño de la nariz). Ambos necesitan
ser relacionados para que un determinado rostro pueda ser categorizado como familiar o no
conocido.
Código semántico de origen visual. Este tipo de código se refiere a la información
que puede obtenerse de primera mano al observar un rostro. Aun cuando no se conoce a
una persona, se pueden obtener datos relativos a esta con sólo mirarla. Se puede calcular su
edad, identificar su género, es posible atribuirle características como honestidad o
inteligencia, o inclusive determinar si ese rostro recuerda a otra persona o no.
Código semántico específico a la identidad. Describe características particulares de
una persona ya conocida, contrastando con el código anterior, tales como ocupación,
información sobre su vivienda, amigos, gustos, etc.
Nombre. Este código permite identificar que cada persona conocida tiene un
nombre diferente. Toda persona tiene algún conocido de quien se sabe lo suficiente como
para identificarlo o mencionárselo a alguien, pero cuyo nombre no se recuerda o conoce.
Esto también se ejemplifica en actores de películas o televisión, cuyos trabajos pueden
identificarse perfectamente, pero los nombres no se recuerdan. Así, es perfectamente
posible tener un código semántico específico a la identidad sin manifestar el código
nombre.
Código relativo a la forma del habla y código de expresión. El primero de estos
códigos se refiere a la información obtenida mediante la observación de la posición de los
labios y lengua de una persona mientras habla. En algunos estudios se ha reportado que el
observar a una persona mientras habla puede afectar la percepción de su discurso en la
persona que observa (Campbell & Dodd, 1980). El segundo código implica la
identificación de expresiones emocionales mediante la observación e identificación de los
cambios de posición o forma de las características estructurales de rostro. De esta manera,
se puede distinguir si una persona está "feliz", "triste", "enojada", "asustada", etc.
Una vez explicados los diferentes códigos implicados en el reconocimiento de
rostros, los autores exponen su modelo funcional, un modelo cognitivo clásico compuesto
por una serie de cajas interconectadas mediante flechas (Fig. 1). En este modelo, cada caja
representa un modelo de procesamiento, o archivo, el cual juega un papel funcional
distintivo, y cuya operación puede ser eliminada, aislada o manipulada independientemente
mediante algún tipo de experimento o como consecuencia de lesión cerebral. Las flechas
entre las cajas denotan el acceso a la información, la modificación o recodificación de la
misma, y la activación de un componente a través de otro.
El modelo puede ser explicado de la siguiente manera. La codificación estructural
produce una serie de descripciones sobre el rostro presentado, las cuales incluyen detalles
centrados en las observaciones de la persona que reconoce el rostro, así como algunas
descripciones más abstractas, tanto de la configuración global del rostro como de sus
características individuales.
Las descripciones centradas en el observador proporcionan información para el
análisis de la expresión y para el análisis relativo a la forma del habla. Cuanto más
abstractas, las descripciones independientes de la expresión proporcionan más información
para las unidades de reconocimiento facial.
Cada uno de estos tres componentes (análisis de la forma del habla, análisis de la
expresión y unidades de reconocimiento facial) sirve para una función de clasificación
perceptiva diferente. Los movimientos visibles de la boca y lengua se categorizan en el
análisis de la forma del habla, mientras que la configuración de varios rasgos faciales lleva
a la categorización de la expresión. Las claves análisis de la forma del habla y expresión
resultan, respectivamente, de estos procesos de categorización. Más allá de esto, sin
embargo, no especulamos en los detalles de cómo dicha categorización es alcanzada.
Es en el tercer sistema de categorización perceptual -las unidades de reconocimiento
facial- en quien los autores muestran más interés. Cada unidad de reconocimiento facial
contiene claves estructuradas almacenadas, las cuales describen uno de los rostros
conocidos para alguna persona. Cuando un rostro es observado, la fuerza de la señal de la
unidad de reconocimiento hacia el sistema cognitivo puede encontrarse en un nivel
dependiente del grado de parecido entre su descripción almacenada y el estímulo de entrada
recibido por la codificación estructural. El nivel básico de activación de la unidad de
reconocimiento puede, sin embargo, activarse indirectamente desde el nodo de la identidad
de la persona cuando se espera ver a una persona en particular, o directamente activarse
debido a que ese rostro ha sido visto recientemente.
Las unidades de reconocimiento pueden guiar a claves semánticas específicas a la
identidad, contenidas en una porción de la memoria asociativa, las cuales son nombradas
nodos de identidad personal. La idea es que existe un nodo de identidad personal para cada
persona conocida, y que este contiene las claves semánticas específicas a la identidad que
permiten que se tenga esa sensación de identificación para cada individuo. La clave
nombre solo puede ser accesada mediante los nodos de identidad personal.
Los nodos de identidad personal son el punto en el cual se da el reconocimiento de
la persona, mientras que las unidades de reconocimiento facial son el punto en el cual se da
el reconocimiento de rostros únicamente.
La memoria asociativa, por la cual los nodos de identidad personal forman un punto
de entrada, forma un componente conocido como el "sistema cognitivo". Este sistema
incluye toda la información asociativa y episódica que no entra dentro de la categoría de los
"nodos de identidad personal". Los autores proponen que el sistema cognitivo es
responsable de la generación de claves semánticas visuales, usando información del análisis
de la expresión, codificación estructural, procesamiento visual y de las unidades de
reconocimiento facial.
En resumen, este modelo explica que en la primera etapa, el rostro observado es
codificado usando "descripciones", las cuales se encuentran centradas en el observador.
Estas descripciones pueden ser analizadas independientemente de la expresión, forma del
habla e información sobre sexo, edad y raza. En la segunda etapa del modelo, el rostro
visto, si es familiar, se identificará con su representación en las Unidades de
Reconocimiento Facial. Los rostros familiares activan información contenida en la tercera
etapa de este modelo, el Nodo de Identidad Personal. Este contiene información semántica
y biográfica de personas conocidas y puede ser accesado mediante vías diferentes al
reconocimiento de rostros (input multimodal), incluyendo forma de caminar y sonido de la
voz. La etapa final involucra la recuperación del nombre de la persona, el cual se almacena
independientemente de sus detalles biográficos.
SISTEMA COGNITIVO
Generación de nombre
Nodos de identificación personal
Unidades de reconocimiento facial
Procesamiento visual dirigido
Descripciones independientes de la expresión facial
Descripciones centradas en el observador
Análisis de la forma del habla
Análisis de la expresión
CODIFICACIÓN
ESTRUCTURAL
Figura 1. Modelo funcional de reconocimiento de rostros de Bruce y Young (Bruce & Young, 1986)
Posteriormente, en 1990 y tomando como ejemplo el modelo de Bruce y Young,
Ellis y Young propusieron un modelo de doble ruta para el reconocimiento de rostros. Con
una ruta encargándose del reconocimiento visual de los rostros y otra diferente
involucrando el componente afectivo que contribuye al reconocimiento de rostros. Estos
dos autores realizaron este modelo basándose en sus estudios con pacientes con síndrome
de Capgras y con prosopagnosia. Propusieron que en pacientes prosopagnósicos con
reconocimiento encubierto, la ruta primaria visual responsable del reconocimiento abierto,
se encuentra dañada, pero la ruta secundaria, la ruta afectiva, la cual proporciona las
respuestas afectivas de los rostros familiares, está intacta. También afirmaron que los
pacientes con Capgras, la ruta para el reconocimiento abierto está intacta, pero hay una
desconexión o daño en la secundaria, la ruta afectiva. Este modelo (figuras 2 y 3) no se
diferencia en muchos aspectos del modelo de Bruce y Young, lo que cambia es la
interpretación que ellos hacen de éste. Mencionan que puede ser interpretado de dos
maneras. Una posibilidad es que el módulo de unidades de reconocimiento facial se
duplica, con un módulo localizado en la ruta visual y el otro localizado en la ruta afectiva.
También se puede interpretar con una única ruta hacia el módulo de unidades de
reconocimiento facial, luego una bifurcación subsecuente hacia este módulo, en las cuales
dos rutas separadas llegan hacia los nodos de identificación personal y hacia una respuesta
afectiva (Ellis & Young, 1990)
Sistema cognitivoVoces, etc.
Nombres
Nodos de identificación personal
Unidades de reconocimiento facial
Codificación estructural
Rostro
Figura 2. Modelo de doble ruta de Ellis y Young mostrando el módulo afectado en el síndrome de Capgras (Ellis & Young, 1990)
Algunos años después, diez para ser exactos, Breen, Caine y Coltheart propusieron
su propio modelo de reconocimiento de rostros (figura 4), tomando como base fundamental
los modelos de Bauer (1984), Bruce y Young; y Ellis y Young. El modelo de estos autores
resulta muy parecido al expuesto anteriormente, también es un modelo de doble ruta, pero
conserva la estructura general del modelo de Bruce y Young, al menos hasta el módulo de
las unidades de reconocimiento facial.
Los autores propusieron que a partir de ese punto, el modelo debe sufrir una
bifurcación. Una de las rutas va directamente desde el módulo de unidades de
reconocimiento facial hasta los nodos de identificación personal. La otra ruta conlleva un
componente afectivo (muy parecido a lo que mencionaban Ellis y Young). Entre más fuerte
sea la relación emocional que se tiene con la persona cuyo rostro es presentado, más fuerte
será la respuesta afectiva que se activará. Por lo tanto, se esperaría una respuesta afectiva
bastante fuerte si se presentara el rostro de algún miembro de la familia inmediata, y una
respuesta afectiva débil de una persona poco conocida, digamos el tendero. Así como los
nodos de identificación personal, la respuesta afectiva se activa cuando a un individuo le
son presentados rostros familiares, pero no es una respuesta obtenida únicamente a partir de
los rostros. Mantiene entradas de respuesta multimodales, así que, también puede ser
Sistema cognitivoVoces, etc.
Nombres
Nodos de identificación personal
Unidades de reconocimiento facial
Codificación estructural
Rostro
Figura 3. Modelo de doble ruta de Ellis y Young mostrando el módulo afectado en prosopagnosia (Ellis & Young, 1990)
activada por escuchar una voz familiar o por observar objetos conocidos (autos, edificios,
objetos personales). De este modo, los autores propusieron que el reconocimiento de rostros
familiares involucra el pareo de un rostro observado con su modelo almacenado en el
módulo de las unidades de reconocimiento facial y con su activación correspondiente al
nivel de los nodos de identificación personal, llevando con esto una respuesta afectiva
concerniente a esa persona. También mencionan que existe una respuesta de
excitación/orientativa más general, la cual es diferente de la respuesta afectiva hacia un
estímulo previamente conocido. La respuesta afectiva es, en parte, una medida de cuán
familiar resulta ser algo, pero la respuesta de excitación/orientativa es una respuesta mucho
más primitiva hacia el estímulo en el medio de cada persona. Como medida para la
respuesta afectiva, los autores usaron la respuesta galvánica de la piel (en inglés, SCR, skin
conductance response); esta medida también fue usada para comparar la respuesta de
excitación/orientativa.
Respuesta de excitación/orientativa
Respuesta galvánica de la
piel
Recuperación del nombre
Respuesta afectiva
aun estímulo familiar
Nodos de identificación
personal
Unidades de reconocimiento
facial
Procesamiento visual
Forma del habla
Análisis de la expresión
Codificación estructural
Figura 4. Modelo funcional de reconocimiento de rostros propuesto por Breen, Caine y Coltheart (2003)
Como se ha visto, el modelo de Bruce y Young ha sido una de las bases
fundamentales para la creación de otros modelos similares y para el avance en la
investigación sobre el tema del reconocimiento de rostros. Actualmente existen otros
modelos que se interesan en estudiar el tema, no solo desde el aspecto cognitivo, sino
también desde el aspecto anatómico funcional (Schweinberger & Burton, 2003; Pourtois,
Schwartz, Seghier, Lazeyras & Vuilleumier, 2005), pero ninguno ha dejado de lado el
aporte realizado por estos autores. Evidencia de este modelo también se puede encontrar en
estudios sobre prosopagnosia, tanto adquirida como del desarrollo, en donde algunos se han
interesado en utilizar este modelo como punto de partida para sus intentos rehabilitatorios
(Fox, Iaria & Barton, 2008; Young, 2009; Powell, Letson, Davidoff & Valentine, 2008).
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