科学家们发现，当我们看到食物的图像时，一群神经元就会发光
一片粘稠的披萨。一堆酥脆的炸薯条。在炎热的夏天，冰淇淋从蛋卷上滴下来。根据麻省理工学院神经科学家的一项新研究，当你看着这些食物时，你视觉皮层的一个专门部分会被激活。
这个新发现的人口大部分食物反应神经元位于腹侧视觉流中，与那些专门对脸、身体、地点和文字做出反应的神经元一起。这一意想不到的发现可能反映了食物在人类生活中的特殊意义人类文化研究人员说。
“食物是人类社会交往的中心文化习俗．认知神经科学Walter a . Rosenblith教授、麻省理工学院麦戈文大脑研究所和大脑、思维和机器中心的成员Nancy Kanwisher说。“食物是我们的文化认同、宗教实践、社会互动以及人类做的许多其他事情的许多元素的核心。”
这些发现基于对一个大型公共数据库的分析，该数据库记录了人类大脑对一组1万张图像的反应。这些发现提出了许多关于神经群体是如何以及为什么发展的额外问题。在未来的研究中，研究人员希望探索人们对某些食物的反应会因他们的喜好或对某些食物的熟悉程度而不同。
麻省理工学院博士后Meenakshi Khosla和麻省理工学院研究科学家N. Apurva Ratan Murty是这篇论文的主要作者。这项研究发表在杂志上当代生物学．
视觉类
20多年前，在研究大脑的腹侧视流(即识别物体的部分)时，坎维舍尔发现了有选择地对面孔做出反应的皮层区域。后来，她和其他科学家发现了其他对地点、身体或文字有选择性反应的区域。其中大部分区域是研究人员专门着手寻找时发现的。然而，这种假设驱动的方法可能会限制你最终的发现，坎维舍说。
她说:“可能还有其他我们可能想不到的东西。”“即使我们发现了一些东西，我们怎么知道它实际上是该通路的基本主导结构的一部分，而不是我们只是因为寻找它才发现的东西?”
为了试图揭示腹侧视觉流的基本结构，坎维舍尔和科斯拉决定分析一个公开的大型全脑功能磁共振成像(fMRI)数据集，这些数据来自8名受试者在观看数千张图像时的反应。
“我们想知道，当我们应用数据驱动、无假设的策略时，会出现什么样的选择性，以及这些选择是否与之前的发现一致。第二个目标是看看我们是否能发现新的选择性，这些选择性以前没有被假设过，或者由于功能磁共振成像数据的低空间分辨率而一直被隐藏，”Khosla说。
为了做到这一点，研究人员应用了一种数学方法这让他们能够发现传统功能磁共振成像数据无法识别的神经群体。功能磁共振成像图像是由许多体素组成的，体素是代表一个脑组织立方体的三维单位。每个体素包含数十万个神经元，如果其中一些神经元属于对一种视觉输入做出反应的较小群体，那么它们的反应可能会被同一体素中的其他群体所淹没。
新的分析方法，Kanwisher的实验室之前使用的功能磁共振数据听觉皮层，可以梳理出fMRI数据的每个体素内神经种群的响应。
通过这种方法，研究人员发现了四个群体，它们与之前识别的对面孔、地点、身体和语言有反应的集群相对应。坎维舍说:“这告诉我们，这种方法是有效的，它告诉我们，我们之前发现的东西不仅仅是该途径的模糊属性，而是主要的、主导的属性。”
有趣的是，第五种种群也出现了，这一种似乎对食物的图像有选择性。
科斯拉说:“我们一开始很困惑，因为食物不是一个视觉上同质的类别。”“苹果、玉米和意大利面等食物看起来都很不一样，但我们发现有一个群体对所有这些不同的食物都有相似的反应。”
研究人员称之为腹侧食物成分(VFC)的特定食物群似乎分布在位于FFA两侧的两个神经元簇上。研究人员说，特定食物的种群分布在其他特定种类的种群之间，这一事实可能有助于解释为什么它们以前没有被发现过。
“我们认为，以前很难描述食物的选择性，因为对食物有选择性的种群与附近其他对其他刺激属性有明显反应的种群混杂在一起。功能磁共振成像的低空间分辨率使我们无法看到这种选择性，因为不同神经群体的反应混合在一个体素中，”Khosla说。
食品和非食品
研究人员还使用这些数据来训练VFC的计算模型，该模型基于Murty之前为大脑的面部和位置识别区域开发的模型。这使得研究人员可以进行额外的实验，并预测VFC的反应。在一项实验中，他们给模型喂食看起来非常相似的食物和非食物物品的匹配图像，例如香蕉和黄色新月。
科斯拉说:“这些匹配的刺激具有非常相似的视觉属性，但它们不同的主要属性是可食用和不可食用。”“我们可以通过预测模型提供任意的刺激，看看它是否仍然对食物比非食物有更多的反应，而不必收集功能磁共振成像数据。”
他们还可以使用计算模型来分析更大的数据集，包括数百万张图像。这些模拟有助于证实VFC对食物图像具有高度选择性。
从他们对人类功能磁共振成像数据的分析中，研究人员发现，在一些受试者中，VFC对加工食品如披萨的反应比未加工食品如苹果的反应要稍微多一些。未来，他们希望探索对某种食物的熟悉程度、喜欢或不喜欢等因素是如何影响人们对这种食物的反应的。
他们还希望研究这个区域在儿童早期何时以及如何变得专业化，以及它与大脑的其他部分进行通信。另一个问题是，这种食物选择性群体是否也会出现在其他动物身上，比如猴子，它们没有文化意义食物人类做的。
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