【科學講堂】腦袋「深淺」合作 分工辨認人臉
世界繽紛多彩，我們經常依賴視覺去感知世界的美好。大家可能早已學過眼睛是如何將從物品反射過來的光線轉化成神經訊號。但是這些訊號被傳送到腦袋以後，又會被如何處理呢？今天就和各位分享一下近年來我們對這方面的了解。
下側顳葉皮質 專責辨認人臉
簡單來說，大腦中有一個叫做「視覺皮層」的部位，專門負責我們的視覺。從眼睛視網膜傳送過來的訊息，會在這裏經過多層細胞的處理，大約在十分之一秒之後，這些訊號就會被腦袋不同的部位處理，由最初可能只是一顆顆的光點，演繹成有意義的三維立體場景，包括辨別當中的各種人與物。
麻省理工學院的神經科學家Nancy Kanwisher發現了腦袋裏一個叫作下側顳葉皮質（inferior temporal cortex）的部位與辨認視覺圖像有關，當人們見到其他人臉的時候，這個部位會變得活躍；但是假如人們見到的是其他物品，腦袋的這個部分就沒有太大的反應。
研究人員其後用獼猴作更深入的探究，他們也在獼猴的面前展示人或猴的照片，從而找出獼猴下側顳葉皮質的六個區域。這六個區域都與辨認人 / 猴臉有關，而且如果一個區域受到刺激，其他的也會一起變得活躍。
這六個區域好像也有它們各自專門負責的範圍。研究人員向獼猴展示不同的卡通圖片，例如一些沒有頭髮、一些沒有鼻子，藉此找出腦袋哪個部分負責留意哪樣面部特徵。研究人員更發現，相關腦袋區域發出訊號的頻率，與面部特徵有多「極端」有關：例如專門留意眼睛之間距離的細胞，倘若面對眼距較小的面容，就會相對緩慢地發出訊息；假如見到的眼睛之間的距離愈大，相關的腦部區域就變得愈活躍。
淺層工作較簡單 深層細胞更聰明
為了更深入研究，加州理工學院的Doris Tsao將面部特徵整理為50個參數。這50個參數之中，有25個是與「形狀」有關，比如嘴唇、髮線的形狀、雙眼相距多少；另外25個則與「外表」有關，例如膚色有多深、皮膚的質地。Tsao整理了2,000張人臉圖片，再一一讓實驗室中的獼猴察看。由於這些圖片的參數數值早已知曉，我們就可以藉此知道獼猴的腦袋如何處理這50個臉部特徵。
實驗的結果顯示，較接近大腦表層的細胞所負責的任務，與較深層的細胞有些不同：淺層細胞傾向處理與形狀相關的參數，而深層的對「外表」的參數更有反應。這樣的「安排」，代表着淺層細胞的反應，可能很受臉孔的方向所影響：臉孔的面向不同，臉上的特徵的形狀自然不同。這也代表深層的細胞可能較「聰明」，不太受面孔的角度所影響。
這些結果看來在指出，淺層細胞負責處理簡單的資料，而腦部愈深處的細胞，所處理的資訊就愈是複雜。這也與科學家Rodrigo Quian Quiroga在2005年的發現一致：他發現的腦神經細胞，不僅在見到熟悉的人的面孔時會變得活躍，甚至對這個人的相關概念也有反應，例如這個人的名字、所演過的電影。這種看來與這麼複雜的資訊有關的細胞，就是處於腦部的海馬迴（hippocampus），比之前談及的下側顳葉皮質還要深入腦部。
近年我們對腦部的運作好像有了較多的認識，這令人十分鼓舞。不過腦袋還有許多我們不解的地方，希望在科學家的努力之下，我們能夠更快有更多的突破。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
