重拾记忆 科学家发现大脑“祖母脸” 区域 全球超1亿 “脸盲” 患者或将重拾记忆
大脑如何区分熟悉的人和不熟悉的人的脸?在整个神经科学史上,这是一个非常重要且值得探索的问题。
最近,美国洛克菲勒大学的科学家在人脑中发现了一种新的记忆细胞,可以用来识别熟悉的面孔,并首次解释了人脑是如何将熟悉的面孔记忆传递给我们的。
图|相关论文
这项研究发表在7月1日的《科学》杂志上。这篇题为《时间面孔感知与记忆的快速关系》的论文揭示了一种位于大脑颞区的神经元,它可以感知面孔并实现长期记忆。
本文第一作者为洛克菲勒大学神经实验室研究员索菲亚·兰迪,通讯作者为洛克菲勒大学神经实验室负责人温里奇·弗赖瓦尔德。
当“祖母神经元”假说实现时,
为什么人类总能很快分辨出一张脸是否熟悉?为了了解大脑的识别机制,科学家们进行了几十年的实验研究。
比如通过寻找一种脑细胞,观察它是否具有记忆功能,最终的结果总是不尽如人意。也正是在不断的研究过程中,“祖母神经元”的概念诞生了空。
祖母神经元是一个复杂的概念,实际上并不存在于人的大脑中,而是一个基于理论思维的大胆假设,其根本目的只是为了解开大脑的长期记忆之谜。
这种理论神经元被认为存储了许多特定的记忆数据,比如父母或朋友的脸。因此,祖母神经元并不仅仅指祖母,而是所有能记住熟悉面孔的神经元的总称。
不幸的是,在新细胞被发现之前,祖母神经元并没有解决如何保存面部记忆的问题。这个概念虽然具有开创性意义,但更像是一个失落的细胞,徘徊在感官和记忆的十字路口,从未真正出现在科学家的视野中。
“人们可能认为祖母神经元是一个不存在的假设。但现在,在大脑中一个模糊且研究不足的角落,我们发现了一种最接近祖母神经元的新物质:一种可以将面部感知与记忆联系起来的细胞。”弗赖瓦尔德在接受媒体采访时说。
“脸盲”患者可能会恢复面部记忆
基于对脑神经的研究,Freiwald的团队发现,在头部的TP区域可能存在专门用于面部识别的相关区域。
此外,与“祖母神经元”猜想不同,它不是由单个细胞通过编码面孔来识别的。相反,它可以看作是一个集体,新的发现也证明了它是一个可以共同实现面孔记忆的细胞群。
TP区俗称太阳穴,这个区域的神经元对视觉刺激的反应非常迅速。索菲娅·温岚认为,TP区的神经元具有高度选择性,当遇到以前见过的面孔时,它们会做出更强烈的反应。
研究小组观察了猕猴的TP区域,并通过磁共振成像放大了神经元的反应。他们发现,当猕猴遇到熟悉和陌生的面孔时,神经元的电信号反应强度是不同的,这种差异甚至可以达到三倍以上。
“这一结果首次证实了混合脑细胞的存在,它可以同时具有感觉细胞和记忆细胞的功能。然而,考虑到当今虚拟化的趋势,我们在屏幕上看到的一些面孔可能不会唤起我们在现实中看到的同样的神经元活动。”索菲娅·兰迪说。
图|大脑TP区域专门用于面部识别
虽然这些记忆细胞和祖母神经元有区别,但在Freiwald看来,TP区域是大脑的“祖母脸区域”。
“我们可以观察TP区域是如何与大脑的其他部分连接的,当一张新的脸出现时会发生什么?当然,我们也可以开始探索它在人脑中是如何工作的。”弗莱德介绍。
这一发现对脸盲人群具有重要的临床意义。公开资料显示,脸盲又称“脸失忆”,主要表现为两种症状:患者看不清别人的脸;病人失去了辨认面部的能力。
“面部失认症会让人变得虚弱,在最坏的情况下,他们甚至认不出近亲。这一发现总有一天会帮助我们制定策略来帮助他们。”弗莱德说。
哈佛大学认知科学研究团队曾经做过一项调查,结果显示,世界上大约有2%-3%的人患有这种感知障碍。这意味着世界上有超过1亿人无法正常分辨人脸。
未来,随着用于面部识别的TP区域的不断发展,很多“脸盲”患者或许可以告别认知障碍,不再需要面对“熟人变陌生人”的尴尬场景。
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参考:
https://www . Rockefeller . edu/news/30666-科学家-发现-新类-神经元-记忆-面孔/