我們很多人都熟悉這種感覺：在超市裡與人擦肩而過，或是在擁擠的地鐵上目光相遇，然後疑惑地想，我認識這個人嗎？在我們的人生旅程中，我們都需要記住和識別成千上萬張面孔。今天發表在《科學》雜誌上的一項研究表明，隨著我們進入成年期，我們的大腦在這方面的能力會得到提高。
研究人員讓兒童和青年成年人完成了一系列行為測試，以及解剖和功能性腦部掃描。他們發現，青年成年人不僅比兒童更擅長識別人臉，而且當他們看人臉時，與面部識別相關的大腦區域的反應也更強烈，這些區域的組織也更緻密。研究結果表明，大腦解剖結構的這些變化是我們面部識別能力提高的基礎。
在 10 歲之前，兒童會經歷一個稱為突觸修剪的顯著大腦轉變，在此過程中，未使用的腦連線被修剪掉，而經常使用的連線則被加強，使他們的大腦成為更高效的處理機器。斯坦福大學的神經科學家卡拉尼特·格里爾-斯佩克特及其同事此前已經證明，一些視覺腦區很早就成熟了，而且在這個修剪視窗內——例如，我們識別無生命物體的能力在七歲時就已確定。然而，我們的人臉識別能力會持續提高到 20 多歲，這促使研究人員調查兒童期和青年期之間發生的大腦變化。
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該團隊招募了 22 名 5 至 12 歲的兒童和 25 名 22 至 28 歲的成年人參與這項研究。在第一階段，研究人員使用 MRI（磁共振成像）掃描來捕捉每個受試者大腦解剖結構的詳細影像。然後，參與者在觀看圖片（分類為面孔、身體部位、物體、地點或符號）時接受了功能性腦部掃描，使研究人員能夠觀察與面部識別相關的大腦區域對面孔的反應選擇性如何。最後，參與者完成了一系列測試，以評估他們的人臉識別能力，例如匹配在不同光照和不同角度下拍攝的面孔。
研究人員發現，與之前的研究一樣，成年人比兒童更擅長識別人臉，並且當他們看人臉時，與看其他影像相比，位於梭狀回的面部識別大腦區域的反應更強烈。更出乎意料的是，成年人這些大腦區域的組織比兒童更緻密——它包含相似數量的腦細胞，但有更多的支援結構幫助它們相互連線。根據格里爾-斯佩克特的說法，這種更緻密的組織證明，與面部識別相關的大腦區域中的組織生長，而不是突觸修剪，有助於我們在成熟過程中更好地識別人臉。“這表明，大腦的整個生命週期和大腦的不同區域可能存在多種發育機制，”她說。研究人員現在正在透過跟蹤兒童在成熟過程中的大腦變化，進一步深入研究這些發育變化。
達特茅斯學院的神經科學家布拉德·杜謝恩並未參與這項研究，他讚揚研究人員“採用了一種新方法來解決神經發育中的一個關鍵問題”。對他來說，這項研究提供了明確的證據，表明在發育過程中微調大腦時，“修剪並不是唯一的方法”。他還補充說，這項研究在神經發育疾病（如自閉症）導致面部處理受損的情況下尤其有趣。“這些發現提出了一個問題，即[大腦]面部區域的組織[生長]減少是否在這些疾病患者的面部困難中發揮了作用，”他說。
至於為什麼我們的人臉識別能力會持續提高到青年時期，這有幾種可能性。一種可能是我們只需要記住更多的人臉。格里爾-斯佩克特解釋說，隨著年齡的增長，“我們的社交圈規模會大大擴大”，而不斷增長的人臉識別能力可能有助於我們跟上節奏。另一種可能是我們的大腦可能需要更精細的調整來區分面孔，因為面孔看起來比物體或地點更相似。“它們都有相同的部位和相同的結構，”格里爾-斯佩克特說，“所以你必須真正地適應人與人之間的細微差異，而這種改進可能需要很長時間。”