大脑开始注册性别和年龄识别脸之前,研究人员发现

我们的大脑非常擅长处理的面孔,甚至对这个函数有什么特别地区专业。但我们面临维度观察什么呢?首先我们观察一般性质,然后看一下细节吗?或维度如性别或其他身份信息解码相互依存地?在发表的一项研究自然通讯,神经学家在麦戈文脑研究所测量响应实时大脑的面孔,首先,发现大脑解码属性,如性别和年龄下钻前脸的特定身份本身。

而功能性核磁共振成像(fMRI)揭示了一个令人难以置信的水平的细节是大脑的哪个区域的反应脸,该技术有效地告诉我们这些大脑区域成为激活。这是因为fMRI的措施大脑的活动通过检测血液流动的变化;当神经元变得活跃,当地的这些大脑区域血流量增加。然而,功能磁共振成像工作太慢跟不上大脑的发音,动力学。进入脑磁图描记术(MEG)技术由麻省理工学院的物理学家大卫·科恩,检测微小波动磁场发生与神经元的电活动。这允许更好的神经活动的时间分辨率。

麦戈文研究所研究员南希·坎维舍,沃尔特Rosenblith麻省理工学院脑与认知科学系的教授,博士后Katharina强加于人,连同他们的合作者蕾拉Isik Dimitrios Pantazis,选择这种暂时的精确的方法来测量大脑的时间应对面临的不同维度特征。

“从短暂的一张脸,我们快速地提取这些对一个人的丰富的多维信息,比如他们的性别,年龄,身份,”罗伯特解释道。“我想了解大脑是如何实现这个令人印象深刻的壮举,这背后的神经机制是什么效果,但没有人测量了相同时间尺度对这些特性的研究。”

先前的研究已经表明,失忆症患者条件无法识别的特征熟悉的面孔确定性别,没有麻烦,建议这些特性可能是独立的。“但检查当大脑识别性别和身份,以及是否这些是相互依存特性,不太清楚,”罗伯特解释道。

通过记录受试者的大脑活动梅格机、捐赠和她的合著者发现,大脑反应粗特征,如性别的脸,比面对本身的身份快得多。他们的数据表明,在60 - 70毫秒,大脑开始解码一个人的年龄和性别。大约30毫秒后在约90响应大脑处理面临的身份开始。

在建立范式测量反应这些维度,然后作者决定测试熟悉度的影响。一般理解,大脑处理信息的“熟面孔”比不熟悉的面孔更强劲。例如,我们的大脑善于识别女演员斯嘉丽·约翰逊在多个照片,即使她的发型在每张照片里是不同的。我们的大脑有难度,但是,认识到两个相同的图片如果面对陌生的人。

“事实上,对于不熟悉的面孔大脑是容易上当的,”罗伯特解释道。“变化图像,阴影,改变头发颜色或风格,很快使我们认为我们正在寻找一个不同的人。相反,我们没有问题,如果一个熟悉的脸的影子,或者一个朋友改变自己的发型。但是我们不知道为什么熟悉的面孔知觉更强劲,这是由于更好的前馈处理,还是基于后记忆检索。”

熟悉测试的影响,作者测量了大脑反应而受试者看到熟悉的面孔(美国名人)和不熟悉的面孔在梅格(德国名人)。令人惊讶的是,他们发现,受试者识别性别更快比不熟悉的面孔熟悉的面孔。例如我们的大脑解码演员斯嘉丽·约翰逊表现为女性,甚至在我们意识到她是斯嘉丽·约翰逊。和不太熟悉的德国演员,Karoline Herferth,大脑打开相同的信息更少。

罗伯特和合作者认为更好的性别和身份识别不“自上而下”的熟悉的面孔,这意味着改善对熟悉的面孔的反应不是从记忆检索信息,而是一个前馈机制。他们发现,大脑对面部熟悉慢得多时间尺度比它响应(400毫秒)性别,这表明大脑会记住相关协会的脸(如把约翰逊的“迷失东京”电影)更长时间。

这是个好消息对人工智能。“我们感兴趣的前馈深度学习系统能否学习面临使用类似的机制,”罗伯特解释道,“和帮助我们理解大脑如何处理面临有见过拉着记忆的缺失。”

时直接下一步,罗伯特想探索的大脑这些面部尺寸提取的,经验如何影响的一般处理对象,以及计算模型的脸部处理是否可以捕获这些复杂的人类特征。

这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。