神经科学分子针对关注的神经元，帮助脸部分开

使用Optimetics，来自麻省理工学院的神经科学家提供了第一种证据，即直接将FD神经元联系在灵长类动物中的面临歧视 - 具体而区别于雄性和女性之间。

如何改性，包括人类，告诉脸部分开？科学家长期以来归因于所谓的“面部探测器”（FD）神经元的这种能力，以为负责区分面对面，以及其他物体。但没有直接证据支持这一索赔。

使用训练猕猴来正确识别男性或女性脸部的图像，研究人员使用光敏蛋白质来抑制在下颞（IT）皮质，视觉信息处理区域中的FD神经元的子区域。在抑制神经元时，研究人员观察了动物妥善识别性别的能力较小，但造成了较小的损害。

“如果这些面部探测器神经元参与面部鉴别的行为 - 在告诉脸部的性别分开 - 那么，如果我们击倒他们，行为应该受到打击，”麻省理工学院麦戈尔恩研究所的研究科学家Arash Afraz说脑研究和牵头作者描述了国家科学院诉讼程序中的研究。

这项实验Afraz说，在理解特定神经元与灵长类动物行为之间的联系方面标志着一步。“你实际上必须扰乱那个神经元的激活，看看你是否可以影响行为，”他说。“如果发生这种情况，这意味着这些神经元是这种特定行为的因果链的一部分。”

通过提供更仔细的灵长类动物识别，Afraz增加了，该研究还可以帮助开发可能需要用IT皮质直接布线的视觉假体。更广泛地，了解致灭神经沉默所需的光水平，也可以帮助颞叶癫痫患者开发植入治疗方法。“我们可以在皮质中植入的设备，当癫痫攻击开始时自动打开，并用光沉默皮质，”Afraz说。

该研究的共同作者是James Dicarlo，是一位神经科学教授和麻省理工学院的脑和认知科学部主管，Ed Boyden，生物工程和脑和认知科学副教授，群体开发了研究中使用的光学工具。

敲下神经元

在20世纪80年代，科学家们首先假设FD神经元，研究响应面孔的图像记录神经活动中的尖峰。“但是我们[从未有过]这种神经元和面部歧视的激活之间的明确机制联系，而不是面对脸部检测，”Afraz说。

对于PNA纸，麻省理工学院研究人员训练了两只猴子，以识别性别面孔的图像，精度约为90％。为此，它们显示了屏幕的中间固定点的左或右侧的不同特征的男性和女性面的图像。然后，它们在屏幕顶部和底部显示两个点;如果脸部是女性，那么猴子看着顶点点，如果是男性，底部小点。

然后研究人员在猴子的IT皮质中测量神经活性，定位了许多次区域，其中FD神经元最多浓缩。接下来，它们用Boyden群体的病毒递送的蛋白质注射了高和低FD次区，称为Archt，在光线存在下促使神经活动。

一个月后，猴子在40个单独的会话期间观看了1,600张男性和女性面孔的灰度图像，而研究人员将绿灯的随机脉冲随机交付给Archt处理的区域。研究人员发现，仅抑制1毫米的高FD次区域 - 不是低FD次区域 - 损害了动物正确识别性别面孔的动物的能力，平均约2％。

Afraz说，将这些神经元的识别能力与识别性别的感知能力联系起来的识别性别的能力表明，那些神经元负责处理性别面孔。“无论在何处在大脑中更明确地编码，那部分似乎对行为直接贡献了更多，”Afraz解释道。“如果我们知道面部性别的信息更明确地在一小位的皮质中更明确地编码，击倒了一点皮质对行为进行了更大的损失。”

新的发现大道

虽然他的实验室已经研究了20年的视觉处理，但Dicarlo指出，“与博伊登的合作 - 培养尖端工具 - 这是一个开放的大部分进展，以及整个新的发现途径。”

特别是，作为最初的光学机构用途诱导灵长类动物的行为变化之一，该研究还证明了使用它在灵长类动物中使用它来研究视觉和行为的可能性。例如，与传统的神经抑制方法相比，Optogentics工具在短时间内的神经元的微小簇中可以归零，这可以更好地将特定神经元精确定位为行为的驱动程序。

“我们得到了大脑的实际电路和所涉及歧视[之间]的确切神经元，”Boyden说。“这些工具提供比任何其他神经扰动方法更高的时间和空间分辨率。”

斯坦福大学神经生物学教授Robert Newsome表示，该研究“解决了一个非常具有挑战性的实验中的系统神经科学中的一个迷…人的问题”，这是一种非常具有挑战性的实验“，该实验是利用邻戈科和药物抑制技术。

“这一点，”他补充道，“是一种强大的演示，面对神经元介绍了歧视面孔的感知能力 - 一个非常酷的结果。”

该研究由美国国立卫生研究院资助。

出版物：Arash Afraz等，“面部神经元的空间簇的嘌造和药理学抑制揭示了他们面对性别歧视的因果作用，”2015年PNAS; DOI：10.1073 / pnas.142332811

图片：iStock（由MIT新闻编辑）