加州理工学院华裔女科学家获得麦克阿瑟天才奖

2018年10月的第一个星期注定是为庆祝加州理工成就的，继阿诺德（Frances H. Arnold）赢得诺贝尔化学奖后，加州理工的又一名女科学家曹颖（Doris Tsao）本月4日获得「麦克阿瑟天才奖」（McArthur Fellow），她还将获得62万5000元的奖金。

关于麦克阿瑟天才奖

麦克阿瑟奖，又称为“天才奖（Genius Grants）”，由麦克阿瑟基金会（John D. and Catherine T. MacArthur Foundation）设立，每年奖励20至30名各个领域“在持续进行创造性工作方面显示出非凡能力和前途”的美国公民或居民，不限年龄。

据基金会主页所述，该奖不是奖励过去的成就，而是奖励那些有创意、有胆识、有潜力的人。现在的奖金额是每人五年内62.5万美元，没有任何附加条件，获奖者可以自由支配。

专访“我想知道人脑如何工作”华裔科学家曹颖

对于该项荣誉，曹颖表示：“首先，对于奖金的分配，一部分会用在对自己的孩子教育方面，另外还会将奖金应用在提高社会对神经性研究的认识上。”

曹颖出生于中国大陆，4岁随父母移民美国，在马里兰州度过了童年和少年时期。曹颖的母亲是一名计算机程序员，父亲是一名数学家。从小受到家庭气氛的熏陶，曹颖和弟弟都对科学非常感兴趣。她说：“我从小就对人的大脑如何运转非常感兴趣，从小父母对我的支持和鼓励给了我很大帮助，让我能够对事物抱有好奇心和探索精神。”

曹颖是今年诺贝尔化学奖得主阿诺德的同事，也都是致力于科研的女科学家。因此曹颖鼓励更多女生可以积极投身科学，打破刻板印象。

曹颖于1996年在加州理工攻读生物学和数学专业，随后进入哈佛大学攻读神经科学博士学位。2008年她回到加州理工担任助理教授，并于2014年成为终身教授。曹颖现在是加州理工学院陈天桥雒芊芊脑科学研究学院（T&C Chen Center for Systems Neuroscience）的主任。

此前，曹颖与加州理工的实验室团队发现：人的大脑中仅由205个神经元组成的人脸识别编码系统就实现复杂的识别过程，但大脑识别人脸的功能十分强大。它只需花几千毫秒就能认出一个人，形成属于这张人脸的专属记忆，并将这个形象在脑海中存储长达几十年的时间。

加州理工学院华裔女科学家获得“麦克阿瑟天才奖”。（资料图片）

曹颖还曾与联合作者共同在世界级科学学术期刊《细胞》上阐述了人脑记忆影响的科学基础：研究人员用猕猴做实验（猕猴和人类大脑在识人功能上相似），发现特定的脑细胞在识别对象脸部的特征时，会有明确分工。大脑皮层中的单个视觉神经细胞无法识别整张脸，但神经元能搜集这些细胞识别的一些元素，像拼图一样拼出一张脸。

研究人员首先将人脸及其它物体的图像，如身体不同部位、水果等图案随机展示给猕猴。利用功能核磁共振成像（fMRI），就能发现猕猴看到“脸”时，大脑中哪部分区域会被激活，以此确定猕猴大脑中脸细胞的确切位置。

之后，他们通过分析一组200张经计算机调整后的真人照片，计算机给出了50个可以描述人脸间差别的变量。在该实验中，他们将电极植入两只猕猴的大脑，让猕猴观看与这些变量有关的有各种差异的人脸图片，监控猕猴大脑中205个脸部识别神经元对这50个变量的不同反应。研究人员对得到的上百万种反馈进行解码，得到了每种反馈代表的具体含义。人脸识别50个变量就可以识别一张脸。

对此，曹颖表示：“每个神经元都对脸部不同特征编码，这个过程的原理其实挺简单。”

曹颖在加州理工的实验室中。 (Photo by John D. and Catherine T. MacArthur Foundation.)

实验中，研究人员根据每个神经元对各种脸部特征的反应信号强弱，解码猕猴大脑神经细胞的信号，尝试重现猕猴看见的面孔。当研究人员把原始图片混在40张图片中，让被试者找出与还原出来的图像最匹配的一张，被试者指向原始图片的概率达到了80%，也就是说，他们高度还原出了猕猴看到的人脸图像。(完)

参考资料：

[1] Doris Tsao – Neuroscientist | Class of 2018， Retrieved October 5， 2018， from https：//www.macfound.org/fellows/1026/

[2] How does the brain see？ MacArthur fellow Doris Tsao says the answer will reveal how the brain works， Retrieved October 5， 2018， from http://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-face-recognition-macarthur-genius-20181004-story.html

[3] L Chang et al。， （2017）， The Code for Facial Identity in the Primate Brain， Cell， DOI： 10.1016/j.cell.2017.05.011。

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