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面孔社会信息对注视提示效应的调制及其神经机制

分类:工程师职称论文 时间:2021-09-06

  摘要眼睛注视是一种独特的非言语社会线索,能够诱发对生存和进化至关重要的注意效应.近年来,研究者采用中央线索提示范式及其变式,关注了面孔社会信息尤其是表情对这一注意效应的调节.面孔表情的调节作用与具体的表情类型有关,同时会受到任务因素和个体因素的影响.这一调节作用会随个体发展而逐渐成熟,与负责对面孔表情和注视方向各自及整合加工的机制相关,涉及到杏仁核和颞上沟脑区.除了面孔表情,面孔其他社会信息(如熟悉性和可信任度、优势度和社会地位、群体属性)也可以调节注视提示效应.这一调节可能涉及额叶视区、额顶注意网络.对面孔表情及其他社会信息调制注视提示效应的行为学证据及其神经机制进行系统综述,能够深化当前对面孔加工和注视提示效应间关系的理解,为社会认知障碍的临床诊断和干预提供参考.

面孔社会信息对注视提示效应的调制及其神经机制

  关键词眼睛注视,注视提示效应,面部表情,社会信息,神经机制

  眼睛注视(EyeGaze)是人们进行社会信息交换、意图推断以及危险探测所依赖的重要非言语性社会线索.眼睛注视可以诱发提示效应(GazeCueingEffect):当中央面孔注视向一侧时,人们能够更快、更准确地探测和判断出现在同一侧的目标物体.这一眼睛注视线索导致的提示效应是稳定而不受主观控制的.即便在人们已经被告知,眼睛注视方向与探测目标出现的位置无关,甚至有80%的可能会指向相反方向的情况下,在短时间内人们也无法控制自己的注意焦点,而会对注视线索进行不自觉地追随[1].这一对他人视线快速而稳定的不自主注意追随现象,被称作社会性注意(SocialAttention).与同等作用的非社会性线索(如箭头)相比,这一注视线索诱发的注意效应更为显著,更不易被主观意志逆转[2-4].这可能与注视线索所具有的独特的社会功能有关,眼睛注视能够可靠地显示他人对空间的关注焦点,帮助推断他人心理状态.早期社会认知的发展,如言语习得、心理理论等与对注视的加工能力的发展息息相关[5,6].在这一方面能力的损害,往往会导致社会性功能的缺损[7-11].

  眼睛注视线索具有独特的社会意义,而由面孔传达的其他社会信息如表情、熟悉性、可信任度等则能为这独特的社会性赋予更多内涵.在日常生活中,我们也常常会将注视方向与相伴随的面孔表情(如快乐、恐惧)及面孔所带有的熟悉性、可信任度等社会信息一同解读.通过观察他人的注意焦点转换,结合面孔提供的表情等社会信息,我们可以形成对注视线索的重要性、相关性、可靠性的评估.这可以帮助我们推断他人的意图、心理状态,从复杂的环境中快速地找到最为相关而有效的线索,进而指导我们的社会性注意行为.本文将从面孔的社会信息尤其是表情对眼睛注视提示效应的调制这一主题出发,围绕着这一调制的具体表现及其发生发展机制,对现有研究进行综述,关注相关的行为学证据和神经机制,对这一研究主题未来的发展方向进行展望.

  1面孔情绪信息对社会性注意的调节

  对于注视提示效应而言,注视的方向提供了关于他人注意焦点的线索[12],而面孔的表情则提供了他人对于这一注意焦点的内在情绪线索[13,14].这一内在情绪信息能否对社会性注意行为产生调节,又具体有何表现?大量研究对上述问题展开了探索.

  1.1面部表情的调节作用

  1.1.1实验范式

  在研究面部表情的调节作用时,研究者往往会采用经典的社会性注意范式,只是将中央的中性面孔在某一时间点替换为带有表情(如恐惧、惊讶、厌恶、愤怒、快乐等)的面孔(图1a).被试的任务则是探测目标(如光栅)出现的位置(localizationtask),或者是对目标(如字母T、L)进行分类判断(classificationtask).需要探测或判断的目标可能会出现在与面孔注视方向一致的一侧或者不一致的一侧,用不一致情况下被试的反应时减去一致情况下被试的反应时,就可以得出注视线索所诱发的提示效应(CueingEffect,CE;图1b).通过将不同表情下的提示效应与中性这一基线比较,或是在不同情绪间相互比较(图1c),研究者就能够考察面部表情的调节作用.

  结合眼动技术可以记录眼动时长和轨迹的特性,有研究者在这一经典的实验范式基础上进行了改动,从另一角度探究面部表情的调节作用.具体而言,研究者将被试的任务改为在目标出现时看向目标所在的位置,记录一致和不一致情况下被试的眼动反应时.然而,需要明确的是,在传统的按键反应实验中,研究者大多会要求被试将注意放在中央,而用余光去捕捉边缘出现的目标.这更多地反映了一种内隐性注意过程,即在没有明显的眼球运动或身体移动时产生的视觉空间注意.与之对比,眼动反应时这一指标则更多地反映了外显性的注意过程,二者存在差异.此外,在这一眼动反应时实验范式的基础上,还有研究者将带有表情的面孔作为干扰刺激,探究不自觉地注视追随对自主眼动的影响.具体来说,黑色的线索方块和作为背景的中性直视面孔会先出现在屏幕中央.之后,面孔会看向一侧并表现出情绪,紧接着,方块会变成红色或蓝色.被试的任务是忽视背景面孔的干扰,根据方块的颜色向指定位置做眼动(如方块变红时看向右侧,方块变蓝时看向左侧).背景面孔眼动方向与线索方块指示眼动方向相同则记为一致条件,不同则为不一致条件(图2).当背景面孔看向一侧时,被试会产生不自主地注视追随,因此,通过比较一致和不一致条件下眼动准确性和潜伏期上的差异,研究者可以比较不同情绪的背景面孔诱发的不自主注视追随对被试自主眼动干扰程度,进而从侧面探究面部表情对注视提示效应的调节.

  1.1.2不同表情的调节作用

  在上述行为和眼动范式及相关变式的基础上,已有的研究进行了一系列实验,对面部表情能否调节注视提示效应及这一调节作用的具体表现进行了探究.研究者发现面部表情能够调节注视提示效应并且不同的面部表情会表现出不同程度的调节作用.与中性面孔相比,恐惧面孔能够诱发更强的提示效应[15-20].类似地,愤怒[16,17,21,22]面孔也能够诱发较中性面孔更强的提示效应.相比较而言,快乐面孔诱发的提示效应虽然也较中性面孔有些微提升[15],但这一提升会更弱[18,23]且更不稳定[17,24,25].对不同表情进行比较则发现,恐惧的提示效应强于快乐[15,19,26],并且这一效应在探测目标具有潜在威胁性时更为显著[27-29].愤怒与快乐的关系则较为复杂,关于二者的关系目前尚无定论.有研究发现,在任务中没有恐惧表情出现的情况下,由愤怒面孔诱发的注意效应在焦虑人群中会强于快乐[22].而在有恐惧表情的情况下,二者则无差异[30],这可能是因为恐惧表情降低了愤怒的优先级.与之相反,也有研究发现,快乐会诱发比愤怒面孔更快的注意定向,但这一现象仅在面孔是女性面孔时出现[31].总的来说,恐惧、愤怒表情诱发的注意效应会更为显著和稳定,这可能是因为这类表情往往暗示着潜在的危险或正在接近的威胁,具有进化意义.

  在非人灵长类动物身上,研究者也发现了类似的面部表情调节作用.在北非短尾猿中,当看见群体中其他成员在进行互动尤其是攻击性互动时,猴子会出现评价表情(commenting).这一表情是猴子在有第三方(尤其是婴儿)加入的沟通中最常出现的表情,它的出现代表着社会信息的发生和交换.研究者发现,评价表情能够有效增强注视追随行为,并且这一增强从5-6个月开始,到一岁时达到巅峰[32].此外,跨物种的表情也能调节注意效应.研究者模仿了三种在食蟹猴中常见的表情,即进攻(张嘴)、臣服(露牙)、友好(碰唇),结果发现,相较于中性面孔,露牙的人类面孔能够诱发食蟹猴更强的注意转向[33].

  总的来说,前人研究发现人们能够对面部表情与注视方向进行整合加工,并据此调节社会性注意.并且,这一能力在人类和非人灵长类动物中都存在,表明其具有跨物种进化基础.值得注意的是,也有研究者并未发现面部表情对注视提示效应的调节[34-36],这可能和这些研究采用的任务设置不同[16,20,27]以及被试的个体差异[25,26,37,38]有关。

  1.2影响面部表情调节作用的因素

  1.2.1任务相关因素

  当环境中存在着一个具有危险性或奖赏性的物体时,人们最为自然的外显反应是先看向一侧注意到这一物体,然后根据这一物体的好坏逐渐流露出惊恐或喜悦的表情变化.作为观察者,我们也会根据自己的日常经验,从观察到的变化评估这一面部表情线索的可靠性和含义.这一表情变化的方式能否影响到面部表情的调节作用?Lassalle等最早系统性地比较了情绪变化出现的时间点对注视提示效应的影响.具体来说,Lassalle等设置了三种情绪刺激呈现方式:面孔同时出现注视转移和表情变化、面孔先出现情绪变化后出现注视转移、面孔先出现注视转移后出现情绪变化.研究结果发现,相较于前两种,最后一种呈现方式下,情绪的调节作用更显著[16],这一现象在目标为跨模态的声音刺激时也存在[21].这可能是因为,最后一种呈现方式与环境中出现危险时人脸表情和注视的变化模式最为接近.类似地,研究者还发现,当面孔的表情为动态呈现,表现出细致而生动的过程和细节时(如按帧呈现、按强度依次呈现),情绪人脸能够诱发更强的注意效应[26,39].相关证据主要来自对于恐惧面孔的研究.Mathews等[40]采用静态的恐惧和中性面孔,对焦虑和非焦虑人群进行了研究.结果发现,静态恐惧面孔只有在焦虑人群中才能够诱发更强的效应.在这一研究的基础上,Putman等[26]采用了逐帧情绪增强的恐惧和快乐面孔.结果发现,动态变化的恐惧表情在焦虑与非焦虑人群中都能够诱发较快乐面孔更强的注视提示效应.Uono等[41]则对比了中性和恐惧面孔,结果也发现,在高、低焦虑人群中,动态变化的恐惧表情都可以诱发比中性更强的提示效应.总的来说,表情的呈现方式能够对提示效应产生调节.当面孔的呈现方式更具生态效度和进化价值时,我们能够更容易、更明确地推断出这一表情变化的原因和意图,这一内在推理过程能够影响到面部表情的调节作用.

  此外,研究者在设置目标刺激时,通常会选择光栅或是字母这类不含情绪信息的目标刺激.然而,在实际生活中,需要人们进行探测和捕获的刺激往往是复杂且带有情绪色彩的.并且,人们通常需要对这一探测目标的情绪性进行评估.Pecchinenda等[20]考察了任务要求及目标情绪能否影响到面部表情的调节作用.研究者从英语情绪词汇系统(AffectiveNormsforEnglishWords,ANEW)中选取了积极、消极两类词语作为探测目标,设置了知觉判断、情感分类两种任务.结果发现,当被试需要对目标词语进行情感分类而非知觉判断时,恐惧、厌恶面孔诱发的提示效应会显著增强,而快乐、中性面孔则不会.这说明面部表情的调节作用与任务要求有关.当人们需要主动去评估环境中刺激的好坏时,恐惧、厌恶面孔这类暗示着环境中存在着潜在的威胁和不愉快的情绪线索会在注意过程中占据更大的优势.进一步的研究则发现,即便在任务不涉及主观情绪判断时,目标的情绪性也能够影响面部表情的调节作用.具体而言,当探测目标具有潜在的威胁性时,恐惧面孔能够诱发更强的注意效应[27].此外,Bayliss等还发现,愉悦的情绪目标也能够增强快乐面孔诱发的提示效应[36].这可能是因为,当探测的目标具有情绪时,同样具有情绪的面孔可能会使得人们更容易将其与目标关联起来,从而对相关表情的调节作用产生影响.总的来说,任务要求及目标情绪性能够影响到面部表情的调节作用,这一影响可能与任务情境、目标情绪性导致的面部表情信息重要性提升有关.此外,面部表情调节作用这一能够根据当前任务要求、探测目标情绪性进行灵活调整的特性,可能对危险探测、个体生存具有重要意义.

  1.2.2个体相关因素

  面部表情对社会性注意的调节作用存在着个体差异,它能够反映不同表情调节作用在人群中的一致性和稳定性.已有的研究将个体差异纳入考量,对这一调节如何受到个体特质影响进行了探索.

  研究者发现,个体的恐惧、焦虑特质会影响到面部表情的调节作用.这可能是由恐惧或焦虑个体对于不确定性的低容忍性,对于表情线索的高敏感性引起[42].研究者发现,恐惧特质与恐惧面孔诱发的提示效应成正相关[43].恐惧、厌恶、愤怒面孔会在有蛇类恐惧症的女性中诱发相较常人更高的提示效应[37].这可能是因为,这类表情往往暗示周围环境中存在着潜在的危险,保留对这类表情的高敏感性能够帮助蛇类恐惧个体更快地探测到危险.在焦虑个体中,这一对于特定表情提示效应增强的现象也存在.在高特质焦虑个体中,恐惧面孔的提示效应也显著强于快乐、愤怒和中性面孔,而这一效应在低焦虑个体中不存在[22,40,44].此外,焦虑特质会与恐惧面孔诱发的提示效应成正相关[26].不过,在面孔表情动态呈现,即情绪呈现逐渐增强的变化时,在低焦虑个体中,恐惧面孔也会表现出相较于中性面孔更大的提示效应[39].然而,后续也有研究发现,恐惧面孔的增强效应与焦虑特质并无相关[23-25],这或许与研究者所采用的呈现方式以及量表手段有关.在之前报告存在差异的研究中,研究者所采用的均为状态特质焦虑量表(StateTraitAnxietyIndex,STAI)量表,这一量表在区分抑郁和焦虑上表现不佳[45],因此个体的抑郁水平可能会导致结果的混淆.后续研究可以采用更广泛、更多样的焦虑测量手段来探讨焦虑特质对于面部表情调节作用的影响.

  除了焦虑特质,自闭特质(AutisticQuotient,AQ)也能影响面部表情的调节作用.这一特质能够反映出一个人的社交的灵活性,高自闭特质的个体往往会表现出一定社会能力的异常[46].研究者发现,恐惧面孔诱发的注视提示效应不受自闭特质影响,但快乐面孔诱发的效应会随自闭特质的升高而降低[25].类似的研究也发现,自闭特质量表中的细节注意分量表的分数与快乐面孔诱发的效应成负相关,即自闭分数越高,快乐面孔诱发的提示效应越低[24].这说明,恐惧表情对高、低自闭特质人群而言具有同等的重要性,而快乐表情对于高自闭人群的重要性会降低,这与恐惧表情具有的生存和进化意义相关.上述结果表明自闭特质会影响到面部表情的调节作用,并且这一影响在不同的表情上有所差别,这一结论也在一定程度上解释了高自闭个体在社交能力上的缺陷.

  此外,社会认知障碍人群,如精神分裂症(Schizophrenia)和孤独症(AutismSpectrumDisorder,ASD)个体往往都会表现出对面部表情[47,48]、注视方向[49,50]等社会信号的误读.在注视提示效应上,精神分裂症个体会表现出对注视线索过度追随(hypersensitivity)[11]或不追随(hyposensitivity)[9]的异常模式而孤独症个体也会表现出较正常发展儿童更弱的注视提示效应[7,51].那么,这些人群在面部表情调节作用上是否会表现出与正常人不同的模式呢?研究发现,精神分裂症个体会表现出与常人相当的面部表情调节作用.在Schwartz等(2010)的研究中,研究者在屏幕中央呈现了一张带有快乐、愤怒、恐惧或中性情绪的面孔,面孔可能直视或看向左侧、右侧.被试的任务是对出现在面孔上的方向词(左、右)进行分类.结果发现,当且仅当面孔为恐惧的情况下,正常人和精神分裂症患者会受到注视方向的影响,更快地对与注视方向一致的单词进行分类,这一现象在仅有眼睛线索时也存在[52].这表明,精神分裂症患者在整合恐惧表情和注视方向的能力上与正常人无差异,这或许与恐惧表情本身的特殊性有关,未来研究仍需对精神分裂症患者会否在其他表情的整合能力表现出异常进行探索.另外,对于孤独症儿童而言,研究者发现,他们会在面部表情的调节作用上表现出一定缺损.Uono等采用由中性开始逐渐流露出表情变化的面孔对正常儿童和高功能孤独症儿童进行研究发现,在正常人群中,恐惧面孔能导致更强的提示效应,但这一增强在高功能孤独症组中不存在[39].恐惧面孔对于高功能孤独症患者来说不能诱发更大的N170波幅[53];只有在当表情特别夸张或伴随着肢体动作时,才会有注意追随效应的增强[54].

  综上所述,个体的恐惧、焦虑、自闭特质能够影响到面部表情的调节作用,这一影响与不同人群对特定表情的敏感性相关.在社会认知障碍群体,特别是孤独症群体中,面部表情的调节作用则会表现出一定程度的异常,这为相关人群在危险探测、社会交往、人际互动等方面存在的障碍提供了解释,具有临床应用价值.——论文作者:袁甜1,2,3)纪皓月1,2,3)于祎雯1,2,3)王莉1,2,3)**蒋毅1,2,3,4)

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