摘要
NIH的研究揭示了大脑中处理面部颜色的特殊网络。

这些人脸图像说明了颜色在人脸识别中起着多么重要的作用。这两幅图像都是由大约相同的颜色单位(一个方向上是绿色,另一个方向上是红色)操纵的。这两个颜色方向都可以被认为是有意义的,在表明脸红或疾病。任何曾经通过看一个人的脸就能感觉到他生病的人,都经历过面部颜色所传达的丰富信息。美国国家眼科研究所(NEI)是美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的一部分,该研究所的一项新研究提供了证据,表明与其他物体或物体的颜色相比,人类大脑的视觉系统对人脸的颜色特别敏感。研究结果发表在今天的《自然通讯》杂志上。
研究结果强调了颜色感知的复杂性。这项研究的首席研究员,Bevil Conway博士说,他是NEI感知、认知和行动部门的负责人。
研究结果还表明,来自面部的社会交流线索是进化选择压力的因素之一,正是进化选择压力导致了2300万年前我们祖先的三原色视觉。
这项研究是由研究生玛丽亚姆·哈桑塔什和罗莎·拉法尔-索萨在康威的实验室里观察到的一件好奇的事情。他们注意到,在低压钠灯(LPS)的照射下,每个人看起来都很不舒服。低压钠灯会让所有的东西看起来都是单色的,就像一部黑白电影,滤镜是棕黄色的。
在一个受控的环境中,20个人分别在LPS灯和白光下接受了35种视觉刺激。视觉刺激包括具有特定颜色的物体(橙子、草莓、西红柿)、具有任意颜色的物体(乐高玩具、玩具汽车),以及代表多种肤色的真人演员。在展示了每一件物品或每一个人之后,每位研究参与者用电脑显示器进行颜色匹配,以显示他们刚刚看到的刺激的颜色。
不出所料,在白光下,人们把橙子和橙子搭配起来,把草莓和西红柿和红色搭配起来,把脸和手和一些棕色或单宁粉色搭配起来。
在LPS灯光下,除脸部外,所有的刺激都呈现棕黄色。相比之下,每一个参与者都将演员的脸100%地与绿色色调相匹配。参与者的手、脖子和前额的皮肤,通过面具上的切口可以看到,呈现出棕黄色,而不是绿色。LPS灯光下的人脸照片也与绿色相匹配,但程度较低。面部特征被打乱的照片与绿色完全不匹配。
该假设是,研究参与者基于记忆的颜色假设——橙子是橙色的,草莓是红色的——将微妙地影响LPS灯光下的颜色选择,以任意颜色的物体(如乐高玩具)作为控制。
“令人惊讶的是,我们没有发现明确的证据表明记忆对玩具、水果或非面部皮肤的颜色外观有影响。与此同时,大量的证据表明,记忆对面部颜色的影响是矛盾的,因为在大多数情况下,没有人希望脸是绿色的,”康威说。
更重要的是,在LPS光下,人脸感知到的偏绿色调与根据LPS光本身的光谱所能预测到的颜色有所不同,呈现出偏黄的外观。换句话说,人们看到的颜色并不能归因于光线打在眼睛上,而是由于对正确的面部颜色的无意识推断。
一种理论是,在真人演员的面部背景下,LPS灯光产生了一种视觉错觉。灯泡发出的怪异光芒在视觉系统中触发了一个错误信号。该理论认为,幻觉之所以会发生,是因为我们的大脑通过将情境融入我们的感知来试图理解我们所看到的东西。根据研究人员的说法,在LPS光照射下的人脸看起来很奇怪,大脑会产生一种解释:演员一定是生病了。
Conway说:“这个错误信号对人脸的特异性告诉我们,大脑对人脸颜色有特殊的连接。”
综上所述,研究结果表明,人类对面部颜色的评估是人类视觉系统固有的一项基本操作。此外,研究中发现的面部颜色记忆效应似乎是由L和M视锥细胞编码的。
先前的研究表明,面部处理和颜色处理主要由独立的大脑回路来处理。本研究令人惊讶地预测,人脸处理和颜色处理涉及一些类似的大脑机制,这为决定视觉如何工作的大脑皮层深层高级操作提供了关键信息。
这项研究由NEI校内研究项目资助。
这篇新闻稿描述了一项基本的研究发现。基础研究增进了我们对人类行为和生物学的理解,这是提出预防、诊断和治疗疾病的新方法的基础。科学是一个不可预测的渐进过程——每一个研究进展都建立在过去发现的基础上,而且往往是以意想不到的方式。如果没有基础研究的知识,大多数临床进展是不可能的。
引用
哈桑塔什M,拉菲尔-苏萨R,阿夫拉斯A,康威BR。记忆对人脸颜色外观的似是而非的影响。2019年7月8日。自然通讯DOI: 10.1038/s41467-019-10073-8
来源:Nih
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