科学家在灵长类动物的大脑中发现了一个面部检测回路

灵长类动物可以通过一种新发现的大脑回路，以惊人的速度通过眼角识别人脸。

脑部扫描显示，当恒河猴（Macaca mulatta）在其周边视觉中捕捉到某些东西时，在不到40毫秒的时间内，这些模糊的混乱就能被归类为人脸或物体，甚至在动物将目光转向以获得正确、有辨别力的外观之前。

信息的快速传递是通过一条进化上古老的“捷径” —— 上丘进行的，它从眼睛传到视觉皮层的早期部分，再传到中脑的一部分。该回路与大脑中识别熟悉面孔的部分不同，后者涉及一个更长的回路，该回路流经灵长类动物视觉皮层的“年轻”部分。

例如，人类的大脑视觉中心可以在熟悉的面孔第一次出现后大约380毫秒识别出他们，这比他们检测不熟悉的面孔的速度快了大约80毫秒。

更短的回路所需的时间更短，但只能检测到漂浮在外围的类似人脸的东西。

虽然，研究人员不确定上丘的神经元是否在人类中扮演着与猕猴相同的角色，但已知它们允许年幼的人类儿童跟随面孔并对情绪刺激做出反应。

来自美国国立卫生研究院（NIH）的神经科学家理查德·克劳兹利斯解释说：“这个新发现的回路解释了我们如何能够快速检测和观察人脸，即使它们首先出现在视力较差的周边视野中。”

“这个回路可以通过聚焦面部，来帮助大脑学习识别个体和理解复杂的面部表情，帮助我们获得重要的社交技能。”

在实验中，美国国立卫生研究院的研究人员扫描了两只猕猴的大脑，看看当它们看到猴子脸、人脸、身体、手、水果或蔬菜或人造物体的图像时，哪些神经元会被激活。

这些图像被放置在猴子的中央视野之外，因此无法通过已知的面部识别大脑回路清楚地看到它们。

最终，美国国立卫生研究院的研究小组计算了140个上丘神经元，这些神经元对周围其他猴子的面孔反应最强烈。

当结果汇总时，研究小组发现两只猴子在图像显示30毫秒后就能区分人脸和非人脸。在50毫秒的时候，这种辨别的准确率达到了80%，在90毫秒的时候，准确率达到了92%。

相比之下，两只猴子的上丘区分有生命和无生命物体的准确率只有75%，大约在图像显示65毫秒后。

对物体较慢的反应表明，需要高阶皮层区域来有意识地理解眼睛所看到的东西。另一方面，看起来属于人脸的特征绕过了这条较长的路线，立即触发了中脑的神经元。

这一发现有助于解释，为什么新生儿在他们的视觉皮层中还没有发育出“面部补丁” —— 专门检测面部的神经元的集合 —— 或者为每一张熟悉的脸编码信息的独特神经元模式，但却会盯着脸看。

这个新发现的回路也有助于解释，为什么一些灵长类动物的识别速度太快，无法用它们的补丁神经元来解释，补丁神经元“对面孔的识别速度较慢，但更精细”。

美国国立卫生研究院的研究人员现在想要调查人类是否也存在同样的面部偏好回路。

克劳兹利斯说：“我们相信，这种面部偏好回路，实际上可能会推动大脑更高级的面部识别过程的发展。”

“如果是这样的话，上丘的这种面孔偏好缺陷可能在自闭症中起作用。”

这项研究发表在《神经元》杂志上。

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