婴儿 图片来源：Pixabay
当你的宝宝看向你的时候他们看到了什么？你看起来只是带有一些黑色特征的圆团吗？或者你的孩子早就能意识到他们正在看一张脸，一张属于将会爱和保护他们的父母的脸？
从古至今，科学家、哲学家和父母都问过类似的问题，即在婴儿脑中什么是天生的什么是后天习得的。一项使用专门设计用来检查婴儿大脑的设备进行的研究或许带来了更进一步的答案。
近期发表在《当代生物学》（Current biology）上的一篇文章表明，在两个月大婴儿的大脑中，一批专门用于识别面孔的细胞——梭状回面部区(FFA)——已经开始活动。并且，在该年龄阶段，大脑视觉系统中专门用于识别身体和场景的区域也比识别其他物体的区域更活跃。
麻省理工学院大脑和认知科学教授Rebecca Saxe和她的同事使用一种专门为婴儿设计的功能磁共振成像（fMRI）头盔对42名2到9个月大的婴儿进行了扫描。这个任务并不容易。其中16个婴儿的数据不得不被剔除，因为任何一个接触过婴儿的人都知道，让他们长时间保持开心、安静和清醒极度困难。对于剩下的26名婴儿，科学家们比较了他们在观看2.7秒的描述面孔、身体部位、风景、物体和抽象的漩涡的视频片段时大脑视觉区域的活动。
大脑 图片来源：Pixabay
分别对梭状回面部区、纹状体外皮层和海马旁区的研究结果表明，与其他类别相比，大脑中专注于面孔、身体和场景的区域活动更强烈。
“这些结果中最令人惊讶的是，一些人推测，专门用于观察面孔的区域需要经历数年的发育，而我们在这些平均年龄在5到6个月大的婴儿身上看到了它的活动，”Saxe说，“这是一个相当令人惊讶的故事，它推动我们考虑大脑结构多大程度上依赖学习和经验的看法。”
发展心理学家已经对于某些人类行为是天生的还是习得的争论了数十年。这些争论中最著名的是关于语言，但对于视觉发展的争论也同样激烈。而普遍的答案是这样的发展几乎总是先天和后天共同作用的结果，但如何找到该平衡仍然是一个有争议的问题。
一边是“自下而上”的观点，被称为原图假说（protomap hypothesis），并得到哈佛大学神经生物学教授Margaret Livingstone的支持。该假说认为婴儿最初只感知到视觉输入的基本属性，例如光从哪里来，图像是清晰还是模糊，是否有直边或曲线。这些属性被结合起来构建模式，并且随着孩子长大，其中一些模式比其他模式出现得更为频繁。对于这些特别频繁的模式，大脑开始在皮层中分配专门的区域去处理这些模式，并赋予他们意义。
一种相反的“自上而下”的观点由Nancy Kanwisher率先提出，她现在是麻省理工学院（MIT）认知神经科学的教授，也是Saxe的前博士生导师，并且是上世纪90年代FFA的发现者之一。该观点认为虽然视觉系统的一些能力需要花费很长时间来发展，但像识别面孔和身体部分的关键功能是如此重要以至于婴儿更快地发育它们——以月而不是年计算——或者甚至出生就具备这些能力。
对Saxe来说，这个相对于其他物体婴儿对面孔展示出更多FFA活动的新研究表明在很小的时候大脑就会优先考虑面孔。这说明其他更高级的大脑区域正在告诉视觉区域去注意面孔，例如额叶皮层，这将很快导致专门检测它们的区域成熟。
“我们有充分的理由认为婴儿出生时便期盼和寻找他们最重要的社会伙伴，”Saxe说，“大脑中的某些东西使他们在有任何面部经验之前对面孔感兴趣。婴儿在出生数小时后就开始看人脸状的图像。”
其他的研究人员并不认同Saxe的结论。Livingstone认为，婴儿FFA所关注的是研究中呈现的面孔的视觉部分——一个出现在屏幕中心的带有精细细节的曲线形状（中央视野）——而不是面孔本身的概念。
“我不认为出生时会有面部补丁。我认为婴儿出生时具有弯曲的中心视场区域，并且这些区域会被他们所使用的各种刺激所激活，”Livingstone说，“我不反对（Saxe和她同事的）结果，我只是不赞同这种解释。”
Livingstone实验室的开创性工作已经表明经验和学习对于FFA的发展至关重要。如果幼猴从未接触过面孔，该区域就不会优先对它们响应。这些细胞仍然会被面部相关属性激活（中央视野的曲线），但与手等部位相比，脸对该区域并没有更大的激活。
Saxe承认有必要调和这两个阵营，这或许会从根本上缩短人类了解面孔所花费的时间的估计。“我们不能说视觉经历在学习中没有用，”她说，“这不是答案，因为我们知道视觉经历和学习都是必要的。因此它需要一个结合视觉经历和学习的故事，并且无论先前的偏见和输入是什么。”她暗示她的下篇文章将使用同样的婴儿扫描数据来揭示影响FFA早期发展的其他因素。
对同样研究幼儿视觉的斯坦福大学的心理学教授Kalanit Grill-Spector来说，这篇新论文中最令人激动的部分不是关于习得和先天发展的问题。“我认为（这项研究）是一种解决该问题的尝试，但它并没有真正以某种方式提供一个确切的答案，”她说。
核磁共振 图片来源：Pixabay
相反，让Grill-Spector惊讶的是在对婴儿大脑进行扫描时展现的技术能力。她说“（研究人员的）文章真正令人印象深刻的是他们扫描了大量的婴儿并在婴儿fMRI方面进行了大量创新，”她说，“这将推动该领域的发展。”
撰文：Dana Smith，一位专职于大脑和身体研究的自由科学作家。曾为《科学美国人》、《大西洋月刊》、《卫报》、《美国国家公共电台》、《探索》和《快公司》等媒体撰稿。她在剑桥大学获得实验心理学博士。
翻译：马孔硕
审校：张欣怡
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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