Reconocimiento de caras en el autismo

J.R. VALDIZÁN, ET AL
REVISIÓN
Reconocimiento de caras en el autismo
J.R. Valdizán a, I. Zarazaga-Andía b, B. Abril-Villalba a, O. Sans-Capdevila a,
M. Méndez-García a
FACE RECOGNITION IN AUTISM
Summary. Introduction. We conducted a survey of the literature on face recognition (FR), an activity that is essential for social
relations and their dynamics. Unlike the recognition of non-facial objects, this type of recognition is a special process since it
is based on the detection of individual features. The most characteristic clinical parameter of autistic subjects is their inability
to relate socially, possibly due to the difficulty they have in processing faces, although they are more skilled at recognising objects.
Development. We describe the two mechanisms involved in FR, one based on features and the other referring to the whole. The
latter can be further divided into overall processing that allows a whole image to be compared with another previously assimilated
image, and the processing of the arrangement of a face that is recognised as a whole. These may correspond to two different
neuronal pathways. During the first days of life, the newborn baby has a predilection for faces in their feature and overall aspects,
and processing of the arrangement is slower. Visual development in autistic children is erratic, similar to the level of a newborn
infant, and their lack of interest for human faces is apparent during the first year of life, as they look at everything as if they were
objects, that is, by features. Conclusions. The analysis of the literature enabled us to determine how FR mechanisms develop in
the earliest days of the infant’s life. It also highlighted the importance of the integrity of the pathway that facilitates stimulation
for the recognition of facial arrangement, which is altered in autistic children perhaps from the peripheral area to the cortex.
Further work on peripheral pathways and the fundamental cortical connections that are affected in autistic subjects will help us
to understand the inefficiency of their facial arrangement recognition system. [REV NEUROL 2003; 36: 1186-9]
Key words. Autism. Face recognition. Visual development.
INTRODUCCIÓN
El reconocimiento de caras (RDC) individuales es básico para las
relaciones interpersonales y la dinámica de relación social [1], ya
que caracteriza la identidad de una persona y refleja la comunicación de sus emociones. El reconocimiento facial conlleva un proceso especial [2]. En contraste, el reconocimiento de objetos no
faciales se basa en la detección de características individuales. La
diferencia esencial entre ambos se debe a la mayor complejidad del
RDC, que une funciones cognitivas, emocionales y sociales.
Dentro de las patologías existentes en el reconocimiento facial, se admite que los autistas tienen dificultades para su procesamiento [3], aunque poseen una capacidad superior en el reconocimiento de objetos [4].
DOS PROCESOS EN EL RECONOCIMIENTO DE CARAS
Existen dos procesos fundamentales distintos en el RDC, el de los
rasgos y el del conjunto [5]. El procesamiento de rasgos se realiza
sobre particularidades o características, como color o longitud del
pelo o el movimiento de los labios. En el procesamiento de conjunto existen, a su vez, dos procesos considerados como sinónimos, sin serlo [6]. El primero consiste en el procesamiento global,
que permite comparar la totalidad de la imagen con una imagen
Recibido: 12.02.03. Recibido en versión revisada: 21.03.03. Aceptado: 31.03.03.
a
Servicio de Neurofisiología Clínica. Hospital Universitario Miguel Servet.
b
Servicio de Oftalmología. Centro de Especialidades Inocencio Jiménez.
Zaragoza, España.
Correspondencia: Dr. José Ramón Valdizán Usón. Servicio de Neurofisiología Clínica. Hospital Universitario Miguel Servet. Paseo Isabel la Católica, 1.
E-50009 Zaragoza. E-mail: [email protected]
Agradecimientos. A Antonio Peñalver, por su colaboración técnica.
Este trabajo ha sido financiado por el Fondo de Investigaciones Sanitarias,
expediente 01/1579.
 2003, REVISTA DE NEUROLOGÍA
1186
previamente asimilada, y es un proceso basado en la experiencia.
El segundo es el procesamiento de la configuración, en el que la
cara se reconoce como un todo, y se relacionan sus facciones
espacialmente; corresponde a un proceso más intrínseco de categorización. Así, el procesamiento global es un sistema más inmediato, mientras que el de la configuración constituye un mecanismo más complejo, al ser más analítico y secuencial.
MODELO DEL PROCESAMIENTO CORTICAL
EN EL RECONOCIMIENTO DE CARAS
El reconocimiento de imágenes faciales requiere la interconexión
de distintas redes neuronales que activan principalmente el hemisferio derecho. La parte medial del giro fusiforme derecho
muestra una evidente activación ante el estímulo facial, y se denomina área fusiforme facial (AFF) [7]. No obstante, es posible
que el proceso de RDC requiera una mayor activación de redes
neuronales. Para facilitar su comprensión, Elgar y Campbell [6]
hacen una síntesis de un modelo no definitivo de dos vías:
1. Vía medial (circuito temporomedial→parahipocampal→
hipocampal→frontomedial), para el aprendizaje de caras
nuevas y caras ya vistas. Durante el RDC se genera actividad
en el hipocampo y otras zonas vecinas. Este sistema se necesita para el aprendizaje, la motivación para interpretar y recordar caras y reaccionar afectivamente a cada rostro reconocido. La integridad de la región centroorbitofrontal, con un
importante papel en la memorización, es necesaria para el
aprendizaje con un estímulo relevante.
2. Vía lateral (circuito frontotemporolateral) para el procesamiento e identificación de caras: el giro temporal medio y el
surco temporal superior se implican en el procesamiento
visual. El primero se implica en el reconocimiento de objetos y propiedades y se activa en el RDC. Las regiones ventrolaterales del lóbulo prefrontal se asocian seguramente a
este sistema.
REV NEUROL 2003; 36 (12): 1186-1189
RECONOCIMIENTO DE CARAS Y AUTISMO
‘efecto de inversión’ es más una alteración del procesamiento de
la información en la configuración, con una vía específica, que de
la memorización [13]. Esta especificidad de una red neuronal
involucra en mayor grado, al estimular con caras invertidas, a las
zonas de las áreas de reconocimiento de objetos que a las de facies
normales, como es el AFF [14].
EVOLUCIÓN DEL RECONOCIMIENTO
DE CARAS EN LA INFANCIA
Figura. Caras, en posición normal e invertida, en donde se aprecia una
disminución de la percepción visual. En la primera fila se aprecia el reconocimiento de la configuración, y en la segunda, el reconocimiento global.
Estos dos sistemas se interconectan entre sí; el circuito medial se
encargaría del reconocimiento de nuevas caras, y, por lo tanto, del
procesamiento de la configuración, mientras que el lateral intervendría en la comparación de esa cara nueva con una ya conocida,
para el procesamiento global (Figura). El encargado de establecer
la conexión podría ser el surco temporal superior, al tener proyecciones hacia estructuras mediales que incluyen la amígdala y el
córtex orbitofrontal. Por otro lado, hay una mayor activación del
lóbulo prefrontal en el reconocimiento de nuevas caras, porque
recordar caras ya aprendidas depende más del córtex visual. Según
la dificultad, el córtex visual puede reclutar la ayuda del lóbulo
frontal [8]. De esa manera, la memorización de caras nuevas es una
tarea inicial del lóbulo frontal, mientras que para el RDC ya conocidas se emplea un circuito más amplio, donde se incluyen áreas
visuales que pueden servir de almacén de la memoria [9].
Es posible que esta división en dos circuitos disociables funcione automáticamente como un todo, pero entran uno u otro
inicialmente en acción según el tipo de estímulo facial, la situación emocional y la experiencia.
EFECTO DE INVERSIÓN DE CARAS (EFC)
El EFC se define como el proceso que muestra una mayor discapacidad para el RDC invertidas que para otros objetos monorientados, objetos en posición normal que permite su reconocimiento
habitual [10]. Una imagen facial, además de depender de su fisonomía, depende de las condiciones lumínicas, su situación y su
expresión. Invertir las caras es modificar tanto la iluminación
como la situación de la cara, con lo que se altera el plan general
del RDC. Este hecho indica que ambos parámetros no son ni
universales ni estrictamente específicos del objeto y, por ello, la
inversión y la posición normal corresponden a distintos tipos de
objetos [11] y posiblemente exista un módulo localizador neurológico para el RDC en posición normal [12]. Por esta razón, el
REV NEUROL 2003; 36 (12): 1186-1189
El sistema visual tiene limitaciones en el recién nacido (RN); la
capacidad de fijación visual existe desde su nacimiento; la capacidad para el seguimiento es escasa y no se manifiesta hasta los
dos meses, mientras que la discriminación al color y al contraste
muestra poco desarrollo. A los 6 meses se produce un rápido
crecimiento del ojo y de las vías visuales centrales. A partir de esta
edad, y hasta los 4 años, la mielinización tiene un crecimiento más
lento, y hacia los 10 años se estabiliza el desarrollo del sistema
visual [15]. A esta edad, los niños tienen una capacidad de procesamiento de la configuración de caras similar a los adultos [16],
que se asimila al reconocimiento de personas [17]. En el reconocimiento de rasgos y contorno externo, a los 6 años se tiene tanta
capacidad como los adultos [18]. De 7 a 10 años, la agudeza
visual en la capacidad de procesamiento facial crece rápidamente, pero no tanto la velocidad del procesamiento, que es más lenta.
Esta dinámica puede servir como fino sistema para una valoración clínica visual [19].
El papel de la experiencia en los meses iniciales de la vida se
considera necesaria para el normal desarrollo del procesamiento
facial, ya que los RN normales tienen una baja agudeza visual y
su córtex sólo se expone a la información de baja frecuencia, en
las caras para el contorno global y en rasgos para su localización,
con escaso detalle [20]. En este tiempo inicial de la vida reconocen a sus madres, pero no su cara [21], hasta que, entre los 2-3
meses, reconocen la cara materna desde la configuración interna
de sus rasgos; posiblemente, este período de tiempo será clave
para procesos posteriores. Esta acción iniciada a los 2 meses, a su
vez, favorece más tarde la red neuronal del lenguaje, y se activan,
además de zonas que superan el AFF, otras como la región temporal superior y el giro frontal inferior izquierdos, asociadas en
adultos al procesamiento del lenguaje. Esta coactivación entre la
cara y la red del futuro lenguaje tiene efectos facilitadores sobre
la interacción social [22], que en el reconocimiento facial se basa
en los aspectos cambiantes, como el movimiento de labios, el
movimiento de los ojos y la expresión; pueden tener su representación en el surco temporal superior como zona de integración
multimodal [23], que puede desarrollarse más tarde y que no
integra estas funciones en los primeros estadios del desarrollo
cognitivo. Mientras que los aspectos invariantes de las caras pueden
encontrase en el giro fusiforme, aunque esta área puede activarse
por estímulos que generan categorización y experiencia [24].
PARÁMETROS VISUALES TÍPICOS
ASOCIADOS AL AUTISMO
El desarrollo visual en los niños autistas es errático, como si fuese
el de un RN, de tal manera que suelen necesitar del tacto para
confirmar lo que ven. Su sistema visual no es suficiente para
sobrevivir en el mundo social. Manifiestan un pobre contacto
ocular, miran a todo como a objetos, emplean la visión periférica
o central, barren con la mirada más que centran la visión, tienen
1187
J.R. VALDIZÁN, ET AL
dificultad para la visión binocular y escasa atención visual. Ya a
los 3 meses de vida, y por esa fijación excéntrica, no poseen un
contacto visual normal, y se fijan en alguna particularidad, e incluso se ayudan con el tacto.
Los efectos de esta forma de visión producen una disfunción
en el desarrollo de habilidades visuales asociadas a trastorno en
el desarrollo motor, tales como la coordinación ojo-mano, ojo-pie,
control de movimiento ocular, convergencia, dificultad para el
contacto ocular y coordinación cerebral ojo-mano-pie. Todo ello,
debido a un ineficiente sistema visual (Tabla) [25].
RECONOCIMIENTO DE CARAS EN EL AUTISMO
Los síntomas del espectro autista, tales como la preferencia por
objetos inanimados y el desinterés por las caras humanas [26],
son evidentes en el primer año de vida [27]. Los niños autistas
tienen una menor capacidad para el reconocimiento de dibujos de
caras o para su posterior memorización. Pese a ello, según los
métodos empleados y la naturaleza del estímulo utilizado, existe
una variedad de mecanismos perceptuales compensatorios que
pueden emplear los autistas durante la percepción de las caras y
cuyo sistema está por aclarar.
El niño autista es capaz de reconocer las facciones independientemente, pero no consigue procesarlas visoespacialmente; reconoce los rasgos faciales, pero es incapaz de integrarlos en una cara específica, posiblemente, debido a un trastorno del procesamiento de la configuración característico de
estos niños [28].
Otra característica de los niños autistas es su alto umbral y,
por lo tanto, una sensibilidad más baja para la detección del
movimiento coherente por un posible trastorno de la vía magnocelular [29].
Se sabe que adultos sanos y niños presentan en el electroencefalograma (EEG) brotes de la banda γ (40 Hz) cuando se activa el córtex para conseguir una percepción global. En el caso
de la inversión de caras, la banda γ del EEG es normal en los
Tabla. Efectos del ineficiente sistema visual en el autismo.
Dificultad en la integración
Incapacidad de prestar atención
Visión reflexiva más que directiva
Visión constante desde un ángulo
Retraso del lenguaje por visión escasa
Incapacidad espacial
autistas, pero sin reactividad ante los cambios de posición de las
caras [30], por un posible trastorno en la capacidad de visión de
la configuración.
Por ello, ante una imagen en movimiento, como una película o
una reunión social, tienen preferencia visual por los labios, miran
únicamente a quien habla, omitiendo claves comunicativas y tienen preferencia por las imágenes físicas sobre las sociales [31].
En todo este proceso, los autistas pueden utilizar redes neuronales con proyección cortical distintas de las de los controles,
que activan el giro fusiforme (AFF), al presentar activaciones
aberrantes individuales, como córtex frontal, córtex visual primario, etc; posiblemente, porque desde los primeros días de vida
el cerebro del autista no se organiza para recibir los estímulos
externos por una vía correcta [32]. Posteriormente, cada autista,
en relación con el tipo de ambiente, puede generar un modelo de
red neuronal que le permita un nivel de RDC o no.
Nuevos trabajos con pruebas objetivas en curso pueden ayudar a definir con mayor precisión los mecanismos visuales del
procesamiento de caras de los autistas; particularmente, el papel
de la vía magnocelular que, partiendo de la retina, con conexión
en el tálamo (cuerpo geniculado lateral), proyecta al córtex parietal y temporal, y la relación entre las áreas corticales secundariamente estimuladas, que podrían configurar una red neuronal específica.
BIBLIOGRAFÍA
1. Olivares EI, Iglesias J. Bases neurales de la percepción y el reconocimiento de caras. Rev Neurol 2000; 30: 946-52.
2. Farah MJ. Is face recognition ‘special’? Evidence from neuropsychology. Behav Brain Res 1996; 76: 181-9.
3. Hobson RP, Ouston J, Lee A. What’s in a face? the case of autism. Br J
Psychol 1988; 79: 441-53.
4. Blair RJ, Frith U, Smith N, Abell F, Cipolotti L. Fractionation of visual
memory: agency detection and its impairment in autism. Neuropsychologia 2002; 40: 108-18.
5. Tanaka JW, Farah MJ. Parts and wholes in face recognition. Q J Exp
Psychol 1993; 46: 225-45.
6. Elgar K, Campbell R. Annotation: The cognitive neuroscience of face
recognition: implications for developmental disorders. J Child Psychol
Psychiat 2001; 42: 705-17.
7. Kanwisher N, McDermott J, Chun MM. The fusiform face area: a module in human extrastriate cortex specialised for face perception. J Neurosci 1997; 17: 4302-11.
8. Wiser AK, Andreasen N, O’Leary DS, Crespo-Facorro B, Boles-Ponto
LL, Watkins GL, et al. Novel vs. well-learned memory for faces: a
positron emission tomography study. J Cogn Neurosci 2000; 12: 255-66.
9. Schultz RT, Gauthier I, Klin A, Fulbright RK, Anderson AW, Volkmar
F, et al. Abnormal ventral temporal cortical activity during facial discrimination among individuals with autism and Asperger syndrome.
Arch Gen Psychiatry 2000; 57: 331-40.
10. Rossion B, Gauthier I. How does the brain process upright and inverted
faces? URL: www.psy.vanderbilt.edu/faculty/gauthier/publi/RoGa_inpress.
pdf. Fecha última consulta: 12.01.2003.
11. Moses Y, Ullman S, Edelman S. Generalitation to novel image in upright and inverted faces. Perception 1996; 25: 443-61.
1188
12. Farah MJ, Wilson KD, Drain HM, Tanaka JR. The inverted face inversion effect in prosopagnosia: evidence for mandatory face-specific perceptual mechanisms. Vision Res 1995; 35: 2089-93.
13. Freire A, Le K, Symons LA. The face-inversion effect as a deficit in
the encoding of configural information: direct evidence. Perception 2000;
29: 159-70.
14. Aguirre GK, Singh R, D’Esposito M. Stimulus inversion and the responses of face and object-sensitive cortical areas. Neuroreport 1999;
10: 189-94.
15. Mills MD. The eye in childhood. Am Fam Physician 1999; 60: 907-18.
16. Schwarzer G. Development of face processing: the effect of face inversion. Chil Dev 2000; 71: 391-401.
17. Seitz K. Parts and wholes in person recognition: developmental tends.
J Exp Child Psychol 2002; 82: 367-81.
18. Mondloch CJ, Le Grand R, Maurer D. Configural face processing develops more slowly than featural face processing. Perception 2002;
31: 553-66.
19. De Sonneville LM, Verschoor CA, Njiokiktjien C, Op het Veld V,
Toorenaar N, Vraken M. Facial identity and facial emotions: speed,
accuracy, and processing strategies in children and adults. J Clin Exp
Neuropsychol 2002; 24: 200-13.
20. Le Grand R, Mondloch C, Maurer D, Brent HP. Neuroperception. Early visual experience and face processing. Nature 2001; 410: 890.
21. Pascalis O, De Schonen S, Morton J, Deruelle C, Fabre-Grenet M.
Mother’s face recognition by neonates: a replication and an extension.
Infant Behaviour and Development 1995; 18: 79-85.
22. Tzourio-Mazoyer N, De Schonen S, Crivello F, Reutter B, Aujard Y,
Mazoyer B. Neural correlates of woman face processing by 2-monthold infants. NeuroImage 2002; 15: 454-61.
REV NEUROL 2003; 36 (12): 1186-1189
RECONOCIMIENTO DE CARAS Y AUTISMO
23. Haxby JV, Hoffman EA, Gobbini MI. The distributed human neural
system for face perception. Trends Cogn Sci 2000; 4: 223-33.
24. Gauthier I, Nelson CA. The development of face expertise. Curr Opin
Neurobiol 2001; 11: 219-24.
25. Cass H. Vision development and autism. Fields of Vision 1996; 1: 1-6.
26. Osterling J, Dawson G. Early recognition of children with autism: a study
of first birthday home videotapes. J Autism Dev Disord 1994; 24: 247-57.
27. Happé F. Autism: cognitive deficit or cognitive style? Trends Cogn Sci
1999; 3: 216-22.
28. Lord C. Diagnostic instruments in autism spectrum disorders. In Cohen
DJ, Volkmar FR, eds. Handbook of autism and pervasive developmental disorders. New York: John Wiley & Sons; 1997. p. 460-83.
29. Milde E, Swettenham J, Hansen P, Campell R, Jeffries H, Plaisted K.
High motion-coherence thresholds in children with autism. J Child Psychol Psychiatry 2002; 43: 255-63.
30. Grice SJ, Spratling MW, Karmiloff-Smith A, Halit H, Csibra G, De
Haan M, et al. Disordered visual processing and oscillatory brain activity in autism and Williams syndrome. Neuroreport 2001; 12: 2697-700.
31. Klin A, Jones W, Schultz R, Volkmar F, Cohen D. Defining and
quantifying the social phenotype in autism. Am J Psychiatry 2002;
159: 895-908.
32. Pierce K, Müller RA, Ambrose J, Allen G, Courchesne E. Face processing occurs outside the fusiform ‘face area’ in autism: evidence from
functional MRI. Brain 2001; 124: 2059-73.
RECONOCIMIENTO DE CARAS EN EL AUTISMO
Resumen. Introducción. Se realiza una revisión bibliográfica sobre el
reconocimiento de caras (RDC), actividad fundamental para las relaciones sociales y su dinámica. Este tipo de reconocimiento es un proceso especial, en contraste con el reconocimiento de objetos no faciales, pues se basa en la detección de características individuales. El
parámetro clínico más característico de los autistas es su imposibilidad para la relación social, posiblemente por su dificultad para el
procesamiento de caras, aunque poseen una mayor habilidad en el
reconocimiento de objetos. Desarrollo. Se plantean los dos mecanismos en el RDC, el de los rasgos y el de conjunto. El segundo comprende
el procesamiento global, que permite comparar la totalidad de la imagen con una imagen previamente asimilada, y el procesamiento de la
configuración de la cara reconocida como un todo; ambos pueden
corresponder a dos redes neuronales distintas. En los primeros días de
vida, el recién nacido tiene preferencia por las caras en sus aspectos
de rasgos y global, y es más lento el proceso de la configuración. El
desarrollo visual en los niños autistas es errático, como si fuese el
nivel de un recién nacido, y su desinterés por las caras humanas es
evidente en el primer año de vida, al mirar todo como objetos, por
rasgos. Conclusiones. El análisis de la bibliografía ha permitido plantear cómo se desarrollan los mecanismos del RDC desde los primeros
días de vida, y la importancia que desempeña la integridad de la vía
que facilita la estimulación para el reconocimiento de la configuración facial, alterada en los niños autistas, posiblemente desde la
periferia al córtex. Nuevos trabajos sobre las vías periféricas y las
conexiones corticales fundamentales afectadas en autistas ayudarán
a comprender la ineficiencia de su sistema de reconocimiento de la
configuración facial. [REV NEUROL 2003; 36: 1186-9]
Palabras clave. Autismo. Desarrollo visual. Reconocimiento de
caras.
RECONHECIMENTO DE VULTOS NO AUTISMO
Resumo. Introdução. Realiza-se uma revisão bibliográfica sobre o
reconhecimento de caras (RDC), actividade fundamental para as relações sociais e sua dinâmica. Este tipo de reconhecimento é um processo especial, em contraste com o reconhecimento de objectos não
faciais, ao basear-se na detecção de características individuais. O
parâmetro clínico mais característico dos autistas é a sua impossibilidade para a relação social, possivelmente devido à dificuldade para
o processamento de caras, embora possuam uma maior capacidade no
reconhecimento de objectos. Desenvolvimento. Consideram-se os dois
mecanismos no RDC, o dos rasgos e o do conjunto e, dentro do segundo, um seria o processamento global que permite comparar a totalidade da imagem com uma imagem previamente assimilada e outro, o
processamento da configuração da cara conhecida como um todo;
ambos podem corresponder a duas redes neuronais distintas. Nos
primeiros dias de vida, o recém-nascido tem preferência pelas caras
nos seus aspectos de rasgos e global, e é mais lento o processo da
configuração. O desenvolvimento visual nas crianças autistas é errático, como se fosse ao nível de um recém-nascido, e o seu desinteresse
pelas caras humanas é evidente no primeiro ano de vida, ao olhar
tudo como objectos, por rasgos. Conclusões. A análise da literatura
permitiu delinear como se desenvolvem os mecanismos do RDC desde os primeiros dias de vida, e a importância que desempenha a
integridade da via que facilita a estimulação para o reconhecimento
da configuração facial, alterada nas crianças autista, possivelmente
desde a periferia ao córtex. Novos trabalhos sobre as vias periféricas
e as conexões corticais fundamentais afectadas em autistas ajudarão
a compreender a ineficiência do seu sistema de reconhecimento da
configuração facial. [REV NEUROL 2003; 36: 1186-9]
Palavras chave. Autismo. Desenvolvimento visual. Reconhecimento
de caras.
REV NEUROL 2003; 36 (12): 1186-1189
1189