「祖母神經元」

科學家們長期以來一直在尋找一種人類的腦細胞,這種腦細胞可以解釋當我們看到一張非常熟悉的臉孔時,我們會本能地產生的識別反應,但是這種被科學家用「祖母神經元」來稱呼的大腦神經元仍然難以捉摸。「祖母神經元」是有著感官知覺和記憶的單個細胞,它能夠優先考慮重要熟悉的面孔。

目前有一項新研究揭露了大腦顳葉部分的一類神經元,它們將臉孔感知與長期記憶聯繫起來,不過這並不是所謂的祖母神經元,也就是它不是一個單一的細胞,而是一群集體記憶臉孔的細胞,發表在《科學》(Science)雜誌上的研究結果首次解釋了我們的大腦是如何反覆灌輸我們所愛的人的臉孔。

將臉孔感知與記憶聯繫起來的細胞

洛克菲勒大學(The Rockefeller University)神經科學和行為學教授溫里奇·弗雷沃爾德(Winrich Freiwald)說:「當我剛開始研究神經科學時,如果想嘲笑某人的論點,大家會把它當作只不過是另一個祖母神經元,也就是我們認為這是不可能存在的假設。」「現在在大腦中一個鮮為人知、研究不足的角落,我們發現了最接近祖母神經元的東西:能夠將臉孔感知與記憶聯繫起來的細胞。」

祖母神經元的概念最早出現在20世紀60年代,當時它是一種只存在於理論上的腦細胞,可以自行編碼一個特定的且複雜的概念,其核心是腦細胞和物體之間的一對一比例試圖解決大腦如何將我們所看到的與我們的長期記憶相結合,從那以後,科學家們發現了大量專門處理臉部訊息的感覺神經元,以及大量專門儲存個人數據的記憶細胞,但祖母神經元甚至是只要能夠將視覺與記憶聯繫起來的雜交細胞卻從未出現過。

神經元具有高度選擇性

不過弗雷沃爾德和他的同事們近日卻發現大腦顳葉區的一個小區域可能與臉部識別有關係,所以團隊使用功能性磁振造影放大兩隻猴子,並記錄猴子神經元在看著熟悉臉孔時大腦的圖像,研究小組發現該區域的神經元具有高度選擇性,對受試者之前見過的臉孔反應比不熟悉的臉孔更為強烈,神經元的反應十分迅速,在處理圖像時已經立即識別出已知和未知的臉孔。

但嚴格來說,這些細胞並不是當初所假設的祖母神經元,該區域的細胞似乎是一個集體的運作,而不是一個細胞編碼成一張熟悉的臉孔。

這些發現在未來可能可以對患有發展性臉孔失認症或臉盲的人有臨床實驗意義,發展性臉孔失認症是一種社會孤立的疾病,影響大約1%的人口,科學家說:「臉盲的人經常遭受憂鬱症的折磨,這可能會衰弱病患身心,因為在最糟糕的情況下,他們甚至認不出身邊的家人。」

圖片來源:stock image

資料來源:Rockefeller University(2021,July 1).Scientists discover a new class of memory cells for remembering faces. Sciencedaily

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