研究表明,大脑识别人脸的能力是通过反复暴露而形成的

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资料来源:CC0 Public Domain

长期以来,科学家们一直认为人类和其他灵长类动物天生具有识别面孔的能力——我们的大脑从出生起就知道如何识别面孔。

然而,哈佛医学院9月4日发表在该杂志上的一项新研究发现自然神经科学对这一长期观点提出质疑。

由神经生物学家玛格丽特·利文斯通、迈克尔·阿卡罗和彼得·沙德领导的哈佛医学院研究小组对成长过程中暂时被剥夺了看脸能力的猕猴进行了研究这是通过经验形成面部识别的关键,而在成长过程中没有遇到人脸的灵长类动物中是不存在的。

研究人员说,这一发现揭示了一系列神经发育状况,包括那些无法区分不同面孔的人,或者以厌恶看面孔为特征的自闭症。然而,科学家们说,最重要的是,这项研究强调了早期经历对正常感觉和认知发展的关键形成作用。

Livingstone是哈佛医学院神经生物学的武田教授,他解释说,猕猴——一种与人类进化关系密切的物种,也是研究人类大脑发育的模型系统——在200天大的时候,在大脑中一个叫做颞上沟的区域形成了负责识别面孔的神经元集群。这些大脑区域或斑块的相对位置在灵长类物种中是相似的。

她说,这一认识,再加上婴儿在发育早期似乎更倾向于追踪人脸的事实,导致人们长期认为面部识别必须是天生的。然而,人类和灵长类动物的大脑中也发育出了对进化过程中长时间没有遇到的视觉刺激做出反应的区域,包括建筑物和文字。后一种观察结果严重破坏了“面部识别是天生的”这一理论。

为了更好地理解面部识别的基础,利文斯通和博士后阿卡罗以及研究助理沙德一起饲养了两组猕猴。第一组,也就是对照组,有一种典型的成长方式,在婴儿早期和它们的母亲一起度过,然后和其他幼年猕猴一起度过,还有人类驯兽师。另一组由人类抚养长大,人类用奶瓶喂它们,和它们玩耍,拥抱它们——所有这些都是人类戴着焊接面具。在它们生命的第一年,猕猴从未见过人脸——人类或其他。在试验结束时,所有猕猴都和其他猕猴一起被分到社会团体,并被允许看到人类和灵长类动物的面孔。

当两组猕猴都长到200天大时,研究人员使用功能性核磁共振成像(MRI)来观察大脑图像,测量面部识别补丁和其他专门区域的存在,比如负责识别手、物体、场景和身体的区域。

有典型教养的猕猴有一致的"“他们大脑中每一类的区域。那些在成长过程中从未见过面孔的人,大脑中发展出了与所有类别相关的区域,除了面孔。

接下来,研究人员向两组人展示了人类或灵长类动物的图像。正如预期的那样,对照组优先盯着这些图像中的面孔。相比之下,没有面部暴露的猕猴会优先看手。利文斯通说,他们大脑中的手域比其他域大得不成比例。

研究结果表明,感官剥夺对大脑自身的连接方式有选择性的影响。利文斯通说,大脑似乎变得非常善于识别一个人经常看到的东西,而不善于识别它从未或很少看到的东西。

她补充说:“你看到的是你最终‘安装’在大脑机器中以能够识别的东西。”

研究人员说,这些大脑区域的正常发育可能是解释各种疾病的关键。其中一种疾病就是发展性人面失认症——由于大脑功能失常,人们天生无法识别熟悉的面孔,甚至是自己的面孔机械正常发展。同样,利文斯通说,自闭症谱系障碍患者的一些社交缺陷可能是由于缺乏看脸的经验而产生的副作用,而患有这些障碍的儿童往往会避免看脸。研究结果表明,干预措施鼓励早期接触研究小组说,这可能会缓解由于早期发展中缺乏此类经验而导致的社会缺陷。


进一步探索

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更多信息:看脸是脸域形成的必要条件,自然神经科学(2017)。DOI: 10.1038 / nn.4635
期刊信息: 自然神经科学

所提供的哈佛医学院
引用:研究表明大脑识别人脸的能力是通过反复暴露而形成的(2017年9月4日),检索于2021年6月6日//www.pyrotek-europe.com/news/2017-09-brain-ability-exposure.html
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