U niemowląt już w 2. miesiącu życia występują bogate kategorie wzrokowe w korze brzuszno-skroniowej

Dzieci widzą świat w grupach

Kiedy dorośli rozglądają się wokół, bez wysiłku porządkują to, co widzą, w znaczące grupy: ludzie, zwierzęta, narzędzia, meble i tak dalej. Badanie to pokazuje, że nawet bardzo małe niemowlęta, mające zaledwie 2 miesiące, już dysponują zaskakująco rozbudowaną strukturą kategorii w mózgu. Na długo zanim potrafią mówić, wskazywać czy widzieć idealnie wyraźnie, ich system wzrokowy porządkuje świat w grupy przypominające te obserwowane u dorosłych, a nawet w nowoczesnych systemach sztucznej inteligencji.

Zaglądając do mózgu noworodka

Aby ustalić, jak wcześnie zaczyna się to mentalne porządkowanie, badacze użyli funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI), mierząc aktywność mózgu u ponad 100 obudzonych niemowląt w wieku około 2 miesięcy, a u części z nich ponownie w 9. miesiącu życia, wraz z grupą porównawczą dorosłych. Podczas skanowania uczestnicy oglądali serię prostych obrazów: zwierzęta takie jak koty i ptaki, małe codzienne przedmioty jak kubki i zabawki oraz duże obiekty jak drzewa czy wózki sklepowe. Śledząc uważnie wzory aktywności w wielu drobnych obszarach tkanki mózgowej, zespół mógł ocenić nie tylko, czy mózg reaguje, ale czy reaguje w systematycznie różny sposób na różne rodzaje obrazów.

Wczesne obszary mózgu już rozpoznają „co jest czym”

Skupiono się na brzusznej ścieżce wzrokowej, zbiorze regionów na spodniej części mózgu, które u dorosłych odpowiadają za rozpoznawanie tego, na co patrzymy. Naukowcy zbadali, jak podobne lub różne były wzory aktywności mózgu dla każdej pary obrazów, tworząc niejako „mapę” relacji wzrokowych. Ku zaskoczeniu, już w 2. miesiącu życia niemowlęta wykazywały odrębne wzory dla poszczególnych obiektów i dla szerokich kategorii w obszarach wysokiego poziomu brzusznych. Ich mapy bardziej przypominały mapy dorosłych, niż można by oczekiwać, mimo że wzrok niemowląt i ich doświadczenie świata są nadal bardzo ograniczone. Mózgi niemowląt grupowały obrazy według tego, czy były ożywione czy nieożywione, oraz według tego, czy obiekty nieożywione były małymi przedmiotami trzymanymi w dłoni, czy dużymi rzeczami, które się przesuwa albo w których się siedzi.

Nieprosty proces od dołu do góry

Istnieje od dawna utrzymująca się koncepcja, że rozwój wzrokowy przebiega od prostego do złożonego: wczesne obszary mózgu najpierw dostosowują się do podstawowych cech, takich jak rozmiar czy kolor, a dopiero później obszary wyższe budują kategorie na tych fundamentach. To badanie kwestionuje ten obraz. Badacze stwierdzili, że zarówno cechy niskiego poziomu (takie jak kształt i rozmiar), jak i rozróżnienia wysokiego poziomu (takie jak ożywienie i względna wielkość w świecie realnym) były obecne wzdłuż całej ścieżki wzrokowej już od 2. miesiąca życia. W miarę dorastania obszary wczesne stawały się bardziej wyspecjalizowane w podstawowych cechach, natomiast kora brzuszno-skroniowa już wcześnie uwypuklała strukturę kategorii i następnie ją dopracowywała. W przeciwieństwie do tego lateralny obszar, znany u dorosłych z rozpoznawania obiektów, pozostawał w tyle, wykazując słabe i niestabilne sygnały kategorialne u niemowląt, mimo że „bardziej zaawansowane” obszary brzuszne były już aktywne.

Mózgi niemowląt a sieci sztuczne — zgodność

Aby lepiej zrozumieć, jakie rodzaje informacji wzrokowej mogą wspierać tę wczesną kategoryzację, zespół porównał wzory mózgowe niemowląt z wzorami w głębokich sieciach neuronowych trenowanych do rozpoznawania obiektów na obrazach. Testowano zarówno sieci nietrenowane z losowymi połączeniami, jak i w pełni wytrenowane sieci, które uczyły się na milionach zdjęć, stosując różne reguły uczenia. Aktywność mózgowa niemowląt była znacznie bliższa modelom wytrenowanym, w tym wersjom uczącym się bez jawnych etykiet, niż modelom nietrenowanym. Sugeruje to, że reprezentacje wzrokowe niemowląt, nawet w 2. miesiącu życia, opierają się na złożonych cechach wyodrębnianych ze statystyk codziennych doświadczeń wizualnych — podobnie jak działają udane systemy widzenia w sztucznej inteligencji.

Co to oznacza dla wczesnych umysłów

Wszystkie te ustalenia malują obraz mózgu niemowlęcia jako dalekiego od pustej tablicy. W wieku 2 miesięcy dzieci już dysponują bogatym wewnętrznym wzorcem, który odseparowuje zwierzęta od przedmiotów i rozróżnia małe, chwytne rzeczy od większych struktur. Ta struktura nie wydaje się budowana krok po kroku w prostej hierarchii od przodu do tyłu; zamiast tego obszary wzrokowe wysokiego poziomu wydają się być gotowe wcześnie, a następnie stają się coraz precyzyjniej dostrojone w miarę, jak dziecko poznaje więcej świata. Wczesne mapy kategorialne mogą tworzyć ukrytą podstawę, na której opierają się późniejsze umiejętności — takie jak rozumienie słów, działań i pojęć.

Cytowanie: O’Doherty, C., Dineen, Á.T., Truzzi, A. et al. Infants have rich visual categories in ventrotemporal cortex at 2 months of age. Nat Neurosci 29, 693–702 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02187-8

Słowa kluczowe: widzenie niemowląt, kategoryzacja wzrokowa, rozwój mózgu, brzuszna kora wzrokowa, głębokie sieci neuronowe