我们很多人都熟悉这种感觉：在超市里与人擦肩而过，或是在拥挤的地铁上目光相遇，然后疑惑地想，我认识这个人吗？在我们的人生旅程中，我们都需要记住和识别成千上万张面孔。今天发表在《科学》杂志上的一项研究表明，随着我们进入成年期，我们的大脑在这方面的能力会得到提高。
研究人员让儿童和青年成年人完成了一系列行为测试，以及解剖和功能性脑部扫描。他们发现，青年成年人不仅比儿童更擅长识别人脸，而且当他们看人脸时，与面部识别相关的大脑区域的反应也更强烈，这些区域的组织也更致密。研究结果表明，大脑解剖结构的这些变化是我们面部识别能力提高的基础。
在 10 岁之前，儿童会经历一个称为突触修剪的显著大脑转变，在此过程中，未使用的脑连接被修剪掉，而经常使用的连接则被加强，使他们的大脑成为更高效的处理机器。斯坦福大学的神经科学家卡拉尼特·格里尔-斯佩克特及其同事此前已经证明，一些视觉脑区很早就成熟了，而且在这个修剪窗口内——例如，我们识别无生命物体的能力在七岁时就已确定。然而，我们的人脸识别能力会持续提高到 20 多岁，这促使研究人员调查儿童期和青年期之间发生的大脑变化。
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该团队招募了 22 名 5 至 12 岁的儿童和 25 名 22 至 28 岁的成年人参与这项研究。在第一阶段，研究人员使用 MRI（磁共振成像）扫描来捕捉每个受试者大脑解剖结构的详细图像。然后，参与者在观看图片（分类为面孔、身体部位、物体、地点或符号）时接受了功能性脑部扫描，使研究人员能够观察与面部识别相关的大脑区域对面孔的反应选择性如何。最后，参与者完成了一系列测试，以评估他们的人脸识别能力，例如匹配在不同光照和不同角度下拍摄的面孔。
研究人员发现，与之前的研究一样，成年人比儿童更擅长识别人脸，并且当他们看人脸时，与看其他图像相比，位于梭状回的面部识别大脑区域的反应更强烈。更出乎意料的是，成年人这些大脑区域的组织比儿童更致密——它包含相似数量的脑细胞，但有更多的支持结构帮助它们相互连接。根据格里尔-斯佩克特的说法，这种更致密的组织证明，与面部识别相关的大脑区域中的组织生长，而不是突触修剪，有助于我们在成熟过程中更好地识别人脸。“这表明，大脑的整个生命周期和大脑的不同区域可能存在多种发育机制，”她说。研究人员现在正在通过跟踪儿童在成熟过程中的大脑变化，进一步深入研究这些发育变化。
达特茅斯学院的神经科学家布拉德·杜谢恩并未参与这项研究，他赞扬研究人员“采用了一种新方法来解决神经发育中的一个关键问题”。对他来说，这项研究提供了明确的证据，表明在发育过程中微调大脑时，“修剪并不是唯一的方法”。他还补充说，这项研究在神经发育疾病（如自闭症）导致面部处理受损的情况下尤其有趣。“这些发现提出了一个问题，即[大脑]面部区域的组织[生长]减少是否在这些疾病患者的面部困难中发挥了作用，”他说。
至于为什么我们的人脸识别能力会持续提高到青年时期，这有几种可能性。一种可能是我们只需要记住更多的人脸。格里尔-斯佩克特解释说，随着年龄的增长，“我们的社交圈规模会大大扩大”，而不断增长的人脸识别能力可能有助于我们跟上节奏。另一种可能是我们的大脑可能需要更精细的调整来区分面孔，因为面孔看起来比物体或地点更相似。“它们都有相同的部位和相同的结构，”格里尔-斯佩克特说，“所以你必须真正地适应人与人之间的细微差异，而这种改进可能需要很长时间。”