当您的婴儿看着您时，他们看到了什么？ 您在他们眼中只是一个带有黑色特征的圆形斑点吗？ 还是您的孩子已经能够认出他们正在看一张脸，一张属于会爱他们和保护他们的父母的脸？
科学家、哲学家以及父母们，从古代开始就一直问着关于婴儿大脑中什么是先天、什么是后天学习的类似问题。 一项使用专门为检查婴儿大脑而设计的仪器进行的研究，可能会使答案更进一步。
11 月 15 日发表在《当代生物学》上的一篇论文表明，专门用于识别人脸的细胞群，梭状回面孔区 (FFA)，在早至两个月大的婴儿中就已经开始运作。 并且大脑视觉系统中专门用于识别身体和场景的区域，在该年龄段也比用于其他观察物体的区域表现出更多的活动。
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麻省理工学院脑与认知科学教授丽贝卡·萨克斯和她的同事使用一种专门为婴儿设计的功能性磁共振成像 (fMRI) 头盔扫描了 42 名年龄在两个月到九个月之间的婴儿。 这项任务并不容易。 16 名婴儿的数据不得不被丢弃，因为任何接触过婴儿的人都知道，要让他们长时间保持快乐、静止和清醒是非常困难的。 对于剩下的 26 名婴儿，科学家们比较了他们在观看 2.7 秒的视频片段时大脑视觉区域的活动，这些视频片段描绘了面孔、身体部位、风景、物体和抽象的漩涡。
结果显示，与梭状回面孔区、纹外身体区和海马旁回位置区中调查的其他类别相比，专门用于面孔、身体和场景的大脑区域活动更高。
萨克斯说：“这些结果的最大惊喜是，有些人推测需要数年才能发展出专门用于看人脸的区域：我们在这些平均五六个月大的婴儿身上看到了它。” “这是一个非常令人惊讶的故事，它推翻了我们关于大脑结构在多大程度上依赖于学习和经验的说法。”
发育心理学家几十年来一直在争论某些人类行为是后天习得的还是先天固有的。 这些争论中最著名的是关于语言的争论，但关于视觉发展的争论同样激烈。 普遍的答案是，这种发展几乎总是天性和后天共同作用的结果，但弄清楚这种平衡点在哪里仍然是一个有争议的问题。
一方是“自下而上”的观点，被称为 原始地图假说，并由哈佛大学神经生物学教授玛格丽特·利文斯通倡导。 它假设婴儿最初只感知视觉输入的基本属性，例如光线来自何处，图像是清晰还是模糊，以及是否有直线边缘或曲线。 这些属性被组合起来创建模式，并且随着孩子年龄的增长，其中一些模式出现的频率高于其他模式。 对于那些特别频繁出现的模式，大脑开始在皮层中专门划分区域来处理这些模式并赋予它们意义。
相反的“自上而下”的观点最初由南希·坎维舍提出，她现在是麻省理工学院的认知神经科学教授，也是萨克斯的前博士生导师，也是 1990 年代 FFA 的发现者之一。 它认为，虽然视觉系统的某些能力需要很长时间才能发展，但识别面孔和身体部位等关键功能非常重要，以至于婴儿发展它们的速度要快得多——以月而不是年为单位——甚至可能是天生就具备的。
在萨克斯看来，这项新研究表明，婴儿对人脸的 FFA 活动比对其他物体的活动更多，这意味着大脑在非常年轻的时候就优先考虑人脸。 这表明其他更高级别的大脑区域，例如额叶皮层，正在告诉视觉区域注意人脸，这很快导致了专门用于检测人脸的区域的成熟。
萨克斯说：“我们完全有理由认为，婴儿天生就期待并寻找他们最重要的社交伙伴。” “他们大脑中的某些东西让他们对类人脸图像感兴趣，实际上是在他们对人脸有任何经验之前。 婴儿在出生后几个小时内就会看向类人脸图像。”
其他研究人员不相信萨克斯的结论。 在利文斯通看来，婴儿 FFA 正在捕捉到的是研究中呈现的面孔的视觉成分——屏幕中心（中央视觉场）呈现的带有精细细节的曲线形状，而不是面孔本身的概念。
“我不相信出生时就存在面孔区域。 我相信出生时就存在偏爱曲线的中央视觉场区域，并且这些区域会被他们使用的那种刺激激活，”利文斯通说。 “我不同意[萨克斯和她的同事们]的结果。 我不同意这种解释。”
利文斯通实验室的开创性工作表明，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，则该区域不会优先响应面孔。 细胞仍然会为与面孔相关的属性（中央视觉场中的曲线）放电，但与手相比，该区域对面孔的激活程度没有更高。
萨克斯承认需要调和这两个阵营，或许可以大幅缩短人类学习面孔所需时间的估计。“我们不能声称视觉经验在学习中没有任何作用，”她说。 “这不可能是答案，因为我们知道视觉经验和学习是必要的。 因此，这需要一个关于视觉经验和学习以及无论这些先前的偏见和输入是什么的结合的故事。” 她暗示，她的下一篇使用来自同一批婴儿的扫描结果的论文将更多地阐明还有什么可能影响 FFA 的早期发展。
斯坦福大学心理学教授卡拉尼特·格里尔-斯佩克特也研究幼儿的视觉，她认为这篇新论文最令人兴奋的部分不是关于后天学习与先天发展的问题。“我认为[这项研究]有点试图解决这个问题，但它并没有真正提供明确的答案，”她说。
相反，格里尔-斯佩克特感到震惊的是扫描婴儿大脑所展示的技术能力。“[研究人员]的论文真正令人印象深刻的是他们扫描的婴儿数量，以及婴儿 fMRI 的许多新创新，”她说。 “这将推动该领域向前发展。”