当你偷瞄校花时，大脑的一个角落出卖了你
2019/12/16 10:05:10 生物流BioStream

     多年后的一个同学聚会上，你随意扫了一眼，就在嘈杂的人堆中定位到了当年暗恋的校花。虽然她只是侧面对着你，但她的脖颈和侧脸，曾经无数次出现在你的梦境里，你无比笃定，就是她。于是，你挺了挺西装(租的)，正了正手腕上的劳力士(假的)，走了过去......

     那么，问题来了。大脑里的哪个脑区让你快速准确地从人群中识别出校花呢？

     答案还得从50多年前说起......

     哪个脑区负责人脸识别？

     1967年，波兰的神经科学家Jerzy Konorski发现，脸盲症患者通常会伴有下颞叶的损伤。脸盲症患者无法辨认熟悉的面孔，甚至无法识别自己的面部。因此，Konorski推测，脸孔识别的神经环路位于大脑下颞叶(IT，inferior temporal cortex)。Konorski 50年前的推测和现在神经科学的理解基本一致。

    

     红色部分为大脑IT区(下颞叶)

     随后，普林斯顿的科学家发现猕猴IT区有些神经元对人脸和身体部件(比如手)有反应。但这个领域真正的突破是华裔女科学家Doris Tsao在2006年做出的。那时候，Doris还在波士顿的哈佛医学院读博士。

    

     没错，中间的美女就是Doris Tsao

     Doris利用功能核磁共振发现猕猴和人在看人脸图片时，IT脑区内的一些小片区域供血量会大幅度升高。相反，看非脸部图片，比如身体其他部位、水果、物品时，这些区域的供血量并没有显著增加。

    

     给猴子看的人脸和非人脸图片

     当Doris将电极插入猕猴脑内这些特定的区域后，她的发现震惊了当时的神经科学界。Doris的研究表明，这些区域内的神经元几乎全部只对脸部图片反应，而对其他类型的图片不反应。

    

     face patch内的神经元只对face反应

     在猕猴脑内，这些专一对面部图片反应的IT亚区后来被称为“face patch”。

     美国科学家Afraz在2006年和2015年先后用电刺激、药理学实验和光遗传技术干扰猕猴face patch内神经元的正常放电，他发现，猕猴分辨人脸的能力严重下降。

     至此，猕猴下颞叶内face patch负责面部识别这一结论坐实了。

    

     正在看人脸的猕猴，猴脑圈起来的区域是face patch

     细心的读者可能会发现猕猴和人脸这两个矛盾的关键词。没错，至今为止，绝大多数的人脸识别实验是在猴子身上做的，也就是说，给猴看人脸。虽然人脸和猴脸很相似，但人脸对猴子来说很可能是毫无意义的东西，因为人不属于猴子的社交圈。再则，猴子也不会告诉我们刺激脑子时它看到了什么。最好的实验还是要在人脑上做，但机会可遇不可求。

     其实，功能核磁共振实验早已显示，人们在看人脸图像时，IT区内的纺锤状脸部脑区(FFA，Fusiform Face Area)和颞上沟(STS，superior temporal sulcus)的供血量会大幅增加。

     但由于伦理的原因，科学家无法做进一步的深入验证。

     一个癫痫病人的案例

     2017年，科学家Schalk逮住了一个千载难逢的机会。

     为了定位癫痫病人脑内的癫痫灶，医生会根据病情需求，通过外科手术在病人脑内植入电极。巧的是，一位26岁的日本癫痫男青年，他脑内植入的电极就位于纺锤状脸部脑区附近(FFA，Fusiform Face Area)，而纺锤状脸部脑区很可能就是人脑中负责人脸识别的关键区域。

    

     纺锤状脸部脑区FFA在人脑中的位置

     Schalk迫不及待的用电流刺激癫痫男青年的纺锤状脸部脑区。

     当病人看着Schalk时电击FFA脑区，病人说：“你的脸完全变形了，额(⊙o⊙)…，我不知道发生了什么事情，你的眼睛在变形。”

     当病人看着一个纸盒子时电击FFA脑区，病人说：“我在幻视吗？我看到盒子上有一个耳朵，一张嘴，你能在做一次吗？”

    

     第一行：刺激脸部相关脑区，第二行：刺激非脸部脑区

     Schalk里程碑式的案例研究坐实了人脑内纺锤状脸部脑区和人脸识别的因果关系。

     总结

     从1967年至今，科学家花了50多年的时间才弄清楚了负责人脸识别的脑区，即猕猴下颞叶内的face patch 和人脑纺锤状脸部脑区(FFA)。但是还有更重要的问题亟待解决：位于这些脑区内的神经元是如何编码人脸的呢？

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