识别熟悉的面孔依赖于大脑间共享的神经密码

【字体: 时间:2021年11月02日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

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  识别熟悉面孔的能力是社会交往的基础。这个过程提供了视觉信息,并激活了对一个熟悉的人的社会和个人知识。但是大脑如何在参与者之间处理这些信息一直是一个问题。达特茅斯学院发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项新研究表明,有关熟悉面孔的独特信息编码在一种神经密码中,这种神经密码在大脑之间共享。

  
   

fMRI participants and classmates from same PhD program and shared information across brains    

图片:同一个博士项目的研究生参加了一项功能磁共振成像实验,他们观察了四名同学和四名视觉上熟悉的陌生人的脸。超对齐和被试之间的线性分类器显示,无论是个人身份还是视觉熟悉身份,视觉信息都在被试的大脑中共享。在参与社会认知的大脑区域内,只有个人熟悉的面孔才能在大脑中共享社会信息。

识别熟悉面孔的能力是社会交往的基础。这个过程提供了视觉信息,并激活了对一个熟悉的人的社会和个人知识。但是大脑如何在参与者之间处理这些信息一直是一个问题。达特茅斯学院发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项新研究表明,有关熟悉面孔的独特信息编码在一种神经密码中,这种神经密码在大脑之间共享。

“在视觉处理区域,我们发现,拥有相同朋友和熟人的人的大脑共享个人熟悉和视觉熟悉的面孔信息。”第一作者Matteo Visconti di Oleggio Castello说,他在达特茅斯大学心理和脑科学研究生阶段进行了这项研究,现在是加州大学伯克利分校的神经科学博士后学者。“我们的发现中令人惊讶的部分是,关于个人熟悉面孔的共享信息也延伸到对社会处理很重要的非视觉区域,这表明大脑中存在共享的社会信息。”

在这项研究中,研究团队采用了一种叫做超对齐的方法,这种方法创造了一个共同的表征空间来理解参与者之间的大脑活动是如何相似的。该研究小组使用了14名相互认识至少两年的研究生进行的三次fMRI任务获得的数据。在其中两项任务中,研究人员向参与者展示了另外四名个人熟悉的研究生和另外四名视觉上熟悉的人的照片,这些人之前都不认识。在第三个任务中,参与者观看了布达佩斯大饭店的部分场景。公开的电影数据被用于应用超对齐,并将参与者的大脑反应排列到一个共同的表征空间。这使得研究人员可以使用机器学习分类器,根据其他参与者的大脑活动来预测参与者正在看什么刺激。

结果表明,视觉上熟悉的面孔和个人熟悉的面孔的身份在大脑中主要涉及面孔视觉处理的区域被准确地解码。然而,在视觉区域之外,并没有很多解码。对于视觉上熟悉的身份,参与者只知道刺激看起来像什么;他们不知道这些人是谁,也不知道关于他们的任何其他信息。

在解码个人熟悉的身份时,研究结果表明,参与者的大脑中有更多的共享信息。在视觉系统之外的其他四个区域的解码精度也很高:背内侧前额叶皮层,众所周知,它参与社会处理(处理他人的意图和特征);楔前叶,这个区域在处理个人熟悉的面孔时更加活跃;众所周知,脑岛与情绪处理有关;还有颞顶交界处,它在社会认知和代表他人心理状态方面发挥着重要作用(也被称为“心理理论”)。

“这种分享他人个人知识的概念空间,让我们可以与我们共同认识的人交流,”达特茅斯大学认知科学项目研究副教授、博洛尼亚大学实验、诊断和专科医学系副教授玛丽亚(艾达)·戈比尼说。

该研究小组在过去的fMRI实验中发现,当一个人看到自己熟悉的人时,大脑中的“心理理论”区域会被激活。戈比尼说:“当我们看到认识的人时,我们会立即激活那个人。”“这让我们能够以最合适的方式与熟悉的人互动。”例如,你与朋友或家人的互动方式可能与你与同事或老板的互动方式大不相同。

达特茅斯学院(Dartmouth)心理学和脑科学教授、论文合著者ames Haxby表示:“很有可能每个人都有自己的个人准则,但情况并非如此。”“我们的研究表明,处理熟悉的面孔确实与对人的常识有关。”

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