如果把大腦比作一個交響樂團，不同的腦區雖然都在演奏同一首“表情之歌”，但它們負責的聲部和節奏截然不同。

發自內心的笑容和禮貌性的“假笑”不僅給人帶來不一樣的感受，也往往被認為涉及不同的大腦區域活動。近日一項研究卻發現，面部表情的產生並非如過去所想那樣由大腦不同區域“分而治之”，而是一個全腦區域協同工作的過程。

這項研究於1月8日發表在《科學》（Science）雜誌上，作者是來自美國洛克菲勒大學（Rockefeller University）神經系統實驗室的一支科研團隊。研究通過功能性磁共振成像（fMRI）和單細胞記錄技術，首次系統性地揭示了靈長類動物大腦控制面部運動的神經機制。

在大眾心理學和以往的神經解剖學認知中，人們常認為“真笑”和“假笑”有著截然不同的神經通路。傳統的觀點認為，涉及情感的表情（如聽到笑話後的開懷大笑）由大腦內側的邊緣系統控制，而受意志控制的動作（如說話、進食或禮貌性微笑）則由外側的運動皮層主導。

這似乎解釋了為什麼有些中風患者無法受控地微笑，但聽到笑話時卻能自然展露笑容。然而這項研究的作者卻有不同的看法。

“我們發現，無論是情感性的表達還是隨意的動作，大腦所有的面部運動區域都參與其中。”研究人員在論文中指出。這意味著，大腦並不是通過“分區”來處理不同類型的表情，而是通過一種更為複雜的協作網絡。

為了搞清楚這一複雜的網路如何運作，研究人員在獼猴身上進行了實驗。獼猴作為靈長類動物，擁有與人類高度相似的面部表情系統。研究者讓獼猴觀看同類的視頻、與其互動，並記錄它們在做出威脅（張嘴露齒）、咂嘴（表示友好）和咀嚼（非社交動作）時的腦部活動。

數據分析揭示了一個神經網路“時間層級”（Temporal Hierarchy）機制。如果把大腦比作一個交響樂團，不同的腦區雖然都在演奏同一首“表情之歌”，但它們負責的聲部和節奏截然不同。

研究發現，位於大腦外側的區域（如初級運動皮層M1）的神經活動變化極快，以毫秒為單位，直接指揮面部肌肉的瞬間收縮和舒張。這確保了表情的動作能夠迅速發生。

相反，發生在大腦內側的區域（如扣帶運動皮層M3）的神經活動非常穩定且持久。這些區域並不關注肌肉某一瞬間怎麼動，而是維持著一種持續的狀態，編碼著當下的“社會語境”或“情緒基調”。

這種從快速動態到穩定狀態的過渡，解釋了為什麼我們的表情既能瞬間反應（如嚇一跳），又能與當下的社交氛圍保持一致（如在聚會中保持愉悅的神態）。

通過高精度的神經記錄，研究者們確定了一個包含初級運動皮層、腹側前運動皮層、扣帶運動皮層和初級體感皮層在內的分佈式網路。他們甚至發現，早在表情做出來之前，這些腦區就已經開始活躍，並展現出獨特的活動軌跡。

“這意味著面部表情不僅僅是反射性的輸出，而是在行為發生前，大腦整合了環境、情緒和感覺資訊後的綜合產物。”作者們寫道。

除了加深對神經科學的認識，這項研究在臨床醫學上也具有重要的應用價值，如面癱藥物的大腦靶點發現，乃至根據面部表情神經編碼來研發能夠解碼情感和生成自然表情的新一代腦機介面。

來源：中國澎湃新聞