自我身體照片認(rèn)知加工過(guò)程中的早期皮層電位

李曉東　張力為

摘要：在被試進(jìn)行身體照片認(rèn)知加工的同時(shí)記錄其事件相關(guān)電位，探討了自我身體照片和他人身體照片早期認(rèn)知加工的差異。研究結(jié)果表明：自我身體照片和他人身體照片都誘發(fā)3個(gè)早期成分（N60、P100和N170）。N60的分析沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何效應(yīng)；P100具有身體照片類型和認(rèn)知任務(wù)類型的交互效應(yīng)，在主動(dòng)身體照片方向判斷認(rèn)知任務(wù)下，自我身體照片產(chǎn)生的P100波幅大于他人身體照片；N170有身體照片類型主效應(yīng)，自我身體照片比他人身體照片誘發(fā)更大N170。這一結(jié)果提示我們：自我身體照片和他人身體照片的認(rèn)知加工從170 ms左右開(kāi)始分離。

關(guān)鍵詞：自我身體照片；事件相關(guān)電位；P100；N170

中圖分類號(hào)：G804.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-3612(2008)04-0515-03

視覺(jué)的一個(gè)重要功能是提供身份、情緒狀態(tài)等信息。這些信息使人腦能有效地處理錯(cuò)綜復(fù)雜的社會(huì)情形。為了理解這個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程在神經(jīng)水平是怎樣完成的，病人的神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試，腦成像和電生理學(xué)技術(shù)已經(jīng)被用來(lái)調(diào)查知覺(jué)他人以及他人動(dòng)作時(shí)的神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)和認(rèn)知加工的時(shí)間進(jìn)程［1］。我們今天關(guān)心的問(wèn)題是自我身體照片認(rèn)知加工和他人身體照片認(rèn)知加工在認(rèn)知的早期階段是否存在差異。根據(jù)專家化效應(yīng)假說(shuō)［2］，我們預(yù)計(jì)自我身體照片將比他人身體照片誘發(fā)更大的早期成分。

1研究方法

1.1被試

18名來(lái)自體育學(xué)院的學(xué)生參加了本實(shí)驗(yàn)。年齡為18～25歲，平均年齡為22.4歲。男9女9。所有被試的裸視或矯正視力正常，都是右利手。實(shí)驗(yàn)完后給予適當(dāng)?shù)膱?bào)酬。

1.2程序

1.2.1刺激和任務(wù)將被試自己身體和陌生人身體的彩色照片（泳裝）作為刺激材料。每個(gè)身體照片都有一定傾斜角度，或從中間向右傾斜45～90°，或中間向左傾斜45～90°。所有被試完成四種實(shí)驗(yàn)任務(wù)，每種任務(wù)都包括兩類身體照片：自我身體照片和陌生人身體照片。

1.2.1.1身體照片自陌辨認(rèn)要求被試對(duì)每個(gè)呈現(xiàn)的身體照片作自我和他人判斷，分別用相應(yīng)的左右手作按鍵反應(yīng)。這個(gè)任務(wù)要求被試不必注意身體照片的方向。

1.2.1.2被動(dòng)身體照片左右判斷要求被試對(duì)每個(gè)呈現(xiàn)的身體照片（自我身體照片或他人身體照片）作左右朝向判斷，分別用相應(yīng)的左右手作按鍵反應(yīng)。這個(gè)任務(wù)要求被試不必注意身體照片是誰(shuí)。

1.2.1.3主動(dòng)自我身體照片左右判斷要求被試只對(duì)自我身體照片作左右朝向判斷，分別用相應(yīng)的左右手作按鍵反應(yīng)，對(duì)陌生人的身體照片不作任何反應(yīng)（他人身體照片忽略）。

1.2.1.4主動(dòng)他人身體照片左右判斷要求被試只對(duì)他人身體照片作左右朝向判斷，分別用相應(yīng)的左右手作按鍵反應(yīng)，對(duì)自我的身體照片不作任何反應(yīng)（自我身體照片忽略）。

所有任務(wù)都要求被試盡量準(zhǔn)確迅速地作出反應(yīng)。包括4個(gè)組共160個(gè)trial。每個(gè)組包括自我身體照片和陌生人身體照片各20張，其中10張身體照片朝左，10張朝右。被試的性別與陌生人的性別匹配，并且對(duì)于每個(gè)被試，陌生人都是同一個(gè)人。

1.2.2刺激程序刺激呈現(xiàn)在屏幕中央。1個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間流程為：首先在屏幕中央呈現(xiàn)十字注視點(diǎn)500 ms，再500 ms空屏后呈現(xiàn)身體照片300 ms，然后空屏700 ms，這樣1個(gè)實(shí)驗(yàn)共2 s。

2個(gè)組間隔時(shí)間為1 min，兩種任務(wù)間隔為5 min。實(shí)驗(yàn)期間，要求被試盡可能保持眼睛注視屏幕中央。實(shí)驗(yàn)前，讓被試熟悉實(shí)驗(yàn)材料（圖1）。

1.2.3EEG紀(jì)錄采用NeuroScan腦電記錄分析系統(tǒng)，被試戴32導(dǎo)電極帽記錄腦電，導(dǎo)聯(lián)方法采用國(guó)際10／20系統(tǒng)。以左右耳突作為參考電極，接地點(diǎn)位于Fz和Cz的中點(diǎn)。采樣精度為0.168 μv／LSB，采樣頻率為1 000 Hz，NeuroScan腦電系統(tǒng)放大器的帶通濾波為0.05～70 Hz。電極與頭皮的接觸電阻調(diào)整為小于5 kΩ。

1.3數(shù)據(jù)分析記錄原始腦電，對(duì)每個(gè)被試的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理。排除眼動(dòng)和其它偽跡后（不超過(guò)±60μV），依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)任務(wù)疊加EEG。截取-200～400 ms的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，刺激呈現(xiàn)前200 ms的平均電位均值作為ERP測(cè)量的基線。根據(jù)本研究目的和總平均圖，測(cè)量N60，P100和N170的波幅和潛伏期。對(duì)每個(gè)波的波幅和潛伏期以及行為數(shù)據(jù)進(jìn)行身體照片類型（2個(gè)水平：自我身體照片，他人身體照片）、認(rèn)知任務(wù)（4個(gè)水平：身體照片自陌辨認(rèn)，主動(dòng)身體照片方向判斷，被動(dòng)身體照片方向判斷，身體照片忽略）、半球（2個(gè)水平：左，右）和注意水平（兩個(gè)水平：主動(dòng)，被動(dòng)）等因素進(jìn)行ANOVA分析。

2結(jié)果

2.1行為數(shù)據(jù)分析

身體照片認(rèn)知加工的反應(yīng)時(shí)見(jiàn)表1。對(duì)反應(yīng)時(shí)的結(jié)果進(jìn)行身體照片類型（2個(gè)水平：自我身體照片，他人身體照片）×認(rèn)知任務(wù)類型（3個(gè)水平：自陌辨認(rèn)，主動(dòng)方向判斷，被動(dòng)方向判斷）兩因素ANOVA分析，發(fā)現(xiàn)身體照片類型的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=5.31, p=0.04，他人身體照片的認(rèn)知加工比自我身體照片更快。認(rèn)知任務(wù)類型的主效應(yīng)也顯著，F(xiàn)(2, 14)=17.15, p=0.00，3種認(rèn)知任務(wù)之間的反應(yīng)時(shí)都不一樣，身體照片自陌辨認(rèn)的反應(yīng)最慢，其次是主動(dòng)身體照片方向判斷，被動(dòng)身體照片方向判斷的反應(yīng)最快。此外，身體照片類型與認(rèn)知任務(wù)類型的交互作用也達(dá)到了顯著水平，F(xiàn)(2, 14)=3.96, p=0.04，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)只有在主動(dòng)身體照片方向判斷認(rèn)知任務(wù)下，對(duì)兩類身體照片的反應(yīng)才有差異。這提示我們注意水平可能影響反應(yīng)時(shí)。對(duì)身體照片類型（兩個(gè)水平：自我身體照片，他人身體照片）×注意水平（兩個(gè)水平：主動(dòng)，被動(dòng)）兩因素進(jìn)行ANOVA分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，注意水平的主效應(yīng)非常顯著，F(xiàn)(1, 15)=34.47, p=0.00，被動(dòng)注意比主動(dòng)注意條件的身體照片朝向判斷快得多；身體照片類型和注意水平的交互作用也達(dá)到臨界顯著水平F(1, 15)=4.1, p=0.06，注意水平對(duì)不同身體照片朝向判斷的作用不同。進(jìn)一步ANOVA分析表明，只有在主動(dòng)注意條件下，自我身體照片朝向判斷比他人身體照片朝向判斷慢，F(xiàn)(1, 15)=9.49, p=0.01，被動(dòng)注意條件下，二者沒(méi)有差別。但無(wú)論對(duì)于自我身體照片做朝向判斷，還是對(duì)他人身體照片做朝向判斷，主動(dòng)判斷都比被動(dòng)判斷用更長(zhǎng)的時(shí)間，自我：F(1,15)=41.25, p=0.00；他人：F(1,15)= 11.07, p=0.01。

2.2ERP數(shù)據(jù)分析

圖2分別標(biāo)明了由自我身體照片和他人身體照片所誘發(fā)的ERP。在顳枕部，幾個(gè)早期成分被自我身體照片和他人身體照片所誘發(fā)。它們包括一個(gè)早期負(fù)波（N60），其波峰位于約60 ms處，接著是一個(gè)正波（P100）和一個(gè)稍晚的負(fù)波（N170），其波峰分別位于約110 ms和170 ms處。兩類身體照片誘發(fā)的N60沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何差異，下面就P100和N170這兩個(gè)波進(jìn)行分析，探討自我身體照片和他人身體照片早期認(rèn)知加工的差異。

2.2.1P100的峰值和潛伏期在60～140 ms的時(shí)間范圍，我們獲取了一種在110 ms左右達(dá)到峰頂?shù)牡谝粋€(gè)明顯的正向偏移成分，按習(xí)慣我們把這種成分叫做P100。測(cè)量每個(gè)被試4種認(rèn)知任務(wù)下P7和P8點(diǎn)P100的波幅和峰潛期（從刺激呈現(xiàn)至最高峰的時(shí)間），得到表2所示數(shù)據(jù)。

對(duì)潛伏期數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的ANOVA分析，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何效應(yīng)。

對(duì)波幅數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量的ANOVA分析，結(jié)果只發(fā)現(xiàn)身體照片類型和認(rèn)知任務(wù)的交互作用達(dá)到了臨界顯著水平，F(xiàn)(3, 13)=3.18, p=0.06。為了考察認(rèn)知任務(wù)對(duì)不同身體照片類型P100的影響，分別對(duì)身體照片自陌辨認(rèn)、主動(dòng)身體照片方向判斷、被動(dòng)身體照片方向判斷、身體照片忽略做ANOVA分析，結(jié)果表明：只有主動(dòng)身體照片方向判斷認(rèn)知任務(wù)下，身體照片類型的主效應(yīng)達(dá)到了顯著水平，F(xiàn)(1, 15)=5.38, p=0.04，為自我身體照片產(chǎn)生的P100波幅大于他人身體照片，與行為數(shù)據(jù)相符。

2.2.1N170的峰值和潛伏期N170是從140～220 ms的時(shí)間范圍（這一時(shí)間范圍是根據(jù)總平均值所顯示的波形而確定的）獲取的一個(gè)負(fù)波，這一負(fù)波在目標(biāo)刺激呈現(xiàn)之后170 ms左右達(dá)到峰頂(表3)。

用身體照片類型（2個(gè)水平：自我身體照片，他人身體照片）×認(rèn)知任務(wù)類型（4個(gè)水平：身體照片自陌辨認(rèn)，主動(dòng)身體照片方向判斷，被動(dòng)身體照片方向判斷，身體照片忽略）×半球（2個(gè)水平：左，右）的三因素重復(fù)測(cè)量的ANOVA分析顯示：從潛伏期來(lái)看，N170有認(rèn)知任務(wù)主效應(yīng)，F(xiàn)(3, 13)=5.78, p=0.01，為身體照片忽略產(chǎn)生的N170的潛伏期大于其他3種認(rèn)知任務(wù)。對(duì)峰值而言，身體照片類型的主效應(yīng)達(dá)到顯著性水平，F(xiàn)(1, 15)=8.14, p=0.01，為自我身體照片產(chǎn)生的N170波幅大于他人身體照片。

3討論

本研究發(fā)現(xiàn)注意水平調(diào)節(jié)人們對(duì)自我身體照片和他人身體照片認(rèn)知加工的行為表現(xiàn)，在主動(dòng)注意條件下，自我身體照片朝向判斷比他人身體照片朝向判斷慢。提示在行為學(xué)方面大腦對(duì)自我身體照片的認(rèn)知加工呈現(xiàn)一定的特異性。

通過(guò)比較自我身體照片與他人身體照片刺激誘發(fā)出的早期ERP成分，探討人腦對(duì)自我身體照片認(rèn)知加工在神經(jīng)電生理方面是否具有特異性。研究發(fā)現(xiàn)，自我身體照片和他人身體照片都一致地在顳枕部誘發(fā)出三個(gè)早期成分（N60，P100和N170）。N60的分析沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何效應(yīng)；P100具有身體照片類型和認(rèn)知任務(wù)類型的交互效應(yīng)，在主動(dòng)身體照片方向判斷認(rèn)知任務(wù)下，自我身體照片產(chǎn)生的P100波幅大于他人身體照片；N170有身體照片類型主效應(yīng)，自我身體照片比他人身體照片誘發(fā)更大N170。

自我身體照片和他人身體照片在顳枕部N60成分的差異不顯著，說(shuō)明在被試的期待中，自我身體照片和他人身體照片并無(wú)差異。Mouchentant-Rostaing（2000）的實(shí)驗(yàn)表明［3］，自動(dòng)、快速而粗糙的分類能在非意識(shí)階段產(chǎn)生（刺激后45～85 ms），且這種分類是由于被試對(duì)不同材料的有意識(shí)的期待所造成的。

身體照片認(rèn)知加工誘發(fā)的P100沒(méi)有身體照片類型主效應(yīng)。這可能是因?yàn)樵缙诔煞諴100與刺激材料物理屬性有關(guān)，說(shuō)明自我身體照片和他人身體照片在材料性質(zhì)上沒(méi)有差異。另有研究指出［4］，早期成分P100與視覺(jué)加工的早期階段有關(guān)。自我/他人身體照片認(rèn)知加工在早期都涉及視覺(jué)加工，也有可能說(shuō)明這兩種身體照片的早期視覺(jué)加工程度基本一致。不管是因材料性質(zhì)，還是早期視覺(jué)加工，P100在自我身體照片和他人身體照片之間并無(wú)差異，說(shuō)明在這一時(shí)間點(diǎn)上自我身體照片和他人身體照片的認(rèn)知加工沒(méi)有發(fā)生分離。不過(guò)值得注意的是，雖然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)P100的身體照片類型主效應(yīng)，身體照片類型和認(rèn)知任務(wù)類型的交互作用卻達(dá)到邊緣顯著水平，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)在主動(dòng)身體照片方向判斷認(rèn)知任務(wù)下，自我身體照片產(chǎn)生的P100波幅大于他人身體照片。說(shuō)明自我身體照片和他人身體照片在這一時(shí)間點(diǎn)上的認(rèn)知加工還是受認(rèn)知任務(wù)類型影響的，與行為結(jié)果相符。這一現(xiàn)象說(shuō)明P100在某一程度上受注意水平的調(diào)節(jié)。隋潔的研究發(fā)現(xiàn)［5］：注意水平可以調(diào)節(jié)面孔再認(rèn)產(chǎn)生的N170。這兩種調(diào)節(jié)是否具有共同神經(jīng)生理基礎(chǔ)，還有待更深一層的探討。

在面孔認(rèn)知加工的事件相關(guān)電位（ERP）研究中，一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)顳枕部的一個(gè)潛伏期約為170 ms的負(fù)波（N170）與面孔特征的結(jié)構(gòu)分析有關(guān)，而與熟悉度、性別、年齡和種族等因素?zé)o關(guān)，代表面孔認(rèn)知加工的特異性，反映了Bruce和Young提出的面孔認(rèn)知模型中的結(jié)構(gòu)編碼［6］。在我們的實(shí)驗(yàn)中，也發(fā)現(xiàn)了類似面孔認(rèn)知加工的N170。Stekelenburg等人（2004）的研究指出，身體照片認(rèn)知加工與面孔認(rèn)知加工的機(jī)制具有相似性，顛倒的身體照片也能引起N170幅值和潛伏期的增加［1］。在本研究中，N170具有身體照片類型的主效應(yīng)，自我身體照片比他人身體照片誘發(fā)了更大的N170。這說(shuō)明身體照片的早期編碼在自我和他人之間是有區(qū)別，自我身體照片的早期認(rèn)知加工具有獨(dú)特性。

我們的結(jié)果也暗含了對(duì)N170種類特殊性的理解，在面孔認(rèn)知加工的文獻(xiàn)中［7］，對(duì)N170是否具有面孔獨(dú)特性已經(jīng)提出了質(zhì)疑。當(dāng)前的研究發(fā)現(xiàn)了N170具有更廣泛功能意義，它可能包括面孔和身體照片的整體知覺(jué)。

4結(jié)論

自我身體照片的早期認(rèn)知加工具有獨(dú)特性。自我身體照片和他人身體照片的認(rèn)知加工從170ms左右發(fā)生分離；注意水平對(duì)身體照片誘發(fā)的P100具有調(diào)節(jié)作用。

參考文獻(xiàn)：

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