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1 # 琳子博士
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2 # 運動答人
面容失認研究中心,是世界上最先進的研究臉盲的平臺之一。這裡的研究是這麼解釋的:臉盲,學名“面孔失認症”,指的是大腦在面孔加工上明顯受損,大致可以分為獲得性面孔失認症和發展性面孔失認症,而發展性面孔失認症在人群中的發病率約為2%。通常說的“臉盲”,就是指這種型別。
說起臉盲症,中國康復研究中心北京博愛醫院神經康復二科主任醫師宋魯平笑著說,臉盲症的人無法辨認和自己擦肩而過的熟人,見過幾次面,下次再見的話,也完全認不出,就算日夜相對的人,只要換一個髮型,可能也要辨認半天。這些人並非記憶力差:他們能夠記住名字、電話號碼,甚至讀過的書,只是辨認起來有點困難而已。所以很多人只能透過記憶熟人的聲音來辨認對方。
為什麼有些人會出現這種“相見不相識”的情況呢?心理精神因素是一大原因。北京回龍觀醫院臨床心理科副主任醫師趙丞智解釋說,現在人生活壓力大,每天接觸很多資訊,應接不暇,導致心理面臨多種應激狀態。個體在應激狀態下精神功能會發生“解離”,處於“解離狀態”,這是心理功能低下的表現,也是一種心理的防禦機制。
2007年德國明斯特人類遺傳學研究所刊登在《美國醫學遺傳學》雜誌上的研究發現,面容失認症可能是由一種單一的顯性基因引起的,如果父母中有一人有這樣的症狀,那麼孩子有50%的機會也會有類似的症狀。
除了這類原因,還有可能跟一些器質性疾病有關。宋魯平解釋,比如有過腦外傷、動脈硬化、老年痴呆、腦血栓等疾病。這是因為臉盲症的人大腦中負責面部識別的枕葉有損傷,那一路神經就像一個儲存視覺分析資訊的倉庫被毀壞了一樣,所以就造成了認知障礙。
“只是這樣的症狀很容易被人忽視,如果不是器質性疾病引起的,大多無關緊要,就當是上帝給你的禮物吧。”兩位專家都表示,這樣的症狀並不是什麼大毛病,頂多算一個小缺陷而已。宋魯平笑著說,這樣反而能促使你去記住對方的特徵,讓你認真地去跟人交往,給人感覺很真誠。
對於器質性疾病引起的臉盲症,宋魯平說,一般都要先解決其原發疾病,再進行認知康復,可以透過有針對性的神經康復訓練、視覺強化、反覆的訊號刺激等達到恢復認知的目的。
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在擁擠的接機人群中,你一眼就能看到 Ta 的臉。瞬間你彷彿沐浴著光芒,而周圍的人群全部褪色成為模糊的陪襯。在牽手回家的路上,Ta 的一顰一笑,都牽動著你內心最深的情緒波動。你看著對方的臉,你感受到的心靈溝通絲毫不亞於言語的傳遞......
我們每一個人天生對於特定臉就有著異乎尋常卻又難以覺察的敏感,因為我們的大腦中有者特定的神經元細胞來專門負責精確的人臉感知。
2017年發表在頂級生物期刊細胞的一個研究發現:人們大腦中不僅有專門負責面部識別的神經元細胞群,並且這其中的每一個神經元都參與到了獨特的面部特徵的識別工作中。透過特定的放電模式,這些神經元會記錄下不同的面部特徵。
在以往的腦成像研究中,科學家們就已經發現:大腦顳葉中又幾個像藍莓大小的區域,這些區域負責對人臉作出反應的工作。但是,長久以來,科學家們一直都不知道這些負責識別人臉的神經元究竟具體是怎麼工作的。
獼猴研究直到這個最新的研究的出現,生物學家 Doris Tsao 用腦成像和植入電極的手段記錄了獼猴單個神經元的活動後發現:每一個單獨的神經元的放電模式對應著不同的面部特徵,而這群特定的面部識別神經元只對人臉有反應。也就是說,這群神經元不會對其他的物體比如說蔬菜或者身體其他部位,甚至是卡通中的人物也不會給出任何反應。
更令人興奮的事,這群科學家們透過解讀這些神經元的放電模式還可以高度還原出獼猴看到的人臉。研究人員給兩隻大腦上植入電極的獼猴看兩2000張人臉影象,這其中包含著50個不同的特徵(如髮際線的寬度,面板的膚色等等)。結果發現:每一個單獨的神經元只會對一種特徵作出反應,而對其他的特徵毫無反應。此外,不同叢集的面部神經元負責不同的面部特徵,互相之間補充對方的功能,這好比一個工廠中一條流水線上的工人負責不同的任務那般,神經元們協同工作促成整個人臉識別任務的完成。
於是,透過之前記錄下來的不同神經元反應模式,科學家在給獼猴看了一張全新的人臉照片後,透過分析獼猴大腦不同神經元的放電模式,科學家高度就能還原出了獼猴正在看到的這張人臉的樣子了。
圖1是獼猴看到的臉,圖2是透過神經元訊號解讀還原的臉
那麼,要做到這麼精確的人臉識別需要動用到多少神經元呢?
在這個研究中,對人臉特徵的高度解讀和還原只使用到了 205 個獼猴大腦神經元細胞。
除了包含基礎的臉部生理特徵識別這個層面,面部識別還包含著整體識別的層面。比如判斷一張臉是來自熟悉的人臉還是陌生,或是將眼前的這張臉與某個名字對應起來等等,這些整體識別功能則要涉及到了大腦的另一些區域。
夢露還是撒切爾?在另一個有趣的研究中,實驗員讓參與者躺在核磁共振機器裡分別看瑪麗蓮夢露的照片和撒切爾夫人的照片,以及透過電腦合成的介於撒切爾夫人和瑪麗蓮夢露的臉之間的照片。在這些合成的照片中,人物的面部特徵是漸變的,也就是說,在某一個節點上,人們會突然把漸變的照片識別為瑪麗蓮夢露或者撒切爾夫人。
撒切爾夫人到瑪莉蓮夢露漸變圖
實驗員透過分析他們的大腦活動發現:人臉的一些物理特徵,如眼睛、頭髮的顏色,能啟用人們大腦的下枕葉區域;而將圖片識別為瑪麗蓮夢露還是撒切爾夫人,則由大腦的右側梭狀回負責。
右側梭狀回則正是我們大腦中負責整體層面的面部識別的區域,它負責從整體上比對一張臉究竟是熟人的臉還是陌生人的臉。
研究發現,許多臉盲症患者都存在著大腦梭狀回發育不良的問題。因此,這些人無法把臉作為整體識別。常見的情況是,臉盲症患者往往認識了一個人很久,在再次見到這個人時,他們仍然無法判斷出這個人是熟人。
所以我們現在也不難理解為什麼某東會說:我和她在一起不是因為她漂亮,因為我根本不知道她漂不漂亮。
而事實上他可能比他說的還要幸運,這是因為也許每當他見到自己老婆一次,他都可能會有自己又新認識了一個美女的感覺吧。
參考文獻:
[1] Rotschtein P., Henson R. N. A., Treves A., Driver J. & Dolan R. J. Nature Neuroscience, published online. doi:10.1038/nn1370 (2004).
[2] L. Chang and D. Y. Tsao Cell http://dx.doi.org./10.1016/j.cell.2017.05.011; 2017