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生来失明的人,能否在脑中想象出人类的样子? 第1页

  

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很值得思考的问题。


其实大脑中有一块区域是专门负责进行面部识别的:在人(更广泛的说可以是灵长类动物)刚出生的时候是不能识别面部的,也就是说婴儿看到爸爸妈妈的脸的时候是懵逼的。而伴随着成长,大脑在不断修饰训练的过程中,就形成了识别脸部的功能——我们也就得以在看到一个人的脸的时候很快认出来是谁。

而这个探究的过程某种意义上是可以来探究题主这个问题的。

上个世纪就有研究者发现当大脑颞下皮质出现病变的时候,人就会出现面容失认症——患者无法识别人的面孔。随后伴随着功能核磁共振成像(fMRI)技术的发展,在1997年,人们发现了在颞下皮质有一个“面孔识别区”在识别面孔时会活跃起来,被称之为梭形面孔识别区(fusiform face area,FFA)。

fMRI下检测到的FFA | 图源:Wikipedia

但是这个脑区是怎么出现的呢?研究者后来就在猕猴的大脑里发现了同源同功能的脑区:猕猴也能识别面孔。那就好办了,我们可以设计实验来看看猕猴这个脑区怎么形成的,进而就可以推测人的形成。

(后来研究中也相继发现狗、绵羊、牛、鸽子都有类似的脑区来控制面部识别)

猕猴的面部识别区分布,白色文字标记为典型的六个区域,其他则是用青色标记

其中一个有趣的实验,就是通过扫描刚出生到逐渐长大的小猴子的fMRI,研究者这些面部识别脑区是在大约200天左右形成的,而在形成之后,这些脑区就会持续稳定地存在——换句话说,刚出生不会认人,但是随着长大小时候就能认人了,长大之后也能认人。

四只猴子连续多天的fMRI检测,橙黄色表示面部识别区,其中B1在277天,B2在153天,B3在207天,B4在199天开始出现面部识别区 | 图源:Livingstone M S, Vincent J L, Arcaro M J, et al.

而如果我们把猴子在刚出生的时候就进行面孔剥夺(face-depriverd),也就是出生的时候就带着面罩,让它看不到周围其他的猴子和人。到了200天左右,这些猴子的颞下皮质就不会产生面部识别区。

左边为正常猴子,右边为面部剥夺猴子,可以看到在200天左右,橙黄色的面部识别区没有形成 | 图源:Arcaro M J, Schade P F, Vincent J L, et al.

去掉那些猴子的面罩,让他们试着看一些有猴脸或者人脸的图片时,可以发现它们的眼神是无法聚焦到脸部的,因为它们没有去认知脸部的意识。

红点表示猴子眼睛注视的时间多少,可以看到相比于对照,面部剥夺的猴子几乎就不会看脸部 | 图源:Arcaro M J, Schade P F, Vincent J L, et al.

这下子我们再看回问题:如果天生失明,就类似被面部剥夺的猕猴,所以就不会形成面部识别区,那么应该也是无法认识人脸的样子的。如果有一天眼睛治愈了,他大概也会换上面容失认症,无法认人,也分不清人脸的样子。


更新于2021.2.28:

对于相关问题感兴趣还可以关注一个在2005年启动的科学研究项目“光计划”(Project Prakesh,“Prakesh”在梵语里是光的意思):

这个项目目的在于治疗印度的先天失明儿童,并通过治疗研究相关的科学问题。研究者在这个项目里已经研究了关于物体识别、面部识别等等问题,同时也治疗了上千名印度盲童。

在2017年这个计划的研究者也对人脸识别进行了研究,结果发现对于10岁左右的孩子,在刚刚重获光明时也是不能分清人脸和非人脸的。但是伴随着时间的流逝,大约在一个月后他们可以重新获得识别人脸的能力的。

随着时间流逝,重获光明的孩子对人脸识别的敏感度(d’)会逐步提升(A),所需要的反应时间也在逐步减少(B) | 图源:Gandhi T K, Singh A K, Swami P, et al.


更新于2021.3.28:

似乎评论区很多人问到了脸盲相关的问题,我们两年前写过一篇讲解脸盲以及无法识别外国人人脸的文章,涉及到的也是回答里提到的那个脑区,感兴趣的各位可以看看,链接如下(评论区也有诸多讨论自己脸盲经历的朋友):

参考资料:

  • Hesse J K, Tsao D Y. The macaque face patch system: a turtle’s underbelly for the brain[J]. Nature Reviews Neuroscience, 2020: 1-22.
  • Livingstone M S, Vincent J L, Arcaro M J, et al. Development of the macaque face-patch system[J]. Nature communications, 2017, 8(1): 1-12.
  • Arcaro M J, Schade P F, Vincent J L, et al. Seeing faces is necessary for face-domain formation[J]. Nature neuroscience, 2017, 20(10): 1404.
  • Gandhi T K, Singh A K, Swami P, et al. Emergence of categorical face perception after extended early-onset blindness[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017, 114(23): 6139-6143.



  

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