文献:Landi, S. M., Viswanathan, P., Serene, S., Freiwald, W. A. (2021). A fast link between face perception and memory in the temporal pole. Science, 373, 581–585. https://doi.org/10.1126/science.abi6671
1.背景介绍 ¶
识别我们认识的人需要感官知觉和长期记忆的结合，但哪些细胞负责将视觉处理和记忆联系起来，仍然是未知的。识别人的神经基础理论的历史可以追溯1960 年代的“祖母神经元（grandmother neuron）”，它可以对祖母的任何图像做出反应，并支持对与祖母相关的记忆。后来提出了一个“人脸识别单元（face recognition unit）”的概念，它将面部感知和记忆细胞的特性结合起来。但是，这两种神经元都没有被发现。在颞上沟 (STS) 和颞下 (IT) 皮质中发现了识别面部细胞和整个面部区域网络，在颞叶内侧中发现了人的记忆细胞，最近发现的一个小子区域（颞极面部区域 TP）对熟悉的面孔有选择性。研究者从颞极和 IT 中最具身份选择性的人脸区域，即前内侧人脸区域（面部区域 AM）（图 1A）使用全脑功能磁共振成像 (fMRI)进行了记录。
2.方法 ¶
2.1刺激： ¶
205张图片用来评估视觉响应能力、视觉选择性和熟悉选择性，其中包括人脸（30 张熟悉，30 张不熟悉）、猴脸（12 张熟悉，1 张受试者自己的脸，72 张不熟悉）、身体（15 张不熟悉）、物体（15 个熟悉，25 个不熟悉）和灰色背景（5 个图像）（面部物体熟悉度，FOF 图像集）
2.2被试： ¶
两只恒河猴，定位在右半球的 TP 和 AM 区域。
3.结果 ¶
来自 TP 区域的一个示例细胞（图 1D，左）对 145 种面部刺激中的任何一种都保持视觉上的无反应，只有一个例外——个人熟悉的猴子的脸（刺激 33）。另一个示例细胞（图 1D，右）对非面部刺激没有反应，并有选择地对几只熟悉的猴子的面部作出反应。这种高视觉反应性、对猴子面孔的偏好和对熟悉面孔的选择性对于整个 TP细胞 群来说是典型的（图 2A）。与不熟悉的猴子面孔相比TP群更喜欢熟悉的猴子脸，而不是人脸。AM 细胞虽然也有视觉反应，但对猴子和人脸以及熟悉和陌生的面孔的反应相似（图 2，B和C）。在 AM 中，任何类别都没有显著的熟悉效应，而在 TP 中，熟悉的猴脸引起的反应明显高于所有其他类别。 TP细胞群仅支持对熟悉的猴子面孔进行准确解码，AM细胞群对所有刺激的反应相似性都很高（图 2F）。
人脸识别的心理物理学的三种功能特征：
首先，确定 TP 响应是否表现出全有或全无的感知阈值，研究者为给定细胞的首选熟悉和不熟悉的面孔创建了具有不同相位扰乱级别的视觉刺激（图 3B，顶部），TP 和 AM 细胞都从特定的可见性阈值开始响应（图 3B）。事后测试显示 AM 中熟悉和陌生面孔之间的非线性没有显著差异，但 TP 中熟悉面孔的非线性更高。
其次，测试了 TP 是否可以直接专门支持熟悉面孔的识别。在 TP 中，只有熟悉的面孔才会引起这种非线性响应，而 AM 细胞完全没有表现出这种效果。
最后，测试了内部面部特征最能提供关于熟悉身份的信息，将熟悉的面孔裁剪为内部和外部组件，然后将内部组件进一步裁剪为眼睛、嘴巴和鼻子（图 3D，顶部）。TP 细胞对内表面的反应几乎与对整个面部的反应一样多，但对外表面反应较弱，对单独的内表面部分（单独的眼睛，嘴巴等）反应最小。TP 对身体图像的总体反应比对面部图像更弱。
人脸识别的主要模型假定从感知人脸身份处理到人脸或人物识别的顺序过渡。AM位于感知人脸处理的顶峰，展示了有效的人脸识别代码。如果 TP 中的人脸识别单元位于 AM 的下游，则它们的响应延迟应该系统地更长。
分析了人脸与非人脸（人脸检测）、人脸与猴子脸（物种识别）以及熟悉与不熟悉的猴子脸、人脸 ，和对象（语义分类）的时间进程。AM 的面部检测和物种识别的峰值解码精度高于 TP，猴脸语义分类更快在TP出现。
分析了 TP 和 AM 中熟悉的猴子面孔之间身份解码的时间过程。研究者发现了一类新的面部记忆细胞，他们与 Lettvin 的祖母细胞假说、Konorski 的“诺斯替单元”以及 Bruce 和 Young 的面部识别单元共享面部形状和熟悉选择性的结合。
研究发现个人的现实生活经验具有惊人的能力，在一小块皮层里储存巩固一些很具体的记忆。颞极区域储存人脸相关的信息，这将解释颞极损伤后与人相关的失认症。