動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的心理機(jī)制及神經(jīng)基礎(chǔ)*

張 琪 尹天子,2 冉光明

(1貴州師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院,貴陽 550001)(2貴州省普通高?；A(chǔ)心理與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)特色重點實驗室,貴陽 550001)(3西南大學(xué)心理學(xué)部,重慶 400715)

人類面孔是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷囊曈X刺激,其包含著大量而豐富的社會信息,比如他人的性別、年齡、種族和情緒等(Ran,Chen,Pan,Hu,&Ma,2014)。早期的研究者通常把靜態(tài)面孔表情作為研究對象,但在現(xiàn)實生活中,人們看到的面孔都處于運動狀態(tài)。為了彌補這一不足,最近幾年,有不少研究者開始對動態(tài)面孔表情(dynamic facial expressions)進(jìn)行研究,動態(tài)面孔表情作為人類的一種非言語性信號,在人類的人際交往中發(fā)揮了非常重要的作用。學(xué)者們通常采用表情識別范式、面孔反轉(zhuǎn)范式以及內(nèi)隱范式來研究動態(tài)面孔表情的識別過程,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),較靜態(tài)面孔表情而言,個體在識別動態(tài)面孔表情時表現(xiàn)出較好的識別能力,這種社會性知覺優(yōu)勢被稱為動態(tài)面孔表情的優(yōu)勢效應(yīng)(the superiority effect of dynamic facial expressions)(Sarkheil,Goebel,Schneider,&Mathiak,2013;Thornton,Mullins,&Banahan,2011)。對動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)心理機(jī)制和神經(jīng)基礎(chǔ)的研究具有重要的價值,在臨床上可以為情緒知覺障礙患者(比如孤獨癥兒童)的心理生理康復(fù)工作提供理論依據(jù)。目前動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)在國內(nèi)的研究還相對較少,以下將概述動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的心理機(jī)制和神經(jīng)基礎(chǔ),然后在此基礎(chǔ)上對未來的研究進(jìn)行展望。

1 動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的心理機(jī)制

動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的產(chǎn)生主要涉及以下幾種重要的心理加工：構(gòu)形加工、補償角色和面孔模仿,這些心理過程在人類知覺動態(tài)面孔表情的過程中發(fā)揮著重要的作用,因而成為動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)心理網(wǎng)絡(luò)模型中的關(guān)鍵部分。

1.1 增強(qiáng)的構(gòu)形加工

人類處理面孔信息的方式主要涉及以下兩種,一種是構(gòu)形加工(configural processing),另一種是特征加工(feature-based processing)。構(gòu)形加工,也叫整體加工,是對面部特征間關(guān)系信息進(jìn)行處理的過程,主要表征面孔的整體性信息,反映面孔格式塔,或者是通用的面孔模板(汪亞珉,黃雅梅,2011)。面孔的構(gòu)形加工通常被細(xì)分為三種亞型：一級構(gòu)型(對人的眼睛、鼻子等一階信息進(jìn)行構(gòu)型)、整體加工(整合面孔特征)和二級構(gòu)型(感知面孔各特征間的距離)(Lobmaier,Bolte,Mast,&Dobel,2010;Sandford &Burton,2014)。

為了探討構(gòu)形加工是否受到面孔運動的影響,Ambadar,Schooler和Cohn(2005)讓68名白人大學(xué)生被試觀看正立和倒置的動態(tài)/靜態(tài)面孔表情,并要求他們判斷這些面孔表情所傳遞的情緒內(nèi)容,最后用一個五點量表來考察這些被試對自己情緒判斷的自信程度。實驗結(jié)果顯示：與知覺靜態(tài)面孔表情相比,被試在識別動態(tài)面孔表情時沒有表現(xiàn)出較大的面孔倒置效應(yīng)(the face-inversion effect,FIE)1面孔倒置效應(yīng)是指人們對倒置面孔的識別成績顯著低于對正立面孔的識別,且與非面孔物體的倒置效應(yīng)相比,面孔的倒置效應(yīng)更大(Yin,1969;汪海玲,傅世敏,2011)。。依據(jù)面孔倒置效應(yīng)的整體加工理論(Wagner,Cohen,&Karen,2012;汪亞珉,黃雅梅,2011),個體在加工正立面孔時,面孔的結(jié)構(gòu)信息很重要,但當(dāng)面孔被倒置呈現(xiàn)時,這種整體性信息表征就會受到破壞?；谶@一理論,面孔倒置效應(yīng)的大小,可以被認(rèn)為是一項反映面孔整體性加工的行為學(xué)指標(biāo),即倒置效應(yīng)越大,正立面孔的整體性加工就會更強(qiáng)。因此,Ambadar等人(2005)的研究發(fā)現(xiàn)被試在知覺動態(tài)面孔表情時并未顯示出更大的倒置效應(yīng)表明面孔運動可能不會促進(jìn)構(gòu)形加工。

值得注意的是,Ambadar等人(2005)的研究未能觀察到面孔運動對構(gòu)形加工的增強(qiáng)效應(yīng),其原因可能在于他們的實驗采用的是一種外顯的表情判斷任務(wù)。有研究發(fā)現(xiàn)個體在外顯的任務(wù)中擁有較多的處理面孔信息的認(rèn)知資源,這使得面孔運動的優(yōu)勢效應(yīng)很難發(fā)揮作用(Frühholz,Jellinghaus,&Herrmann,2011)。為了彌補上述研究的不足,Thornton等人(2011)采用了經(jīng)典的內(nèi)隱實驗范式。在該實驗中,研究者給被試呈現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)的正立/倒置面孔表情圖片,被試的任務(wù)是判斷這些面孔的性別。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試在知覺動態(tài)面孔表情時表現(xiàn)出較大的面孔倒置效應(yīng),這表明面孔運動促使知覺者采用了一種更為整體的編碼方式。依據(jù)Thornton等人的觀點,人類是知覺面孔的專家,通常會采用一種整體的方式去知覺他人的面孔,而運動可以使得這種完型(整體加工)更加的牢固、不易分解?？傊?面孔運動增強(qiáng)了面孔的構(gòu)形加工水平。但這一結(jié)論還需要更多實驗證據(jù)的支持。比如,可以考察面孔運動與面孔異族效應(yīng)之間的關(guān)系。異族效應(yīng)是指個體在識別其他種族的面孔時表現(xiàn)出較差的識別成績,該效應(yīng)的一種理論解釋是個體在知覺異族面孔時采用了一種非整體的加工方式(Ran,Zhang,Chen,&Pan,2014)。如果有研究發(fā)現(xiàn)面孔運動可以降低面孔的異族效應(yīng),就可以說明面孔運動使得個體采用一種整體的加工方式去知覺異族面孔,從而為上述研究結(jié)論提供新的證據(jù)。

1.2 動態(tài)補償角色

除加強(qiáng)面孔表情的構(gòu)形加工,面孔運動還具有補償作用。K?tsyri和Sams(2008)讓兩組隨機(jī)分配的成人被試都觀看抽象(電腦合成面孔)和自然(來自于情緒面孔圖片庫的面孔)的面孔表情刺激,且兩組被試的任務(wù)相同,即先對面孔表情刺激的情緒類型(憤怒、厭惡、恐懼、高興、悲傷和驚奇)進(jìn)行判定,然后在等級量表中評價這些刺激的自然性,而唯一不同的是其中一組被試觀看靜態(tài)呈現(xiàn)的刺激,而另一組則觀看動態(tài)的刺激。實驗結(jié)果顯示當(dāng)被試觀看抽象面孔材料時,他們表現(xiàn)出明顯的動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng),而當(dāng)這些被試在觀看自然面孔時,卻并未表現(xiàn)出對動態(tài)表情刺激的知覺偏好,即知覺靜態(tài)和動態(tài)的面孔表情的能力無顯著差異,這表明面孔運動所產(chǎn)生的促進(jìn)作用在相關(guān)信息不完整或不足的情況下更容易被觀察到,即一種補償作用(K?tsyri &Sams,2008)。

為了進(jìn)一步探討面孔運動的補償作用,Cunningham和 Wallraven(2009)在實驗中使用了三類不同分辨率的動態(tài)面孔表情刺激,即完整的全臉面孔(animated full-surface faces)、線框面孔(wireframe faces)和點-線面孔(point-light faces),實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比靜態(tài)面孔表情刺激,三種類型的動態(tài)面孔表情刺激都引起了被試更好的識別表現(xiàn),但這種動態(tài)知覺優(yōu)勢在被試識別空間分辨率最低的點-線面孔時最大。最近的一項實驗研究也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象,當(dāng)實驗者給被試呈現(xiàn)一些空間和結(jié)構(gòu)信息都非常完整的動態(tài)面孔表情材料時,被試卻明顯地顯示出減弱的動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)(Fiorentini &Viviani,2011)。與以往的研究有所不同,Fiorentini和Viviani(2011)的研究結(jié)論從另一個側(cè)面證實了面孔運動的這種補償作用。

綜上所述,面孔運動具有一種特異性的補償作用。具體而言,就是當(dāng)面孔的一些靜態(tài)知覺信息(比如結(jié)構(gòu)、空間或者其他信息)相對不足或者是不存在時,面孔運動會引起更大的動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)(Fiorentini &Viviani,2011;Krumhuber,Kappas,&Manstead,2013)。這一現(xiàn)象可能是由于人類不斷適應(yīng)社會環(huán)境、不斷進(jìn)化的結(jié)果(Krumhuber et al.,2013)。面孔運動的這種動態(tài)補償作用在臨床工作中具有非常重要的應(yīng)用價值,比如它能夠為面孔識別能力受損患者的康復(fù)工作提供理論依據(jù),其原因是這些患者通常表現(xiàn)為對靜態(tài)知覺信息的識別損傷。依據(jù)面孔運動補償作用的觀點,當(dāng)面孔識別障礙病人不能運用靜態(tài)的知覺信息去識別他人的面孔時,即靜態(tài)知覺信息不存在時,面孔運動在某種程度上可以彌補這種知覺缺陷。經(jīng)過長期且有針對性的行為訓(xùn)練,這些患者可以構(gòu)建新的識別他人面孔的認(rèn)知機(jī)制,最終達(dá)到康復(fù)治療的目的。

1.3 提高的面孔模仿能力

面孔模仿(facial mimicry)是指個體對他人面孔信息的一種有意識或無意識的模擬,從而使得自己的面部所傳遞的信息與他人保持一致(Sato,Fujimura,&Suzuki,2008)。相比靜態(tài)面孔表情,動態(tài)面孔表情會誘使個體產(chǎn)生一種更強(qiáng)的、更頻繁的面孔模仿。在Maringer,Krumhuber,Fischer和Niedenthal(2011)的研究中,實驗組被試觀看動態(tài)的視頻剪輯,這些視頻中會出現(xiàn)一些真/假微笑的面孔表情,被試的任務(wù)是模仿視頻中的微笑,并評估這些微笑的真實程度;而控制組被試則觀看靜態(tài)的微笑面孔表情,這些被試需要完成與實驗組被試相同的實驗任務(wù)。最后的結(jié)果顯示實驗組中的被試可以準(zhǔn)確地區(qū)分動態(tài)視頻剪輯中的真假微笑,而控制組中的被試卻很難對面孔微笑的真假性進(jìn)行判定,這說明面孔運動可以促進(jìn)個體的面孔模仿能力,從而使得個體對于面孔表情的知覺更加敏感(Maringer et al.,2011)。有研究者認(rèn)為,面孔表情運動所傳達(dá)的動態(tài)信息能夠誘發(fā)個體的外在特異性行為反應(yīng)和內(nèi)在的動機(jī),這會激發(fā)個體對他人的面孔表情進(jìn)行模仿,而面部模仿所引起的具身化肌肉運動可以有效地將情緒感受以內(nèi)在體驗的方式反饋給知覺者,這種感受到的情緒體驗會影響個體的情緒知覺敏感性,最終促進(jìn)個體的表情加工(Krumhuber et al.,2013)。

最近,Sato,Fujimura,Kochiyama和Suzuki(2013)對面孔運動與面孔模仿之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的探討,他們讓被試觀看一系列動態(tài)和靜態(tài)的面孔表情,并運用面部肌電掃描技術(shù)(electromyography,EMG)同步記錄被試的皺眉肌和顴大肌運動,其實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些面部肌肉的活動在被試知覺動態(tài)面孔表情時運動程度顯著增強(qiáng),該結(jié)果表明動態(tài)面孔表情的呈現(xiàn)確實促進(jìn)了知覺者的面孔模仿。以往的研究發(fā)現(xiàn)動態(tài)面孔表情刺激會激活人類的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng),而該系統(tǒng)在面孔模仿中發(fā)揮了十分重要的作用(Sato &Yoshikawa,2007a)。Korb,With,Niedenthal,Kaiser和Grandjean(2014)的研究也采用了面部肌電掃描技術(shù),并進(jìn)一步證實了動態(tài)面孔表情刺激對個體面孔模仿的影響。

上述研究也有不足之處,即從未明確地區(qū)分面孔肌肉運動與情緒動態(tài)化。Sims,van Reekum,Johnstone和Chakrabarti(2012)認(rèn)為人類的面部是由不同形狀的肌肉單元組成,這些肌肉的運動可以有效地促進(jìn)知覺者的面孔模仿能力,從而為知覺者提供相關(guān)的情緒反饋信息,最終促進(jìn)了對表情的識別。與面部肌肉運動有所不同,情緒動態(tài)化重點關(guān)注不同類型表情間的變化,比如,由高興表情變化到生氣表情或者由中性表情變化到高興表情。Palumbo和Jellema(2013)認(rèn)為情緒間的這種變化可能不會促進(jìn)知覺者的面孔模仿能力,其原因是不同類型表情之間的變化會引起一種內(nèi)隱的情緒預(yù)期效應(yīng),例如,當(dāng)被試知覺到他人的面部表情由生氣表情變化到中性時,被試傾向于認(rèn)為他人此時的情緒是高興的而不是生氣的,這種主觀性的情緒預(yù)期會干擾知覺者真實的面孔模仿。因此,探究上述兩種運動與面孔模仿能力之間的關(guān)系將有助于進(jìn)一步明晰動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制。

2 動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)基礎(chǔ)

動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)與多種心理過程有關(guān),這方面的研究雖然取得了豐碩的成果,但對該效應(yīng)內(nèi)部作用機(jī)制的理解不應(yīng)該是單一的,還需要對其神經(jīng)基礎(chǔ)進(jìn)行探討。在動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,存在一個核心的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),即顳-枕相關(guān)腦區(qū)的連接,由該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)向外延伸的相關(guān)腦區(qū)被稱之為擴(kuò)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其中核心的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)早期的知覺編碼和刺激的運動加工,而延伸網(wǎng)絡(luò)與個體的面孔模仿、刺激的動態(tài)表征等有關(guān)。

2.1 核心的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

核心的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),即顳-枕相關(guān)腦區(qū)的連接,簡稱顳枕聯(lián)合區(qū)。顳葉(temporal lobe)位于大腦的外側(cè)裂下部,主要包括梭狀回面孔區(qū)(fusiform face area)、顳上溝(superior temporal sulcus )、雙側(cè)顳中回(middle temporal gyrus bilaterally)、顳下回(inferior temporal gyrus)等腦區(qū)。而枕葉(occipital lobe)則涉及枕下回(the inferior occipital gyrus)、枕中回(middle occipital gyrus)等。以上腦區(qū)共同構(gòu)成了動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分。

為了研究動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的核心腦區(qū),Sato,Kochiyama,Yoshikawa,Naito和Matsumura(2004)在實驗中采用了空間分辨率較高的 fMRI技術(shù)(功能磁共振成像,functional magnetic resonance imaging),其結(jié)果發(fā)現(xiàn)動態(tài)面孔表情引起了枕下回、雙側(cè)顳中回、顳上溝等腦區(qū)更強(qiáng)烈的激活。但這一研究并未探究各個腦區(qū)之間的關(guān)系。最近,隨著 fMRI技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,一些能夠有效探討各腦區(qū)間連接的數(shù)據(jù)處理方法在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。比如,Foley,Rippon,Ngoc Jade,Longe和Senior(2012)在被試進(jìn)行表情判斷任務(wù)時,同步采集了相關(guān)的腦成像數(shù)據(jù),然后運用連通性分析技術(shù)考察了各腦區(qū)之間連接性的強(qiáng)度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)被試觀看動態(tài)面孔表情時,枕下回與顳上溝之間的連接性顯著增強(qiáng)。以往的研究發(fā)現(xiàn)枕下回負(fù)責(zé)視覺刺激的早期加工,它將外部的信息傳送給顳下回,而顳下回對運動敏感,因此它們之間連接性的強(qiáng)弱與動態(tài)面孔表情識別有關(guān)(Haxby,Hoffman,&Gobbini,2000)。

對精神疾病患者的研究也證實了顳-枕核心神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在人類知覺動態(tài)面孔表情過程中發(fā)揮的重要作用。比如,在Decety,Skelly,Yoder和Kiehl(2014)的實驗中,首先依據(jù)黑爾精神病性量表(Hare Psychopathy Checklist-Revised,PCL-R) 的得分將80名監(jiān)獄勞教人員分成高、中、低三組,然后讓他們觀看不同情緒類型的動態(tài)面孔表情圖片,并運用fMRI進(jìn)行同步大腦掃描。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),與精神病性得分低的被試相比,高分組被試在知覺動態(tài)面孔表情時大腦的顳-枕相關(guān)腦區(qū)(比如枕下回、梭狀回和顳上溝)表現(xiàn)出較低的激活,暗示這些腦區(qū)在個體識別動態(tài)面孔表情的過程中發(fā)揮了重要作用(Decety et al.,2014)。精神病人在知覺動態(tài)面孔表情時的這種腦區(qū)的異常表現(xiàn)主要是因為他們的情緒加工能力以及處理運動信息的能力受到嚴(yán)重的損傷(Decety et al.,2014;Hadjikhani et al.,2014)。Sato 等(2004)和 Foley 等(2012)的研究以正常被試為研究對象,從正面直接驗證了顳-枕相關(guān)核心腦區(qū)與動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)之間的關(guān)系,而 Decety等(2014)則以精神病人為被試,間接地證實了這一研究問題。

2.2 擴(kuò)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

顳-枕核心腦區(qū)是動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)最為關(guān)鍵的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),在個體識別動態(tài)面孔表情的過程中發(fā)揮著重要的作用。隨著動態(tài)面孔表情相關(guān)研究成果的不斷豐富,顳-枕核心網(wǎng)絡(luò)被發(fā)現(xiàn)正沿著兩個方向擴(kuò)展,一是向顳-枕核心腦區(qū)之外的廣大皮層相關(guān)腦區(qū)擴(kuò)展,二是向皮層下的腦區(qū)擴(kuò)展,前者涉及額下回(inferior frontal gyrus)、頂下小葉(inferior parietal lobule)等,而后者主要與杏仁核(amygdala)有關(guān)。

2.2.1 顳-枕核心腦區(qū)之外的皮層腦區(qū)

有研究者指出在面孔加工的神經(jīng)系統(tǒng)中,非視覺區(qū)域擴(kuò)展子系統(tǒng)中的某些皮層腦區(qū)(比如額下回)與面孔運動有關(guān)(Foley et al.,2012),暗示這些腦區(qū)可能是動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)擴(kuò)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組成部分。這一觀點得到了Sato,Toichi,Uono和 Kochiyama(2012)的一項以孤獨癥患者(autism spectrum disorders,ASD)為被試的實驗支持,研究者讓孤獨癥患者和健康被試觀看動態(tài)和靜態(tài)的面孔表情,結(jié)果發(fā)現(xiàn)孤獨癥患者在知覺動態(tài)面孔表情時,其大腦的額下回表現(xiàn)出較低的激活,該結(jié)果暗示額下回與動態(tài)面孔表情有關(guān)。Sato等(2012)人認(rèn)為孤獨癥患者表現(xiàn)出較低的額下回腦區(qū)的激活,其原因是這些患者沒有形成良好的面孔模仿能力,而較強(qiáng)的面孔模仿能力與個體知覺動態(tài)面孔表情有關(guān)。

最近的研究者認(rèn)為大腦頂葉可能在編碼動態(tài)面孔表情的過程中發(fā)揮著重要的作用(Sarkheil et al.,2013)。為了證實這一推論,在Sarkheil等(2013)的 fMRI實驗中,研究者讓被試觀看不同情緒強(qiáng)度的動態(tài)和靜態(tài)面孔表情,并執(zhí)行情緒強(qiáng)度判定任務(wù),結(jié)果顯示被試在觀看動態(tài)面孔表情時,其頂下小葉(inferior parietal lobule)的激活程度顯著提高,這表明頂下小葉會影響人類對他人動態(tài)面孔表情的識別。頂下小葉是一個與高級命令有關(guān)的腦區(qū),該腦區(qū)對外在刺激的動態(tài)表征(dynamic representation,動態(tài)表征是指動態(tài)信息或刺激的運動軌跡在人類大腦中的內(nèi)部再現(xiàn))十分敏感,因而動態(tài)面孔表情能夠誘發(fā)較強(qiáng)的頂下小葉激活(Sarkheil et al.,2013)。

上述研究表明,動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不僅與顳-枕核心腦區(qū)有關(guān),而且還延伸到核心腦區(qū)之外的相關(guān)皮層腦區(qū),比如額下回、頂下小葉等。這些延伸的皮層腦區(qū)在動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中同樣發(fā)揮著非常重要的作用,它們主要參與人類大腦對動態(tài)面孔表情所傳遞信息的深層次和精細(xì)加工(Ulloa,Puce,Hugueville,&George,2014;Sato et al.,2012)。

2.2.2 擴(kuò)展到皮層下相關(guān)腦區(qū)

動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)除沿著大腦的皮層區(qū)域擴(kuò)展,還可以延伸到皮層下的相關(guān)腦區(qū),比如杏仁核。在最近的一項 fMRI實驗中,研究者給被試呈現(xiàn)動態(tài)和靜態(tài)的面孔表情,這些人臉的眼睛注視方向分為兩種,一種是直視被試,另一種是忽視(不注視)被試,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)動態(tài)-直視的面孔表情更能引起被試杏仁核腦區(qū)的激活(Sato,Kochiyama,Uono,&Yoshikawa,2010)。Sato和 Yoshikawa(2007b)認(rèn)為,相比靜態(tài)面孔表情,動態(tài)面孔表情更為真實,這種具有生態(tài)優(yōu)勢效應(yīng)的動態(tài)視覺刺激有利于目光注視(一種社會性注意線索)發(fā)揮線索提示效應(yīng),這使得被試投入更多的注意資源去識別他人的面孔表情。在情緒研究領(lǐng)域,杏仁核的激活程度反映了人類的情緒加工,因此動態(tài)-直視的面孔表情可以誘發(fā)較強(qiáng)的杏仁核激活(Whalen,1998)。

為了更明確地考察杏仁核與動態(tài)面孔表情知覺之間的關(guān)系,Sato,Kochiyama和 Yoshikawa(2010) 簡化了實驗設(shè)計,所有被試只需要完成一個簡單的表情評定任務(wù),對采集到的腦成像數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn),正/負(fù)性動態(tài)面孔表情誘發(fā)的杏仁核激活水平都顯著高于靜態(tài)面孔表情,該結(jié)論充分地說明杏仁核是一個與動態(tài)面孔表情識別有關(guān)的重要腦區(qū)。神經(jīng)解剖學(xué)方面的一些研究者認(rèn)為杏仁核的解剖結(jié)構(gòu)決定了它在知覺動態(tài)面孔表情過程中所應(yīng)該發(fā)揮的作用(Kim et al.,2011;Tumkaya et al.,2014)。具體而言,在人類大腦的高級視覺區(qū)(如顳上溝)存在一些對動態(tài)刺激十分敏感的細(xì)胞群,這些細(xì)胞群有效地將收集到的動態(tài)信息投射到杏仁核,因此可以觀察到動態(tài)面孔表情誘發(fā)了被試較強(qiáng)的杏仁核激活(Kim et al.,2011)。綜上所述,動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括核心網(wǎng)絡(luò)和擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),并且他們各自發(fā)揮著不同的作用。但是,對于該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理解不應(yīng)只局限目前所發(fā)現(xiàn)的這些腦區(qū),將來的研究還需進(jìn)一步關(guān)注其他相關(guān)的腦區(qū),比如腦島(insula)、小腦(cerebellum)等(Alves,2013)。

3 總結(jié)與展望

動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的心理機(jī)制和神經(jīng)機(jī)制是其作用機(jī)制的兩個方面,對它們的研究可以更全面地明晰動態(tài)與靜態(tài)面孔表情之間的知覺差異,其中心理機(jī)制包括構(gòu)形加工、補償角色和面孔模仿能力,而神經(jīng)基礎(chǔ)則涉及核心的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和擴(kuò)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但該領(lǐng)域的研究仍有不足,需要進(jìn)一步完善,未來研究可以從以下幾個方面展開。

3.1 完善延伸的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

盡管以往的研究發(fā)現(xiàn)動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的延伸網(wǎng)絡(luò)與一些重要的腦區(qū)有關(guān)(比如額下回、頂下小葉和杏仁核),但這些發(fā)現(xiàn)并不能清晰地闡明動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Sarkheil et al.,2013)。正如 Sarkheil等人(2013)所描述的那樣,動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以擴(kuò)展到核心網(wǎng)絡(luò)之外的廣大腦區(qū),不應(yīng)局限于目前研究所發(fā)現(xiàn)的這些腦區(qū),即其他皮層區(qū)域以及皮層下組織都有可能是這一延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分。對這一延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展,將有助于完善動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及深入了解其內(nèi)部機(jī)制。因此,在今后的研究中,一方面要探討其他皮層組織與動態(tài)面孔表情識別之間的關(guān)系,如中央后回、旁中央小葉、前扣帶回和楔前葉等皮層組織(Sarkheil et al.,2013);而另一方面,應(yīng)重點關(guān)注皮層下的腦區(qū),比如小腦(Alves,2013)。

此外,以往的研究在探討延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時主要采用的是 fMRI技術(shù),雖然該技術(shù)可以很好地構(gòu)建以解剖結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),但受限于較低的時間分辨率,目前的研究無法探究特定加工階段的延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Kim et al.,2011)。個體對動態(tài)面孔表情的加工畢竟是一個復(fù)雜的心理過程,這一過程可以被區(qū)分成不同的加工階段(Recio,Schacht,&Sommer,2014),在各個階段,延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體認(rèn)知功能以及涉及的相關(guān)腦區(qū)都會存在差異。今后的研究可以采用同步 EEG-fMRI技術(shù)(雷旭,劉歡,李紅,2013),該技術(shù)具有較高的時空分辨率,可以精細(xì)地對不同加工階段的延伸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行考察。在實際操作中,該技術(shù)保證了多模態(tài)研究過程中被試狀態(tài)的統(tǒng)一性,同步采集可以保證實驗環(huán)境、被試的情緒等高度一致(雷旭等,2013)。

3.2 拓展動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的心理機(jī)制

以往研究表明,動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的心理機(jī)制主要包括：構(gòu)型加工、補償角色和面孔模仿(Maringer et al.,2011;Thornton et al.,2011),但上述心理過程并非完全孤立,它們之間可能會存在某種聯(lián)系,今后的研究應(yīng)該關(guān)注該問題。其次,對動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)心理機(jī)制的研究不應(yīng)局限于以上認(rèn)知過程,最近有研究者在調(diào)查孤獨癥被試時發(fā)現(xiàn)他們在知覺動態(tài)面孔表情的最后一張圖像時表現(xiàn)出了夸大的情緒感受性,這一知覺偏差被稱之為動態(tài)面孔表情的表征動量(representational momentum,RM)(Uono,Sato,&Toichi,2014)。動態(tài)面孔表情的這種表征動量在探測他人面孔的情緒以及預(yù)測他人的行為變化方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,暗示這種表征機(jī)制很有可能是動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)心理機(jī)制的重要組成部分,在今后的研究中需要對該機(jī)制進(jìn)行深入而系統(tǒng)的探討。最后,還應(yīng)探究腦與心理機(jī)制的關(guān)系,有研究者認(rèn)為腦與心理過程可能存在一種對應(yīng)的關(guān)系,腦是心理的物質(zhì)載體(Dong,Zhang,&Zhou,2005)。Sato等(2012)的研究可以為這一觀點提供支持,他們指出孤獨癥患者在識別動態(tài)面孔表情時表現(xiàn)出較低的額下回腦區(qū)激活,其原因是這些患者沒有形成健全的面孔模仿能力。

3.3 加強(qiáng)動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的發(fā)展性研究

動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的相關(guān)研究已經(jīng)取得了豐碩的成果,但這些研究都只對某一特定年齡階段的被試進(jìn)行調(diào)查(主要是成人被試),并未考慮該效應(yīng)的發(fā)展變化特點。盡管有研究者開始嘗試探討動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的發(fā)展性,比如Missana,Grigutsch和Grossmann(2014)的研究以8個月大的嬰兒和成年人作為研究對象,但這方面的研究非常有限,幾乎沒有研究者提供關(guān)于這種發(fā)展軌跡的具體信息。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因主要有以下兩個方面：其一,嬰幼兒處在兒童發(fā)展初期,目前相對缺乏有效評估他們面孔識別能力的工具。 其二,成人被試樣本量大,方便采集,而嬰幼兒年齡小,不方便采集。動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的發(fā)展性研究可以為研究者提供一種新的研究思路。因此,今后的工作應(yīng)加強(qiáng)對該效應(yīng)的發(fā)展性研究,具體可以采用以下三種方法：(1)可運用橫向研究的方法探尋兒童與成人被試在識別動態(tài)面孔表情時的差異,(2)可運用縱向追蹤的個案研究,對某一群體的被試進(jìn)行長期的追蹤研究,(3)可采用聚合交叉的研究方法將上述兩種方法相結(jié)合(Missana et al.,2014)。

3.4 重點考察面孔表情的剛性運動

面孔的運動分為剛性和非剛性兩種。剛性運動(rigid facial motion)是指頭部轉(zhuǎn)動,它是相對身體而運動,如點頭、搖頭,而非剛性運動(nonrigid facial motion)是面部上各個器官的運動,如眨眼、撇嘴等(Foley,2012)。以往的研究在探討動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)時主要圍繞非剛性面孔運動所誘發(fā)的心理和神經(jīng)活動,而很少關(guān)注面孔運動的剛性特征(Cunningham &Wallraven,2009;Sarkheil et al.,2013)。最近,有研究者指出剛性和非剛性面孔運動都會影響個體對他人表情的知覺(Bülthoff,Cunningham,&Wallraven,2011),這說明探討面孔的剛性運動有助于豐富動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)的相關(guān)研究。今后的研究應(yīng)該同時考察面孔運動的剛性和非剛性特征。在實驗中,一種實驗條件下呈現(xiàn)只有頭部轉(zhuǎn)動的剛性運動表情刺激,而另一種實驗條件下則呈現(xiàn)只伴有面孔肌肉運動的非剛性運動表情刺激,然后對上述兩種實驗材料所誘發(fā)的心理過程進(jìn)行比較,從而考察這兩種面孔運動在人類知覺他人表情的過程中各自發(fā)揮的作用,這將有助于明晰動態(tài)面孔表情優(yōu)勢效應(yīng)內(nèi)在的發(fā)生機(jī)制,即這種優(yōu)勢效應(yīng)是源于剛性還是非剛性運動,或者是兩者共同作用的結(jié)果。

3.5 運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)考察動態(tài)面孔表情的優(yōu)勢效應(yīng)

盡管人類是識別面孔的專家,但他們對面孔表情的識別會受到環(huán)境的影響。以往的實驗在研究面孔表情時,通常是在電腦的黑色屏幕中呈現(xiàn)靜態(tài)表情刺激,而當(dāng)研究社會和情感事件時,這種在黑色屏幕中呈現(xiàn)的刺激不可能重新創(chuàng)造出社會交互作用的各個方面,即使是動態(tài)表情刺激,也會因缺乏情景浸入(情景浸入是指知覺者認(rèn)為自己就處在周圍的環(huán)境中)而產(chǎn)生一種非真實感(Sim?es,Amaral,Carvalho,&Castelo-Branco,2014)。為了解決這一問題,Sim?es等人(2014)在其研究中提出可以嘗試?yán)锰摂M現(xiàn)實技術(shù)來改善動態(tài)面孔表情研究的生態(tài)效度,這種浸入式的刺激呈現(xiàn)方式能提高場景的現(xiàn)實性,從而使得實驗中的動態(tài)面孔表情更接近我們在社會互動中所觀察到的面孔表情。這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)是由一個 3D的投影設(shè)備和一個精密定位的追蹤器組成,被試被要求帶上 3D眼鏡和定位追蹤的紅外線發(fā)射器,其目的是讓他們產(chǎn)生一種浸入式的感覺(Klein et al.,2013;Merchant et al.,2012)。此外,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以幫助研究者設(shè)計出不同的虛擬社會環(huán)境,這有助于考察復(fù)雜的社會環(huán)境對個體識別動態(tài)面孔表情的影響。 綜上所述,今后的研究應(yīng)該注重采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來研究動態(tài)面孔表情的優(yōu)勢效應(yīng)。

雷旭,劉歡,李紅.(2013).睡眠的同步 EEG-fMRI 研究述評.心理科學(xué)進(jìn)展,21,448–457.

汪海玲,傅世敏.(2011).面孔倒置效應(yīng)的研究與理論述評.心理科學(xué)進(jìn)展,19,1588–1594.

汪亞珉,黃雅梅.(2011).面孔識別中的構(gòu)形加工與特征加工.心理科學(xué)進(jìn)展,19,1126–1137.

Alves,N.T.(2013).Recognition of static and dynamic facial expressions:A study review.Estudos de Psicologia,18,125–130.

Ambadar,Z.,Schooler,J.W.,&Cohn,J.F.(2005).Deciphering the enigmatic face-the importance of facial dynamics in interpreting subtle facial expressions.Psychological Science,16,403–410.

Bülthoff,H.H.,Cunningham,D.W.,&Wallraven,C.(2011).Dynamic aspects of face processing in humans.In S.Z.Li&A.K.Jain(Eds.),Handbook of face recognition(pp.575–596).London,The United Kingdom:Springer-Verlag.

Cunningham,D.W.,&Wallraven,C.(2009).The interaction between motion and form in expression recognition.In B.Bodenheimer &C.O’Sullivan(Eds.),Proceedings of the 6th Symposium on Applied Perception in Graphics and Visualization(APGV2009)(pp.41–44).New York:APGV.

Decety,J.,Skelly,L.,Yoder,K.J.,&Kiehl,K.A.(2014).Neural processing of dynamic emotional facial expressions in psychopaths.Social Neuroscience,9,36–49.

Dong,Q.,Zhang,H.C.,&Zhou,X.L.(2005).Mathematical cognition:Brain and cognitive research and its implications for education.Journal of Beijing Normal University(Social Science Edition),(3),40–46.

Fiorentini,C.,&Viviani,P.(2011).Is there a dynamic advantage for facial expressions?Journal of Vision,11,17.

Foley,E.(2012).A multimodal investigation of dynamic face perception using functional magnetic resonance imaging and magnetoencephalography(Unpublished doctorial dissertation).Aston University,Birmingham,USA.

Foley,E.,Rippon,G.,Ngoc Jade,T.,Longe,O.,&Senior,C.(2012).Dynamic facial expressions evoke distinct activation in the face perception network:A connectivity analysis study.Journal of Cognitive Neuroscience,24,507–520.

Frühholz,S.,Jellinghaus,A.,&Herrmann,M.(2011).Time course of implicit processing and explicit processing of emotional faces and emotional words.Biological Psychology,87,265–274.

Hadjikhani,N.,Zürcher,N.,Rogier,O.,Hippolyte,L.,Lemonnier,E.,Ruest,T.,....Gillberg,C.(2014).Emotional contagion for pain is intact in autism spectrum disorders.Translational Psychiatry,4,e343.

Haxby,J.V.,Hoffman,E.A.,&Gobbini,M.I.(2000).The distributed human neural system for face perception.Trends in Cognitive Sciences,4,223–233.

K?tsyri,J.,&Sams,M.(2008).The effect of dynamics on identifying basic emotions from synthetic and natural faces.International Journal of Human-Computer Studies,66,233–242.

Kim,M.J.,Loucks,R.A.,Palmer,A.L.,Brown,A.C.,Solomon,K.M.,Marchante,A.N.,&Whalen,P.J..(2011).The structural and functional connectivity of the amygdala:From normal emotion to pathological anxiety.Behavioural Brain Research,223,403–410.

Klein,J.,Reuling,D.,Grimm,J.,Pfau,A.,Lefloch,D.,Lambers,M.,&Kolb,A.(2013).User interface for volume rendering in virtual reality environments.InProceedings on Uncertainty in Artificial Intelligence.Faculty of Science and Technology Institute for Vision and Graphics(IVG) Computer Graphics andMultimedia Systems Groop,1–11.

Korb,S.,With,S.,Niedenthal,P.,Kaiser,S.,&Grandjean,D.(2014).The perception and mimicry of facial movements predict judgments of smile authenticity.Plos One,9,e99194.

Krumhuber,E.G.,Kappas,A.,&Manstead,A.S.R.(2013).Effects of dynamic aspects of facial expressions:A review.Emotion Review,5,41–46.

Lobmaier,J.S.,Bolte,J.,Mast,F.W.,&Dobel,C.(2010).Configural and featural processing in humans with congenital prosopagnosia.Advances in Cognitive Psychology,6,23–34.

Maringer,M.,Krumhuber,E.G.,Fischer,A.H.,&Niedenthal,P.M.(2011).Beyond smile dynamics:Mimicry and beliefs in judgments of smiles.Emotion,11,181–187.

Merchant,Z.,Goetz,E.T.,Keeney-Kennicutt,W.,Kwok,O.M.,Cifuentes,L.,&Davis,T.J.(2012).The learner characteristics,features of desktop 3D virtual reality environments,and college chemistry instruction:A structural equation modeling analysis.Computers &Education,59,551–568.

Missana,M.,Grigutsch,M.,&Grossmann,T.(2014).Developmental and individual differences in the neural processing of dynamic expressions of pain and anger.Plos One,9,e93728.

Palumbo,L.,&Jellema,T.(2013).Beyond face value:Does involuntary emotional anticipation shape the perception of dynamic facial expressions?PloS One,8,e56003.

Ran,G.M.,Chen,X.,Pan,Y.G.,Hu,T.Q.,&Ma,J.(2014).Effects of anticipation on perception of facial expressions.Perceptual &Motor Skills,118,195–209.

Ran,G.M.,Zhang,Q.,Chen,X.,&Pan,Y.G.(2014).The effects of prediction on the perception for own-race and other-race faces.Plos One,9,e114011.

Recio,G.,Schacht,A.,&Sommer,W.(2014).Recognizing dynamic facial expressions of emotion:Specificity and intensity effects in event-related brain potentials.Biological Psychology,96,111–125.

Sandford,A.,&Burton,A.M.(2014).Tolerance for distorted faces:Challenges to a configural processing account of familiar face recognition.Cognition,132,262–268.

Sarkheil,P.,Goebel,R.,Schneider,F.,&Mathiak,K.(2013).Emotion unfolded by motion:A role for parietal lobe in decoding dynamic facial expressions.Social Cognitive and Affective Neuroscience,8,950–957.

Sato,W.,Fujimura,T.,Kochiyama,T.,&Suzuki,N.(2013).Relationships among facial mimicry,emotional experience,and emotion recognition.Plos One,8,e57889.

Sato,W.,Fujimura,T.,&Suzuki,N.(2008).Enhanced facial EMG activity in response to dynamic facial expressions.International Journal of Psychophysiology,70,70–74.

Sato,W.,Kochiyama,T.,Uono,S.,&Yoshikawa,S.(2010).Amygdala integrates emotional expression and gaze direction in response to dynamic facial expressions.NeuroImage,50,1658–1665.

Sato,W.,Kochiyama,T.,&Yoshikawa,S.(2010).Amygdala activity in response to forward versus backward dynamic facial expressions.Brain Research,1315,92–99.

Sato,W.,Kochiyama,T.,Yoshikawa,S.,Naito,E.,&Matsumura,M.(2004).Enhanced neural activity in response to dynamic facial expressions of emotion:An fMRI study.Cognitive Brain Research,20,81–91.

Sato,W.,Toichi,M.,Uono,S.,&Kochiyama,T.(2012).Impaired social brain network for processing dynamic facial expressions in autism spectrum disorders.BMC Neuroscience,13,99,doi:10.1186/1471-2202-13-99

Sato,W.,&Yoshikawa,S.(2007a).Enhanced experience of emotional arousal in response to dynamic facial expressions.Journal of Nonverbal Behavior,31,119–135.

Sato,W.,&Yoshikawa,S.(2007b).Spontaneous facial mimicry in response to dynamic facial expressions.Cognition,104,1–18.

Sim?es,M.,Amaral,C.,Carvalho,P.,&Castelo-Branco,M.(2014).Specific EEG/ERP responses to dynamic facial expressions in virtual reality environments.In Z.Y Tian(Ed.),Proceedings of the International Conference on Health Informatics(pp.331–334).Vilamoura:Springer.

Sims,T.B.,van Reekum,C.M.,Johnstone,T.,&Chakrabarti,B.(2012).How reward modulates mimicry:EMG evidence of greater facial mimicry of more rewarding happy faces.Psychophysiology,49,998–1004.

Thornton,I.M.,Mullins,E.,&Banahan,K.(2011).Motion can amplify the face-inversion effect.Psihologija,44,5–22.

Tumkaya,S.,Karadag,F.,Jellema,T.,Oguzhanoglu,N.K.,Ozdel,O.,Atesci,F.C.,&Varma,G..(2014).Involuntary social cue integration in patients with obsessive compulsive disorder.Comprehensive Psychiatry,55,137–144.

Ulloa,J.L.,Puce,A.,Hugueville,L.,&George,N.(2014).Sustained neural activity to gaze and emotion perception in dynamic social scenes.Social Cognitive and Affective Neuroscience,9,350–357.

Uono,S.,Sato,W.,&Toichi,M.(2014).Reduced representational momentum for subtle dynamic facial expressions in individuals with autism spectrum disorders.Research in Autism Spectrum Disorders,8,1090–1099.

Yin,R.K.(1969).Looking at upside-down faces.Journal of Experimental Psychology,81,141–145.

Wagner,K.,Cohen,S.,&Karen,D.(2012).Influences of familiarity on the face-inversion and other-race effects.Journal of Vision,12,627.

Whalen,P.J.(1998).Fear,vigilance,and ambiguity:Initial neuroimaging studies of the human amygdala.Current Directions in Psychological Science,7,177–188.