熟悉面孔与陌生面孔识别的差异

摘 要：面孔识别包括熟悉面孔识别和陌生面孔识别,两者之间的差异已经得到了多方面的证明。神经生理学的研究发现,识别陌生面孔和熟悉面孔所激活的脑区存在差异,与识别陌生面孔相比,识别熟悉面孔的脑区活动范围更大,包括双侧前额叶、单侧颞叶、海马回、杏仁核、后扣带回和右下额叶。并且也存在脑电的差异,比如 N400和P600的差异。对陌生面孔和熟悉面孔识别具有相同影响的因素有：遮挡、倒置等;具有不同影响的因素有：视角、表情、内外部特征等。文章也探讨了陌生面孔变成熟悉面孔的过程,以及在这一过程中起主要作用的编码形式等。     

面孔审美加工的神经机制及个体差异

外显和内隐的面孔审美加工的脑成像研究表明,美的面孔比不美的面孔导致眶额皮层、伏隔核、杏仁核等奖赏脑区更大的激活。脑电研究则发现了与面孔审美加工有关的早期负波和晚期正成分。面孔审美加工有关的脑区活动也受到性别、生理周期等个体因素的调节。未来的研究需要比较美的面孔与其它奖赏刺激加工的神经机制,探讨面孔审美加工的不同阶段及时间进程,在面孔知觉的框架下形成合理的面孔审美加工的神经模型。     

婴儿面孔种族效应的发展：经验的作用

面孔种族效应是指个体对本族面孔与他族面孔的加工存在差异,即对本族面孔的识别比他族面孔更快速、更准确,而对他族面孔的分类则优于本族面孔。经验是否以及如何影响面孔种族效应的发展,一直是研究者关注的焦点。近十几年,越来越多的学者对婴儿面孔种族效应进行了研究,已有成果主要涉及两个方面：（1）自然条件下婴儿面孔种族效应的出现与发展,即婴儿在面孔种族偏好、识别与分类以及面孔种族加工方式上的变化;（2）训练对婴儿面孔种族效应的影响。未来应丰富研究模式,增强实验材料的生态性,联合新的神经生理技术手段,进一步揭示婴儿经验对面孔种族效应的作用机制。     

面孔吸引力的整体表征及其动态性增强

面孔作为一种高级的视觉刺激,在人际交往中有着无可替代的作用。其中,面孔吸引力更是影响着日常生活的重要社交决策,如择偶、交友、求职、社会交换等。长久以来,研究者们从面孔特征、社会信息和观察者因素等角度不断探索着人们对静态面孔吸引力的感知,且多从进化角度加以解释。但是,人们如何表征面孔吸引力以及其动态性增强机制仍未可知。本项目通过两个研究,分别从面孔吸引力的整体表征,以及面孔动态性通过影响整体加工、影响对整体信息和特征信息的注意、以及影响社会信息来增强吸引力,从这两个角度尝试回答这一问题。在研究1中,本项目从整体加工的角度探索了面孔吸引力的认知表征。研究1.1通过评分任务和适应范式探索高空间频率（更多局部特征）和低空间频率（更多整体特征）对面孔吸引力的影响,旨在从空间频率探讨面孔吸引力的整体表征。研究1.2通过操纵面孔对称性和面孔常态性探索面孔常态性在面孔对称性和面孔吸引力间的中介作用,探讨面孔吸引力的常态构型表征。研究1.3引入“三庭五眼”这一中国传统面孔审美理论,通过评分任务和适应范式研究“三庭五眼” 构型是否符合中国人对高吸引力中国面孔的表征,以此探讨面孔吸引力的整体表征。研究1.4通过评分任务和适应范式考察局部面孔遮挡是否促进整体面孔吸引力,以及这种促进作用是否由于人们通过局部特征“脑补”出了完整面孔。研究2从整体加工、注意和生命力的角度探讨面孔吸引力的动态性增强机制。研究2.1使用合成效应范式测量动态面孔吸引力的整体加工,探索动静态面孔的吸引力差异是否源于其整体加工程度的不同。研究2.2使用注意分散范式,并结合眼动技术,探讨人们对动静态面孔的注视模式是否存在差异,这种差异是否能解释动态面孔吸引力的增强。研究2.3结合问卷法、实验法和结构方程模型,考察了生命力这一社会因素对动静态面孔吸引力的影响。本项目探讨了面孔吸引力的认知表征以及其动态性增强机制,有助于我们进一步理解人们对面孔吸引力的认知加工以及人类欣赏美这一高级智能。同时,本项目的结果对于日常人际交往和面孔吸引力相关算法的优化等方面也有潜在的应用价值。     

面孔空想性错视及其神经机制

面孔空想性错视, 是指在不存在面孔的物体或抽象图案上看到面孔, 例如在月球表面看到面孔。它受到自下而上信息与自上而下加工的共同影响。近年来, 研究者通过行为实验、事件相关电位技术以及脑成像技术对不同的空想性错视影响因素进行研究。结果发现, 面孔空想性错视的产生取决于刺激是否包含类似面孔结构, 内部面孔模板是否能与当前刺激匹配, 以及有无面孔相关背景。同时也受到个体差异与情绪状态影响。脑成像研究发现, 在发生空想性错视时, 来自额叶区与枕叶视觉区的信息会在FFA进行整合。未来研究可以致力于探索面孔空想性错视中个体差异的行为与神经机制, 以及不同类型的自上而下调节之间的相互影响及其神经机制。     

面孔知觉中面孔性别与情绪表情的相互作用

面孔知觉中, 面孔性别与表情的加工有不同的机制。Bruce和Young (1986)及Haxby, Hoffman和Gobbini (2000)的面孔知觉理论虽然对表情加工也较为关注, 但对面孔性别加工机制的解释却较少, 也未能明确面孔性别与表情的相互关系。当前关于两者是否独立加工尚无明确结论, 但更多证据支持它们相互影响。我们认为, Garner范式下面孔性别与表情加工的研究可能忽略了面孔熟悉性因素。同时, 面孔适应范式为该研究领域提供了新的思路。此外, 文章对于两者相互作用的机制也进行了一定的探讨。     

面孔的内隐识别和面孔失认症的最新研究

以往的面孔识别的研究,大多集中在对被试外显行为的研究和分析上,例如:被试能否进行熟悉度判别、能否进行身份特征的匹配以及姓名的提取等。然而,最近的一些研究结果表明,仅靠这种外显的行为参数似乎不足以说明面孔认知过程中的加工机制,尤其不足以充分展示面孔失认症病人可能保留的对面孔的无意识加工。因此,一种不同于外显行为的研究——内隐识别方法应运而生,而且预示着强大的生命力,有可能谱写人类面孔识别机制的新篇章。一般来讲,面孔失认症病人都不能再认出以往熟悉的知名人士或亲戚朋友的面孔。但是     

高功能自闭症个体对威胁性情绪面孔的注意偏向

高功能自闭症(High-Functioning Autism, HFA)个体智力正常, 但也面临着严重的社会功能障碍。对威胁性情绪面孔的注意偏向与HFA个体社会功能的发展密切相关。梳理相关研究发现, HFA个体在自动加工阶段和情绪目标参与阶段, 不存在威胁性情绪面孔注意偏向; 而在任务与情绪无关的控制加工阶段, 存在威胁性情绪面孔注意偏向。针对HFA个体威胁性情绪面孔注意偏向的理论解释主要有杏仁核理论、强烈世界理论和执行功能理论等。神经生理机制方面, HFA个体对威胁性情绪面孔的注意偏向可能与其异常的皮下及皮层通路功能有关, 同时可能会受5-羟色胺系统基因及催产素水平等的影响。未来研究可在综合考虑研究方法及个体因素的基础上, 进一步探究其加工特征及神经生物机制, 着力开发科学有效的干预策略。     

文字与面孔识别的半球偏侧化互补模式的竞争性发展机制

成人的大脑左侧VWFA对正字法信息更敏感,而右侧FFA优先处理面孔信息。然而,这种偏侧化互补模式的发展机制还亟待阐明。神经元再利用假设认为,在文字阅读学习过程中,文字识别会与面孔表征在左侧FG竞争神经加工资源,导致文字识别出现VWFA的左侧化,并推动了面孔识别FFA的右侧化。分布式半球组织的观点提出了神经计算加工三原则,试图系统阐释文字与面孔偏侧化竞争性发展的多层次双向动态加工机制。近期,FG的结构分区与功能特征研究取得了一些新成果,并据此构建了一个文字与面孔识别的多维度计算加工模型。因此,有必要基于神经元再利用假设和分布式半球组织的观点,并结合FG的结构与功能特征和近期研究证据,以系统探讨文字与面孔识别的半球偏侧化互补模式竞争性发展的认知神经加工机制。未来研究应进一步探究文字与面孔竞争加工的皮层空间位置和功能神经组织学基础、汉字与面孔竞争的加工机制、面孔识别的右侧化发展机制以及数字和音符阅读学习导致大脑可塑性改变的机制。     

表情对婴儿面孔图式效应的调节及其机制

婴儿面孔图式效应是促进早期亲子关系形成的一种先天本能反应, 该效应一直被认为主要是受婴儿面孔结构的影响。但近年来表情对该效应的影响开始得到关注, 在以成人面孔为基线的条件下, 婴儿面孔图式效应量会因表情不同而有所变化, 表现出中性婴儿面孔图式效应最强的现象。鉴于目前对该现象的成因及其神经机制知之甚少, 所以本项目拟先建立一套婴儿与成人同面孔多表情图片系统; 然后以此为基础, 分别考察面孔表情不确定性是否会调节成人对不同表情婴儿面孔的偏好和注意偏向, 并探究其相应神经机制, 促进养育脑研究在我国的开展。     

Individual differences in holistic processing predict face recognition ability

Why do some people recognize faces easily and others frequently make mistakes in recognizing faces? Classic behavioral work has shown that faces are processed in a distinctive holistic manner that is unlike the processing of objects. In the study reported here, we investigated whether individual differences in holistic face processing have a significant influence on face recognition. We found that the magnitude of face-specific recognition accuracy correlated with the extent to which participants processed faces holistically, as indexed by the composite-face effect and the whole-part effect. This association is due to face-specific processing in particular, not to a more general aspect of cognitive processing, such as general intelligence or global attention. This finding provides constraints on computational models of face recognition and may elucidate mechanisms underlying cognitive disorders, such as prosopagnosia and autism, that are associated with deficits in face recognition.     

从面孔模块到马赛克──视觉特异性加工的脑机制

“脑功能的模块性”是视觉乃至整个认知神经科学的研究热点。特异性的面孔加工模块被当作是认知模块假说的最好证据。但综述跨学科的正反两方面实验证据表明,视觉加工存在特异性,并没有普遍的模块式的亚单元,而是“马赛克”镶嵌式的组构。     

倒置效应与专家技术的研究进展

文章回顾了国内外倒置效应和专家技术的相关研究,并提出了目前在该研究领域中存在的分歧和争议。基于此,文章建议今后在研究中需要解决视觉差异、生理基础差异及认知模块的解剖和功能的定位等方面的问题,提出未来研究的方向。     

Perceptual load effects on processing distractor faces indicate face-specific capacity limits

The claim that face perception is mediated by a specialized “face module” that proceeds automatically, independently of attention (e.g., Kanwisher, 2000) can be reconciled with load theory claims that visual perception has limited capacity (e.g., Lavie, 1995) by hypothesizing that face perception has face-specific capacity limits. We tested this hypothesis by comparing the effects of face and nonface perceptual load on distractor face processing. Participants searched a central array of either faces or letter strings for a pop star versus politician's face or name and made speeded classification responses. Perceptual load was varied through the relevant search set size. Response competition effects from a category-congruent or -incongruent peripheral distractor face were eliminated with more than two faces in the face search task, but were unaffected by perceptual load in the name search task. These results support the hypothesis that face perception has face-specific capacity limits and resolve apparent discrepancies in previous research.     

面孔识别中脑电成分N170的研究概述

N170是在面孔刺激呈现后的130-200ms记录到的并在160~170ms时达到峰值的一种脑电负成分。目前, 在N170的研究中存在争议性的问题有：N170反映面孔结构编码还是面孔特征编码; N170是否是面孔特异性成分; 以及N170是否受注意的影响等。这些争议也为N170后续研究指明了方向, 即探讨结构编码和特征编码在诱发N170成分上起着怎样的作用; 比较不同熟悉度的刺激材料所诱发的N170反应差异; 探讨N170成分与识别电位间的关系;采用多研究方法的结合从不同层面深入揭示N170的认知机制。     

Can generic expertise explain special processing for faces?

Does face recognition involve face-specific cognitive and neural processes ('domain specificity') or do faces only seem special because people have had more experience of individuating them than they have of individuating members of other homogeneous object categories ('the expertise hypothesis')? Here, we summarize new data that test these hypotheses by assessing whether classic face-selective effects - holistic processing, recognition impairments in prosopagnosia and fusiform face area activation - remain face selective in comparison with objects of expertise. We argue that evidence strongly supports domain specificity rather than the expertise hypothesis. We conclude that the crucial social function of face recognition does not reflect merely a general practice phenomenon and that it might be supported by evolved mechanisms (visual or nonvisual) and/or a sensitive period in infancy.     

双侧梭状回面孔区在面孔加工中的功能分工与协作

梭状回面孔区(fusiform face area,FFA)是视觉皮层上专门加工面孔的区域。然而,双侧FFA在面孔加工中的功能分工与协作还存在争议。在特异性刺激的加工上,右侧FFA主要负责人类面孔类别的知觉,而左侧FFA的功能与面孔精细特征的感知有关;在皮层可塑性上,右侧FFA主要参与青少年的社会适应学习,而左侧FFA负责成年人的知觉学习;在面孔网络中,二者与不同区域的连接用以适应不同的认知需求;他们之间的有向协作具有任务特定性。未来研究需要回答三个问题:左侧FFA的可塑性程度及这一可塑性是否是认知特定的、左侧FFA及其形成的网络连接的认知意义,双侧FFA在面孔网络中的连接有向性等问题。     

发展性面孔失认的认知机制及其神经基础

发展性面孔失认症是指个体在童年期就开始表现出来的一种终生性面孔识别缺陷,其不能归因于智力衰退、情感障碍、物体识别困难以及后天性脑损伤.发展性面孔失认症涉及的认知机制包括面孔特异性机制、构型加工障碍、面孔探测、面孔记忆和面孔身份识别.此外,该面孔失认症的神经网络由核心神经网络和延伸的神经网络组成,前者与面孔选择反应和记忆表征有关,后者主要负责面孔知识表征、面孔长时记忆和面孔工作记忆.今后的研究应集中在完善延伸的神经网络、拓展其认知网络;进一步明确面孔探测与发展性面孔失认之间的关系;考察发展性面孔失认症的基因基础、加强其发展性研究以及推动康复工作的展开.     

Specificity of face processing without awareness

The recognition memory for inverted faces is especially difficult when compared with that for non-face stimuli. This face inversion effect has often been used as a marker of face-specific holistic processing. However, whether face processing without awareness is still specific remains unknown. The present study addressed this issue by examining the face inversion effect with the technique of binocular rivalry. Results showed that invisible upright faces could break suppression faster than invisible inverted faces. Nevertheless, no difference was found for invisible upright houses and invisible inverted houses. This suggested that face processing without awareness is still specific. Some face-specific information can be processed by high-level brain areas even when that information is invisible.     

身份识别的脑功能成像研究

身份识别在日常生活中具有重要作用。身份识别可以单独通过面孔或语音来完成,也可以通过面孔和语音共同完成。文章首先从面孔和语音两个方面分别对身份识别的脑功能成像研究进行介绍,包括对身份整体性的识别和对种族、年龄、性别、熟悉性等身份亚成分的识别,然后对面孔和语音在身份识别中的关系进行介绍,最后进行了总结和展望