Competition and Coexistence of Visual Representations: Controversies about the Mechanism of Face Recognition in Neuroscience

시각화를 통한 재현의 경쟁과 공존: 신경과학의 얼굴 인식 메커니즘에 관한 논쟁을 중심으로

  • 장하원 (서울대학교 과학사 및 과학철학 협동과정)
  • Received : 2010.11.02
  • Accepted : 2010.12.21
  • Published : 2010.12.30

Abstract

Visualization techniques are transformed into reliable representations through socio-technological processes which include the agreement on the instrument and the embodiment of practices in relevant scientific communities. Visual representations thus produced are justified by realistic and epistemic virtues in science. This paper analyzes different visual images presented in the scientific papers of two research groups who argue different theories about the mechanism of face perception. These two scientific groups use the same fMRI technology; yet, different experimental paradigms and visual stimuli change their hypotheses into distinct testable theories, which in turn lead to different evidences to support their own theories. Visual evidences are intermediate representations which lie between fMRI brain images and scientific theories, and theoretical models obtain the scientific value based on the consistency in the chain of visual representations. This study shows that representations in science tend to be good representations within the context of scientific communities. It will provide a chance to think of the value and limit of the scientific knowledge

과학적 활동에서 시각화(visualization)는 새로운 현상을 재현(representation)하기 위한 하나의 방식이다. 특정한 시각화 방식이 믿을만한 재현으로 구성되는 과정은 관련 기구와 실행에 대한 행위자들의 협상과 체화를 수반하는 사회-기술적 과정이며, 이로부터 생산된 시각적 재현은 해당 분과의 사실주의와 인식적 가치에 의해 정당성을 획득한다. 이 논문에서는 얼굴 인식 메커니즘에 대해 서로 다른 주장을 제시하는 두 과학자 그룹이 논문에 제시하고 있는 시각적 이미지들을 분석함으로써, 이들이 특정한 시각화 방식을 구성하여 자신들의 연구 가설을 재현하는 과정을 살펴본다. 두 그룹은 동일한 fMRI 기술을 사용했지만, 서로 다른 fMRI 실험 패러다임과 시각적 자극을 사용함으로써 상이한 이론을 뒷받침 하는 시각적 증거를 만들어냈다. 이 때, fMRI 자극으로 활용된 시각적 이미지는 해당 과학자가 특정한 방식으로 현상에 개입하고 자신의 연구 가설을 실험 가능한 것으로 만드는 도구이자, 다른 과학자들과 소통하고 설득함으로써 연구자가 제시하는 해석의 설득력을 높이는 수단이었다. 이렇게 서로 다른 실험 패러다임 속에서 생산된 시각적 증거들은 뇌영상과 이론적 모델 사이를 연결하는 중간 재현물로, 이러한 시각적 재현의 연쇄가 이루는 정합성에 기초해서 얼굴 인식 메커니즘에 대한 서로 다른 주장에 과학적 가치가 부여되었다. 본 논문의 사례와 같이, 같은 현상에 대한 상이한 재현이 공존하는 현상은 이러한 재현이 과학자 사회 내부의 맥락에 철저히 의존해서 만들어지는 것임을 드러내며, 이는 과학적 지식의 가치와 한계를 다시 생각해볼 수 있는 기회를 제공할 것이다.

Keywords

References

  1. 마리 배니치, 김명선 외 번역 (2008), 인지 신경과학과 신경심리학, 서울: 시그마프레스. [Banich, M. T. (2004), Cognitive Neuroscience and Neuropsychology, Houghton Mifflin Company.]
  2. 버나드 바스 . 니콜 게이지, 강봉균 번역 (2010), 인지, 뇌, 의식: 인지신경과학 입문서, 경기도: 교보문고. [Baars, B. J. and Gage, N. M. (2007), Cognition, Brain and Consciousness: Introduction to Cognitive Neuroscience, Elsevier Ltd.]
  3. 브루스 골드스테인, 김정오 외 번역 (2007), 감각과 지각, 서울: 시그마프레스. [Goldstein, E. B. (2007), Sensation and Perception, 7th edition, Cengate Learning.]
  4. 켈리 조이스, 이준석 번역 (2010), 매력적인 이미지들, 홍성욱.장대익 엮음, 뇌 속의 인간, 인간 속의 뇌: 뇌과학은 인간의 윤리에 대해서 무엇을 말하는가, pp. 257-306, 서울: 바다출판사. [Joyce, K. (2005), "Appealing Images: Magnetic Resonance Imaging and the Production of Authoritative Knowledge", Social Studies of Science, Vol. 35, No. 3, pp. 437-462.]
  5. 홍성욱․장대익 엮음 (2010), 뇌 속의 인간, 인간 속의 뇌: 뇌과학은 인간의 윤리에 대해서 무엇을 말하는가, 서울: 바다출판사.
  6. Beaulieu, A. (2002), "Images Are Not the (Only) Truth: Brain Mapping, Visual Knowledge, and Iconoclasm", Science, Technology & Human Values, Vol. 27, pp. 53-86.
  7. Callon, M. (2002), "Writing and (Re)writing Devices as Tools for Managing Complexity", in Law, J. and Mol, A. eds. (2002), Complexities: Social Studies of Knowledge Practices, Duke University Press.
  8. Cambrosio, A., Jacobi, D. and Keating, P. (2005), "Arguing with Images: Pauling's Theory of Antibody Formation", Representations, No. 89, pp. 94-130.
  9. Choudhury, S., Nagel, S. K. and Slaby, J. (2009), "Critical Neuroscience: Linking Neuroscience and Society through Critical Practice", BioSocieties, Vol. 4, pp. 61-77.
  10. D'Adderio, L. (2008), "The Performativity of Routines: Theorising the Influence of Artefacts and Distributed Agencies on Routines Dynamics", Research Policy, Vol. 37, pp. 769-789.
  11. Daston, L. and Galison, P. (2007), "Mechanical Objectivity", Objectivity, Zone Book.
  12. Diamond, R. and Carey, S. (1986), "Why Faces Are and Are Not Special: An Effect of Expertise", Journal of Experimental Psychology: General, Vol. 115, pp. 107-117.
  13. Draaisma, D. and Rijcke, S. (2001), "The Graphic Strategy. Illustrations of Experimental Apparatus in. Wundt's Grundzuege", History of the Human Sciences, Vol. 14, pp. 1-24.
  14. Dumit, J. (1999), "Objective Brains, Prejudicial Images", Science in Context, Vol. 12, pp. 173-201.
  15. Fodor, J. (1983), Modularity of Mind, Cambridge, Massachusetts: MIT Press.
  16. Gauthier, I. and Tarr, M. J. (1997), "Becoming a 'Greeble' Expert: Exploring the Face Recognition Mechanism", Vision Research, Vol. 37, No. 12, pp. 1673-1682.
  17. Gauthier, I., Behrmann, M. and Tarr, M. J. (1999), "Can Face Recognition Really be Dissociated from Object Recognition?", Journal of Cognitive Neuroscience, Vol. 11, No. 4, pp. 349-370.
  18. Gauthier, I., Behrmann, M. and Tarr, M. J. (2004), "Are Greebles Like Faces? Using the Neuropsychological Exception to Test the Rule", Neuropsychologia, Vol. 42, pp. 1961-1970.
  19. Gauthier, I. et al. (1997), "Levels of Categorization in Visual Recognition Studied with Functional MRI", Current Biology, Vol. 7, pp. 645-651.
  20. Gauthier, I. et al. (1998), "Training 'Greeble' Experts: A Framework for Studying Expert Object Recognition Process", Vision Research, Vol. 38, pp. 2401-2428.
  21. Gauthier, I. et al. (1999), "Activation of the Middle Fusiform 'Face Area' Increases with Expertise in Recognizing Novel Objects", Nature Neuroscience, Vol. 2, No. 6, pp. 568-573.
  22. Gauthier, I. et al. (2000), "Expertise for Cars and Birds Recruits Brain Areas Involved in Face Recognition", Nature Neuroscience, Vol. 3, No. 2, pp. 191-197.
  23. Goodwin, C. (1994), "Professional Vision", American Anthropologist, Vol. 96, pp. 606-633.
  24. Grill-Spector, K, Knouf, N. and Kanwisher, N. (2004), "The Fusiform Face Area Subserves Face Perception, Not Generic Within-category Identification", Nature Neuroscience, Vol. 7, No. 5, pp. 555-562.
  25. Illes, J. (2006), Neuroethics: Defining the Issues in Theory, Practice, and Policy, New York: Oxford University Press.
  26. Joyce, K. (2008), Magnetic Appeal: MRI and the Myth of Transparency, Cornell University Press.
  27. Kaiser, D. (2000), "Stick-Figure Realism: Convention, Reification, and the Persistence of Feynman Diagrams, 1948-1964", Representations, Vol. 70, pp. 49-86.
  28. Kanwisher, N., McDermott, J. and Chun, M. M. (1997), "The Fusiform Face Area: A Module in Human Extrastriate Cortex Specialized for Face Perception", The Journal of Neuroscience, Vol. 17, No. 11, pp. 4302-4311.
  29. Kanwisher, N. (2000), "Domain Specifictity in Face Perception", Nature Neuroscience, Vol. 3, No. 8, pp. 759-763.
  30. Latour, B. (1986), "Visualization and Cognition: Thinking with the Eyes and Hands", Knowledge and Society, Vol. 6, pp. 1-40.
  31. Latour, B. and Woolgar, S. (1979), Laboratory Life: The Construction of Scientific Facts, Princeton University Press.
  32. Levy, N. (2007), Neuroethics: Challenges for the 21st Century, New York: Cambridge University Press.
  33. Lubar, S. (1995), "Representation and Power", Technology and Culture, Vol. 36, pp. 54-82.
  34. Lynch, M. (1985), "Discipline and the Material Form of Images: An Analysis of Scientific Visibility", Social Studies of Science, Vol. 15, pp. 37-66.
  35. Lynch, M. (1991), "Science in the Age of Mechanical Reproduction: Moral and Epistemic Relations between Diagrams and Photographs", Biology and Philosophy, Vol. 6, pp. 205-226.
  36. Rudwick, M. J. S. (1976), "The Emergence of a Visual Language for Geology, 1760-1840", History of Science, Vol. 14, pp. 149-195.
  37. Ruivenkamp, M. and Rip, A. (2010), "Visualizing the Invisible Nanoscale Study: Visualization Practices in Nanotechnology Community of Practice", Science Studies, Vol. 23, pp. 3-36.
  38. Sargent, P. (1996), "On the Use of Visualizations in the Practice of Science", Philosophy of Science, Vol. 63, S230-S238.
  39. Sergent, J., Otha, S. and MacDonald, B. (1992), "Functional Neuroanatomy of Face and Object Processing: A Positron Emission Tomography Study", Brain, Vol. 115, No. 1, pp. 15-36.
  40. Tarr, M. J. and Gauthier, I. (2000), "FFA: A Flexible Fusiform Area for Subordinate-level Visual Processing Automatized by Expertise", Nature Neuroscience, Vol. 3, No. 8, pp. 764-769.
  41. Yin, R. K. (1969), "Looking at Upside-Down Faces", Journal of Experimental Psychology, Vol. 81, pp. 141-145.