Name: face recognition and upside-down faces
Uploaded: 2023-04-30T06:46:13.000Z
Duration: 6 min 13 s
Channel: JoVE
Description: Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

K12 Standards

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New York State Science Learning Standards

High School

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

The Inverted-face Effect

1. matériel et Stimuli
<ol>
	<li>Cette expérience nécessite un ordinateur et expérience logiciel de script.</li>
	<li>En outre, l’expérience exige un ensemble relativement important d’images du visage, de préférence avec des conditions d’éclairage semblables et sans expressions émotionnelles. Nombreuses bases de données de telles images sont disponibles gratuitement en ligne à des fins de recherche. Une bonne ressource est la base de données du visage MIT : http://web.mit.edu/emeyers/www/face_databases.html#oulu</li>
</ol>
2. conception
<ol>
	<li>Assembler un ensemble de 80 images faciales. Les diviser en deux, en deux groupes de 40. Utiliser un groupe dans la partie de l’exposition accidentelle de l’expérience et réserver l’autre groupe à utiliser comme des feuilles dans la prise d’essai.<ol>
		<li>Notez que vos deux groupes devraient avoir les mêmes proportions relatives des mâles et des femelles. En d’autres termes, s’il y a 25 visages masculins dans un groupe de 40, il faut 25 dans l’autre aussi bien.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Le programme de l’exposition accidentelle<ol>
		<li>La première partie de l’expérience consiste à exposer soit dit en passant un participant à un jeu de 40 faces via une tâche de couverture.</li>
		<li>L’expérience commence avec un écran de « Ready ». Appuyer sur la touche espace commence l’exposition.</li>
		<li>Une fois que vous appuyez sur la barre d’espace, chacune des 40 faces est montré un-à-un-temps pour 1 s. Après chaque image, un écran qui indique « Mâle/femelle ? » s’affiche. (La tâche de couverture pour le participant doit signaler si un visage est mâle ou femelle).</li>
		<li>Configurer le programme pour avancer vers le prochain visage après que le participant soit appuie sur la touche M ou F, (correspondant à mâle et femelle). Figure 1 RFI la séquence des événements dans la phase d’exposition de l’expérience.</li>
		<li>Cette phase de l’expérience est un total de 40 essais-un pour chaque face dans le jeu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10209/10209fig1.jpg"> 
La figure 1. Méthodes pour un paradigme de mémoire codage accessoires visant à démontrer l’effet inversé visage. L’expérience est en deux parties. Dans la première partie, appelée la phase de codage des accessoires, les participants observent un ensemble de 40 faces, un par un et sont priés de simplement signaler que chaque visage est masculin ou féminin. Dans la deuxième phase, le participant bénéficie d’un test de mémoire de surprise. Dans chaque procès, deux visages sont affichés by-side. Un de chaque paire est l’un des visages montrés dans la phase de codage, et l’autre, appelé le papier, est un nouveau visage, jamais vu par l’observateur. La tâche consiste à utiliser les touches fléchées droite et gauche pour indiquer quel visage de chaque paire est celui vu précédemment. C’est essentiel, moitié les paires de visage apparaissent à l’envers. La mesure de l’intérêt est précision rapport à droite vers le haut par rapport aux faces de la tête en bas. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10209/10209fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>
<ol start="3">
	<li>La phase test du programme<ol>
		<li>La partie de l’épreuve de l’expérience inclut également 40 essais.</li>
		<li>Pour chaque essai, sélectionner au hasard un des visages anciens et l’un des visages déjà réservés (du même sexe). Placer une sur le côté gauche de l’écran et l’autre sur la droite.</li>
		<li>La tâche est pour le participant d’indiquer avec la touche flèche gauche ou droite qui des visages dans un couple a été vu auparavant.</li>
		<li>La manipulation cruciale est que dans la moitié des essais, les deux faces sont présentées à l’envers.</li>
		<li>Au hasard, mélangez les procès envers et droit-côté-vers le haut.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. exécution de l’expérience
<ol>
	<li>Avant le début de l’expérience, c’est une bonne idée de demander au participant si elle ou il a tout connu une déficience visuelle ou des difficultés et en particulier, s’ils pensent qu’ils ont des difficultés à reconnaître les gens.</li>
	<li>Accueillir un participant de 60 cm de l’écran de l’ordinateur de présentation.</li>
	<li>Expliquer la phase de codage au participant comme suit, sans parler de la phase de test à venir :<ol>
		<li>« Il s’agit d’une expérience sur la perception du visage. Dans chaque essai, vous verrez une seule face pendant une seconde, suivi d’un écran dans lequel on vous demandera d’identifier le sexe du visage que vous avez vu juste. Appuyez sur la touche M pour le mâle et la touche F pour féminin. La tâche peut paraître très facile, que nous menons une étude avec plusieurs expériences, certains y compris facile à identifier des stimuli et certains stimuli numériquement modifiés, plus difficile. Les résultats, prises ensemble, nous aidera à comprendre les traits du visage utilisés pour reconnaître le sexe d’un visage. Si c’est facile ou difficile pour vous, s’il vous plaît faites de votre mieux. Il y a seulement 40 essais, et il faudra moins de cinq minutes pour terminer. »</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Démarrer le programme et le support à proximité comme le participant termine cette phase de l’expérience.</li>
	<li>Lorsque le participant est fait, dire ce qui suit :<ol>
		<li>« Merci de remplir la partie de l’étude. Je voudrais que vous maintenant de faire une seconde expérience, qui durera aussi à cinq minutes. Dans chaque essai, vous verrez deux visages, un sur le côté gauche de l’écran et l’autre le côté droit. Une des faces de chaque paire sera l’un des visages que vous avez vu juste, et l’autre sera un nouveau visage, celui qui ne figuraient pas dans la tâche de jugement vous juste fait. Votre tâche consiste maintenant à identifier la face « ancienne », celui qui est apparu dans la tâche de jugement. Utilisez la touche flèche vers la gauche pour indiquer le visage sur la gauche et la flèche droite pour le visage sur la droite. Dans certains essais, les deux faces apparaissent à l’envers. Ce n’est pas pertinent, votre tâche consiste toujours à faire de votre mieux pour identifier le visage que vous pensez que vous avez vu une fois déjà. »</li>
		<li>Là comme le participant remplit le critère de la mémoire.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

La découverte qui a inversé les visages sont difficiles à processus comporte de nombreuses applications. Études de neuro-imagerie, par exemple, ont tiré parti de l’effet d’identifier les régions cérébrales impliquées dans le traitement du visage spécialisé. Les scanners du cerveau sont prises lorsque les observateurs Découvre debout mais aussient inversé les visages. Les réponses aux deux types de stimuli sont ensuite comparés. Les deux ensembles de stimuli ont des propriétés visuelles très semblables dans l’ensemble, co...

l'effet de l'inversion faciale

Source : Laboratoire de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University
Dans la perception, c’est souvent le cas que la capacité de reconnaître et d’interpréter les stimuli complexes se sent sans effort mais en fait les demandes compliquées et intensive de traitement. C’est parce que le traitement est spécialisé et automatisé pour certains types de stimuli très importants. Parmi les meilleurs exemples de ce phénomène est le traitement du visage. Personnes ne pas tentent de détecter et de reconnaître les visages. Il semble juste d’arriver. Cependant, détection des visages et en leur disant en dehors de l’autre sont en fait une tâche exigeante computationnelle.

Capacités de reconnaissance du visage humain dépendent des calculs spécialisés et réseaux cérébraux dédiés. Une simple démonstration de ceci est l’effet inversé-face. Reconnaissant envers visages est beaucoup plus difficile que reconnaître leur droite vers le haut, mais ce n’est pas vrai pour beaucoup d’autres types d’objets visuels. L’effet inversé-face est démontré par une multitude de moyens. Cette vidéo montre un accessoire codant le paradigme de la mémoire pour enquêter sur le traitement du visage et l’effet inversé-face.

Pour analyser les résultats, il suffit de calculer la proportion des visages correctement identifié par le participant lors d’essais avec la tête en bas (inversé) et des essais avec des visages de droite vers le haut (upright). Comparer les performances à l’aide d’un graphique à barres, comme illustré à la Figure 2. Pour les observateurs plus visuellement normales, précision sera beaucoup plus élevée avec la position verticale par rapport à inversé des visages. Cependant, il s’agit d’une tâche difficile,...

L'effet de l'inversion faciale

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
In perception, it is often the case that the ability to recognize and interpret ...

Nous n’essayons pas de détecter et de reconnaître les visages, cela se produit tout simplement, soit dit en passant. De manière impressionnante, pour une reconnaissance réussie, des calculs complexes et exigeants doivent être effectués dans des réseaux cérébraux dédiés pour intégrer des caractéristiques distinctes dans un visage cohérent. Alors que reconnaître les visages à l’endroit est relativement facile, les identifier en position renversée est beaucoup plus difficile, même si ce n’est pas vrai pour d’autres types d’objets visuels. C’est ce qu’on appelle souvent l’effet du visage inversé, et il est utilisé dans des expériences conçues pour étudier comment la reconnaissance faciale se produit à la fois cognitivement et dans le cerveau. Cette vidéo montrera comment concevoir et exécuter, ainsi que comment analyser et interpréter une expérience étudiant l’effet de face inversée via un paradigme de mémoire à codage accidentel. Dans cette expérience, les participants sont invités à juger les visages masculins et féminins dans deux phases différentes : l’exposition accidentelle et le test. Au cours de la première partie d’exposition accidentelle, on montre au participant un ensemble de 40 visages, un à la fois pendant 1 s chacun. Après l’affichage de chaque image, le participant est invité à indiquer s’il s’agit d’un homme ou d’une femme en appuyant sur une touche associée. Ce processus imite notre capacité naturelle à traiter les visages, incidemment, sans le savoir. Ensuite, pour la deuxième phase de test, on montre au participant deux visages côte à côte. L’un est choisi au hasard dans la partie exposition accidentelle et l’autre, appelé feuille, est apparié au sexe et n’a jamais été vu auparavant par le participant. Les visages de la période de test sont également mélangés au hasard, la moitié d’entre eux étant à l’envers et l’autre moitié, à l’endroit. Le participant est invité à indiquer lequel des deux a été vu précédemment. Dans ce cas, la variable dépendante est le nombre de faces correctement identifiées (une simple mesure de la précision de la mémoire) dans des orientations verticales et inversées. On s’attend à ce que les participants se souviennent mieux des visages précédemment vus lorsqu’ils sont montrés debout, par opposition à l’envers. Les mauvaises performances lors de l’identification des faces inversées sont connues sous le nom d’effet de face inversée. Avant de commencer l’expérience, vérifiez que le participant n’a pas de déficiences visuelles connues ou de difficulté à reconnaître les personnes. Pour commencer, asseyez le participant à 60 cm de l’ordinateur de présentation. Expliquer les instructions pour la phase d’exposition accidentelle sans mentionner la phase d’essai à venir. Commencez le programme et tenez-vous à proximité pendant que le participant effectue la première phase de l’expérience et termine 40 essais sur une période de 5 minutes. Notez qu’ils ne voient qu’un seul visage pendant 1 s et identifient le sexe du visage en appuyant sur la touche « M » pour homme ou « F » pour femme. Après la phase initiale, remerciez le participant d’avoir terminé cette partie de l’étude et informez-le des instructions pour la prochaine phase de test. Une fois de plus, démarrez le programme et tenez-vous à proximité pendant qu’ils terminent la deuxième phase de mémoire de 40 essais. Dans cette partie, notez que le participant appuie sur la touche fléchée gauche ou droite pour indiquer quel visage a été observé précédemment. Pour analyser les données, il suffit de calculer la proportion de visages correctement identifiés et de représenter graphiquement les résultats de la précision de la mémoire par type d’essai : droit ou inversé. Notez que pour la plupart des participants visuellement normaux, la précision est beaucoup plus élevée lors de l’identification des visages droits par opposition aux visages inversés, ce qui démontre l’effet de visage inversé. De mauvaises performances avec les inversés suggèrent que des mécanismes spécialisés de traitement du visage sont réglés pour tirer parti du fait qu’ils sont presque toujours ressentis dans une orientation verticale. Maintenant que vous êtes familiarisé avec la complexité du traitement des visages inversés, examinons d’autres scénarios de recherche où l’effet peut être appliqué. Des études de neuroimagerie ont utilisé l’effet du visage inversé pour identifier les régions du cerveau impliquées dans le traitement spécialisé du visage. Les visages droits produisent une réponse neuronale plus forte dans la zone fusiforme du visage, ou FFA, que les visages inversés, ce qui suggère que les visages inversés ne parviennent pas à engager les neurones spécialisés dans le traitement du visage. De plus, des lésions cérébrales à l’AFL peuvent entraîner un trouble connu sous le nom de prosopagnosie, c’est-à-dire l’incapacité de reconnaître les visages, y compris les vôtres. Cette tâche est souvent utilisée pour diagnostiquer la cécité faciale, car les personnes prosopagnostiques ont généralement autant de difficulté à identifier les visages à l’endroit qu’avec ceux qui sont inversés. Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à l’effet de visage inversé. Vous devriez maintenant avoir une bonne compréhension de la façon de concevoir et de mener ce type d’expérience en implémentant l’encodage d’une série de visages et en récupérant les visages familiers par la mémoire. Vous devez également savoir comment analyser et interpréter les résultats. Merci d’avoir regardé !

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face recognition and upside-down faces

Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

Face Recognition and Upside-Down Faces

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Color Opponency and Afterimages

Color afterimages show how the brain uses opponent color signals to process vision. Human color vision can separate millions of hues, even though it depends on fairly simple hardware. A key part of that ability comes from an opponent system in the brain. In an opponent system, the presence of one kind of color signal is treated as evidence for the absence of another. The absence of one signal can also count as evidence for the other. For example, some brain cells respond when blue is present...

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How the Brain Fills In the Blind Spot

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Visual Awareness Through Motion Illusion

Visual awareness and motion-induced blindness show how the brain shapes what people see. In visual perception and sensation, what appears in the world is not a direct copy of physical reality. People may miss real objects, see things that are not there, or see them in a distorted way. Scientists use the word awareness to mean what people actually perceive. To study awareness, vision researchers often rely on illusions and misperceptions. These cases help reveal how the brain builds experience...

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Body Mapping and the Rubber Hand Illusion

The Rubber Hand Illusion shows how the brain builds a map of the body in space. This body map helps people reach for objects, walk without hitting obstacles, and sit down without missing a chair. It depends on proprioception, which is the brain's sense of where the limbs are based on control and feedback signals. The brain does not rely on proprioception alone. It also uses vision, touch, and even sound to represent body parts in space. The classic illusion, first described by Botvinick and...

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How the Ames Room Warps Depth

The Ames Room is a visual illusion that changes how people judge depth and size. It is built to show how the brain uses assumptions to recover three-dimensional space from a two-dimensional image on the retina. The retina is the light-sensitive tissue inside the human eye. Light from objects in the world reflects onto the retina and creates patterns of stimulation. Objects that are side-by-side in the world usually create side-by-side stimulations on the retina. Distance is harder to recover,...

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Measuring Visual Attention with Cues

Visual attention is the limited ability to focus on some information while ignoring other stimuli in the environment. It is studied in many senses, including vision, hearing, touch, taste, and smell. Researchers most often examine it in vision because it is easy to test with controlled displays. A common method is the spatial cueing paradigm. In this task, a cue appears to guide attention toward one location, and researchers measure what happens when attention is focused there instead of...

the attentional blink

Measuring Visual Attention Lapses

Visual attention is needed to recognize a stimulus. Early in vision, objects are not seen as whole objects. They are processed as features such as lines, corners, texture changes, color, and light. Attention helps later processing combine those features into something the brain can identify. This makes attention a major topic in vision research. A key question is how people sustain attention over time. Sustained attention means keeping focus from moment to moment. It takes effort, especially...

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Peripheral vision and letter crowding are shown in this high school science video. The lesson connects how the eye samples light with why objects are harder to recognize at the edge of vision. Human vision depends on light-sensitive neurons in the back of the eye called the retina. These neurons are rods and cones, named for their shapes. They are not spread evenly across the retina. The center region, called the macula, has a dense pack of cones. Cones are especially concentrated in the...

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How Lip Reading Shapes Speech Perception

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Measuring Size Changes with JND

Psychophysics studies how physical changes become neural signals and mental ideas about magnitude. A key idea in this field is the just-noticeable difference, or JND. A JND is the smallest change people can perceive. Size is a clear way to study JND. Small changes in a child’s height may go unnoticed from day to day. After a longer absence, such as a return from sleep-away camp or a visit after many weeks, those same small changes can seem obvious because they have added up. Researchers...

the staircase procedure for finding a perceptual threshold

the-staircase-procedure-for-finding-a-perceptual-threshold

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing

Psychophysics studies how the physical strength of a stimulus relates to what people actually perceive. It focuses on perceptual thresholds, which are the smallest amounts of stimulation a person can sense. Examples include the brightness needed to see a light, the pressure needed to feel touch, and the softness of a sound that can still be heard. The staircase procedure is an efficient method for finding a perceptual threshold. Here, the stimulus is adjusted step by step based on a person’s...

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Visual Masking with Object Substitution

Visual masking describes cases where one image is presented, but an observer does not perceive it because a second image appears. In vision science, this kind of interference helps researchers study how the brain selects and stores visual information. Object substitution masking is a surprising form of visual masking. It became an important topic in vision research after it was discovered relatively recently, around 1997, by Enns and Di Lollo. The effect has been studied because it shows that...

sensation and perception

Cette collection se penche sur une variété de procédures pour étudier comment le cerveau traite notre monde sensoriel complexe et résout les problèmes en confrontant conscience et perception visuelle, tactile et auditive.

Explore how the brain processes faces and why upside-down faces are harder to recognize. Learn the inverted-face effect through incidental memory testing.

Face Recognition and Upside-Down Faces | JoVE K12

Jonathan Flombaum

Overview

Experimental Design

Running the Experiment

Representative Results

Applications

Summary

Characteristics of Life

Biology is a natural science that studies life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, ...

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Cell Structure

Background
Cells represent the most basic biological units of all organisms, whether it be simple, single-celled organisms like bacteria, or large, ...

Visualizing Onion and Cheek Cells
ExpandImmediately before the experiment, wash and peel onion bulbs for the class.
Remove the entire brown outer skin and ...

Visualizing Onion and Human Cells
ExpandIn this experiment you will prepare different types of cells from a plant and animal, onion and human ...

What are Cells?

Cell Diversity

The concept of a cell started with microscopic observations of dead cork tissue by Robert Hooke in 1665. Hooke coined the term &#34;cell&#34; based on the ...

Cytoplasm

The cytoplasm consists of organelles and a framework of protein scaffolds called the cytoskeleton suspended in an aqueous solution, the cytosol. The ...

The Nucleus

The nucleus is a membrane-bound organelle that acts as a control center in a eukaryotic cell. It contains chromosomal DNA, which controls gene expression ...

The Central Dogma

The DNA Helix

Nucleic Acids

DNA as a Genetic Template

Structure of a Gene

A gene is the fundamental unit of heredity. Every individual has two copies of each gene, one inherited from each parent. Although most people contain the ...

Chromosome Structure

Base-pairing and DNA Repair

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

RNA Structure

The basic structure of RNA consists of a string of ribonucleotides attached by phosphodiester bonds. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

Types of RNA

Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs perform diverse ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Translation

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

Protein and Protein Structures

Proteins: From Genes to Degradation

From DNA to Protein

The flow of genetic information in cells from DNA to mRNA to protein is described by the central dogma, which states that genes specify the sequence of ...

Protein Folding

Proteins are chains of amino acids linked together by peptide bonds. Upon synthesis, a protein folds into a three-dimensional conformation, critical to ...

An Overview of Gene Expression

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An Introduction to Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans is a microscopic, soil-dwelling roundworm that has been powerfully used as a model organism since the early 1970&rsquo;s.  It was ...

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An Introduction to Cell Division

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Demonstrating Author: Luisa Ikner
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F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) is a phenomenon used to investigate close-range biochemical interactions. In FRET, a donor photoluminescent ...

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Detecting Environmental Microorganisms with the Polymerase Chain Reaction and Gel Electrophoresis

Source: Laboratories of Dr. Ian Pepper and Dr. Charles Gerba - Arizona University
Demonstrating Author: Bradley Schmitz
Polymerase chain reaction (PCR) is ...

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Gel purification is used to recover DNA fragments after electrophoretic separation. DNA recovery from an agarose gel includes three basic steps: binding, ...

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Reactive oxygen species are chemically active, oxygen-derived molecules capable of oxidizing other molecules. Because of their reactive nature, there are ...

Gene Silencing with Morpholinos

Morpholino-mediated gene silencing is a common technique used to study roles of specific genes during development. Morpholinos inhibit gene expression by ...

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Development and Reproduction of the Laboratory Mouse

Successful breeding of the laboratory mouse (Mus musculus) is critical to the establishment and maintenance of a productive animal colony. Additionally, ...

Construct an explanation based on evidence for how the structure of DNA determines the structure of proteins which carry out the essential functions of life through systems of specialized cells.

HS-LS1-1.

Face Recognition and Upside-Down Faces

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