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。     

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。     

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     

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。     

动态面孔和语音情绪信息的整合加工及神经生理机制

面孔、语音情绪信息的整合加工是社会交往的重要技能, 近年来逐渐引起心理学、神经科学研究的关注。当前研究较为系统地考察了双通道情绪信息整合加工的行为表现和影响因素, 也很好地回答了“何时整合”与“在哪里整合”两个认知神经科学关注的问题, 但对“面孔、语音情绪信息能否整合为一致情绪客体？双通道情绪信息在大脑中如何整合为一？”两个关键问题都还缺乏系统研究。因此, 本项目拟系统操纵面孔、语音刺激的情绪凸显度和任务要求, 引入动态面孔-语音刺激以增加外部效度, 综合运用行为和电生理技术, 从多角度挖掘数据, 特别是引入神经振荡(时频、相干)分析, 系统考察动态性面孔和语音情绪信息是否能整合成一致情绪客体, 并在神经振荡层面探明双通道情绪信息整合的机制。     

群体面孔情绪的整体编码及其影响因素

当面孔以群体形式出现,认知神经系统会自动整合情绪信息提取平均情绪,此过程被称为群体面孔情绪的整体编码。探讨其与低水平整体表征的分离,与个体表征的关系及神经活动特点是揭示其加工机制的关键,但目前尚未形成系统性模型。未来应综合利用眼动、神经电生理和脑成像技术,结合注意、记忆及社会线索进一步拓展对其认知神经机制和影响因素的研究,同时关注具有认知情感障碍的特殊人群,并从毕生发展的角度探索其发展轨迹。     

错认总比错过好——面孔视错觉的发生机制及其应用

面孔视错觉现象表现为个体从其他事物中感知到并不存在的面孔。面孔视错觉要素已广泛应用于艺术、广告及商品中,起到吸引注意、促进消费的作用。同时,先前的研究通过采用各种范式,发现患者在面孔视错觉的产生上同常人的差异,以及视错觉与视幻觉之间的联系。根据视觉加工通路的不同,相关范式可分为视错觉监测范式,以及视错觉辨认范式。前者侧重于基于提取的类面孔特征所做出的快速预测,后者侧重于主观期望引导个体对物体特征的提取,两者最终均会影响到后续的认知判断。日后研究可从面孔视错觉的发生机制出发,结合自上而下和自下而上两种加工通路,为面孔视错觉产生机制提供理论依据,并拓宽该要素在临床诊断及商业广告领域上的应用。     

群体面孔情绪感知的神经机制

如何揭示情绪性面孔加工的认知神经机制一直是心理学和社会神经科学的热点课题。以往研究主要采用单独面孔表情作为情绪诱发或呈现方式, 但对群体情绪知觉与体验的关注极其缺乏, 而群体面孔表情作为群体情绪的主要表达方式, 亟待深入关注。因此, 本项目将采用群体面孔(面孔群)表情作为群体情绪刺激, 拟通过事件相关电位(ERP)、核磁共振(fMRI)以及经颅磁刺激(TMS)等技术结合行为研究, 尝试从情绪信息(效价和强度)、朝向信息(正面、侧面、倒置)、完整性(局部呈现、完整呈现)、空间频率信息(完整、高频、低频)等方面探明群体面孔表情加工的时间动态特征和大脑激活模式。这将有助于全面认识和深入了解群体情绪识别的一般规律, 对于更好地优化社会互动也具有现实意义。     

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。     

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。     

Objects that induce face pareidolia are prioritized by the visual system

The human visual system has evolved specialized neural mechanisms to rapidly detect faces. Its broad tuning for facial features is thought to underlie the illusory perception of faces in inanimate objects, a phenomenon called face pareidolia. Recent studies on face pareidolia suggest that the mechanisms underlying face processing, at least at the early stages of visual encoding, may treat objects that resemble faces as real faces; prioritizing their detection. In our study, we used breaking continuous flash suppression (b-CFS) to examine whether the human visual system prioritizes the detection of objects that induce face pareidolia over stimuli matched for object content. Similar to previous b-CFS results using real face stimuli, we found that participants detected the objects with pareidolia faces faster than object-matched control stimuli. Given that face pareidolia has been more frequently reported amongst individuals prone to hallucinations, we also explored whether this rapid prioritization is intact in individuals with schizophrenia, and found evidence suggesting that it was. Our findings suggest that face pareidolia engages a broadly tuned mechanism that facilitates rapid face detection. This may involve the proposed fast subcortical pathway that operates outside of visual awareness.     

孤独症谱系障碍患者对种族情境中本异族面孔的眼动模式

本研究采用眼动技术探讨孤独症谱系障碍(ASD)患者对背景中的本异族面孔的加工特点。研究采用2（组别）×2（面孔种族）×3（背景）的混合设计,让16名16-25岁的ASD患者和17名生理年龄匹配的正常人完成变化检测任务,并记录他们的眼动。结果显示：与正常人相比,ASD患者的面孔辨别力更低;他们的眼动呈现更多的面孔-背景眼跳和更多的上下半脸眼跳;两组被试的上下半脸眼跳的次数受到面孔种族以及面孔和背景是否一致的影响。结论：在行为指标上,正常人出现了本族效应,而ASD患者没有出现本族效应;在眼动上,ASD患者呈现与正常人相似的面孔注视时间,但比正常人呈现更多的眼跳。面孔的背景影响了面孔辨别力以及上下半脸眼跳轨迹。     

Do time-on-task effects reveal face specificity in object cognition?

ABSTRACT

Multiple experimental, neuropsychological, and individual differences studies indicated that faces are processed (e.g. perceived and memorized) differently from non-face objects. It was suggested that face specificity is a result of configural processing which is different from a rather part-based processing of other objects. In this research, we investigated the specificity of face cognition in terms of processing style. To this aim, we estimated Time-on-Task Effects (ToTEs) that allow inferring the level of automaticity of face and house processing. We collected data from 219 participants by applying four perception and recognition tasks. Generalized linear mixed-effects modelling was used to estimate fixed and random effects. Random slopes were interpreted as individual differences in ToTEs. Findings suggested that in the majority of tasks, face processing was dissociable from the processing of non-face objects. Thereby, these results offer a new perspective on the nature of differences in face and object processing.     

What do infants see in faces? ERP evidence of different roles of eyes and mouth for face perception in 9‐month‐old infants

The study examined whether face‐specific perceptual brain mechanisms in 9‐month‐old infants are differentially sensitive to changes in individual facial features (eyes versus mouth) and whether sensitivity to such changes is related to infants' social and communicative skills. Infants viewed photographs of a smiling unfamiliar female face. On 30% of the trials, either the eyes or the mouth of that face were replaced by corresponding parts from a different female. Visual event‐related potentials were recorded to examine face‐sensitive brain responses. Results revealed that increased competence in expressive communication and interpersonal relationships was associated with a more mature response to faces, as reflected in a larger occipito‐temporal N290 with shorter latency. Both eye‐ and mouth changes were detected, though infants derived different information from these features. Eye changes had a greater impact on the face perception mechanisms and were not correlated with social or communication development, whereas mouth changes had a minimal impact on face processing but were associated with levels of language and communication understanding. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

幽默加工的脑机制

幽默是人类一种独特又普遍的现象,其研究具有重要的应用价值。已有的研究对正常人和特殊个体幽默的神经机制进行了探讨,主要涉及幽默加工的双阶段理论模型和神经机制、幽默加工中的认知和情感因素研究、幽默加工脑机制的个体差异以及幽默加工的大脑不对称性。未来的研究需在更宽的视野中对幽默的加工阶段模型以及幽默与其它心理过程之间的关系进行探讨     

自闭症谱系障碍者面孔识别的神经机制

自闭症谱系障碍（ASD）是一种心理状况的谱系障碍,其症状是社交及沟通上的广泛性异常、异常局限性的兴趣和高度重复性的刻板行为。包括自闭症、亚斯伯格症候群和待分类的广泛性发展障碍3类。研究主要以事件相关电位和功能性磁共振成像两种技术为线索,通过深入分析ASD患者在面孔识别认知过程中脑的异常变化,探讨其面孔识别障碍的神经机制问题。研究表明,ASD患者面孔识别能力的损伤主要与N170、N300、P400和Nc等ERPs成份异常及梭状回面孔区和杏仁核的低激活有关。研究推论ASD患者面孔识别障碍是多个异常脑区联合作用的结果,且主要受异常脑区的数量和损伤程度的影响。     

Birthweight predicts individual differences in adult face recognition ability

It has long been known that premature birth and/or low birthweight can lead to general difficulties in cognitive and emotional functioning throughout childhood. However, the influence of these factors on more specific processes has seldom been addressed, despite their potential to account for wide individual differences in performance that often appear innate. Here, we examined the influence of gestation and birthweight on adults’ face perception and face memory skills. Performance on both sub-processes was predicted by birthweight and birthweight-for-gestation, but not gestation alone. Evidence was also found for the domain-specificity of these effects: No perinatal measure correlated with performance on object perception or memory tasks, but they were related to the size of the face inversion effect on the perceptual test. This evidence indicates a novel, very early influence on individual differences in face recognition ability, which persists into adulthood, influences face-processing strategy itself, and may be domain-specific.     

人类嗓音加工的神经机制——来自正常视力者和盲人的脑神经证据

人类嗓音作为听觉环境的重要组成部分, 包含了大量副语言信息以帮助识别个体身份, 尤其对于盲人而言, 视觉面孔经验的缺乏使得嗓音信息成为其感知对方个体特征的主要来源。通过结合正常视力者和盲人在嗓音选择性加工和嗓音身份加工方面的研究, 尝试揭示普遍的人类嗓音加工模式以及盲人特异的嗓音加工机制。此外, 与视觉面孔加工相关的梭状回脑区也参与并卷入了两类人群的嗓音加工任务, 以此为基础梳理的视听整合模型和基于去掩蔽效应的跨模态重组假说, 为这两类人群嗓音加工神经基础的差异性提供了相应的解释机制, 未来研究希望可以进一步探究盲人的嗓音加工策略, 以及考察左侧颞上沟/回脑区在嗓音加工中的作用。     

情绪识别研究中被“冷落”的线索:躯体表情加工的特点、神经基础及加工机制

躯体和面孔是个体情绪表达与识别的重要线索。与面部表情相比,躯体表情加工的显著特点是补偿情绪信息,感知运动与行为信息,及产生适应性行为。情绪躯体与面孔加工的神经基础可能相邻或部分重合,但也存在分离;EBA、FBA、SPL、IPL等是与躯体表情加工相关的特异性脑区。今后应系统研究面孔、躯体及语音情绪线索加工潜在的神经基础,探讨躯体情绪加工的跨文化差异,考察情绪障碍患者的躯体表情加工特点。