什么！绵羊的面孔识别能力？ 华沙，新书《看脸》已上架:http://www.amazon.cn/dp/B016Y0FQPS/ref=kd_we_zhihu_web_221015 大家好久不见，最近一直在忙自己学术上的事情。其实我自己研究内容真的写不了什么东西，也不是由于复杂，写出来你们不想看。 但是前段时间看了这篇文章真的让我虎躯一震：“这 ** 都有人研究？” 那天我本来在翻论文； 差不多就是这么翻。然后看到了一篇之前打印出来的论文，题为 A Comparative View of Face Perception，作者是 Leopold 和 Rhodes，既然是没体力翻了我就坐下来一看。看了前几页还是挺正常，无非就是什么面孔表情啊、identity 啊，面孔朝向，发育过程什么的。后来越看越不对，怎么恒河猴啊、绵羊、甚至脊椎动物都出来了。我再仔细一看，诶哟，这竟然是比较心理学的期刊。 猴子研究的比较多，但我不熟悉就不谈了，其余脊椎动物比如鸟（见下图就能知道原因了）和鱼我不太喜欢（吃）也就罢了，无脊椎动物那个‘脸’都是打了引号。趁着羊年没过，我们今天谈绵羊。 这么一想倒的确是那么回事情：在视觉研究中猕猴的脑子可是被开过了无数次（Felleman & Van Essen, 1991; Mishikin & Underleider, 1982; Rees, Kreiman, & Kich, 2002），甚至可以说早期的很多视觉研究离不开猴子们啊（single neuron 还有 leision 研究）。比如说下图就是个经典的例子： 具体内容不讲了，离题比较远。既然动物在面孔识别上和人类有着结构的相似之处，那么在研究人的面孔识别时候理应也研究、对比下动物的面孔识别能力。 研究猴子的肯定比较多，但是怎么还有研究绵羊的面孔识别的呢？我查了查，主要是以为叫 KM Kendrick 的教授致力于此。怀着对学术的敬意，我大胆猜测和绵羊相关的必定是英国人，果不其然，他还真就是英国人。(说实话，我看了看 CV 感觉研究绵羊不是他的研究的目的，他其实一开始从绵羊为实验对象研究神经递质还有活动，这就一发不可收拾了)。 我们还是说绵羊。绵羊是种很可爱的生物，有四个胃，绝大多数时间在反刍。Kendrick 教授对于绵羊一开始是研究荷尔蒙和神经递质，并没有什么特别之处。但是在之后的研究中，他渐渐涉及到了绵羊的面孔识别。和人一样，绵羊也有识别绵羊脸的能力（Kendrick，2008）。这个能力非常精确，可以说绵羊是忘不掉其他绵羊的脸的（Kendrick, da Costa, Leigh, Hinton, & Peirce，2001）：绵羊们可以从照片认出别的绵羊的脸以及它们是谁。不光如此，在合适的训练下，我个人认为自然生活中也一样，绵羊可以记住别的绵羊的面孔（Kendrick, Atkins, Hinton, Heavens, & Keverne, 1996).。在 2001 年的研究中，Kendrick 教授和同事们发现绵羊对面孔真的很上心。他们发现了绵羊至少可以在两年内记住其余 50 只羊的面孔，当然完全可以做到更好。在 1995 年一个研究里面，他也发现绵羊会对绵羊的脸比看人类的脸更兴奋，同时这个判断正确率还挺高；进一步研究发现这个对绵羊脸的识别就和人类一样，它们也会利用面孔上的线索去区分别的绵羊，具体在下文也提到。在 1996 年的研究中，他们侧面比较了下绵羊记忆绵羊脸和记忆几何形态的能力，很显然，拥有更广泛脑区参与的绵羊脸记忆又快又准：记忆力最好的是有血缘关系的羊，其次是别人家的羊，最末就是几何物体了。为什么绵羊能记住脸呢？因为绵羊和人一样，也有着专门化识别面孔的大脑区域，位置也就在颞叶（temporal lobe，也就是腹侧通路上，专门操作物体 identity 甚至说 face emotion 识别的区域）以及额叶（frontal lobe）。其实面孔识别并不是我们人类特有的行为，任何一种社会动物在交流时候（举个例子；Leopold & Rhodes， 2011），都需要通过面孔去识别对方是谁，了解情绪，同时识别对方的兴趣点（究竟在不在和你说话）。那么绵羊的大脑究竟是不是和人一样处理面孔呢？ 当然我强调下，他们研究的绵羊是特殊种类的绵羊。不是每种羊都足够聪明，能够从容不迫的看脸交流。绵羊也有一定的社会性！这就是他们选择的原因，绵羊喜欢和家人组成群体，主动排斥别人家绵羊。还挺有趣的呢！ 图片来自于 Tata et al., (2006). 在这个实验中绵羊和人都记住了最上面四个脸。然后第二排的面孔是两两面孔融合后的模糊面孔。反正绵羊很能分辨羊脸和人脸，哪怕很模糊。 当然行为实验本身是不够的，Kendrick 教授和同事们利用了 single neuron recoding 技术做了不少实验（既然是动物，这个就好多了，毕竟人类只能用核磁，只有有幸有癫痫病人才能做这个）。比如 Kendrick 和 Baldwin （1987）就测量过绵羊的颞叶针对面孔类图片的活动。假如和人类一样，我们应该能再颞叶看到对于面孔的活跃（比如 FFA, aSTS, IT 之类的）。结果没有辜负脑袋被钻了洞的绵羊，561 个被记录的细胞里面有 40 个细胞明显活跃。这些细胞的活跃也有着类别性，比如有细胞对羊角有无和大小活跃（性别和年龄），有细胞对绵羊脸所传递的生殖能力有兴趣（估计就是 sheep attractiveness），还有细胞对恐怖的东西（人和狗脸）产生兴趣（是不是绵羊的 amygdala 呢？还是 IT 细胞吧）。这个类属区别也反映了绵羊的社会活动能力，这个结果也被 1995、1996 年的研究进一步映衬：正确的面孔识别对绵羊也挺重要的。 这也是 Tata 和同事的研究结果。这图片中示例了很多种羊脑细胞，它们对绵羊面孔的不同构成有着不同的活跃程度。难道说绵羊是用 local information 识别羊脸么？我个人认为应该和人一样，使用 holistic 方法吧。这方面研究我没有细查，大家有兴趣的话我会好好研究下的。说来也有趣，真没想到有这么多研究绵羊识别人脸能力的科学家啊（我知道的都在英国）！ 总而言之，面孔对于绵羊来说很重要；同时，绵羊的面孔识别能力和人类真的很相似，所以说绵羊的社会性也不差，面孔识别能力也挺好。Kendrick 教授在发现不少绵羊的神经以及社会性研究后，投身于绵羊保护活动。毕竟绵羊很聪明（相对的），它们能记你的脸很长时间，你还敢对它们做坏事么？ 最后建议大家看下 Leopold 和 Rhodes 的这篇论文，尤其是你对无脊椎动物的面孔识别有兴趣，却不知道从何开始。 References Felleman, D. J., & Van Essen, D. C. (1991). Distributed hierarchical processing in the primate cerebral cortex. Cerebral cortex, 1(1), 1-47. Kendrick, K. M., & Baldwin, B. A. (1987). Cells in temporal cortex of conscious sheep can respond preferentially to the sight of faces. Science,236(4800), 448-450. Kendrick, K. M., Atkins, K., Hinton, M. R., Broad, K. D., Fabre-Nys, C., & Keverne, B. (1995). Facial and vocal discrimination in sheep. Animal Behaviour, 49(6), 1665-1676. Kendrick, K. M., da Costa, A. P., Leigh, A. E., Hinton, M. R., & Peirce, J. W. (2001). Sheep don't forget a face. Nature, 414(6860), 165-166. Kendrick, K. M., Atkins, K., Hinton, M. R., Heavens, P., & Keverne, B. (1996). Are faces special for sheep? Evidence from facial and object discrimination learning tests showing effects of inversion and social familiarity. Behavioural processes, 38(1), 19-35. Kendrick, K. M., & Baldwin, B. A. (1991). Single unit recording in the conscious sheep. Methods in Neuroscience, 2, 3-14. Kendrick, K. M. (2008). Sheep senses, social cognition and capacity for consciousness. In The welfare of sheep (pp. 135-157). Springer Netherlands. Leopold, D. A., & Rhodes, G. (2010). A comparative view of face perception.Journal of Comparative Psychology, 124(3), 233. Mishkin, M., & Ungerleider, L. G. (1982). Contribution of striate inputs to the visuospatial functions of parieto-preoccipital cortex in monkeys. Behavioural brain research, 6(1), 57-77. Rees, G., Kreiman, G., & Koch, C. (2002). Neural correlates of consciousness in humans. Nature Reviews Neuroscience, 3(4), 261-270. Tate, A. J., Fischer, H., Leigh, A. E., & Kendrick, K. M. (2006). Behavioural and neurophysiological evidence for face identity and face emotion processing in animals. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 361(1476), 2155-2172. 发自知乎专栏「看脸的世界」
