加州理工学院华裔女科学家获得“麦克阿瑟天才奖”

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加州理工学院华裔女科学家获得“麦克阿瑟天才奖”。(资料图片)

4日,加州理工学院华裔女科学家曹颖(Doris Cao)获得“麦克阿瑟天才奖”(McArthur Fellow)。曹颖出生于中国,从小在美国接受教育,是一名年轻的神经学家。

对于该项荣誉,曹颖表示:“首先,对于奖金的分配,一部分会用在对自己的孩子教育方面,另外还会将奖金应用在提高社会对神经性研究的认识上。”

曹颖出生于中国大陆,4岁随父母移民美国,在马里兰州度过了童年和少年时期。曹颖的母亲是一名计算机程序员,父亲是一名数学家。从小受到家庭气氛的熏陶,曹颖和弟弟都对科学非常感兴趣。她说:“我从小就对人的大脑如何运转非常感兴趣,从小父母对我的支持和鼓励给了我很大帮助,让我能够对事物抱有好奇心和探索精神。”

此前,曹颖与加州理工的实验室团队发现:人的大脑中仅由205个神经元组成的人脸识别编码系统就实现复杂的识别过程,但大脑识别人脸的功能十分强大。它只需花几千毫秒就能认出一个人,形成属于这张人脸的专属记忆,并将这个形象在脑海中存储长达几十年的时间。

曹颖还曾与联合作者共同在世界级科学学术期刊《细胞》上阐述了人脑记忆影响的科学基础:研究人员用猕猴做实验(猕猴和人类大脑在识人功能上相似),发现特定的脑细胞在识别对象脸部的特征时,会有明确分工。大脑皮层中的单个视觉神经细胞无法识别整张脸,但神经元能搜集这些细胞识别的一些元素,像拼图一样拼出一张脸。

研究人员首先将人脸及其它物体的图像,如身体不同部位、水果等图案随机展示给猕猴。利用功能核磁共振成像(fMRI),就能发现猕猴看到“脸”时,大脑中哪部分区域会被激活,以此确定猕猴大脑中脸细胞的确切位置。

之后,他们通过分析一组200张经计算机调整后的真人照片,计算机给出了50个可以描述人脸间差别的变量。在该实验中,他们将电极植入两只猕猴的大脑,让猕猴观看与这些变量有关的有各种差异的人脸图片,监控猕猴大脑中205个脸部识别神经元对这50个变量的不同反应。研究人员对得到的上百万种反馈进行解码,得到了每种反馈代表的具体含义。人脸识别50个变量就可以识别一张脸。

对此,曹颖表示:“每个神经元都对脸部不同特征编码,这个过程的原理其实挺简单。”

实验中,研究人员根据每个神经元对各种脸部特征的反应信号强弱,解码猕猴大脑神经细胞的信号,尝试重现猕猴看见的面孔。当研究人员把原始图片混在40张图片中,让被试者找出与还原出来的图像最匹配的一张,被试者指向原始图片的概率达到了80%,也就是说,他们高度还原出了猕猴看到的人脸图像。

2018-10-04 23:29 来源:侨报网

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