研究猴子大腦識別人臉 柏克萊加大教授曹穎獲卡弗里獎

挪威科學與文學院（Norwegian Academy of Science and Letters）宣布，柏克萊加大分子與細胞生物學華裔教授曹穎（Doris Ying Tsao），因為發現並研究猴子大腦中識別人臉的特定區域，與另外兩名科學家分享頗有盛譽的2024年卡弗里獎（Kavli Prizes）神經科學類獎項。

自2008年以來，挪威科學與文學院、挪威教育與研究部和美國卡弗里基金會（The Kavli Foundation）合作，在天體物理學、納米科學和神經科學領域頒發卡弗里獎。各領域的獲獎者將分享100萬元獎金。曹穎與波士頓麻省理工學院（MIT）的坎維舍（Nancy Kanwisher）和紐約洛克菲勒大學的弗萊瓦爾德（Winrich Freiwald）分享神經科學獎。

出生於中國江蘇省常州市的曹穎，幼年隨父母來美，先後就讀於加州理工學院、哈佛大學，曾在加州理工學院任職，她在2018年獲麥克阿瑟天才獎，2020年當選美國國家科學院院士。2021年到柏克萊加大任教，是學校威爾斯神經科學研究所（Helen Wills Neuroscience Institute）成員，因在靈長類動物獼猴身上進行的大腦圖譜研究而聞名。

曹穎首先利用功能磁共振成像（fMRI）引導的電生理學方法，確定獼猴顳下部皮層的特定區域，當向動物展示人臉和猴子臉的圖片時，這些區域會被更強烈地啟動。她最終在顳下皮層找到了六個「面部斑塊」（face patches）。然後，她與紐約洛克菲勒大學的弗萊瓦爾德合作，在這些區域插入電極，詳細研究猴子神經元如何對人臉的不同方面做出反應，包括觀察人臉的角度。

透過多年研究，曹穎幫助揭示了面部斑塊的內部工作原理。她和同事們找到一種簡單的代碼，能夠僅僅通過幾百個神經元的電活動，就詳細地重建猴子看到的人臉。他們還發現了大腦用來編碼熟悉面孔的獨特代碼，為了解大腦皮層如何編碼記憶提供了新的視角。

在卡弗里獎基金會的採訪視頻中，曹穎充滿激情的說，第一次將電極放入猴子體內，發現幾乎所有細胞都會對人臉做出選擇性反應，實在令人驚訝，「這為我們打開了通往『木匠鋪』的大門。現在我們可以研究大腦是如何構建面部特徵這一不可言喻的東西，然後找出細胞實際使用的代碼，發現單個神經元代表了高維面部空間中的不同特徵。我們甚至可以從幾百個神經元的反應中重建猴子看到的臉，令人滿意。」

在一篇自傳體小品中，曹穎描述說，1997年，她就讀研究生，對大腦如此完美地將面部斑塊系統中的人臉表徵、整合到更大的環境表徵中的能力感到困惑。在柏克萊加大，她還在研究領域更寬泛的問題，「大腦如何表現我們周圍的整個三維空間。細胞薄片中的電活動是如何創造出空間中物體的感知的？」