“好像在哪见过你”现在有了科学解释,一群脑细胞帮你回忆那张脸
原标题:“好像在哪见过你”现在有了科学解释,一群脑细胞帮你回忆那张脸
博雯丰色发自凹非寺
量子位报道|公众号QbitAI
见到某张熟悉的脸,脑中先是响起了“我好像在哪见过你”的旋律。
听上去像是句众所周知的废话。
但实际上,全世界的神经科学家们从上世纪60年代开始找,找了半个多世纪,都没能发现这种“人脸记忆细胞”的踪迹。
今天,终于有一群研究者们拿出了正确答案。
他们找到的,并不是某一种脑细胞。
从「祖母细胞」开始的探索
神经科学家们60多年的探索,开始于1968年的祖母细胞假说。
只要通过这一神经元,人脸的视觉信息就能转化成对人脸身份识别,以及与之相关的记忆和感情。
但这种一对一的人脸记忆模式能编码的信息显然是有限的,这并不符合实际。
更何况祖母细胞自提出以来就一直在找,但一直没找到……
后来还有一些类似的假说细胞,但也只停留在“假说”阶段而已(因为都没找到)。
虽然在这里并没有找到所谓的“人脸记忆细胞”,但随着不断的搜寻,科学家们还是发现了越来越多与人脸识别/记忆关联紧密的子区域。
于是,神经科学家Freiwald和他的同事们重新将目光投向了颞极。
但他们发现了一群。
只要看到祖母,就会有一大群神经元不断点亮。
这里有一片「祖母脸区」!
恒河猴,你怎么看?
所以是怎么实验的?
看什么呢?
包括人脸、猴脸、身体、物体、灰色背景五类图像在内的205张图像集。
而每一类中还分别包含了猴子熟悉和不熟悉的图片。
研究人员想知道,大脑中这两个区域对脸部信息,尤其是对熟悉脸部信息的视觉反应性如何。
通过功能性磁共振成像(FMRI),可以看到TP区细胞只对熟悉猴脸产生视觉反应:
但人类对面部的识别或记忆,常常面临着更加复杂的情况。
于是,研究人员为猴儿们更换了一组同时包含熟悉与陌生图片的新数据集。
虽然都对熟悉面孔和不熟悉的面孔作出了非线性的视觉反应,但TP区域中对熟悉面孔的非线性反应更高。
好,社交圈庞大的现充情况考虑完了。
而面对经过模糊处理的图像,AM区域细胞根本就没有发生视觉反应。
毕竟对人类来说,如果是非常熟悉的人,就算只看脸型或部分五官也能认得出来。
因此,研究人员将完整的面部分割成不同的特征:比如包含脸部轮廓的外部脸、仅包含内部特征、其他五官。
对熟悉的脸表现出视觉反应
对熟练的脸进行分类和单独编码
拥有人脸识别的关键功能
那么AM区域就没用了?
不。
Freiwald团队认为AM区域可能会通过短延迟细胞群集向TP区域提供面部识别信息。
即负责“初见”。
简单来说,就是接收到脸部视觉信息的输入后,两个区域中的无数神经元构成的网络就开始互相作用。
而由于颞极传递并处理脸部信息的速度惊人,所以可能只是一瞬间,就产生了输出:
即输入脸部信息所对应的身份ID、相关的记忆视频、抽象的情绪感觉。
就像我们看到一个人,就能瞬间辨认他的身份,并想起与他相关记忆和感情一样。
现在知道什么叫做真正的神经网络了吧。
有什么用?
首先,脸盲患者可能有救了。
论文作者Freiwald表示:
脸盲可能导致患者的神经衰弱,因为在最糟糕的情况下,他们甚至认不出近亲。一些脸盲症患者会同时患有抑郁症。而我们的这一发现或许对治疗脸盲症具有临床意义。
而且,如果熟悉的同种脸部记忆被储存在颞极的一个小区域里,那么附近很可能还存在其他具有类似特异性的模块。
更复杂的知识系统,例如个人与他们的社会关系,就有可能建立在这些模块上。
这样,对于颞极受损之后导致的失认症(如失语、失读、失听),这项研究或许提供了一条研究思路。
团队介绍
此项研究的四位作者全部来自美国洛克菲勒大学。
这是一所世界顶尖的生物医学教育研究中心,也是世界上人均诺贝尔奖获得者数最多的研究机构(只招收博士生)。
通讯作者WinrichA.Freiwald,同时也是该校神经系统实验室的教授。
他还曾在麻省理工学院、麻省总医院、哈佛医学院等研究院从事博士后研究。
论文地址:
https://science.sciencemag.org/content/early/2021/06/30/science.abi6671
参考链接:
[1]https://medicalxpress.com/news/2021-07-scientists-class-memory-cells-brain.html
[2]https://www.dw.com/en/dont-i-know-you-new-memory-cells-found-in-brain/a-58125742