Árið er 1839. Charles Darwin er heima hjá sér í Kent og getur ekki haft augun af nýfæddum syni sínum. Þessi ungi vísindamaður er gagntekinn af föðurtilfinningum – en sleppir þó ekki tökum á vísindalegum áhuga og hann skrifar hjá sér fyrstu andlitsgrettur ungabarnsins.
„Frá áttunda degi og áfram tók ég eftir fyrstu ummerkjunum um grátköst. (…) Um leið og gráturinn hófst drógu allir vöðvar við augun sig saman og munnurinn galopnaðist,“ segir Darwin um son sinn í bókinni „The Expression of the Emotions in Man and Animals“ (Hvernig menn og dýr sýna tilfinningar).
Bókin vakti mikla athygli þegar hún kom út 1872, en þar birtust fyrstu vísindalegu kenningarnar um þróun andlitsins merkingu svipbrigða. Darwin hafði safnað að sér athugunum, ljósmyndum og fleiri upplýsingum frá vísindamönnum um allan heim og sýndi m.a. fram á svipbrigði hjá hundum, köttum og simpönsum, ekki óskyld svipbrigðum manna.
Markmið hans var að setja manninn í þróunarsögulegt samhengi. Í bókinni skilgreinir hann sex svipbrigði sem tákn um grunntilfinningar sameiginlegar öllum menningarsvæðum: reiði, fyrirlitningu, undrun, gleði, sorg og ótta. Darwin leitaði svara við tveimur mikilvægum spurningum: Hvers vegna lítur andlitið út eins og það gerir og hvað merkja hin mismunandi svipbrigði? Spurningarnar virðast einfaldar en sú er alls ekki raunin.
Nýjar kynskóðir vísindamanna kljást enn í dag við að afhjúpa leyndaróma andlitisins – nú með forritum, DNA-tækni og þrívíddarmyndvinnslu. Og þeir hafa fundið fjölmörg óvænt svör við grundvallarspurningum Darwins.
Í leit að andlitserfðum
Árið er 2015. Mannfræðingurinn Mark Shriver hjá Penn-ríkisháskólanum í BNA virðir fyrir sér tvær alveg sérstakar myndir á skrifstofu sinni. Önnur er af honum sjálfum en af sex ára syni hans, báðum 25 ára gömlum. Myndirnar eru báðar tölvugerðar á grundvelli DNA-sýna.
Myndin af honum sjálfum er ekki fjarri raunveruleikanum. Myndina af syninum getur hann enn ekki borið saman við veruleikann, en veit þó að líkindin verða ekki nákvæm. Enn er einungis unnt að draga ályktanir um fáeina, grófa drætti af greiningu erfðaefnis – augna- og hárlit, kyn, kynstofn og aldursbil. Menn vænta þess hins vegar að slíkar myndir verði nákvæmari í takti við nýjar og betri upplýsingar vísindanna um andlitið.
Aðferðin hefur þó þegar verið tekin í notkun við rannsóknir afbrota og í vöktun. Það fengu íbúar í Hong Kong að reyna þegar átak var gert í borginni til að minnka rusl á götum. DNA var unnið úr tyggjólessum og sígarettustubbum og tölvugerðar myndir af syndaselunum síðan hengdar upp á stórum plakötum.
Andlitið lýgur til um aldur þinn
Þú ert með barnsandlit. Í samanburði við nánustu ættingja okkar líkjumst við börnum. Gæludýrin okkar eru oft talsvert sætari útgáfur af villtum forfeðrum þeirra. Þau eru með stór augu og stutt trýni, einkenni sem annars sjást yfirleitt aðeins hjá ungviði. Fyrirbrigðið hefur verið nefnt síbernska og gildir ekki aðeins um gæludýr heldur hefur það verið þýðingarmikið í þróun mannsins.
Höfuðkúpur nýfæddra simpansa og barna eru verulega líkar. Andlitið er flatt í báðum tilvikum. En með tímanum vaxa kjálkar simpansans og útlit höfuðkúpurnnar breytist mikið. En rétt eins og gæludýrin heldur mannskepnan barnsandliti sínu alla ævi.
Sumir vísindamenn telja þessa þróun stafa af því að okkur þyki unglegir andlitsdrættir aðlaðandi. Aðrir telja þetta afleiðingu þess að við höfum valið maka sem ekki virðist árásargjarnir. Þetta hefur þá leitt til hormónabreytinga sem höfðu áhrif á þróun andlitsins.
Mark Shriver og fjöldi annarra vísindamanna um allan heim reyna að bera kennsl á þau gen sem ráða hinum ótrúlega margbreytileika mannsandlitsins. Ný tækni sér til þess að framfarir á þessu sviði eru örar. Vísindamenn finna æ fleiri gen sem eiga þátt í myndun andlitsbeina, brjósks, mjúkra vefja og húðar.
Um 50 slík gen hafa þegar fundist og sum þeirra tengjast fleiri en einum þætti. Enn vita vísindamennirnir þó ekki hvort þeir eru að leita að hundruðum gena eða kannski þúsundum. Þeir vita einungis að andlitið er óhemjuflókið fyrirbrigði.
Við höfum 43 vöðva í andlitinu og fjöldi mögulegra svipbrigða er gríðarlegur. Í gagnagrunni FACS (Facial Action Coding System) eru skráð 10 þúsund svipbrigði sem algeng eru um allan heim. Fjöldi mögulegra svipbrigða mannsandlitsins er hins vegar miklu meiri, m.a. vegna þess að andlitið er ekki alveg samhverft og svo breytist útlitið mikið með aldrinum.
Andlitið upplýsir um fortíðina
Fyrir 200.000 árum: Nútímamaðurinn, nánast óbreyttur til þessa dags, birtist í Afríku. Nánir ættingjar okkar, górillan, simpansinn og elstu kynþættir manna höfðu flatt enni, lítinn heila og stóran, framstæðan kjálka. Nútímamaðurinn hefur hins vegar meira kúlulaga höfuð með stórum heila og mun minni kjálka. Andlitið er flatt og hárlaust þar sem augu, nef og munnur eru nánast í lóðréttum fleti – alveg einstætt andlit í samanburði við flest önnur spendýr.
Steinmannfræðingar sem rannsaka uppruna og þróun mannsins varpa nýju ljósi á þetta sérkennilega andlit með skoðun á steinrunnum höfuðkúpum. Steingervingarnir geta upplýst hvernig fæða og loftslag, þjóðflutningar og samskipti milli kynþátta hafa mótað andlitið. Þegar matreiðsla hófs minnkuðu kjálkar og jaxlar. Fólk þurfti ekki lengur jafn mikið afl til að tyggja matinn. Bardagar um fæðu og maka gætu hafa átt þátt í að styrkja kinnbein og ennisbein, sem þá brotnuðu síður.
Andlit brenna sig föst í heilann
Nágranni þinn þekkir andlit þitt frá þúsundum annarra. Náttúruúrvalið hefur gert okkur auðvelt að bera kennsl á mannsandlit og sérhæft heilann í geyma þekkinguna.
Andlitið geymist í hnakkanum
Þegar þú sérð andlit senda 100 milljón ljósnæmar frumur í augunum boð til sjónstöðvanna aftast í heilanum.
Heilastöð leitar að augum og munni
Sérhæfð andlitskennslaheilastöð leitar eftir augum nefi og munni til að meta hvort um andlit sé að ræða.
Taugafrumur skapa nákvæma mynd
Á svæði neðst í gagnaugablaðinu bregðast taugafrumur hver við ákveðnu sérkenni í andlitinu, svo sem húðlit eða fjarlægð milli augna. Að samanlögðu skapast þannig nákvæmlega kortlögð mynd af andlitinu.
Heilinn geymir andlitið
Upplýsingar um andlitið eru varðveittar í heilanum. Dreki heilans og ennisblaðið gegna þar veigamestum hlutverkum.
Loftslagið hefur líka átt þátt í mótun andlitsins. Mannfræðingar hjá ríkisháskólanum í Pennsylvaníu í BNA hafa grandskoðað þrívíddarmyndir af 467 nefjum, mælt lengd, breidd, og hæð og borið saman við loftslagið á búsvæðum fólksins.
Vísindamennirnir komust að þeirri niðurstöðu að víðar nasir tengist háu hitastigi og miklum loftraka, en í þurrara og kaldara loftslagi séu nasirnar þrengri og lengri. Skýringin er sögð sú að þrengri nasir stýri loftstraumnum þannig að loftið fari hægar og nær rakri og heitri slímhúð í nefinu og aðlagist þannig líkamanum áður en það fer niður í lungun. Þess vegna eru langar og þröngar nasir heppilegri á köldum svæðum og svo öfugt á hlýrri slóðum.
Líf og umhverfi eldri kynslóða hefur ekki aðeins sett mark sitt á lögun andlitsins, heldur hafa þessir þættir líkindum einnig áhrif á hreyfingar andlitsins.
Svipbrigði eru viðbrögð
Svipbrigði, sem hjá elstu forfeðrum þjónuðu eðlilegum tilgangi, eru enn til staðar þótt þau gegni ekki sama hlutverki. Þegar við lyftum brúnum og opnum munninn í undrun gæti það tengst því að opna augun meira til að sjá betur og ná hratt í súrefni til að flýja ef rándýr var í augsýn.
Þessi andlitsviðbrögð hafa svo öflug tengsl við önnur viðbrögð líkamans við hinu óvænta að við gerum þetta enn í dag. Sams konar viðbrögð eru þekkt í dýraríkinu. Hundar snúa sér iðulega marga hringi áður en þeir leggjast niður í hundakörfu og það gæti stafað af því að forfeðurnir hafi troðið vandlega niður bæli áður en þeir lögðust niður.
Sumir vísindamenn telja flest svipbrigði okkar vera einhvers konar viðbrögð sem rekja megi til forfeðra mannkyns. Sé þetta rétt hlýtur allt fólk, alls staðar í heiminum, að sýna sömu svipbrigði við sömu aðstæður.
Það var einmitt þetta sem Darwin átti viðþegar hann skilgreindi sex svipbrigði tengd grunntilfinningum. Árið 1968 fór bandaríski mannfræðingurinn Paul Ekman til Papúa Nýju-Gíneu þar sem hann athugaði einangraðan ættbálk til að sannreyna hvort Darwin hefði rétt fyrir sér.
Bros er allsstaðar bros
Árið 1968. Paup Ekman og ferðafélagar hans ryðja sér braut gegnum villigróðurinn í veðrasömu fjalllendi þar sem ættbálkurinn býr.
Þetta fólk býr afskekkt og lifir frumstæðu lífi. Fyrirbrigði á borð við Kúbudeiluna, mannaferðir til tunglsins og Hollywoodmyndir hafa alveg farið fram hjá því. Þetta fólk lifir alveg óspilltu lífi í nánu sambandi við náttúruna og hentar því fullkomlega fyrir tilraun Ekmans.
Með í för hafa vísindamennirnir andlitsmyndir með mismunandi svipbrigðum og biðja íbúana að velja af lista þá lýsingu sem best eigi við hverja mynd. Niðurstaðan er sú að Darwin hafði rétt fyrir sér. Bros er bros og táknar gleði alls staðar í heiminum. Hið sama gildir um hin fimm grunnatriðin á lista Darwins.
Andlitsvöðvarnar spegla boð annarra
Ef andlitsvöðvar þínir lamast geturðu átt erfitt með að lesa úr svipbrigðum annarra. Niðurstöður margra tilauna sýna að andlitsvöðar gegna mikilvægu hlutverki varðandi skilning á svipbrigðum annars fólks.
Andlitið speglar gleði og reiði annarra
Þegar þú horfir á reiða manneskju virkjast vöðvinn corrugator supercilii sem dregur augabrúnirnar niður.
Andlitið speglar gleði og reiði annarra
Þegar þú sérð glaða manneskju virkjast vöðvinn zygomaticus major sem á þátt í að draga munnvikin út í bros.
Niðurstaðan vekur nokkrar deilur meðal mannfræðina sem á þessum tíma eru margir þeirrar skoðunar að svipbrigði séu lærð og bundin menningarsvæðum.
Uppgötvun Ekmans fær engu að síður mikinn hljómgrunn á næstu árum þegar bæði hann sjálfur og fleiri vísindamenn fá sömu niðurstöður úr rannsóknum í 21 landi. Mörgum áratugum síðar styðja enn nýjar rannsóknir þessar niðurstöður Ekmans. Greiningar bandaríska sálfræðingsins Davids Matsumomo á 4.800 ljósmyndum frá Ólympíuleikunum 2004, bæði af sjáandi og blindum keppendum benda til þess að svipbrigði séu ósjálfráð. Allir íþróttamenn sýndu sömu einkenni um gleði þegar þeir stóðu efst á verðlaunapallinum, en þeir sem fengu silfrið brostu hins vegar einungis vingjarnlega. Munurinn er sá að vingjarnlega brosið kallar ekki fram broshrukkur.
Að sögn Ekmans eru svipbrigði okkar svo beintengd við tilfinningarnar að á sekúndubroti er unnt að greina lygi í svipnum á grundvelli fínhreyfinga í andlitsvöðvunum. Þennan hluta af kenningum Ekmans hafa bandarísku njósna- og öryggisstofnarnir CIA og FBI nýtt sér til hins ýtrasta. Sjáir þú tortrygginn svip á andliti tollvarðar á flugvelli, gæti hann sem best hafa fengið þjálfun með aðferðafræði Ekmans.
En sú kenning Ekmans að andlitið spegli tilfinningarnar eru nú gagnrýndar af mörgum vísindamönnum og þeir gera einmitt athugasemdir grundvallaraferðafræðina í tilraunum hans.
Ótti eða ógnun
Árið er 2014. 54 meðlimir namibíska himbaættbálksins í tveimur afskekktum þorpum taka þátt í tilraun. Í BNA eru 68 bandarískir þátttakendur. Bandarísku sálfræðingarnir Maria Gendron og Lisa Feldman Barrett standa fyrir tilrauninni sem ætlað er að prófa þá aðferð sem Paul Ekman beitti í Papúa Nýju-Gíneu.
Í báðum löndunum skiptast þátttakendur í tvo hópa og öllum eru sýndar andlitsmyndir með þeim svipbrigðum sem bæði Darwin og Ekman notuðu. Í báðum löndunum er annar hópurinn látinn flokka myndirnar eftir lista Darwins yfir grunntilfinningarnar sex – alveg eins og í tilraun Ekmans. Hinn hópurinn er látinn flokka myndirnar upp á eigin spýtur.
Niðurstöðurnar verða hinar sömu í Afríku og Ameríku þegar flokkað er eftir lista, hins vegar mismunandi þegar valið er frjálst. Sálfræðingarnir draga þá ályktun að aðferð Ekmans leiði til stýrðra niðurstaðna.
Sálfræðingurinn Carlos Crivelli gagnrýnir Ekman líka. Hann hefur athugað fólk í Mósambík og Papúa Nýju-Gíneu og m.a. komist að raun um að ungt fólk á Papúa Nýju-Gíneu skilur uppsperrt augu og galopinn munn allt öðru vísi en Vesturlandabúar. Þar var litið á þetta sem ógnandi svip. Enn annar hópur vísindamanna fór árið 2017 yfir alls 50 rannsóknir á samhengi svipbrigða og tilfinninga og komst að þeirri niðurstöðu að einungis lítill hluti svipbrigða endurspegli tilfinningarf. Einungis bros og hlátur reyndist nánast alltaf merkja gleði.
Séu þessar niðurstöður réttar merkir það að svipbrigði okkar eru lærð. Þau eru ekki beintengd við tilfinningar okkar og þar með ekki gluggi að sálarlífinu. Margir vísindamenn eru m.a.s. beinlínis þeirrar skoðunar að svipbrigðin gegni einkum því hlutverki að hafa áhrif á aðra þannig að við fáum vilja okkar framgengt.
Sorgarsvipur tryggir þér samúð
Þú grætur ekki vegna þess að þér líður illa, heldur vegna þess að þú vilt vekja meðaumkvun hjá öðrum. Leiftrandi harka í augnaráði stafar ekki af reiði heldur er henni ætlað að fá aðra til að gefa eftir.
Margir vísindamenn telja nú að svipbrigði andlitsins séu ekki gluggi að tilfinningalífi okkar heldur verkfæri til að fá aðra til að lúta vilja okkar. Bent er á tilraunir sem sýna að við aðlögum svipbrigði okkar að þeim sem horfir á. Þannig tryggjum við að svipbrigðin hafi sem heppilegust áhrif á viðmælandann.
Andstæðingar kenningarinnar benda á að við svipbreytingar verði líka á andlitinu í einrúmi.Talsmenn kenningarinnar segja að við séum aldrei alls kostar ein. Þegar enginn er viðstaddur tengjum við hugsanir við fólk.
Þannig eru á báðar hliðar rök, sem helst mætti túlka þannig að svipbrigðin geti í rauninni verið bæði heiðarleg og stýrandi.
Stór hópur vísindamanna styður þó enn við kenningar Ekmans. Að öllum líkindum er sannleikans að leita einhvers staðar á milli þessara andstæðu póla og ný tækni kynni að skila okkur nær settu marki. Með því að skapa nýtt andlit alveg frá grunni gætum við lært margt um leyndardóma mannsandlitsins.
Vélmenni á að ráða gátuna
Árið er 2018 og það eru liðin 179 ár síðan Charles Darwin hóf athuganir sínar á svipbrigðum, þegar japanski vitvélasérfræðingurinn HiroshiIshiguru kynnir nýjast vélmenni sitt, Ibuki: „Hæ, ég heiti Ibuki – það þýðir líf,“ segir þessi mannlíka tölva með drengslegri rödd, sem virðist koma frá einhverjum allt öðrum stað en sílikonvörum hans.
Ishiguru er einn fremsti vitvélasérfræðingur heims. Hann hefur m.a. smíðað vélmenni í sinni eigin mynd og er afar áhugasamur af því að láta vitvélar sínar líkja eftir mönnum – einmitt til að skilja betur hvað manneskja er. Andlitið á Ibuki minnir á tíu ára dreng og hann hreyfir varir, kjálka og augu þegar hann talar. Í augunum eru myndvélar sem bera kennsl á andlit og hann getur brugðist við með brosi þegar einhver brosir til hans.
Engu að síður er hann augljóslega ekki mennskur. Af honum má greinilega ráða hversu flókið fyrirbrigði svipbrigði manna eru. Önnur ný vélmenni, t.d. The Shaman of Songs í Disneylandi í Flórída býr yfir mun mýkri hreyfingum en er ekki jafn sjálfstæður og Ibuki.
MYNDBAND: Hér er vélmennið Ibuki
Takmarkið er fá vélmenni til að framkvæma eðlilegar hreyfingar og á réttum tíma. Fyrra atriðið krefst þess að vélmennið geti sýnt hverja minnstu vöðvahreyfingu andlitsins. Shaman-vélmennið er nálægt því enda með fjölmarga hreyfihluta undir húðinni, en vantar samt nokkuð á fullkomnun.
Síðara atriðið krefst skilnings á því hvernig andlitshreyfingar tengjast hugsunum. Við höfum ekki enn fullkominn skilning á því en menn vonast til að gervigreindarvélmenni geti lært það sjálf. Á árinu 2019 smíðuðu vísindamenn í New York vélarm, sem lærði sjálfur að færa hluti. Næsta skref gæti orðið gervigreindarstýrt andlit sem lærir sjálft – og fræðir okkur um leið um leyndardómana að baki mannsandlitinu.
