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大腦如何識別熟悉的臉孔

沒有什麼比在路上偶然看到一個熟悉的臉孔更讓人驚喜。科學家們對於人類是如何分辨熟悉或陌生臉孔的機制所知不多。如今,洛克菲勒大學(Rockefeller University)的研究人員逐步揭露大腦如何辨識熟悉臉孔的神秘面紗。科學家已知大腦中有些區域會針對臉部影像產生反應,當人類在面對熟悉與陌生臉孔時的反應機制也不盡相同。例如,就算故意以特殊光線或角度拍攝,人們還是可以辨認出熟人的臉部照片。不過若是陌生人,儘管只有些微的光線差異,人們便很難分辨。然而,要在人類大腦中進行臉部感知的基礎神經差異研究是非常困難的。因此研究人員轉而研究臉部處理系統相較人類更容易理解且更容易研究的演化近親:恒河猴(Rhesus macaque)。
研究人員使用功能性磁振造影 (functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)當恆河猴觀看不同猴子臉部照片的時候分析其腦部活動。照片分為三組:(1)已與受試者共同生活多年,真正熟悉的猴子、(2)受試者已預先看過其照片上百次以上,視覺熟悉的猴子、(3)完全陌生的猴子。研究人員原本預期猴子應該對於前兩組照片的反應大致相同。然而實驗結果顯示,大腦某些區域只有在看到真正熟悉的臉孔時才會出現較高的活化程度;視覺熟悉的臉孔反而會降低某些腦部區域的活化程度。更令人意外的是,大腦中有兩個特殊的區域在看到真正熟悉的臉孔時也出現了活化的現象,一個係與記憶相關;另一個則與社交相關。而這兩個區域先前科學家們並不知道其也跟臉部辨識有關。此外,研究人員也觀察到,若開始時刻意給猴子觀察模糊的臉部影像,隨著影像逐漸變得清楚,大腦中原本已知負責臉部辨識的區域活化程度係隨著時間而逐漸升高。然而在本次所新發現與臉部辨識相關的區域,卻是到一定時間後突然出現活化訊號的全有全無活化反應(all-or-nothing response)。研究人員認為這就是當人們終於發現「啊,我認識他!」的關鍵時刻。研究人員表示:「本次研究結果使得我們得以更深入了解臉部辨識的相關機制,以及大腦面對親疏臉孔間不同反應。新發現的腦部區域也可望提供科學家們探索超越視覺影像之外的認知(cognitive)及知覺(perceptual)反應過程。同時也打開了探索臉部辨識、記憶和社交認知間交互作用的窗口。」

更新日期 : 2017/10/18