面孔容颜信息加工的脑机制：事件相关电位时空模式研究

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1、面孑L容颜信息加工的脑机制：事件相关电位时空模式研究博士研究生：罗一峰指导教师：陆兵勋教授周曙副教授摘要面孔加工的神经机制是认知神经科学研究的重要课题。既往基于行为学、神经心理学以及功能神经影像学方法所取得的成果，先后分别提出了反映面孔认知加工模块的Bruce．Young模型和相关神经结构的Haxby模型；进一步基于高时间分辨率的神经电(磁)生理方法所获得的结果，Adolphs模型总结和勾勒出上述加工模块(及相关神经结构)之间的时间框架。但对于面孔加工这样一个复杂的心理过程仍然有许多未解之谜，例如：面孔的容颜和性别等信息是如何加工

2、的?它们与面孔结构和表情等信息加工有何异同?阈下情感刺激是否影响容颜信息的加工?⋯⋯本研究运用多通道事件相关电位(event-relatedpotential，ERP)方法以及统计参数映像(statisticalparametricmapping，SPM)技术所生成的时空模式深入探索面孔容颜和性别信息加工的脑机制。为获取用于刺激的面孔材料，从互联网上公开发表的个人相册中找到大量的个人普通生活数码照片经PhotoShop软件加工成统一规格的面孔图片。年轻男女面孔图片各300幅经23名观察者(男12人，女11人)进行美丽程度评分。按评

3、分值遴选出代表美、中、丑的面孔图片各60张用于后续实验。34名受试者(男女各半)参加了实验一，实验为2×2×3三因素混合设计，考察受试者性别(男、女)，不同性别面孔刺激(男、女)与不同容颜(美、中、丑)三个因素。ERP时空模式的F值统计参数映象图可以看到：(1)三者的显著交互作用出现在刺激后160．170ms右枕后小片区域、210ms左枕后小片区域、270ms以后的多个时段和区域；(2)受试者性别与面孔性别的显著交互作用出现在早期的30ms、80ms、130ms及150ms的多个区域，中期的160．210ms右侧较大区域，晚期的多

4、个时段和区域；(3)容颜显著的主效应出现在刺激后90一lOOms左后部、120与170ms的头前部大片区域以及300ms以后的多个时段和区域。结果提示容颜和性别因素加工远早于由N170所反映的面孔结构编码的加工阶段。面孔吸引力研究中所提出的奖赏价值假说以及Adolphs模型中突出特征的快捷加工通道假说可用于解释上述结果。容颜和性别这样的重要信息并不是象传统认为的那样在面孔结构编码阶段之后才开始。这些对个体适应重要的信息独立地经过早期的快捷加工而进入奖赏或警觉系统进行粗略分类，另一部分参与面孔结构加工以及较晚的与注意相关的细致加工。

5、实验二考察方位对面孔容颜加工的影响。20名受试者(男女各半)参加，实验为2×3二因素重复测量设计：方位(正立、倒立)与容颜(美、中、丑)。ERP时空模式的F值统计参数映象图可以看到：(1)方位与容颜的显著交互作用出现在刺激发生后的150．170ms枕后区域，以及较晚期的310ms与480ms额前区域；(2)方位显著效应出现在早期的110-160ms左额前区域，刺激后190．230ms的大片区域，晚期多个时段的多个区域。以往的ERP研究发现面孔倒立影响N170而其他图片刺激的翻转却不影响，从而得出面孔加工特殊性的结论。我们的实验结果

6、提示方位可能本身就是一种突出的线索或特征，能够通过快捷加工通道进入奖赏或警觉系统。因而提示应该将方位与容颜、性别等因素按同等重要的地位进行考察。实验三运用掩蔽启动范式考察情感刺激对面孔容颜加工的影响。24名受试者(男女各半)参加，实验为2个3×3二因素重复测量设计：无意识(掩蔽)启动条件下：情绪(启动刺激：正、中、负)与容颜(目标刺激：美、中、丑)；有意识(无掩蔽)启动条件下的相同设计。ERP时空模式的F值统计参数映象图可以看到：(1)无意识启动：情绪因素与容颜因素的显著交互作用出现在启动刺激发生后210．220ms左额前、360

7、．380ms左颞顶枕交界及430ms左前小片区域，情绪因素的早期显著主效应发生在启动刺激后80．100ms左后较大区域；(2)有意识启动：情绪因素与容颜因素的显著交互作用出现在启动刺激发生后210．230ms左枕后、380ms右颞顶枕交界，情绪因素的早期显著主效应发生在启动刺激后60．80ms、140．180ms头后部区域。结果提示，无论是意识层面还是无意识层面，情绪对面孔容颜加工都有影响，而且这种影响是早期的。这一方面将情绪加工提前到与性别、容颜、方位等特征同等的加工阶段，另一方面由于本实验实际上设计的是情绪启动刺激所造成的心境

8、或情绪状态对容颜加工的影响，故同时又发现了奖赏或警觉系统对早期重要特征加工的反馈调节。此外，实验还强烈提示，启动效应可能不限于无意识层面。对于意识层面的启动同样是值得进一步研究的。已有的三个面孔认知模型除Adolphs模型提到120ms左右的早期突