脳の顔認識回路の解明: 新研究で素早い顔判別能力を明らかに

TokyoNIHの科学者たちは、霊長類の脳において顔を迅速に検出する新しい回路を発見しました。この発見は、顔認識の仕組みや自閉症のように顔検出に影響を与える状態への理解を深める助けとなるかもしれません。このプロセスは、より古い脳の部位である上丘が側方視野で顔を認識し、目と頭をその方向に向けることから始まります。これにより、側頭皮質が顔をより詳細に識別することが可能になります。

研究の結果明らかになったのは次のことです：

• 上丘は顔を40ミリ秒以内に検出します。
• 顔に対する反応は、手や果物など他の物よりも速いです。
• この検出には視覚野からの入力が必要です。
• この回路は、脳の「顔パッチ」がどのように発達するかを説明できるかもしれません。

赤ちゃんが生まれたとき、顔を識別するのに必要な細かい視覚はまだ発達していません。それにもかかわらず、彼らは顔を見ることができます。これは、明確な視覚が成長する前に別のプロセスが働いていることを示唆しています。このプロセスには、中脳の一部である上丘が関与している可能性があります。上丘は物体を検出しますが、それを識別することはしません。そして、それは興味深い対象物に目を向けたり、危険から目をそらしたりするように眼球運動を導きます。

成人の霊長類は、顔を認識するのに役立つ脳の部分を持っています。この部分は「顔パッチ」と呼ばれ、顔の特徴から誰であるかを識別することができます。しかし、顔を認識するためには、顔を直接見る必要があります。新しい研究によると、上丘という脳の部分が目を顔の方に動かすのを助けることで、人々を認識したり、表情を理解したりするのに役立っていることが示唆されています。

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研究者のゴンチェン・ユーとリオ・カッツは、彼らの仮説を検証するためにサルに様々な画像を見せました。画像には顔や手のような物、果物といったオブジェクトが含まれていました。彼らは脳の一部である上丘における脳の活動を測定しました。その結果、半分以上の脳細胞が他の物体よりも顔に強く反応することが分かりました。このような顔への強い反応は、他の物体への反応が最大100ミリ秒かかるのに対し、わずか40ミリ秒という非常に速い時間で起こりました。

上丘は目から視覚情報を受け取りますが、顔を認識するためには視覚野からの支援が必要です。つまり、視覚野からの情報を基にして、重要な物体を脳に知らせる役割を上丘が果たしている可能性があるということです。

この発見は、他人との交流方法を理解するのに役立ちます。顔を素早く認識する能力は、人を識別し、社会的なシグナルを理解するために重要です。もし上丘が顔を検出する際に問題があるとすれば、それは自閉症のような状態と関連している可能性があります。

この新しい回路は顔を迅速に検出でき、脳におけるより良い顔認識プロセスの構築に重要かもしれません。どのように機能するかを理解することで、自閉症のような状態での顔認識の問題を診断し治療するのに役立つでしょう。研究者たちは、この回路が脳内の「顔パッチ」の形成を助け、それが顔の認識と理解において重要な役割を果たしていると考えています。