你能記住多少張臉？

　　研究發(fā)現(xiàn)，人類平均能記住約5000張面孔(波動(dòng)范圍約為1000～10000)，這一能力在自然界中無可比擬。

　　而大多數(shù)動(dòng)物識(shí)別同類主要依賴氣味或聲音，而不是臉。一些高度社會(huì)化的家畜，比如綿羊，在經(jīng)過特殊訓(xùn)練后能記住大約50張羊臉，僅有人類的百分之一。

　　除了人類以外的其他靈長類，識(shí)臉能力在動(dòng)物界也屬于佼佼者，但數(shù)量多在數(shù)十到上百張之間，目前仍缺乏確切的上限數(shù)據(jù)。

　　為什么人類擁有如此出眾的“認(rèn)臉”能力呢？

　　人類擁有與生俱來的

　　“認(rèn)臉系統(tǒng)”

　　這是因?yàn)槿四X中存在一套專門“認(rèn)臉”的系統(tǒng)。

　　二十多年前，麻省理工學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家 Nancy Kanwisher 發(fā)現(xiàn)，大腦顳葉中的梭狀回面孔區(qū)(fusiform face area，F(xiàn)FA) 對(duì)人臉的反應(yīng)遠(yuǎn)強(qiáng)于其他物體，是識(shí)別面孔的核心區(qū)域。

　　那么，這個(gè)腦區(qū)對(duì)人臉的反應(yīng)是經(jīng)過后天訓(xùn)練發(fā)展而來的，還是大腦中先天固有的結(jié)構(gòu)？

　　為了回答這個(gè)問題，Kanwisher讓先天失明的受試者在fMRI掃描中觸摸3D打印的人臉模型，并與觸摸椅子、手或迷宮等物體的反應(yīng)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，先天失明者的大腦 FFA 依舊會(huì)對(duì)“人臉”表現(xiàn)出特定的激活。

　　這就說明FFA對(duì)面孔的識(shí)別并不完全依賴學(xué)習(xí)，而是大腦與生俱來的能力！更有意思的是，F(xiàn)FA并不是大腦中唯一用來“認(rèn)臉”的腦區(qū)。研究陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，人腦對(duì)面孔的識(shí)別其實(shí)需要一整套系統(tǒng)的協(xié)同參與。

　　比如，位于枕葉的枕葉面孔區(qū)(Occipital Face Area, OFA)，就像識(shí)臉網(wǎng)絡(luò)的“先鋒部隊(duì)”。它專門處理眼睛、鼻子和嘴巴等五官“零部件”。當(dāng)一張臉出現(xiàn)在我們眼前時(shí)，OFA 只需 約 100 毫秒 就能被激活，迅速對(duì)局部特征進(jìn)行拆解，并將信息傳遞給 FFA 和上顳溝(Superior Temporal Sulcus, STS)。所以如果OFA出現(xiàn)問題，識(shí)別人臉就會(huì)變的很困難。

　　如果說 OFA的作用是拆解五官，那么STS則更像是一個(gè)“動(dòng)態(tài)解碼器”。它對(duì)靜態(tài)的面孔特征興趣不大，卻對(duì)動(dòng)態(tài)特征極為敏感，尤其擅長捕捉 一顰一笑、眼神轉(zhuǎn)動(dòng)、嘴唇開合等細(xì)微變化。

　　正因?yàn)橛蠸TS的參與，我們不僅能認(rèn)出“這是誰”，還能理解“他在表達(dá)什么情緒”“注意力投向哪里”，甚至在一定程度上推測(cè)對(duì)方的意圖。STS 的參與也解釋了為什么比起靜態(tài)照片，在現(xiàn)實(shí)生活或視頻中，我們更容易認(rèn)出熟人。

　　除了以上三個(gè)腦區(qū)，杏仁核(amygdala)也深度參與到面孔識(shí)別中，扮演”情緒雷達(dá)“的作用，可以精準(zhǔn)的識(shí)別出臉上的“憤怒”“厭惡”“喜悅”等顯著情緒。

　　最后，所有信息會(huì)在前額葉皮層(Prefrontal Cortex, PFC)匯總，為這張臉附加上”身份標(biāo)簽與社會(huì)評(píng)價(jià)，比如是否值得合作，是否具有吸引力等。

　　人類擁有豐富的

　　“捏臉”基因

　　人類之所以能“看臉識(shí)人”，不僅依賴于大腦中專門的識(shí)別系統(tǒng)，還因?yàn)槲覀儽旧砭蛽碛袠O其豐富的面孔特征，這是經(jīng)歷了多年演化歷程，刻在基因里的禮物。

　　從鼻梁的高低、顴骨的寬窄，到眼裂的形態(tài)、膚色的差異、下頜的輪廓，這些特征都由基因調(diào)控。不同基因的組合方式，像是為每個(gè)人生成了一串獨(dú)特的密碼，使得每一張臉都帶有無法復(fù)制的“個(gè)體標(biāo)識(shí)”。也正因如此，人臉成為了區(qū)分彼此最直觀、最可靠的ID。

　　就拿五官中最不起眼的耳朵來說，老一輩稱之有福相的大耳垂(Lobe size, 耳垂大小)由 3、6和10號(hào)染色體上三個(gè)不同的基因位點(diǎn)(rs10212119，rs1990618 和 rs12538515)共同決定，年輕人中流行的精靈耳(Ear protrusion，耳廓外翻)，則與2號(hào)染色體上的rs3827760位點(diǎn)的基因突變密切相關(guān)。

　　不僅是五官的細(xì)節(jié)特征，面部的立體感和五官的整體比例，其實(shí)也早已寫在基因里。2019 年的一項(xiàng)研究通過對(duì)上萬名歐洲人的78個(gè)面部特征進(jìn)行分析，從中提煉出 13 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，并最終鎖定了24個(gè)相關(guān)基因。

　　其中，例如 PAX3 基因，會(huì)在胚胎發(fā)育階段通過調(diào)控神經(jīng)嵴細(xì)胞的生長與分化，進(jìn)而決定兩眼間距、鼻梁高度，以及整個(gè)中面部的結(jié)構(gòu)。

　　從小baby時(shí)期開始

　　人類就沉迷看臉

　　人類不僅擁有高級(jí)的“認(rèn)臉系統(tǒng)”和豐富的“捏臉”基因，還從嬰兒時(shí)期就對(duì)“人臉”更感興趣。

　　科學(xué)家們?cè)趮雰撼錾髷?shù)小時(shí)，就讓他們觀看不同的圖案。其中一種是“類似人臉”的配置(兩點(diǎn)在上，一條橫線在下，類似眼睛+嘴)，另一種是同樣元素但隨機(jī)排列的圖形。

　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新生兒會(huì)更長時(shí)間注視“類似人臉”的圖案，說明他們天生就對(duì)面孔結(jié)構(gòu)更感興趣。

　　不僅如此，2017年的一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家利用光源投射出三個(gè)點(diǎn)，通過母體腹壁照到子宮內(nèi)。點(diǎn)的排列有兩種：正立的人臉樣配置(兩個(gè)在上，一個(gè)在下)和倒置配置(兩個(gè)在下，一個(gè)在上)。

　　通過超聲掃描觀察胎兒的姿勢(shì)發(fā)現(xiàn)，胎兒的頭部會(huì)更頻繁地轉(zhuǎn)向正立的臉樣配置，說明對(duì)面孔的偏好在出生前就已顯現(xiàn)。

　　嬰兒對(duì)人臉的天生偏愛或許是因?yàn)樗麄冃枰ㄟ^“看臉”的視覺刺激來鍛煉認(rèn)臉的能力。研究表明，如果嬰兒在早期嚴(yán)重缺乏面孔刺激(例如因先天性白內(nèi)障而長期看不見，直到手術(shù)后才恢復(fù)視覺)，即便視覺功能后來恢復(fù)正常，他們?cè)谧R(shí)別人臉方面的能力也會(huì)明顯受限。這說明人腦中的認(rèn)臉系統(tǒng)并不是單純的“預(yù)設(shè)程序”，而能在后天的學(xué)習(xí)中訓(xùn)練優(yōu)化。

　　正是這種復(fù)雜而微妙的機(jī)制，讓“看臉識(shí)人”成為人類獨(dú)特的天賦。

　　所以，下次在茫茫人海中與好朋友目光鎖定時(shí)，不妨想起，這份認(rèn)出彼此的能力，是屬于人類的浪漫奇跡。

　　本文為科普中國·創(chuàng)作培育計(jì)劃扶持作品

　　出品丨中國科協(xié)科普部

　　監(jiān)制丨中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

　　作者丨哈代 浙江大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)博士