導(dǎo)讀嬰兒圖片來(lái)源：Pixabay當(dāng)你的寶寶看向你的時(shí)候他們看到了什么？你看起來(lái)只是帶有一些黑色特征的圓團(tuán)嗎？或者你的孩子早就能意識(shí)到他們正在看一張臉，一張屬于將....

嬰兒 圖片來(lái)源：Pixabay

當(dāng)你的寶寶看向你的時(shí)候他們看到了什么？你看起來(lái)只是帶有一些黑色特征的圓團(tuán)嗎？或者你的孩子早就能意識(shí)到他們正在看一張臉，一張屬于將會(huì)愛(ài)和保護(hù)他們的父母的臉？

從古至今，科學(xué)家、哲學(xué)家和父母都問(wèn)過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題，即在嬰兒腦中什么是天生的什么是后天習(xí)得的。一項(xiàng)使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)檢查嬰兒大腦的設(shè)備進(jìn)行的研究或許帶來(lái)了更進(jìn)一步的答案。

近期發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current biology）上的一篇文章表明，在兩個(gè)月大嬰兒的大腦中，一批專(zhuān)門(mén)用于識(shí)別面孔的細(xì)胞——梭狀回面部區(qū)(FFA)——已經(jīng)開(kāi)始活動(dòng)。并且，在該年齡階段，大腦視覺(jué)系統(tǒng)中專(zhuān)門(mén)用于識(shí)別身體和場(chǎng)景的區(qū)域也比識(shí)別其他物體的區(qū)域更活躍。

麻省理工學(xué)院大腦和認(rèn)知科學(xué)教授Rebecca Saxe和她的同事使用一種專(zhuān)門(mén)為嬰兒設(shè)計(jì)的功能磁共振成像（fMRI）頭盔對(duì)42名2到9個(gè)月大的嬰兒進(jìn)行了掃描。這個(gè)任務(wù)并不容易。其中16個(gè)嬰兒的數(shù)據(jù)不得不被剔除，因?yàn)槿魏我粋€(gè)接觸過(guò)嬰兒的人都知道，讓他們長(zhǎng)時(shí)間保持開(kāi)心、安靜和清醒極度困難。對(duì)于剩下的26名嬰兒，科學(xué)家們比較了他們?cè)谟^看2.7秒的描述面孔、身體部位、風(fēng)景、物體和抽象的漩渦的視頻片段時(shí)大腦視覺(jué)區(qū)域的活動(dòng)。

大腦 圖片來(lái)源：Pixabay

分別對(duì)梭狀回面部區(qū)、紋狀體外皮層和海馬旁區(qū)的研究結(jié)果表明，與其他類(lèi)別相比，大腦中專(zhuān)注于面孔、身體和場(chǎng)景的區(qū)域活動(dòng)更強(qiáng)烈。

“這些結(jié)果中最令人驚訝的是，一些人推測(cè)，專(zhuān)門(mén)用于觀察面孔的區(qū)域需要經(jīng)歷數(shù)年的發(fā)育，而我們?cè)谶@些平均年齡在5到6個(gè)月大的嬰兒身上看到了它的活動(dòng)，”Saxe說(shuō)，“這是一個(gè)相當(dāng)令人驚訝的故事，它推動(dòng)我們考慮大腦結(jié)構(gòu)多大程度上依賴(lài)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)的看法。”

發(fā)展心理學(xué)家已經(jīng)對(duì)于某些人類(lèi)行為是天生的還是習(xí)得的爭(zhēng)論了數(shù)十年。這些爭(zhēng)論中最著名的是關(guān)于語(yǔ)言，但對(duì)于視覺(jué)發(fā)展的爭(zhēng)論也同樣激烈。而普遍的答案是這樣的發(fā)展幾乎總是先天和后天共同作用的結(jié)果，但如何找到該平衡仍然是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。

一邊是“自下而上”的觀點(diǎn)，被稱(chēng)為原圖假說(shuō)（protomap hypothesis），并得到哈佛大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授Margaret Livingstone的支持。該假說(shuō)認(rèn)為嬰兒最初只感知到視覺(jué)輸入的基本屬性，例如光從哪里來(lái)，圖像是清晰還是模糊，是否有直邊或曲線(xiàn)。這些屬性被結(jié)合起來(lái)構(gòu)建模式，并且隨著孩子長(zhǎng)大，其中一些模式比其他模式出現(xiàn)得更為頻繁。對(duì)于這些特別頻繁的模式，大腦開(kāi)始在皮層中分配專(zhuān)門(mén)的區(qū)域去處理這些模式，并賦予他們意義。

一種相反的“自上而下”的觀點(diǎn)由Nancy Kanwisher率先提出，她現(xiàn)在是麻省理工學(xué)院（MIT）認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的教授，也是Saxe的前博士生導(dǎo)師，并且是上世紀(jì)90年代FFA的發(fā)現(xiàn)者之一。該觀點(diǎn)認(rèn)為雖然視覺(jué)系統(tǒng)的一些能力需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)發(fā)展，但像識(shí)別面孔和身體部分的關(guān)鍵功能是如此重要以至于嬰兒更快地發(fā)育它們——以月而不是年計(jì)算——或者甚至出生就具備這些能力。

對(duì)Saxe來(lái)說(shuō)，這個(gè)相對(duì)于其他物體嬰兒對(duì)面孔展示出更多FFA活動(dòng)的新研究表明在很小的時(shí)候大腦就會(huì)優(yōu)先考慮面孔。這說(shuō)明其他更高級(jí)的大腦區(qū)域正在告訴視覺(jué)區(qū)域去注意面孔，例如額葉皮層，這將很快導(dǎo)致專(zhuān)門(mén)檢測(cè)它們的區(qū)域成熟。

“我們有充分的理由認(rèn)為嬰兒出生時(shí)便期盼和尋找他們最重要的社會(huì)伙伴，”Saxe說(shuō)，“大腦中的某些東西使他們?cè)谟腥魏蚊娌拷?jīng)驗(yàn)之前對(duì)面孔感興趣。嬰兒在出生數(shù)小時(shí)后就開(kāi)始看人臉狀的圖像。”

其他的研究人員并不認(rèn)同Saxe的結(jié)論。Livingstone認(rèn)為，嬰兒FFA所關(guān)注的是研究中呈現(xiàn)的面孔的視覺(jué)部分——一個(gè)出現(xiàn)在屏幕中心的帶有精細(xì)細(xì)節(jié)的曲線(xiàn)形狀（中央視野）——而不是面孔本身的概念。

“我不認(rèn)為出生時(shí)會(huì)有面部補(bǔ)丁。我認(rèn)為嬰兒出生時(shí)具有彎曲的中心視場(chǎng)區(qū)域，并且這些區(qū)域會(huì)被他們所使用的各種刺激所激活，”Livingstone說(shuō)，“我不反對(duì)（Saxe和她同事的）結(jié)果，我只是不贊同這種解釋。”

Livingstone實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)創(chuàng)性工作已經(jīng)表明經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)對(duì)于FFA的發(fā)展至關(guān)重要。如果幼猴從未接觸過(guò)面孔，該區(qū)域就不會(huì)優(yōu)先對(duì)它們響應(yīng)。這些細(xì)胞仍然會(huì)被面部相關(guān)屬性激活（中央視野的曲線(xiàn)），但與手等部位相比，臉對(duì)該區(qū)域并沒(méi)有更大的激活。

Saxe承認(rèn)有必要調(diào)和這兩個(gè)陣營(yíng)，這或許會(huì)從根本上縮短人類(lèi)了解面孔所花費(fèi)的時(shí)間的估計(jì)。“我們不能說(shuō)視覺(jué)經(jīng)歷在學(xué)習(xí)中沒(méi)有用，”她說(shuō)，“這不是答案，因?yàn)槲覀冎酪曈X(jué)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)都是必要的。因此它需要一個(gè)結(jié)合視覺(jué)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)的故事，并且無(wú)論先前的偏見(jiàn)和輸入是什么。”她暗示她的下篇文章將使用同樣的嬰兒掃描數(shù)據(jù)來(lái)揭示影響FFA早期發(fā)展的其他因素。

對(duì)同樣研究幼兒視覺(jué)的斯坦福大學(xué)的心理學(xué)教授Kalanit Grill-Spector來(lái)說(shuō)，這篇新論文中最令人激動(dòng)的部分不是關(guān)于習(xí)得和先天發(fā)展的問(wèn)題。“我認(rèn)為（這項(xiàng)研究）是一種解決該問(wèn)題的嘗試，但它并沒(méi)有真正以某種方式提供一個(gè)確切的答案，”她說(shuō)。

核磁共振 圖片來(lái)源：Pixabay

相反，讓Grill-Spector驚訝的是在對(duì)嬰兒大腦進(jìn)行掃描時(shí)展現(xiàn)的技術(shù)能力。她說(shuō)“（研究人員的）文章真正令人印象深刻的是他們掃描了大量的嬰兒并在嬰兒fMRI方面進(jìn)行了大量創(chuàng)新，”她說(shuō)，“這將推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。”

撰文：Dana Smith，一位專(zhuān)職于大腦和身體研究的自由科學(xué)作家。曾為《科學(xué)美國(guó)人》、《大西洋月刊》、《衛(wèi)報(bào)》、《美國(guó)國(guó)家公共電臺(tái)》、《探索》和《快公司》等媒體撰稿。她在劍橋大學(xué)獲得實(shí)驗(yàn)心理學(xué)博士。

翻譯：馬孔碩

審校：張欣怡

引進(jìn)來(lái)源：科學(xué)美國(guó)人

本文來(lái)自：中國(guó)數(shù)字科技館