解码“人脸识别”，华人女科学家曹颖获美国“天才奖”，庄小威张益唐获过该奖

▲2018年麦克阿瑟天才奖得主之一华人女科学家曹颖

前不久，麦克阿瑟奖（MacArthur Fellows）公布了2018年的获奖者名单，加州理工学院华人女科学家曹颖（Doris Tsao）教授入选榜单，为25位获奖者之一。她因为在揭示灵长类动物大脑视觉神经机制方面作出重要贡献而获奖。这名神经科学家的突破性工作，让我们更好地了解灵长类动物大脑如何感知这个视觉世界。

曹颖教授任职于加州理工学院，也是HHMI研究员。她利用大脑成像技术、电生理技术、以及数学模型，来研究神经科学上的问题。她最为人所知的成就之一，就是揭示“大脑识别面部”背后的神经科学机理。

麦克阿瑟基金会认为，曹颖的研究为阐明一系列其他神经计算和感官处理功能打下了基础。加州理工学院生物学和生物工程学系主任斯蒂芬·梅奥说：“曹颖是探索我们如何感知周围世界的开拓者，她彻底改变了我们对于大脑如何识别面部的理解。”

曹颖出生于中国，幼年随父母赴美，先后就读于加州理工学院、哈佛大学，目前在加州理工学院任教。曹颖表示，获得这个奖项是对她的团队辛勤工作和才华的认可。下一步团队将涉足新的研究领域，继续探索大脑其他部分的功能及其他物种的大脑。

麦克阿瑟奖又被称为“麦克阿瑟天才奖”，获奖者需具有卓越的创造力，并能通过一系列重要成就影响未来。今年一共有25位来自艺术和科学等领域的杰出人才获此殊荣。麦克阿瑟奖委员会指出，他们的卓越创造力让所有人都充满希望。

麦克阿瑟基金会“天才奖”创设于1981年，旨在表彰在社会发展中发挥重要作用的创造性人才。每年评选20-30名杰出人士，并在5年中给每人提供总额62.5万美元的奖金，让他们能更自由地继续探索。在曹颖之前，已有陶哲轩、庄小威、陈露、何琳、杨培东和张益唐等华人科学家获得过该奖。

▲曹颖教授指导学生工作

先前，神经科学家们也曾尝试过解答这一问题。他们发现猴子的下颞叶皮质会在识别面部时有所反应，但这些信息太过粗糙，还不足以揭示细胞层面上的运作。

在曹颖早期的研究中，她利用功能性磁共振成像技术fMRI研究了猕猴视觉处理系统。结果表明，猕猴的脑细胞在识别脸部特征时有明确“分工”。确认了在识别面部的过程中，会被选择性激活的视觉皮层区域。在这个基础上，她的团队又找到了具体参与其中的神经元，以及其相互之间的关联。

曹颖及其团队2017年发表的最新研究成果又进一步破译了大脑中的面部识别机制。

▲从这个角度看，两张照片差别不大；但倒过来看，就会发现巨大的差异。大脑为什么会做出这种判断？

2017年，她的团队发现，对于猴子的大脑来说，想要识别面部，只需要205个神经元。研究中，这支团队表明不同的神经元能对不同的面部特征做出特殊的反应。比如有的神经元能识别两眼之间的距离，有的神经元则可以识别发际线的高度。

基于这些发现，研究人员们心生了一个大胆的想法。如果我们精准地追踪这些神经元的活性，能不能仅仅依靠大脑的电信号，反推出动物看到的人脸长啥样？在去年的一篇《细胞》论文中，他们成功了！

▲左边是实际照片，右边是通过大脑电信号还原出的人脸，你能看出区别吗？

正如许多人所说的那样，曹颖教授的发现，让我们在揭示大脑识别面部的神经科学机制上，又迈进了一大步。这对于理解大脑的其他功能，也有着重要的指导意义。

编辑：顾军
责任编辑：唐闻佳