科学家们已在灵长类动物中识别出一种能快速检测面孔的脑电路。这一发现不仅阐明了灵长类动物如何感知和识别面孔，还有可能对理解自闭症等情况产生影响，自闭症患者的面孔检测和识别通常在早期就受到损害。
美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员揭示了灵长类动物中一种快速识别面孔的脑电路。这一突破阐明了灵长类动物如何感知和识别面孔，并可能为像自闭症这样的情况提供见解，因其面孔检测和识别在儿童时期通常受到影响。这一新识别的电路最初激活大脑中一个原始部分，称为上丘，随后可以促使眼睛和头部转动以获得更好的视角。这种增强的视角使得颞皮层中的不同区域能够更加复杂地参与面孔的识别。这项研究发表在期刊《Neuron》上。
“快速识别面孔是人类和其他灵长类动物的一项关键技能，”来自NIH国家眼科研究所（NEI）的理查德·克劳兹利斯（Richard Krauzlis）博士表示，他是该研究的资深作者。“这一最近发现的电路阐明了我们如何能够迅速检测和瞥见面孔，即使当它们最初出现在视觉外周时，视觉清晰度不足。这一电路可能是指引注意力集中于面孔，帮助大脑学习识别个体和解读复杂面部表情，从而帮助我们获得重要的社交互动技能。”
在成年灵长类动物中，大脑在颞皮层发育出专门的区域，称为“面孔贴片”，使得基于面部特征的个体识别和区分成为可能。然而，面孔识别依赖于眼睛清晰中心视力提供的细节；为了识别面孔，我们必须首先直接观察它。
当婴儿出生时，他们缺乏辨别面孔细节所需的高分辨率视觉，颞皮层的面部特定区域也要到稍后才能成熟。然而，婴儿通常在生命的早期就会定向并凝视面孔，这表明有其他的过程在参与其中。
这些观察引发了几个问题，包括：大脑如何引导眼睛朝向面孔以更好地仔细观察细节？在大脑“面孔贴片”发展之前，这种对面孔的偏好是什么原因？而大脑的“面孔贴片”最初是如何获得解读面孔的能力的？
克劳兹利斯和同事们假设，作为物体检测结构的上丘可能是缺失的环节。此结构位于中脑，能够告知大脑其他部分有物体的存在，但并不识别该物体，仅仅确认其存在。它运作迅速，并直接连接到大脑的运动区域，促使眼睛向感兴趣的物体移动或对视觉外周的物体作出回避反应。
为了研究上丘是否可能专门帮助面孔检测，联合第一作者龚琛·余（Gongchen Yu）博士和利奥尔·卡茨（Leor Katz）博士整理了一系列图像，包括面孔、非面孔生物物体如手和胳膊，以及其他如水果或人造物体的物品。这些图像被呈现给成年猴子在其视觉外周，并记录上丘的神经反应。
先前的研究表明，上丘的物体检测对物体的身份并没有偏见，仅仅注意到物体的存在或缺失。然而，在这项研究中，克劳兹利斯及其团队发现，在40毫秒内，超过一半的记录神经元对面孔图像的反应比其他物体要强。在一些神经元之后确实对其他物体产生了偏好，但发生在100毫秒之后。本质上，面孔特异性检测的速度远快于其他物体的检测，并且在所检查的大量神经元中受到显著的偏爱。
研究人员还发现，尽管上丘可以直接接收来自眼睛的视觉输入，但这一物体检测过程需要来自视觉皮层早期阶段的输入。
随着上丘后来重新连接到视觉处理路径中的视觉皮层，研究人员推测，这一电路提供了一种强调特定物体重要性的机制。
“我们提出这一面孔偏好电路可能实际上驱动大脑更高级别的面孔识别过程的发展，”克劳兹利斯解释道。“如果是这样，那么上丘中的面孔偏好缺陷可能会对自闭症产生影响。”
这项研究得到了NEI内部项目的资助。除了联合首席作者余和卡茨，克里斯蒂安·夸亚（Christian Quaia）博士和亚当·梅辛格（Adam Messinger）博士也为此研究做出了贡献。
