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破译大脑对人脸的识别

发布时间:2018-05-27 01:07:00 文章来源:未来智讯    
    就拿对人脸的记忆和识别来说吧,许多人一定以为,既然人脸和猫脸、狗脸同是“脸”,那么我们的大脑在记忆、识别人脸和猫脸、狗脸时,其过程和机制应该是一样的。其实,大谬不然。我们在记忆和识别人脸时所涉及的机制,跟记忆和识别猫脸、狗脸时完全不同。
    具体地说,倘若你面对的是一张人脸(哪怕是死人的脸或者图片上的人脸),那么我们是把它按“人脸”的方式来记忆和识别的;而倘若你面对的是一张猫脸或狗脸,那么我们是把它按“物体”的方式来记忆和识别的,也就是说,此时跟记忆和识别一张桌子、一只花瓶所采用的方式完全相同。
    这件有违我们常识的事情最早是通过临床观察揭示出来的。
    在临床上,很早就有人观察到,一些病人因大脑损伤而丧失对人脸的记忆和识别能力,即成了所谓的“脸盲”。他们中有的对着自己亲人的脸孔也一脸迷茫,严重的甚至对着镜子也认不出自己来。可是,他们记忆和识别物体的能力却完全正常,能轻易地认出这是花瓶,那是玻璃杯。倘若你把他家小狗和邻居家小狗的面部照片出示给他,他也能一眼认出自家的小狗来。而另一类人,则对人脸具有超强的记忆和识别能力,但他们的这种能力仅限于人脸,至于对别的事物,表现就很一般。比如,你要是问他,今天这束鲜花是不是他昨天看到过的那束,他也会像一般人一样犯错误。
    我们这种对自己同类的脸的特殊识别能力,必定早在灵长类祖先身上就已经进化出来了,所以对于其他灵长类动物的脸,我们也是一律按照“人脸”而不是按“物体”来处理的。反之亦然:一只猕猴对人脸的识别,也是按它自己同类的脸,而不是“物体”来处理的。
    这种把同类(整个灵长类)的脸跟其他物体区别对待,为其“开绿灯”的做法,说明了灵长类动物大脑中,有专门识别同类面部特征的脑区和神经元。事实也正是如此。正是利用这一点,科学家最近破译了猕猴识别人脸的机制。
    研究人员将电极插入猕猴大脑中识别人脸的三个脑区,用于记录205个神经元的活动。然后给猕猴看2000张人脸图像。他们发现,就像有不同的相机从多个不同角度拍摄一张脸一样,每个识别面孔的神经元以彼此不同的方式“记录”这张人脸:有的单记录脸形(只要脸形相同,即使换张脸,给出的信号也不变);有的单记录两眼间距;有的单记录皮肤纹理……这样记录下来的面部特征有50多个。
    在破译了哪个神经元的活动反映哪种面部特征之后,研究人员把所记录下来的神经信号输入一个软件,重新合成出一张人脸图像,结果跟原貌非常接近。
    尤其重要的一点是,研究人员发现,尽管人脸有无数种,但用50多个特征来描述就足够了。这对于正在�l展的识别人脸的人工智能技术,有很大的启发性。
    譬如,现在的银行自动取款系统已经开始使用人脸识别技术了。但每个人隔上几年看起来可能就跟以前大不一样,如何不把同一个人认作是两个人呢?那么,我们首先就要搞清楚,决定一张脸的到底有哪些要素,然后看看其中哪些是一生基本保持不变的。在做识别时,只要逐一比较一下这些不变的特征,就不至于把同一个人认作两人了。
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