茫茫人海，如何一眼認出你

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似乎絕大多數人都可以輕鬆地從人群中找出熟悉的面孔。但你有沒有想過，為什麼，我能在茫茫人海中一眼認出你呢？換句話說，我們大腦識別人臉的機制究竟是什麼？

神經學家們曾這樣推測，我們大腦中的神經細胞與人臉有某種對應關係。當熟悉的面孔出現在眼前時，與其對應的腦細胞被迅速激活，使我們認出了對方。舉個例子，當你看見好友A時，你大腦中有一群「好友A細胞」被激活，並且不斷發出信號提醒大腦：就是他就是他！

但一項於2017年6月1日發表在Cell上的研究卻否定了這一觀點。該研究發現，至少在我們的近親恆河猴腦中，並不存在什麼「好友A細胞」，倒是有上百個與面部識別相關的神經細胞，只不過這些細胞並不能識別整張人臉，而是通過分工合作的方式辨別具體的面部特徵。

實驗中，研究人員首先向恆河猴展示包含人臉在內的各種圖像，通過功能性磁共振成像技術確定猴子腦中與人臉識別相關的腦區。接著，研究人員又向猴子展示了2000幅面部特徵（如眼間距、髮際線形狀、膚色等）有細微不同的人臉圖像，並追蹤記錄下在相關腦區內的205個神經細胞的電信號。

至於這2000幅面部特徵有細微不同的人臉圖像是如何生成的？還真頗費了一番周折，肯定不是研究人員一拍腦袋隨便想出來的啦……

起初，研究人員也試圖隨機地改變一些參數，比如眼睛變大變小，嘴唇變薄變厚……但是實驗效果並不是很好，這些我們以為很重要的面部特徵（要不然為什麼大家去割雙眼皮，打玻尿酸豐唇……）好像不足以刺激腦內的神經細胞。

於是，研究人員轉而求助計算機人臉建模的那一套演算法，提取出了50個可以用於描述人臉差別的參量，一半用於描述臉部形狀，另一半多描述膚色和肌肉組織等特徵。總之，這回的實驗奏效了，猴子大腦內的神經元開始出現了反應。

通過對電信號進行分析與解碼，研究人員發現每個神經細胞都會對某一或幾種面部特徵更加敏感，當人臉圖像中變化的是該細胞不關注的特徵時，該細胞幾乎沒有反應。根據解碼後的數據，研究人員可以高度還原出猴子看見的人臉圖像。

分工合作辨識臉部？仔細想想也挺靠譜的。「這就好比我們無法用言語來直接描述一張臉，」該研究的負責人、美國加州理工學院的Doris Tsao舉了這樣一個例子，「警察要想還原出犯罪嫌疑人的臉，也只能通過目擊者對嫌疑人某些面部特徵的描述，在自己的腦海中重新整合。」

人類的大腦很可能也是這樣識別人臉的。當然，識別出來的具體面部特徵是如何拼出一張完整面孔的，現在仍不得而知。但可以肯定的是，當好友A出現在我們面前時，我們的腦中應該是不會有一群「好友A細胞」在焦急地提醒主人了。

文章來源/Nature News

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