人腦中可能有識別功能專一的「祖母細胞」

2020-12-04 中國科學院

新華社倫敦6月23日電(記者曹麗君) 人怎麼能從人群中認出熟人?大腦在這個過程中如何運作?美國科學家的最新研究顯示,人類大腦中的單個細胞會對熟悉的圖像作出反應,而這些細胞可能就是此前神經學家提出的「祖母細胞」。

視覺處理一直是人類大腦研究的一個重點,科學家對此有很多猜測。一種理論認為,在看到一個畫面時,大腦細胞網絡會對畫面中的不同內容分別處理,然後綜合形成一個能夠理解和記憶的圖像。而另一種理論認為,大腦可能只需要相對較少的細胞就可以識別所看到的畫面,大腦也許可以通過一些單個的不同神經細胞而非龐大的神經細胞網絡,來分別識別不同的物體。後者以神經生物學家熱羅姆·萊特文提出的所謂「祖母細胞」理論為代表。該理論認為,每個人的大腦中可能存在一個特殊的神經細胞,專門用於識別自己的祖母。

儘管大多數科學家不贊同「祖母細胞」理論,但美國加利福尼亞理工學院的科學家仍然對大腦的單個細胞進行了考察。科學家在23日出版的《自然》雜誌上報告說,他們對8位癲癇患者進行了研究,這些患者都在接受治療,其大腦中暫時植入了監控大腦細胞活動的儀器。

研究中,科學家以每秒一張的速度,用便攜電腦向每位患者展示了近兩千張名人、動物、物件、標誌性建築的圖片。同時,科學家對患者大腦顳葉的細胞活動進行了記錄。

記錄結果表明,患者顳葉的細胞有選擇地對不同物體或人物圖像作出反應。其中一位患者大腦中的某個細胞對美國前總統柯林頓的各種圖像有反應。另一位患者大腦中的某個細胞「鍾情於」美國情景喜劇《老友記》中雷切爾的扮演者珍妮弗·安尼斯頓。還有患者一看到動畫片《辛普森一家》或「披頭四」樂隊成員的形象,其大腦中的某個細胞就「興奮不已」。

科學家指出,這些細胞可能都與識別人物形象這種比較複雜的視覺處理過程有關,研究結果即便不能證明「祖母細胞」的存在,也說明人類大腦在識別熟悉人物的過程中,只調用了少量的細胞。

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