面孔加工的认知神经科学研究：回顾与展望

面孔加工的认知神经科学研究中的核心问题是,是否存在功能和神经机制上独立的面孔加工模块以及面孔加工系统的组织形式。使用电生理、脑成像以及对脑损伤病人进行神经心理学检查等手段,研究者已经找到选择性地对面孔反应的脑区,即梭状回面孔区（FFA）。文章从面孔加工系统的特异性与多成分性以及面孔识别模型等方面,系统回顾了该领域的主要研究成果。文章最后还简单展望了今后的研究方向。     

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。     

奖赏预期对面孔情绪加工的影响：一项事件相关电位研究

采用事件相关电位(ERPs)技术考察了奖赏预期对人类面孔情绪识别的影响。实验采用线索-目标范式, 分别记录了被试在奖赏预期条件下以及无奖赏预期条件下对正性、中性和负性面孔进行情绪辨别任务的ERP数据。行为结果显示, 被试在奖赏预期条件下的反应时快于无奖赏预期条件下的反应时, 对情绪面孔的反应时快于对中性面孔的反应时。ERPs数据显示, 奖赏线索比无奖赏线索诱发了更正的P1、P2和P300成分。目标刺激诱发的P1、N170波幅以及N300均受到奖赏预期的调节, 在奖赏预期条件下目标诱发了更正的ERPs。P1、N170、VPP等成分没有受到面孔情绪的影响, 而额中央位置的N300波幅显示情绪(正性与负性)面孔与中性面孔加工的差异。重要的是, N300波幅出现奖赏预期与情绪的交互作用, 正、负情绪加工效应以及负性偏向效应受奖赏预期的差异性影响。正性情绪加工效应不受奖赏预期的影响, 而负性情绪加工效应和负性偏向效应在奖赏预期条件下显著大于无奖赏预期条件下。这些结果说明, 奖赏预期能够调节对面孔情绪的加工, 且不同加工进程中奖赏对情绪加工的调节作用不同。动机性信息调节注意资源的分配, 促进了个体在加工面孔情绪时的负性偏向。     

基于候选人面孔的特质推理与投票决策

在竞选情境中, 基于政治候选人面孔的能力或热情特质推理可以预测选举结果。面孔吸引力、面孔成熟度、面部表情和面孔熟悉度等因素对基于面孔的特质推理预测竞选结果起着重要作用。近年来, 研究者已经由基于面孔预测结果的行为研究逐步扩展到神经机制的研究上, 采用fMRI技术发现当被试对候选人面孔做负性特质判断和投票时, 杏仁核、岛叶、腹前侧扣带回等脑区会被激活, 而获胜候选人的照片并不会引起脑区的激活。研究者从认知取向和进化适应角度解释了人们为什么会根据面孔中的特质推理进行预测。以往研究在实验材料、研究内容等方面仍有不足, 这也指明了未来的研究方向。     

面孔情绪识别过程中的多通道效应

摘 要 面孔情绪识别过程中的多感觉通道效应指参与刺激加工的各个通道对面孔表情认知的综合影响。研究者们通过行为实验、事件相关电位以及脑成像技术等对该过程中的多个获取信息的通道进行研究,肢体表情、情绪性声音、特定气味能系统地影响面孔表情的情绪识别。一系列的研究对多通道效应的作用时间、潜在作用机制、相关激活脑区进行了探索。未来的研究可以整合脑网络的技术,并结合其他学科的新技术以更细致具体地考察这些通道下信息的物理属性所起的作用。 关键词 面孔表情 多通道效应 面孔情绪识别 肢体表情 情绪性声音 嗅觉信号     

神经美学视角的审美愉悦加工机制

审美对象特有的刺激属性会唤起观赏者特定的情绪或情感反应。个体在欣赏自然、艺术品和其他人类作品时会产生审美愉悦体验。审美愉悦-兴趣模型(PIA)认为, 审美愉悦体验包含审美过程中自动化加工阶段的审美愉悦和控制加工阶段的审美兴趣。近年来, 神经美学研究表明, 负责愉悦和奖赏的眶额叶皮层在审美过程中广泛激活, 是自动化加工阶段初级审美愉悦奖赏的神经基础, 而审美过程中纹状体亚回路中不同的连接和功能作用与两个阶段中审美愉悦的产生都有关联; 上述结果支持了审美愉悦-兴趣模型。但审美高峰体验时默认模式网络(DMN)相关脑区的激活和负责控制与理性思维的外侧前额叶皮层等脑区的失活, 提示在PIA模型强调的自动化加工阶段审美愉悦和控制加工阶段审美兴趣之上, 还有整合升华阶段的审美沉浸愉悦, PIA模型需得到进一步的扩展。未来研究应进一步检验审美愉悦认知加工模型及神经机制, 探索审美对创造力的影响机制和神经基础, 探讨不同审美经验愉悦机制的异同。     

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。     

人脑眶额皮质表征奖赏信息的进展

文章围绕人脑眶额皮质在表征奖赏信息上的核心作用展开,分别从人脑眶额皮质表征奖赏信息的共同神经表征和特异性神经表征特点,奖赏加工和该脑区局部形态特征之间的关系以及眶额皮质表征奖赏信息的时间动态性等角度对最近的重要研究进展进行了一定的梳理和概括。最后,文章讨论了未来研究需要解决的由奖赏类型多样性和脑区间奖赏信息整合复杂性带来的系列问题。     

人脑眶额皮质表征奖赏信息的进展

文章围绕人脑眶额皮质在表征奖赏信息上的核心作用展开,分别从人脑眶额皮质表征奖赏信息的共同神经表征和特异性神经表征特点,奖赏加工和该脑区局部形态特征之间的关系以及眶额皮质表征奖赏信息的时间动态性等角度对最近的重要研究进展进行了一定的梳理和概括。最后,文章讨论了未来研究需要解决的由奖赏类型多样性和脑区间奖赏信息整合复杂性带来的系列问题。     

社会性奖赏及其作用的神经机制

社会性奖赏指能够使个体在社会互动中获得动机性或娱乐性体验的社会刺激或社会关系。本文主要介绍社会性奖赏的概念、评估方式和神经基础。针对社会性奖赏与金钱奖赏加工是否存在共同的神经基础的争论,本研究明确指出社会性奖赏与金钱奖赏加工有一个共同的神经基础,但社会性奖赏加工还特异性地激活一些社会性脑区。鉴于理解社会性奖赏加工具有重要意义,未来还需要更多的研究进行验证,从而深入理解社会性奖赏加工的脑机制。     

道德信息对面孔吸引力判断的无意识调节

抽象语言信息是否能够影响知觉?本研究在审美领域对此进行考察,探索无意识获取的道德信息是否影响个体对相应面孔吸引力的知觉判断。结果发现个体对面孔吸引力的知觉判断受到内隐道德信息的调节,且调节效应与面孔本身吸引力水平无关; 另外,面孔审美判断的反应时受到道德美丑和面孔吸引力的共同影响,尤其当两类信息相矛盾时被试需要更长的时间进行判断。研究结果表明抽象的社会道德信息可以对面孔吸引力的知觉判断产生自上而下的调节。     

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。     

The appraisal of facial beauty is rapid but not mandatory

Facial attractiveness is an important source of social affective information. Here, we studied the time course and task dependence of evaluating attractive faces from a viewer’s perspective. Event-related brain potentials (ERPs) were recorded while participants classified color portraits of unfamiliar persons according to gender and facial attractiveness. During attractiveness classification, enhanced ERP amplitudes for attractive and nonattractive faces relative to faces of intermediate attractiveness were found for an early component around 150 msec and for the late positive complex (LPC). Whereas LPC enhancement conforms to previous studies employing various types of affective stimuli, the finding of an early effect extends earlier research on rapid emotion processing to the dimension of facial attractiveness. Dipole source localization of this early ERP effect revealed a scalp distribution suggesting activation of posterior extrastriate areas. Importantly, attractiveness-related modulations of brain responses were only marginal during the gender decision task, arguing against the automaticity of attractiveness appraisal.     

男性对女性面孔吸引力的认知偏好: 来自ERP的证据

运用事件相关电位(ERPs)技术, 采用学习-再认实验任务, 探讨了男性对有、无吸引力女性面孔图片进行判断和再认时脑内时程的动态变化。行为数据结果表明, 男性对有吸引力女性面孔的反应时更长, 再认正确率更高。ERP结果发现, 有、无吸引力面孔诱发的ERP早成分和晚成分都存在显著差异, 最强效应出现在大脑皮层的中前部。在判断任务和再认任务中, 有吸引力的女性面孔都比无吸引力的女性面孔诱发出更大的ERP成分(分别为N300、P350~550ms和P160、N300~500ms、P500~700ms)。结果表明, 男性对有吸引力的女性面孔的判断和再认存在偏好。     

面孔吸引力的回顾与前瞻

面孔吸引力是传递社会情感性信息的重要来源。面孔的平均化、对称性、性别二态性特征等因素会影响对面孔吸引力的评价。近年来, 研究者对面孔吸引力的研究已拓展到动态面孔上, 并采用fMRI技术发现当让被试评价有吸引力的面孔时, 杏仁核、眶额叶、腹侧枕叶等脑区被激活。研究者从进化论取向与认知取向两方面来解释人们为何偏好有吸引力的面孔。以往研究在研究内容、研究材料和研究对象等方面尚存不足, 这正是今后的研究方向。     

面部特征空间关系、肤色亮度对卡通面孔吸引力的影响

选取88名大班儿童（43名女童和45名男童）及90名在校大学生（42名男生和48名女生）为实验被试,通过心理量表评分,探讨面部特征空间关系、肤色和亮度对儿童卡通面孔吸引力影响。结果显示：（1）幼儿与成人对卡通面孔最佳面部特征空间关系评价存在差异;（2）幼儿评价女童卡通面孔眼嘴间距离占面长24%时吸引力最优,两眼间距离占面宽41%时吸引力最优,但未达显著。成人评价女童卡通面孔也存在纵向“黄金比例（19%）”现象;（3）男童卡通面孔不存在最佳比例;（4）幼儿偏爱偏白肤色,而成人偏好白里透红;（5）受众性别与卡通形象性别均对肤色偏好有影响;（6）亮度高的儿童卡通面孔更具吸引力。结论：卡通面孔吸引力受面部特征空间关系、肤色与亮度等因素显著影响,卡通设计需针对不同年龄、性别受众来设定面部特征空间关系与肤色等要素。     

面孔吸引力观察者参照:“角度效应”的眼动研究

以标准的黑白面孔图片作为实验材料,让41名大学生观看不同倾斜角度(左倾、竖直和右倾)的面孔图片,并对之进行面孔吸引力的评价,同时用眼动仪记录被试的眼动数据。结果显示:(1)被试观看左倾和右倾面孔的平均瞳孔大小显著小于观看竖直面孔的平均瞳孔大小,观看左倾面孔的平均瞳孔大小显著大于右倾面孔;(2)被试对左倾和右倾面孔的平均注视时间显著短于对竖直面孔的平均注视时间,同时对左倾面孔的注视时间显著长于右倾面孔;(3)被试对左倾和右倾面孔的平均注视次数显著少于对竖直面孔的平均注视次数。实验结果表明,面孔的倾斜角度很可能是影响面孔吸引力的一个重要因素,在面孔吸引力的审美偏好中存在"角度效应",即竖直面孔的吸引力高于倾斜面孔的吸引力,左倾面孔的吸引力高于右倾面孔的吸引力。     

How facial attractiveness affects sustained attention

The present study investigated whether and how facial attractiveness affects sustained attention. We adopted a multiple‐identity tracking paradigm, using attractive and unattractive faces as stimuli. Participants were required to track moving target faces amid distractor faces and report the final location of each target. In Experiment 1, the attractive and unattractive faces differed in both the low‐level properties (i.e., luminance, contrast, and color saturation) and high‐level properties (i.e., physical beauty and age). The results showed that the attractiveness of both the target and distractor faces affected the tracking performance: The attractive target faces were tracked better than the unattractive target faces; when the targets and distractors were both unattractive male faces, the tracking performance was poorer than when they were of different attractiveness. In Experiment 2, the low‐level properties of the facial images were equalized. The results showed that the attractive target faces were still tracked better than unattractive targets while the effects related to distractor attractiveness ceased to exist. Taken together, the results indicate that during attentional tracking the high‐level properties related to the attractiveness of the target faces can be automatically processed, and then they can facilitate the sustained attention on the attractive targets, either with or without the supplement of low‐level properties. On the other hand, only low‐level properties of the distractor faces can be processed. When the distractors share similar low‐level properties with the targets, they can be grouped together, so that it would be more difficult to sustain attention on the individual targets.     

Neural time course and brain sources of facial attractiveness vs. trustworthiness judgment

Prior research has shown that the more (or less) attractive a face is judged, the more (or less) trustworthy the person is deemed and that some common neural networks are recruited during facial attractiveness and trustworthiness evaluation. To interpret the relationship between attractiveness and trustworthiness (e.g., whether perception of personal trustworthiness may depend on perception of facial attractiveness), we investigated their relative neural processing time course. An event-related potential (ERP) paradigm was used, with localization of brain sources of the scalp neural activity. Face stimuli with a neutral, angry, happy, or surprised expression were presented in an attractiveness judgment, a trustworthiness judgment, or a control (no explicit social judgment) task. Emotional facial expression processing occurred earlier (N170 and EPN, 150-290 ms post-stimulus onset) than attractiveness and trustworthiness processing (P3b, 400-700 ms). Importantly, right-central ERP (C2, C4, C6) differences reflecting discrimination between “yes” (attractive or trustworthy) and “no” (unattractive or untrustworthy) decisions occurred at least 400 ms earlier for attractiveness than for trustworthiness, in the absence of LRP motor preparation differences. Neural source analysis indicated that facial processing brain networks (e.g., LG, FG, and IPL—extending to pSTS), also right-lateralized, were involved in the discrimination time course differences. This suggests that attractiveness impressions precede and might prime trustworthiness inferences and that the neural time course differences reflect truly facial encoding processes.     

女性面孔吸引力的加工及其对男性诚实道德行为的影响:一项ERP研究

研究考察了不同女性面孔吸引力情境对男性被试诚实道德决策行为的影响,同时采用ERP技术对社会情境中面孔吸引力的信息加工方式特点进行探究。结果发现,高面孔吸引力记录员情境中被试倾向更加真实地报告自己的预测结果而表现出更多诚实的道德决策;ERP结果则发现高吸引力记录员面孔较之于低吸引力记录员面孔在反应提示界面在大脑中后部诱发更大的早期N200成分。结果提示,在与面孔审美评价无关的社会情境中个体面孔的吸引力信息能够被快速识别与自动化加工,同时也会直接促进他人自身的道德行为水平。