我們的大腦非常善於辨認樣貌，其觀察臉孔的時候，大腦會記錄甚麼？(互聯網圖片)
人類的大腦構造充滿奧秘，特別是我們的大腦非常善於辨認樣貌。但是箇中情況是怎樣？大家會先看眼睛、鼻子、嘴巴，還是先留意臉部輪廓和髮型？美國麻省理工學院麥戈文腦科學研究所一班神經科學家，利用實時測量大腦對臉部的反應，發現原來大腦在極短時間先記下對方的性別和年齡，然後才記錄其他樣貌特徵。今次研究已刊登在《Nature Communications》上。
麥戈文腦科學研究所的神經科學家，今次利用了「腦磁圖」來檢測大腦反應。(互聯網圖片)
60至70毫秒內解密性別和年齡
要記錄腦部的狀況，以往會利用「功能性磁振造影」functional Magnetic Resonance Imaging (簡稱fMRI)，透過檢測血流變化來測量大腦活動。然而fMRI的運作太慢，無法跟上大腦的毫秒級動態，因此今次研究人員改用「腦磁圖」Magnetoencephalography (簡稱MEG)，利用超導量子干涉設備，來測量腦部神經活動時所產生的微弱磁信號，允許更精確地記錄出大腦的變化。團隊發現大腦對針對識別性別的臉部粗糙特徵做出反應，比起臉上更部位還要快得多。數據顯示在短短60至70毫秒內，大腦先開始解碼一個人的年齡和性別，當大約30至90毫秒後，大腦才處理臉部上的特徵。
研究人員為參與者觀看美國人熟知的Scarlett Johansson(左)，以及德國明星Karoline Herferth(右)的照片，來測度熟悉度的反應。(互聯網圖片)。
辨認樣貌不是從記憶中檢索信息
在確定了衡量這些反應後，研究人員隨後測試大腦對熟悉程度的效果。邀請了參加者分別觀察美國當地和德國明星照片，並將明星的模樣不斷作出改變，如陰影化、更換髮型和顏色等，再利用MEG製造神經成像來測量大腦反應。發現對於我們熟悉的人(如美國明星)，就算是「改頭換面」也能瞬間辨認得到，相反面對(德國明星)時就顯得不知所措。
麻省理工學院腦與認知科學系Katharina Dobs博士就估計，人類辨認樣貌原來不是從記憶中檢索信息，而是從一個未知的前饋機制中獲取信息。研究計算出大腦在400毫秒內對臉部熟悉程度做出反應，這表明大腦可能提取臉孔上一些特徵作為記憶的關聯，才會有這種快速的反應。
團隊指出這個有關辨認的研究對研發人工智能有著莫大的益處，Dobs解釋如前饋深度學習系統，是否可以使用類似大腦的機制來辨識臉孔。同時也可幫助科學家了解大腦如何在沒有記憶力的情況下，處理以前曾經見到的臉孔，進而探討恢復記憶的方法。
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