識別熟悉面孔的「祖母神經群」


先澄清，並沒有「祖母神經群」的說法。而是在1960年代時，由Jerome Lettvin提出的「祖母神經元」理論[1]，他提出這一顆神經元能夠辨認出祖母並喚醒相關記憶，若失去他，就再也認不得祖母了。換言之，這個理論認為一項事物或概念對應到一顆或一小群神經元，但此說法並沒有被廣泛支持。來自洛克菲勒大學 (Rockefeller University) 的研究團隊，發現一類位於TP (temporal pole) 的神經元，能夠快速辨認出熟悉的臉，綜合了感覺細胞、記憶細胞的能力，就像是祖母神經元一樣，只是並非一顆神經元對應一張臉型，而是一群神經元一起運作，研究成果發表在Science期刊。

研究人員插入電極記錄獼猴 TP (Fig. 1) 和 AM (anterior-medial face area) 中的神經活性，並同時給獼猴看多種不同的相片，主要有彌猴臉、人臉、物品，再各自分成熟悉、不熟悉兩種，最後加上僅有獼猴身體沒有臉部、純灰色圖片，一共八組，每張相片呈現200毫秒。
Fig. 1. 獼猴TP中的一塊區域可以識別熟悉獼猴臉 (Credit: Sofia Landi)[2]

Fig. 2 為實驗結果，上圖顯示神經元對每張相片的活性，而我們可以用下圖zScore來看總體的平均反應性。比較TP和AM，可以看出TP僅對熟悉的獼猴臉孔具有選擇性，熟悉的人臉、不熟悉的獼猴臉，所產生的反應都低了許多，AM則能夠識別所有的臉孔，無論是彌猴臉或是人臉。
Fig. 2. TP識別熟悉獼猴臉；AM廣泛識別臉型 (原論文 Fig. 2A、2B)

結語
此類識別熟悉臉孔的TP神經元，具有兩項特色：第一是具有快速處理視覺訊息的能力，因為在過去的研究中認為AM能夠快速識別臉部[3]，而這次的研究發現TP的反應時間與之沒有顯著差別；第二是具有記憶能力，因為他只對熟悉的臉產生反應，陌生的則否。在未來，作者也希望相關的研究可以幫助解決臉盲症患者的困境。


撰稿：黃宣霈 H. P. Huang


原始論文：
Landi, S. M., Viswanathan, P., Serene, S., & Freiwald, W. A. (2021). A fast link between face perception and memory in the temporal pole. Science.

參考文章：
2. Freiwald, W. A., & Tsao, D. Y. (2010). Functional compartmentalization and viewpoint generalization within the macaque face-processing system. Science, 330(6005), 845-851.

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