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Science:发现识别熟悉脸部的两个新的大脑区域

作者:生物谷 来源:转化医学 日期:2017-08-14
导读

         没有什么比熟悉的脸部更快地被识别出来的了。但是科学家们一直在艰难地解释我们如何识别出熟悉的面孔,或者这种过程与我们识别不熟悉的脸部存在哪些区别。

        没有什么比熟悉的脸部更快地被识别出来的了。但是科学家们一直在艰难地解释我们如何识别出熟悉的面孔,或者这种过程与我们识别不熟悉的脸部存在哪些区别。

        如今,在一项新的研究中,来自美国洛克菲勒大学的研究人员开始揭示出大脑如何识别熟悉的面部的秘密。洛克菲勒大学神经系统实验室主任Winrich Freiwald和该实验室研究生Sofia Landi通过研究恒河猴(以下称实验用恒河猴),发现了大脑中的两个之前未知的区域参与脸部识别:能够将视觉感知(visual perception)与不同类型的记忆整合在一起的区域。相关研究结果发表在2017年8月11日的Science期刊上,论文标题为“Two areas for familiar face recognition in the primate brain”。

        利用功能性核磁共振成像,Landi和Freiwald测量了当这些实验用恒河猴对其他猴子的脸部照片作出反应时,这些动物的大脑活动。在这些照片中,这些脸部被分为三类:熟悉(personally familiar)的猴子脸部,这些猴子与这些实验用恒河猴一起生活多年;视觉熟悉(visually familiar)的脸部,它们的照片已被这些实验用恒河猴看了几百次;完全不熟悉的脸部。(为了便于比较,他们也给这些实验用恒河猴看了熟悉的物体、视觉熟悉的物体和不熟悉的物体。)

        这些研究人员期待这些实验用恒河猴的脸部处理神经网络以完全相同的方式对前两种脸部作出反应。恰恰相反,在对长期熟悉的猴子的脸部作出的反应当中,这种神经网络表现出更多的活性。与此同时,仅视觉熟悉的脸部实际上导致一些大脑区域的活动降低。这意味着这种神经网络在某种程度上能够区分熟悉的猴子脸部和视觉上熟悉的猴子脸部。

        更令人吃惊的是,已与这些实验用恒河猴在一起生活多年的猴子的脸部促进大脑中的两个之前未知的脸部选择性区域激活。

        一个区域位于与所谓的陈述性记忆(declarative memory)相关联的一个大脑区域中。Freiwald说,另一个区域嵌入到与社会知识(如关于个人及其社会地位的信息)相关联的一个大脑中---“这种特殊的记忆在灵长类动物(当然包括人类)中得到高度发展”。

        当这些研究人员给这些实验用恒河猴观看熟悉的猴子脸部的模糊照片(在大约半分钟内逐渐地清晰起来)时,之前已知的脸部处理区域的活动随着时间的推移稳步地增加。但是这两个新发现的大脑区域首先在活动上表现出少量的增加,或者没有增加,但随后突然急增---这种全有或全无的反应是我们识别一种熟悉脸部时经历的“一种突然的‘啊’时刻”。

        这些新的发现将允许这些研究人员进一步研究脸部识别背后的神经机制,以及大脑如何对不同类型的熟悉度作出反应。

        参考资料:

        Sofia M. Landi, Winrich A. Freiwald.Two areas for familiar face recognition in the primate brain.Science, 11 Aug 2017, 357(6351):591-595, doi:10.1126/science.aan1139

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