多年后的一個(gè)同學(xué)聚會(huì)上，你隨意掃了一眼，就在嘈雜的人堆中定位到了當(dāng)年暗戀的校花。雖然她只是側(cè)面對(duì)著你，但她的脖頸和側(cè)臉，曾經(jīng)無數(shù)次出現(xiàn)在你的夢(mèng)境里，你無比篤定，就是她。于是，你挺了挺西裝，正了正手腕上的勞力士，走了過去......

那么，問題來了。大腦里的哪個(gè)腦區(qū)讓你快速準(zhǔn)確地從人群中識(shí)別出?；兀?/p>

答案還得從50多年前說起......

哪個(gè)腦區(qū)負(fù)責(zé)人臉識(shí)別？

1967年，波蘭的神經(jīng)科學(xué)家Jerzy Konorski發(fā)現(xiàn)，臉盲癥患者通常會(huì)伴有下顳葉的損傷。臉盲癥患者無法辨認(rèn)熟悉的面孔，甚至無法識(shí)別自己的面部。因此，Konorski推測(cè)，臉孔識(shí)別的神經(jīng)環(huán)路位于大腦下顳葉（IT，inferior temporal cortex）。Konorski 50年前的推測(cè)和現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)的理解基本一致。

紅色部分為大腦IT區(qū)（下顳葉）

隨后，普林斯頓的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)獼猴IT區(qū)有些神經(jīng)元對(duì)人臉和身體部件（比如手）有反應(yīng)。但這個(gè)領(lǐng)域真正的突破是華裔女科學(xué)家Doris Tsao在2006年做出的。那時(shí)候，Doris還在波士頓的哈佛醫(yī)學(xué)院讀博士。

沒錯(cuò)，中間的美女就是Doris Tsao

Doris利用功能核磁共振發(fā)現(xiàn)獼猴和人在看人臉圖片時(shí)，IT腦區(qū)內(nèi)的一些小片區(qū)域供血量會(huì)大幅度升高。相反，看非臉部圖片，比如身體其他部位、水果、物品時(shí)，這些區(qū)域的供血量并沒有顯著增加。

給猴子看的人臉和非人臉圖片

當(dāng)Doris將電極插入獼猴腦內(nèi)這些特定的區(qū)域后，她的發(fā)現(xiàn)震驚了當(dāng)時(shí)的神經(jīng)科學(xué)界。Doris的研究表明，這些區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)元幾乎全部只對(duì)臉部圖片反應(yīng)，而對(duì)其他類型的圖片不反應(yīng)。

face patch內(nèi)的神經(jīng)元只對(duì)face反應(yīng)

在獼猴腦內(nèi)，這些專一對(duì)面部圖片反應(yīng)的IT亞區(qū)后來被稱為“face patch”。

美國(guó)科學(xué)家Afraz在2006年和2015年先后用電刺激、藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)和光遺傳技術(shù)干擾獼猴face patch內(nèi)神經(jīng)元的正常放電，他發(fā)現(xiàn)，獼猴分辨人臉的能力嚴(yán)重下降。

至此，獼猴下顳葉內(nèi)face patch負(fù)責(zé)面部識(shí)別這一結(jié)論坐實(shí)了。

正在看人臉的獼猴，猴腦圈起來的區(qū)域是face patch

細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)獼猴和人臉這兩個(gè)矛盾的關(guān)鍵詞。沒錯(cuò)，至今為止，絕大多數(shù)的人臉識(shí)別實(shí)驗(yàn)是在猴子身上做的，也就是說，給猴看人臉。雖然人臉和猴臉很相似，但人臉對(duì)猴子來說很可能是毫無意義的東西，因?yàn)槿瞬粚儆诤镒拥纳缃蝗ΑＴ賱t，猴子也不會(huì)告訴我們刺激腦子時(shí)它看到了什么。最好的實(shí)驗(yàn)還是要在人腦上做，但機(jī)會(huì)可遇不可求。

其實(shí)，功能核磁共振實(shí)驗(yàn)早已顯示，人們?cè)诳慈四槇D像時(shí)，IT區(qū)內(nèi)的紡錘狀臉部腦區(qū)（FFA，F(xiàn)usiform Face Area）和顳上溝（STS，superior temporal sulcus）的供血量會(huì)大幅增加。

但由于倫理的原因，科學(xué)家無法做進(jìn)一步的深入驗(yàn)證。

一個(gè)癲癇病人的案例

2017年，科學(xué)家Schalk逮住了一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。

為了定位癲癇病人腦內(nèi)的癲癇灶，醫(yī)生會(huì)根據(jù)病情需求，通過外科手術(shù)在病人腦內(nèi)植入電極。巧的是，一位26歲的日本癲癇男青年，他腦內(nèi)植入的電極就位于紡錘狀臉部腦區(qū)附近（FFA，F(xiàn)usiform Face Area），而紡錘狀臉部腦區(qū)很可能就是人腦中負(fù)責(zé)人臉識(shí)別的關(guān)鍵區(qū)域。

紡錘狀臉部腦區(qū)FFA在人腦中的位置

Schalk迫不及待的用電流刺激癲癇男青年的紡錘狀臉部腦區(qū)。

當(dāng)病人看著Schalk時(shí)電擊FFA腦區(qū)，病人說：“你的臉完全變形了，額(⊙o⊙)…，我不知道發(fā)生了什么事情，你的眼睛在變形?！?/p>

當(dāng)病人看著一個(gè)紙盒子時(shí)電擊FFA腦區(qū)，病人說：“我在幻視嗎？我看到盒子上有一個(gè)耳朵，一張嘴，你能在做一次嗎？”

第一行：刺激臉部相關(guān)腦區(qū)，第二行：刺激非臉部腦區(qū)

Schalk里程碑式的案例研究坐實(shí)了人腦內(nèi)紡錘狀臉部腦區(qū)和人臉識(shí)別的因果關(guān)系。

總結(jié)

從1967年至今，科學(xué)家花了50多年的時(shí)間才弄清楚了負(fù)責(zé)人臉識(shí)別的腦區(qū)，即獼猴下顳葉內(nèi)的face patch 和人腦紡錘狀臉部腦區(qū)（FFA）。但是還有更重要的問題亟待解決：位于這些腦區(qū)內(nèi)的神經(jīng)元是如何編碼人臉的呢？最近，華裔女科學(xué)家Doris Tsao在這個(gè)問題上取得了突破性的進(jìn)展。

我將在下一篇文章中深入講解神經(jīng)元如何編碼人臉。