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。
下一秒，大脑就把与这张脸有关的各种记忆和感情都塞了过来。
能将 人脸视觉信息 与 相关的记忆和情感 关联起来，这肯定是某种神秘的 脑细胞 干的。
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 。
而是大脑 某片特定区域 中的所有细胞！
该项研究已登上Science
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。
这一学说认为，当你看到、听到、或想到你的祖母的脸时，大脑某处的一个神经元就会“叮”的一声亮起来。
也就是说，你所熟悉的每一张脸，在大脑中都有一个对应的“专属神经元”。
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）。
而对这些假说细胞的寻找，主要就集中在大脑的 颞 （niè） 极 （Temporal Pole）区：
这是大脑中一个负责长期记忆、语言理解和情感联想的区域。
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。
并重点选择了TP和AM两个子区域进行实验：
和前人一样，Freiwald团队并没有发现 某一个 吞入人脸信息就能吐出记忆与情感的神奇细胞。
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？
研究人员决定让两只恒河猴来看一看。
恒河猴右半脑图像
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：
而在同时面对人脸和猴脸时，比起AM区，TP区域细胞还会对熟悉猴脸展现出更强的 视觉选择偏向性 ：
看起来， 这个TP区域确实与人脸视觉存在着某种关系 。
但人类对面部的识别或记忆，常常面临着更加复杂的情况。
假如我今天碰到了熟悉的基友和陌生的邻居，明天又碰到了熟悉的男（女）神和陌生的前任呢？
只有面对新数据集也能重新响应的细胞才是真正的“人脸记忆细胞”！
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 。
结果是，即使让两个区域中的细胞都从一个 特定的可见度阈值 开始 重新响应 ，它们也都发生了视觉反应：
并且，在将细胞突发反应拟合为一个函数后，两个区域的函数还存在差异：
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。
还有五米之外人畜不分的广大近视人群呢？
高斯模糊，走你！
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。
只有TP区域的细胞对熟悉面孔产生了非线性的视觉反应：
最后，再来试试从 部分特征 识别和记忆人脸的能力。
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。
而在这种情况下，TP区域细胞依旧表现出了非常强的视觉反应：
通过上面这些实验，可以看到TP区域中的细胞整体呈现出三个特点：
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”。
而对于“再见”，即我们所说的“熟悉感”的由来，就要由TP区域来对熟悉脸部产生视觉反应，并存储脸部信息的 长期语义 了。
所以，研究人员认为TP和AM两个区域在功能和结构上或许是平行运行，且 互相协作 的。
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：
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Winrich A. 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。
Sofia M. Landi，同样也是华盛顿大学博士后机构的研究人员，致力于研究人脑的记忆机制。
Pooja Viswanathan，该校神经系统实验室的博士后研究员。
最后一位研究员Stephen Serene，是该校的学生。
论文地址：
参考链接：[1]
