我們的大腦已經(jīng)準(zhǔn)備好識別面孔——或者告訴別人——并且很少停止思考它們，但是當(dāng)我們的大腦進(jìn)行這種識別時，我們的大腦中發(fā)生了什么仍然遠(yuǎn)不清楚。在今天《自然通訊》報道的一項(xiàng)新研究中，魏茨曼科學(xué)研究所的研究人員在這個問題上提供了新的想法。他們發(fā)現(xiàn)大腦中的人臉編碼方法和被稱為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)的成功實(shí)現(xiàn)有驚人的相似之處。

當(dāng)我們看一張臉時，視覺皮層的神經(jīng)元被激活并發(fā)出信號。事實(shí)上，一些神經(jīng)元群選擇性地對面部做出反應(yīng)，而另一些則沒有。然而，單個神經(jīng)元的激活如何共同產(chǎn)生面部感知和識別呢？

神經(jīng)內(nèi)科的拉菲馬拉奇教授和他所在研究組的博士生沙尼格羅斯曼通過比較人腦活動和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提出了解決這個問題的思路。這些計算系統(tǒng)最近在人工智能領(lǐng)域經(jīng)歷了革命性的變化。經(jīng)過訓(xùn)練，他們可以通過從大量數(shù)據(jù)集學(xué)習(xí)來執(zhí)行任務(wù)。在過去的幾年里，他們?nèi)〉昧撕艽蟮倪M(jìn)步，以至于在包括面部識別在內(nèi)的各種視覺任務(wù)中，他們的表現(xiàn)與人類相當(dāng)甚至更好。

格羅斯曼和蓋伊加齊夫是計算機(jī)科學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)系的研究學(xué)生。他們分析了來自紐約曼哈塞特費(fèi)恩斯坦醫(yī)學(xué)研究所Ashesh Mehta博士實(shí)驗(yàn)室的33人的數(shù)據(jù)。這一獨(dú)特的受試者群體是癲癇患者，他們在大腦的各個區(qū)域植入電極進(jìn)行診斷，并自愿參與各種研究任務(wù)。

當(dāng)志愿者被展示一系列來自不同圖像數(shù)據(jù)庫的人臉(包括名人和陌生人)時，96個電極被植入負(fù)責(zé)面部感知的大腦部分的記錄中，以監(jiān)控他們的大腦活動。記錄顯示，每張臉都會誘發(fā)一種獨(dú)特的神經(jīng)元激活模式，涉及不同的神經(jīng)元群，以不同的強(qiáng)度發(fā)射。有趣的是，一些面孔觸發(fā)了相似的大腦活動模式——也就是說，它們有相似的活動“簽名”——而其他面孔觸發(fā)了不同的激活模式。研究人員想知道這些激活信號是否在我們識別人臉的能力中發(fā)揮重要作用。

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