北京哪个医院治疗白癜风最好 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/etbdf/撰文：曹颖（DorisY.Tsao）翻译常乐摘文《环球科学》
面孔识别是视觉神经科学家面对的重大挑战之一，而现在科学已经发现了面孔识别代码——有50个坐标组合而成。
加州理工学院发现了里程碑式的重大发现——一个叫做初级视皮层的脑区是如何从眼睛传递来的图像信息中鉴别物体的边缘。不同密度的无限曲线，边缘是由神经元来检测的，这些神经元在大脑中是真实存在的，可以帮我们理解大脑是如何通过神经活动让我们感知曲线的。
研究大脑中的电活动模式是如何让我们对物体产生视觉感知的，这种感知不仅仅针对直线和曲线，甚至还包括面孔这样难以定义的物体。需要找到大脑中负责面孔识别的脑区，解析其中的神经编码规律——即什么样呢电脉冲模式可以让我们的分辨周围的人。
麻省理工学院的神经科学家南希·坎维舍及其同事的一篇文章，利用功能性核磁共振技术（fMRI）发现了人类大脑中对面孔反应远强于其他物体的脑区，有一个专门负责面部识别的脑区。任何人都可以对“面孔脑区”的功能进行合理的猜测——它可以展示每个我们认识的人、他们的表情和性别。
通过核磁共振成像在猴子大脑中发现了感知三维图像信息的脑区。之后给猴子看面孔和其他物体的图片，然后比较不同大脑区域的活跃度。发现颞叶有些区域会选择性地对面孔作出反应，这些区域都集中在一个叫做下颞叶皮层的脑区。为了打消同行的疑虑，决定直接在猴子下颞叶皮层内置一根电极。将面孔和其他物体的图片拿给猴子看，同时用电极记录单个神经元的电活动。为了实时监控神经元的反应，将电信号转化为声音信号，并通过音箱播放出来。
实验结果令人吃惊：在下颞叶皮层的这一区域内，几乎每个神经元都在看到面孔时有很强的反应，与面孔显示出很强的联系。发现了很重要的东西——在视觉神经系统中编码面孔的脑区。并将这一区域定义为“面孔脑区”。“面孔细胞”不仅对猴子和人类的面孔有反应，对高抽象的卡通面孔也是如此。观察到这一现象，我决定通过19种面孔特征来生成卡通面孔，包括眼间距、面孔比例和嘴部高度等。然后建立一个可以改变特征数值的系统。
麻省理工学院的计算机科学家帕万·辛哈提出了一种很聪明的方法来决定哪种反差关系可以用来识别面孔：不受亮度变化影响的反差是最好的识别特征。细胞在反差的偏好上完全一致，几乎个细胞有反过来的偏好。并且，这些细胞偏好的反差关系都不依赖光照变化的影响。
经过进一步大脑成像研究（得益于一种可以增强信号的造影剂）“面孔脑区”并不只有2个，而是在大脑左右半球各有6个分布在颞叶的不同位置。同时，这些区域并不是在下颞叶随机分布。在不同动物中，它们在左右半球的位置十分相似。这种固定模式可能组成成了一个识别面孔的流水线。一旦某一个“面孔脑区”受到刺激，其他几个“面孔脑区”都会被激活，但它们周围的区域却没有反应。它们的确是紧密联系在一起的。
为提取形状和亮度特征，我们选择了一个很大的面孔数据库进行分析。每张面孔都在关键特征（如眼睛、眉毛）上标记了一系列标记点。这些标记点的空间位置定义了面孔的形状。接着对这些面孔的形状和亮度特征分别进行主成分分析。这种数学方法能在一个复杂数据集中找到变化最大的维度。我们在这两种特征中各提取25个主要成分，建立了一个50维的面孔空间。即50维面孔特征=“面孔细胞”的反应/权重系数矩阵。这个方程看起来非常简单，但通过细胞对张面孔中张的反应来算出权重系数矩阵，并试着预测剩下这一张面孔的50维面孔特征，预测出的面孔和真实的面孔几乎一摸一样。
几乎所有大脑的核心功能——意识、视觉记忆、决策、语言都需要和物体进行交互。如果能理解物体感知是怎么一回事，就将帮助我们理解整个大脑，而不只是视觉皮层。现在我们正走出第一步，开始解答面孔的谜题。
