脳が顔を認識する仕組みを考え直す

Solvin Zanki/naturepl.com

サルは、特定の顔の特徴を識別する一連のニューロンのおかげで顔を認識することができます。 しかし、脳が実際にこれをどのように行っているのかは、長年研究者の頭を悩ませてきました。 このたび、アカゲザルは、顔を認識するために、特定の物理的特徴のセットに注意を払う何百ものニューロンのグループの協調に依存していることが、研究により明らかになりました。

「本当の漫画の見解は、個々の細胞が個々の人間に反応するために専用されているというものでした」と、メリーランド州ベセスダの米国国立精神衛生研究所の神経科学者であるデビッド・レオポルドは言います。 しかし、他の理論は、ニューロンのグループが協調して顔を認識することを示唆しました。

最新の結果は、顔細胞と呼ばれる、顔の認識に関連する各ニューロンが、顔の特徴の特定のランクの組み合わせに注意を払うことを示しました。 「と、パサデナにあるカリフォルニア工科大学 (Caltech) のシステム神経科学者である研究共著者の Doris Tsao 氏は言います。

A leap forward

まず、Tsao と同じく Caltech の神経科学者の Le Chang は、2 頭のアカゲザルの脳を研究して、その動物の顔細胞の場所を特定しました。 研究チームはサルに、人間の顔や、身体、果物、ランダムな模様など、他の物体の画像を見せた。 その後、機能的磁気共鳴画像法を用いて、サルが顔を見たときにどの脳領域が光を発するかを調べた

。 Tsao氏とChang氏は、目の間隔や髪の生え際の形など、さまざまな特徴を持つ人間の顔2,000個をサルに見せて、そのセットを使用しました。

Tsao氏とChang氏は、2匹のサルの合計205個のニューロンから反応を記録しました。 各ニューロンは、顔のパラメーターのいくつかの特定の組み合わせに反応した。

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Tsao と Chang は、顔細胞が認識する特徴の特定の組み合わせにおいて、各ニューロンは他の特徴よりも特定の特徴によく調整されているかどうかを疑問に思っていました。 彼らはこの考えを検証するため、サルに見せた顔を再現し、その特徴に対する各ニューロンの反応に基づきました。

サルが、あるニューロンが気にしていない特徴によって変化する顔を見たとき、個々の顔細胞の反応は変化しませんでした。 脳は、「これが人物Aでこれが人物Bだと言えるような重要な次元があることを認識できるのです」

人間の脳はおそらくこのコードを使って、特定の顔を認識したり想像したりしているのだと、ツァオは述べています。 しかし、科学者たちは、すべてがどのように結びついているのか、まだよく分かっていません。

神経科学者にとって、1つのメッセージは明確です。 もし、「正しい顔を見たときに大声で歌う少数の顔細胞があるから、顔がどのように認識されるかがわかる」と考える傾向があるのなら、その考えは正しくないので、徐々に消えていくはずです」とレオポルドは言います。 「この研究は、脳が実際にどのように個人を分析して行くのか、より現実的な選択肢を提示するものです」

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