先澄清,並沒有「祖母神經群」的說法。而是在1960年代時,由Jerome Lettvin提出的「祖母神經元」理論[1],他提出這一顆神經元能夠辨認出祖母並喚醒相關記憶,若失去他,就再也認不得祖母了。換言之,這個理論認為一項事物或概念對應到一顆或一小群神經元,但此說法並沒有被廣泛支持。來自洛克菲勒大學 (Rockefeller University) 的研究團隊,發現一類位於TP (temporal pole, Fig. 1) 的神經元,能夠快速辨認出熟悉的臉,綜合了感覺細胞、記憶細胞的能力,就像是祖母神經元一樣,只是並非一顆神經元對應一張臉型,而是一群神經元一起運作,研究成果發表在 Science 期刊。
實驗方法
研究人員插入電極記錄獼猴 TP和 AM (anterior-medial face area) 中的神經活性,並同時給獼猴看多種不同的相片,主要有彌猴臉、人臉、物品,再各自分成熟悉、不熟悉兩種,最後加上僅有獼猴身體沒有臉部、純灰色圖片,一共八組,每張相片呈現200毫秒。
實驗結果
見Fig. 2,上圖顯示神經元對每張相片的活性,而我們可以用下圖zScore來看總體的平均反應性。比較TP和AM,可以看出TP僅對熟悉的獼猴臉孔具有選擇性,熟悉的人臉、不熟悉的獼猴臉,所產生的反應都低了許多,AM則能夠識別所有的臉孔,無論是彌猴臉或是人臉。
結語
此類識別熟悉臉孔的TP神經元,具有兩項特色:第一是具有快速處理視覺訊息的能力,因為在過去的研究中認為AM能夠快速識別臉部[3],而這次的研究發現TP的反應時間與之沒有顯著差別;第二是具有記憶能力,因為他只對熟悉的臉產生反應,陌生的則否。在未來,作者也希望相關的研究可以幫助解決臉盲症患者的困境。
原始論文:
Landi, S. M., Viswanathan, P., Serene, S. & Freiwald, W. A. A fast link between face perception and memory in the temporal pole. Science (2021) doi:10.1126/science.abi6671.
參考文章:
- Grandmother cell
- Freiwald, W. A., & Tsao, D. Y. (2010). Functional compartmentalization and viewpoint generalization within the macaque face-processing system. Science, 330(6005), 845-851.
- Scientists discover a new class of neurons for remembering faces