（基础心理学专业论文）异族效应的脑机制一项erp研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 异族效应的脑机制：一项e r p 研究 摘要 人类社会交往过程中的重要技能之一是识别不同的面孔。在识别过程中，人 们通常感觉其他种族的面孔( 如亚洲人观察欧美人) 看起来很相似，较难区分。 这一现象稳定地存在于不同种族的人群中，称为异族效应( o t h e r r a c ee f f e c t ) 。众 多研究者对异族效应的认知机制已进行了广泛的探讨，并形成了多种解释，且获 得了来自行为和神经相关证据的支持，但鲜有研究就异族面孔难以区分的现象提 供直接的神经学证据。已有研究表明不同对象表征的区分程度常体现为事件相关 电位( e v e n tr e l a t e dp o t e n t i a l s ，e r p s ) n 2 7 0 成分的波幅大小。因此，本研究利用 事件相关电位技术，采用延迟匹配范式，以直接反映表征比较冲突的n 2 7 0 为指 标，对异族面孔难以区分现象的脑机制进行了探讨。 本研究包括三个实验。实验l 采用延迟匹配范式考察不同种族面孔在n 2 7 0 上是否存在差异。实验2 进一步检验实验1 的结果是否由于不同种族面孔图片的 物理差异所致。实验3 则验证本研究所用的指标和范式的有效性。 本研究主要获得以下结论- ( 1 ) 不同种族的面孔发生变化时均可在大脑的前额部位引发冲突波n 2 7 0 ， 但与异族面孔相比，本族面孔变化诱发的n 2 7 0 波幅更大，且存在右半脑优势。 这为异族面孔难以区分提供了直接的神经学证据。 ( 2 ) 面孔倒置后，相比正立面孔，虽然图片的物理差异未变，但异族效应 消失，且本族和异族面孔所引发的n 2 7 0 差异也随之消失。 ( 3 ) n 2 7 0 可以有效的反映面孔心理表征的差异。 关键词：异族效应e r pn 2 7 0 面孔表征差异 浙江大学硕士学位论文a b s t r a c t t h eb r a i nm e c h a n i s mo f0 t h e rr a c ee f f e c t ：a ne r p s t u d y a b s t r a c t f a c er e c o g n i t i o ni so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts k i l l si n0 1 1 1 7d a i l yl i f e w eu s u a l l y h a v et h es e n s et h a tw ep e r c e i v ei n d i v i d u a l sb e l o n g i n gt o “o t h e rr a c e s ”( s u c ha st h e a s i a n sp e r c e i v ec a u c a s i a nf a c e s ) a sa l ll o o k i n ga l i k e t h i sc o m m o n l ye x p e r i e n c e da l l l o o ka l i k ei l l u s i o nf o ro t h e r - r a c ef a c e se x i s t si nd i f f e r e n tr a c ec r o w d s ，a n di sn a m e da s o t h e rr a c ee f f e c t ( o r e ) m a n ys c h o l a r sm a k eac o m p r e h e n s i v er a n g eo fs t u d i e s ，a n d r e a c hk i n d so fe x p l a n a t i o n s ，w h i c hg e tb e h a v i o r a la n dn e u r o p h y s i o l o g i cs u p p o r t h o w e v e r , w h yo t h e rr a c e s a l ll o o ka l i k eh a sn o tb e e ni n v e s t i g a t e d b yd i r e c t n e u r o l o 百c a le v i d e n c e t h ee x i s t e ds t u d i e sa l la p p r o v et h a tt h ed i s t i n c t i v e n e s so f r e p r e s e n t a t i o n sc a nb er e f l e c t e db yt h ea m p l i t u d eo fn 2 7 0 t h e r e f o r e ，i nt h i sp a p e r , u s i n gd e l a y e dm a t c h i n g t o s a m p l ep a r a d i g m ，w ea d o p t e da l le r pe x p e r i m e n tt o i n v e s t i g a t et h en e u r a lm e c h a n i s mo ft h eo t h e rr a c ee f f e c tb yt a k i n gn 2 7 0a sa l li n d e x t h i ss t u d yi n c l u d e dt h r e ee x p e r i m e n t s a d o p t i n gad e l a y e dm a t c h t o s a m p l e p a r a d i g m ，t h ef i r s te x p e r i m e n ti n v e s t i g a t e di ft h e r ei sd i f f e r e n c eb e t w e e no w nr a c e a n do t h e rr a c ef a c e si nc o m p a r i s o ns t a g er e f l e c t e db yn 2 7 0 t h es e c o n de x p e r i m e n t f u r t h e ri n v e s t i g a t e dw h e t h e rt h er e s u l to f e x p e r i m e n to n ew a s c a u s e db yt h el o w l e v e l s a l i e n c eo fd i f f e r e n tp i c t u r e s t h et h i r de x p e r i m e n tv a l i d a t e dt h ee f f e c t i v e n e s so fo u r i n d i c a t o ra n dp a r a d i g m t h em a i nf i n d i n g so ft h i ss t u d ya r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) n 2 7 0w a se l i c i t e dw h e nf a c e sw e r ec h a n g e d ，r e g a r d l e s so ft 1 1 e i r r a c e s h o w e v e r , t h en 2 7 0e l i c i t e db yo w nr a c ef a c e s ，h a dam o r en e g a t i v e g o i n gt h a nt h a t e l i c i t e db yo t h e rr a c ef a c e s ，a n dm a i n l ya p p e a r e di nt h er i g h th e m i s p h e r e ( 2 ) r e v e r s i n gt h ef a c e sh a dn oe f f e c to nt h el o w - l e v e ls a l i e n c e ，b u tt h eo r e d i s a p p e a r e d t h ed i f f e r e n c e so fn 2 7 0b e t w e e no w l lr a c ea n do t h e rr a c ef a c e sa l s o d i s a p p e a r e dw i t hi t v 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t ( 3 ) i tw a se f f e c t i v et h a tn 2 7 0c o u l dr e f l e c tt h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h em e n t a l k e yw o r d s ：o t h e rr a c ee f f e c t ，e r p , n 2 7 0 ，f a c er e p r e s e n t a t i o nd i f f e r e n c e v i 浙江大学硕士学位论文 致谢 致谢 时光飞逝，转眼间三年的研究生生活即将结束。回想在浙大的三年时光，真 切的感受到了求学之路的艰辛，也感到了获得点滴知识的喜悦。 感谢水仁德老师对我无微不至的关怀与支持，是您将我带入了心理学的大 门和您三年的相处，让我无比的怀念，您渊博的知识，谦虚的态度让我非常钦 佩。感谢您在日常生活上对我的关心以及职业规划的指导。 感谢沈模卫老师三年来对我的教导和关怀。沈老师严谨的治学态度，一丝不 苟的工作作风，以及积极向上的进取精神，都让我获益良多。沈老师渊博的学术 造诣，缜密的逻辑思维，为我今后的科研，工作都指明了方向。 还要感谢远在以色列希伯来大学的高在峰师兄在学术上给我的巨大帮助。在 阅读文献、实验设计、数据分析及论文撰写等各个方面，高在峰师兄都给予我细 致的指导。感谢李杰师兄，在本次毕业论文的撰写过程中，认真为本论文撰写提 供了宝贵的建议。感谢尹军在阅读文献、提炼想法及整个研究过程中给我莫大的 帮助与支持。感谢董一胜师兄在数据分析与处理上对我的帮助与支持，他严谨细 致的治学态度也对产生的巨大的影响。 感谢周吉帆、周艳艳、何洁、张萌等师兄师姐，李新字、赵雷、朱晨、叶绿 绿、卢剑刚、邹慧颖等同级战友，以及张海琦、黄翔、王煊、黄玉晶、丁晓伟、 徐晓甜等师弟师妹对我的帮助与关怀。 感谢我的女友张静，三年来对我的体谅与关心，你的支持是我巨大的精神动 为。 最后感谢我的父母，感谢你们多年来对我含辛茹苦的培养与教育。你们为我 的付出，儿子我铭记于心! 王慈 2 0 1 1 年5 月1e l于浙江大学西溪校区 i l l 浙江大学硕士学位论文引言 1引言： 面孔作为日常生活中最常见的事物，提供了如性别、年龄、种族或情感状态 等丰富的社会信息。面孔识别是人类社交活动赖以顺利进行的一项重要技能。然 而，人们常感觉其他种族的面孔( 如亚洲人观察欧美人) 看起来很相似，较难区 分。这种现象大约在1 0 0 年前首先t 扫f e i n g o l d j e 式提出( f e i n g o l d ，1 9 1 4 ) 。之后研 究者对这一现象进行了广泛的探讨，发现该现象普遍存在于不同种族的人群中， 并将该现象命名为异族效应( o t h e rr a c ee f f e c t ，m a l p a s s & k r a v i t z ，1 9 6 9 ) 。异族效 应不仅反映了人们对面孔识别的局限( m e i s s n e r b n g h a m ，2 0 0 1 ) ，而且使得人 们在生活中经常误认异族朋友，给人们的交往带来尴尬和不便；更严重的是在司 法取证过程中，对异族嫌疑人的误认会导致错判等严重后果。因此，有关异族效 应发生机制的研究，有助于加深人们对面孔识别机制的理解，进而消除刻板印象， 维护司法公正，促进跨文化人员的交流。 1 1 面孔异族效应的研究现状 1 1 1行为学相关研究 自2 0 世纪7 0 年代第一个关于“异族效应”的心理学研究报告至今的4 0 多 年中，许多研究者以正确率和反应时等行为指标对该效应的认知机制进行了探讨 ( m a l p a s s & k r a v i t z ，1 9 6 9 ) 。研究者普遍认为与不同种族面孔的接触经验是导致 该现象产生的重要原因。例如，k e l l y 等人采用视觉偏好范式，考察新生l 和三 个月大的婴儿对本族和异族面孔的偏好程度。结果发现新生几对不同种族面孔的 注视时间没有差异，而3 个月大的婴儿却表现出对本族面孔的偏好( k e l l y e ta 1 ， 2 0 0 5 ) 。 虽然研究者已就经验在异族效应中发挥的重要作用达成共识，但对经验发挥 作用的具体机制存在不同解释。有的研究者从编码方式的角度进行解释，他们认 为对不同种族面孔再认成绩的差异是由于面孔的编码采用了本质上不同的加工 方式引起的。具体的说，人们对本族面孔接触较多，知觉经验丰富，属于“专家”； 但对异族面孔的接触较少，知觉经验缺乏，属于“新手”。有关专家和新手加工 方式的研究表明，专家在进行编码时倾向于使用整体性的结构化加工方式，新手 则较多的使用分析性的特征加工方式( d i a m o n d & c a r e y , 1 9 8 6 ；g a u t h i e r & b u k a c h ，2 0 0 7 ) 。对面孔加工而言，结构化加工指的是提取面孔中各器官( 鼻子、 浙江大学硕士学位论文引言 眼睛、嘴巴) 之间的关系和方向信息，特征化加工指的是对面孔各独立器官进行 单独的加工( m a u r e r , g r a n d ，m o n d l o c h ，2 0 0 2 ) 相对于特征加工而言，结构化 加工更稳定、更迅速。因此，人们对本族面孔的加工准确性更高、速度更快。这 一观点得到了许多研究的支持，如：r h o d e s 等人利用“面孔倒置”效应，发现 被试对本族面孔的再认相比异族面孔表现出更大的倒置效应，他们以此推测人们 对本族面孔的加工倾向于采用整体方式( r h o d e s ，t a n ，b r a k e ，& t a y l o r , 1 9 8 9 ) 。 t a n a k a 等人采用“部分整体”的范式获得了支持该解释的直接证据，他们发现 被试对本族面孔的特征在完整面孔中呈现( 整体) 时比单独呈现( 部分) 时其再 认成绩要好，但对异族面孔的特征再认没有此效应( t a n a k a , k i e f e r , & b u k a c h ， 2 0 0 4 ) 。此外，m i c h e l 等人采用了“合成面孔”范式也获得了支持编码方式说的 证据。合成面孔效应指的是人们对面孔上半( 或下半) 部分的识别更容易受到下 半( 或上半) 部分的影响，被认为是面孔整体加工的证据之一( y o u n g ，h e l l a w e u ， h a y , 1 9 8 7 ) 。在他们实验中发现与异族面孔相比，本族面孔的下半部分会更强 的干扰人们对其上半部分的异同判断，即合成面孔效应更强( m i c h e l ，r o s s i o n ， h a n ，c h u n g ，c a l d a r a , 2 0 0 6 ) 另外一些研究者则从面孔表征的角度对经验在异族效应中的影响进行了阐 述。他们着重强调异族效应是由于本族和异族面孔在记忆中形成了不同的心理表 征引起的。具体地说，面孔可以通过一个多维空间进行描述，该空间中的维度是 由接触过的所有面孔的知觉显著性特征来决定的。面孔在该空间中呈正态分布， 中心为平均面孔或常模面孔，边缘为特异面孔。特异面孔与常模面孔的点间距离 决定了它们在感知上的区分度。由于本族面孔经常接触，因此多分布在空间的中 心附近，其点间距离大、集中程度较小，因而微小的差异也能够被觉察到；而接 触较少的异族面孔多分布在离面孔空间中心较远的位置，其密度较大、点间距离 更小，故被试很难被区分异族面孔( 见图1 1 ) ( v a l e n t i n e ，1 9 9 1 ；v a l e n t i n e & e n d o ， 1 9 9 2 ) 。b r i g h a l t l 发现的面孔“独特性效应”可以作为支持表征理论的依据之一。 他们的研究发现本族面孔在面孔空间中的集中程度小，独特性大，而异族面孔的 集中程度大，独特性小，典型性强( b r i g h a l i l ，1 9 9 0 ) 。另外，c h i r o r o 和v a l e n t i n e 发现，与异族面孔的接触可以影响对面孔独特性的感知能力，进而提高对异族面 孔的再认成绩( c h i r o r o v a l e n t i n e ，1 9 9 5 ) 。 2 浙江大学硕士学位论文 引言 本族面孔 三? 异族匾孔 图1 1 面孔多维空间理论示意图 另有研究者认为社会认知因素对异族效应也产生显著影响。持该观点的研究 者认为异族效应可能是由于人们对不同种族面孔的社会知觉差异引起的。他们认 为，人们对异种族成员更倾向于类别化加工，而对本族成员倾向于个体化加工。 因此，在对异族面孔表征时，种族类别( 特征) 上的加工消耗了太多的认知资源， 以致忽视了对个体化信息的加工。由于面孔识别任务大都依靠个体信息，从而导 致了异族面孔的再认成绩较差( l c v i n ，1 9 9 6 ，2 0 0 0 ) 。此解释也得到了一些证据的 支持，如：h u g e n b e r g 等人发现如果刻意的要求人们对异族面孔的个体化信息进 行加工，则会削弱异族效应( h u g e n b e r g ，m i l l e r , & c l a y p o o l ，2 0 0 7 ) 。 研究者们采用行为实验对发生异族效应的认知机制进行探讨的同时，也关注 该效应发生的脑机制。随着认知神经科学的发展，研究者利用单细胞记录( s i n g l e c e l lr e c o r d i n g ) 、功能性磁共振成像( f u n c t i o n a lm a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g ，f m r i ) 和事件相关电位( e v e n tr e l a t e dp o t e n t i a l s ，e r p s ) 等技术对异族效应的脑机制进 行了深入的探讨 1 1 2认知神经科学的研究 k a n w i s h e r 等人利用f l v i r i 技术发现大脑的右侧梭状回对面孔的反应敏感，并 将该区称为“梭状回面孔区( f u s i f o r mf a c ea r e a ，f f a 尸( k a n w i s h e r , m c d e r m o t t ，& c h u n ，19 9 7 ；m c c a r t h y , p u c e ，g o r e ，& a l l i s o n ，19 9 7 ) 。在此基础上，g o l b y 等人发 现相比异族面孔，人们在识别本族面孔时，右侧梭状回面孔区的激活强度显著增 加( a l e x a n d r aj g o l b y , g a b r i d i ，c h i a o ，e b e r h a r d t ，2 0 0 1 ) 。最近n a t u 等人的研 究发现本族面孔出现后，梭状回面孔区立即出现一个较大的激活。异族面孔出现 后，梭状回面孔区的反应较弱，但随着时间的推移异族面孔在该区域引发的反应 浙江大学硕士学位论文引言 强度会逐渐增大( n a t u , r a b o y , & o t o o l c ，2 0 1 1 ) 。还有研究者发现不同种族面孔 在其他脑区的激活上也有所不同，如：h a r t 等人发现，在对重复呈现的面孔进 行反应时，异族面孔在杏仁核上有更强的激活( h a r te ta 1 ，2 0 0 0 ) 。 上述f m r i 的研究考查了不同种族面孔在特定脑区上的差异，而事件相关电 位技术的高时间精度优势，可用来考察不同种族面孔在各加工阶段的表现。 b e i l t i n 等人利用该技术发现面孔刺激呈现后1 7 0 m s 左右，在大脑颞枕叶会记录到 一个负成分一一n 1 7 0 ，并认为该成分与面孔结构的加工有关，是面孔加工的特 异性成分( b e n t i n ，a l l i s o n ，p u c e ，& p e r e z ，1 9 9 6 ；r o s s i o n & j a c q u e s ，2 0 0 8 ) 。有研 究者利用此成分探讨了种族对面孔加工的影响，获得了一些有意义的结果。 h e r m a n n ( 2 0 0 7 ) 和s t a h l ( 2 0 0 8 ) 等人发现相比白人( 同族) 面孔，白人被试在 看黑人( 异族) 面孔时诱发的n 1 7 0 波幅更大，潜伏期更长。他们认为该结果由 于人们无法对异族面孔的结构信息进行加工，导致更多的注意资源消耗所致 ( h e r r m a n ne ta 1 ，2 0 0 7 ；s t a h l ，w i e s e ，s c h w e i n b e r g e r , 2 0 0 8 ；w a l k e r , s i l v e r t , h e w s t o n e ，& n o b r e ，2 0 0 8 ) ；但c a l d a r a 和t a n a k a 等人的研究显示，n 1 7 0 对面孔 的种族特征并不敏感，本族和异族面孔引发的n 1 7 0 在波幅和潜伏期上均无差异。 据此他们认为早期的编码阶段仅能完成对面孔形状的觉察，而种族方面的信息要 在更迟的阶段才能得到加工( c a l d a r a , r o s s i o n ，b o v e t , & h a u e r t , 2 0 0 4 ；t a n a k a & p i e r c e ，2 0 0 9 ；v i z i o l i ，r o u s s e l e t , c a l d a r a , 2 0 1 0 ) 。此外，也有研究者利用其他脑 电成分对此问题进行了探讨。s c h w e i n b e r g e r 等人发现当面孔重复出现时，大脑 的右侧枕叶( p 8 ) 在第二张面孔出现后的2 5 0 m s 附近出现一负波( n 2 ) ，并认为 该成分反映的是面孔个体化信息的深层次加工( s c h w e i n b e r g e r , h u d d y , & b u r t o n ， 2 0 0 4 ) ；i t o 等人发现，本族面孔所诱发的n 2 波幅更大( i t o ，t h o m p s o n ，& c a c i o p p o ， 2 0 0 4 ) 。m a 等人的研究显示，相对于正性情感启动，负性情感启动条件下的同族 面孔诱发了更大的n 2 ，但在异族面孔识别时却没有此现象( m ae ta 1 ，2 0 0 9 ) 。 1 2 问题提出 虽然许多研究者利用认知神经科学的相关技术，发现了不同种族面孔的加工 在脑机制上存在差异( a l e x a n d r aj g o l b y , g a b r i e l i ，c h i a o ，& e b e r h a r d t ，2 0 01 ；h a r t e ta 1 ，2 0 0 0 ；h e r r m a r me ta 1 ，2 0 0 7 ；s t a h l ，w i e s e ，& s c h w e i n b e r g e r , 2 0 0 8 ；w a l k e r , s i l v e r t ，h e w s t o n e ，& n o b r e ，2 0 0 8 ；c a l d a r a , r o s s i o n , b o v e t , & h a u e r t ，2 0 0 4 ；t a n a k a 4 浙江大学硕士学位论文 引言 & p i e r c e ，2 0 0 9 ；v i z i o l i ，r o u s s e l e t ，& c a l d a r a , 2 0 1 0 ) ，但是这些发现并不能为异族面 孔难以区分提供直接的神经学证据。例如：虽然不同种族面孔在n 1 7 0 上有不同 的激活模式，但仅从此结果较难直接推出异族面孔分辨困难的结论。因此，本研 究将对异族面孔难以区分的神经机制进行直接探讨。 s i m o n s 等人认为，能否成功地觉察对象的变化，其核心在于其表征的差异程 度。觉察对象的变化包含以下步骤：首先，所看到的对象能够被表征，且表征能 够保存下来；其次，变化前后的对象表征需进行比较；最后，比较的结果要能被 主体意识到，即表征的变化量需足够大( s i m o n s r e n s i n k ，2 0 0 5 ) 。据此，异族面 孔较难区分的原因可描述为与本族面孔相比，异族面孔表征差异较小，以至较难 被主体意识到。已有研究者采用行为技术从面孔表征空间( v a l e n t i n e ，1 9 9 1 ； v a l e n t i n e & e n d o ，1 9 9 2 ) 、面孔个体化信息加工( l e v i n ，1 9 9 6 ，2 0 0 0 ) 等角度对不 同种族面孔的表征差异问题进行了探讨，并形成了相应的理论。虽然这些理论在 一定程度上揭示了本族和异族面孔表征差异的认知机制，但都未能揭示该现象的 脑机制。 前人研究表明，n 2 7 0 成分可作为反映比较过程中表征差异的脑电指标。在 他们的研究中一般采用延迟匹配s 1 s 2 范式，前后顺次呈现两个刺激( i s i 一般 为2 0 0 7 0 0 m s ) ，当第一个刺激与接下来呈现的第二个刺激不同时，会在第二个 刺激出现后约2 7 0 m s 处诱发该成分。w a n g 与其同事经过一系列的研究发现，n 2 7 0 广泛存在于多种特征或视觉信息的冲突条件下，如颜色、形状、立体图形、空间 位置、刺激呈现时间、面孔复杂刺激等( w a n g ，k o n g ，t a n g ，z h a n g ，& l i ，2 0 0 0 ； w a n g ，w a n g ，t i a n ，& z h a n g ，2 0 0 1 ；m a o & w a n g ，2 0 0 7 ；m a o & w a n g ，2 0 0 8 ) 。另 有研究者采用该成分对视觉工作记忆表征相关问题进行了探讨( g a oe ta 1 ，2 0 0 9 ； 徐青e ta 1 ，2 0 0 9 ) 。可见，n 2 7 0 在探讨不同对象表征差异的研究中已得到了广泛 的应用。 1 3 研究构思 。 本研究采用延迟匹配s 1 s 2 范式，选取反映表征冲突的n 2 7 0 为指标，通过 比较本族和异族面孔在比较过程中所诱发的n 2 7 0 是否存在差异，探讨异族面孔 难以区分的脑机制。本研究包括以下3 个实验： 实验1 采用延迟匹配范式，考察不同种族面孔在表征冲突的相关指标n 2 7 0 浙江大学硕士学位论文 引言 上是否存在差异。相比本族面孔，异族面孔表征差异较小，因此我们预测异族面 孔所引发的n 2 7 0 波幅将低于本族面孔的波幅。 实验2 将本族和异族面孔倒置，以排除实验1 的结果可能是由于不同种族面 孔的物理差异所致。根据前人研究，面孔图片倒置后，其物理差异并未改变，但 异族效应现象消失( r h o d e s ，t a n ，b r a k e ，& t a y l o r , 1 9 8 9 ) 。如果实验l 中不同种族 面孔的n 2 7 0 差异是由于图片的物理差异所致，则本实验仍会出现与实验1 类似 的结果；反之，如果n 2 7 0 的差异反映的是异族效应的神经机制，随着异族效应 的消失，本族和异族面孔所引发的n 2 7 0 差异也会消失。 实验3 则验证本研究所采用指标和范式的有效性。在本实验中，将本族正立 面孔和倒立面孔相比，观察n 2 7 0 是否受到影响。已有研究表明，面孔倒置会损 害面孔的整体性表征( f a r a h ，t a n a k a , & d r a i n ，19 9 5 ；r o s s i o n & g a u t h i e r , 2 0 0 2 ) 。 如果n 2 7 0 可以有效的反映面孔心理表征的差异，那么倒立面孔和正立面孔相比， 虽然物理刺激相同，但面孔表征已经变化，两者的n 2 7 0 应存在差异。 1 4 研究意义 关于异族效应脑机制的研究具有非常重要的理论和实践意义。该研究有助于 加深对异族效应脑机制的理解，进而促进对面孔识别认知理论的完善，同时对消 除刻板印象，维护司法公正，促进跨文化人员的交流也具有一定的应用价值。 6 浙江大学硕士学位论文 实验研究 2 实验研究 2 1 实验1 实验l 采用延迟匹配s 1 s 2 范式，通过记录事件相关电位，观察本族和异族 面孔在比较过程中所诱发n 2 7 0 的差异。相比本族面孔，人们对异族面孔的识别 成绩较差，即更难觉察出异族面孔的变化。由此，我们预测异族面孔变化时所引 发的n 2 7 0 波幅将低于本族面孔。 2 1 1 方法 2 1 1 1 被试 1 3 名( 8 男，5 女) 浙江大学学生参加实验。所有被试均为右利手，无任何 生理或者心理缺陷，视力或者矫正视力正常，年龄在1 9 2 4 岁之间。所有被试均 报告没有和西方人存在密切的接触。 2 1 1 2 材料和仪器 刺激材料包括东方、西方面孔各8 0 张，其中男女各半，表情中性，面部无 明显标志( 胡须、眼镜、痣等) 。经p h o t o s h o p 等软件处理后达到大小、明暗、 对比度和空间频率等一致。为去除头发、耳朵、脖子等面孔外部特征的影响，面 孔置于椭圆区域中( 见图2 1 ) 。为了避免肤色对面孔识别的影响，采用灰阶照片。 刺激呈现在屏幕中央，背景为灰色。实验中的刺激呈现在一台1 7 英寸c r t 显示 器上。显示器分辨率为1 0 2 4 7 6 8 ，刷新频率为1 0 0 h z 。被试通过在p c 标准键 盘上按键进行反应。实验在暗室中进行，被试距显示器约5 7 c m 。 一= 7 “。_ j 黧_ | | l ：o， 。 i 穗篱霉謦i i 薹 籼恻 。萎 i 轰謦一 ；i q ：浊群 t 删2 ；j 疑。溪襄鎏 图2 1 实验中所用刺激形状示例( 左边两张是东方面孔，右边两张是西方面孔) 2 1 1 3 程序 实验时，首先在屏幕中央呈现一个黑色的“+ ”注视点l o o m s ，接着呈现第 一张面孔( s 1 ) 3 0 0 m s ，随后是l o o m s 的掩蔽刺激，然后是7 0 0 r e s 的空屏，最后 一 一 曩羞 一 一 一 浙江大学硕士学位论文 实验研究 在屏幕中央呈现第二张面孔( s 2 ) 3 0 0 m s 。s 1 和s 2 的性别、种族均保持不变。 被试需对前后呈现的面孔是否“相同”做出判断，若面孔相同按“j ”键，否则 按“f ”键。记录正确率和反应时数据。两次试验的间隔为2 0 0 0 m s 3 0 0 0 m s 。 本实验采用2 2 的被试内设计，包含本族面孔的交与不变和异族面孔的变 与不变四种条件，每种实验条件均有8 0 次试验，其中不同性别各占一半，共计 3 2 0 次试验。实验共分4 节进行，其中两节为本族面孔，另外两节为异族面孔， 被试之问采用a b b a 的方式平衡，组间被试休息约5 分钟。 2 1 1 4e e g 记录和分析 采用n e u r o s c a n 公司e s i 一6 4 导脑电记录系统，选取6 1 个头皮位置，利用 a g a g c l 电极帽记录e e g 。以左眼眶额上和下部的2 个电极记录垂直眼电 ( v e o g ) ，以两眼外侧1 5 c m 处的2 个电极记录水平眼电( h e o g ) 。参考电极 置于左侧乳突，接地电极位于f p z 与f z 中央。脑电信号采集增益为5 0 0 ，a d 采 样频率为5 0 0 h z ，滤波带通为o 0 5 1 0 0 h z 。电极与头皮间的电阻小于5 k q 。 分析时首先将参考电极转换为双侧乳突做参考。以s 2 出现前2 0 0 m s 为基线， 截取至s 2 呈现后8 0 0 m s 的数据进行分析。数据均先经过3 0 h z ( 2 4 d b o c t a v e ) 的低通滤波，然后自动矫正眨眼等伪迹，波幅在7 5 9 v 区间之外的试验数据在 叠加平均前剔除。 2 1 2 结果 2 1 2 1 行为结果 被试辨别不同种族面孔的正确率与反应时结果见图2 2 。两种面孔条件下的 正确率均在9 0 以上。对正确率、反应时分别进行面孔一致性( 变与不变) 种 族( 本族与异族) 的双因素重复测量方差分析，结果表明：在正确率上，面孔种 族的主效应不显著( fc l ，1 2 ) = 0 9 3 6 ，p 0 0 5 ) ；面孔一致性的主效应不显著( ， ( 1 1 2 ) 2 = 1 0 6 0 ，p 0 0 5 ) ；两者的交互作用也不显著( f f l ，1 2 ) - o 6 6 7 ，p o 0 5 ) 。 反应时上，面孔种族的主效应显著( f ( 1 1 2 ) - 6 1 3 3 ，p 0 0 5 ) ，被试对本族面孔 的反应( m = 6 4 2 m s ) 显著快于对异族面孔的反应( m = 6 8 7 m s ) ，即异族效应存 在；面孔一致性的主效应显著( ，( 1 1 2 ) = 1 1 5 2 1 ，p o 0 5 ) 浙江大学硕士学位论文 实验研究 b 。 甄洲 欧美 面孔种族 面孔种族 欧美 小变 变化 图2 2 不同种族条件下的正确率( a ) 与反应时( b ) 2 1 2 2 脑电结果 观察n 2 7 0 地形图( 见图2 3 ) ，发现与变化相关的神经激活主要分布在前额 区。根据该地形图，以及前人的研究结果( w a n g ，e ta 1 ，2 0 0 0 ；m a o & w a n g ，2 0 0 7 ) ， 笔者选取f z 和f c z 两个电极进行分析。如图2 4 所示，在s 2 呈现后3 0 0 m s 左 右，不同种族的面孔变化相对于不变均有更负的成分诱发，即n 2 7 0 。以下分析 中截取2 4 0 3 2 0 m s 时间段的平均波幅作为因变量。采用面孔一致性( 变与不变) 种族( 本族与异族) 进行双因素重复测量方差分析，结果表明面孔一致性的主 效应显著( f ( 1 1 2 ，= 3 2 2 6 4 ，p 0 0 5 ) ；面孔一致 性与种族交互作用显著( f ( 1 1 2 ，= 2 4 8 4 1 ，p 0 0 5 ) ，简单效应分析表明不同种 族面孔变化条件的波幅都显著大于不变条件( 本族面孔：f ( 1 ，1 2 ，= 3 6 8 8 ，p 0 0 5 ； 异族面孔：f f l ，1 2 ，= 1 3 9 8 ，p 0 0 5 ) ，即不同种族的面孔变化都能诱发n 2 7 0 。 为进一步分析交互作用，笔者以变化条件下的波幅减去不变条件下的波幅构建差 异波来分析n 2 7 0 的大小，对不同种族面孔的n 2 7 0 进行配对t 检验，结果发现 本族面孔的n 2 7 0 波幅显著大于异族面孔n 2 7 0 波幅( f t l 2 ) = 4 8 9 4 ，p 0 0 5 ) 。 为比较本族面孔和异族面孔在左右半脑上的神经激活模式是否存在差异，笔 者分别将左半脑f 1 、f 3 、f c l 、f c 3 电极的波幅，和右半脑的f 2 、f 4 、f c 2 、 f c 4 电极的波幅进行平均。对不同种族面孔下的平均波幅分别进行面孔一致性 ( 交与不变) 半脑( 左脑与右脑) 双因素重复测量方差分析，结果表明：当面 孔为本族时，面孔一致性主效应显著( f f l ，1 2 ，= 4 3 4 5 6 ，p o 0 5 ) ，两者的交互作用显著( f ( 1 ，1 2 ，= 1 1 1 6 3 ， 9 上皿 浙江大学硕士学位论文实验研究 p 0 0 5 ) 。简单效应分析表明大脑左右半球变化条件下的波幅都显著大于不变条 件( 左半脑：f ( 1 。1 2 ) = 4 0 5 2 2 ，p 0 0 5 ；右半脑：f 1 1 2 ) - 4 1 1 2 4 ，p 0 0 5 ) 。 对左右半脑的差异波进行配对样本t 检验，结果发现右半脑的n 2 7 0 波幅显著大 于左半脑- ( t 。1 2 ，= 2 3 9 3 ，p 0 0 5 ) ，表明异族面孔变 化在左右半脑诱发的n 2 7 0 没有差异该结果表明不同种族的面孔其变化在左右 半脑上均能引发n 2 7 0 ，但本族面孔诱发的n 2 7 0 存在右半脑优势。 瀛 巨。i 餐 、7 鹗囊攀 l a ， | 砌 i v 图2 3 本族和异族面孔引发的n 2 7 0 地形图 1 00 - f 7 # c 7 一重量f 鼍 辑 矗i。 一“f 皇 蚪赣下口 、 。 r ， 一 5c so 图2 4本族和异族面孔引发的n 2 7 0 原始波图( 、a ) 和差异波圈( b ) 2 i 3讨论 本研究的行为结果表明被试对本族面孔的反应快于异族面孔，显示异族效应 存在更重要的是，在e r p s 上发现与比较过程表征冲突相关的n 2 7 0 在不同种 1 0 浙江大学硕士学位论文实验研究 族面孔下都能引发，并且相比异族面孔，本族面孔改变诱发的n 2 7 0 波幅更大， 且存在右半脑优势。冲突波n 2 7 0 的波幅差异表明相比本族面孔，异族面孔发生 变化时，心理加工到的表征差异量要小。这一发现为异族面孔难以区分提供了直 接的神经学证据。 浙江大学硕士学位论文实验研究 2 2 实验2 由于本族和异族图片为两套不同的面孔图片，故实验1 的结果也可能由于图 片的物理差异所致。有研究指出材料的物理差异对记忆的效果具有决定性作用 ( d o n c h i n & f a b i a n i ，19 91 ；r o u s s e l e t ，p e m e t , b e n n e t t , & s e k u l e r , 2 0 0 8 ) 。根据前人 研究，面孔图片倒置后，图片的物理差异并未受到影响( r o ，r u s s e l l ，l a v i e ， 2 0 0 1 ) ，但异族效应现象消失( r h o d e s ，t a n ，b r a k e ，& t a y l o r , 1 9 8 9 ) 。因此，实验 2 将本族和异族面孔倒置，观察n 2 7 0 在不同种族面孔下是否仍存在差异。如果 实验1 所得结果是由于图片的物理差异引起的，则本实验仍会出现与实验1 类似 的结果；反之，如果n 2 7 0 的差异反映的是异族效应的神经机制，随着异族效应 的消失，本族和异族面孔所引发的n 2 7 0 差异也会消失。 2 2 1方法 2 2 1 1 被试 1 3 名( 9 男，4 女) 浙江大学学生参加实验。所有被试均为右利手，无任何 生理或者心理缺陷，视力或者矫正视力正常，年龄在1 9 2 4 岁之间。所有被试均 报告没有和西方人存在直接密切的接触。 2 2 1 2 材料和仪器 仪器与实验1 相同，刺激材料变为包括倒立的东方、西方面孔各8 0 张( 倒 立图片均为实验l 所用的东西方图片，将之倒置所得) 。 2 2 1 3 程序 实验流程与实验1 相同。本实验也采用2 2 的被试内设计，包含本族面孔 的交与不变和异族面孔的变与不变四种条件，每种实验条件均有8 0 次试验，其 中不同性别各占一半，共计3 2 0 次试验。实验共分4 节进行，其中两节为本族面 孔，另外两节为异族面孔，被试之间采用a b b a 的方式平衡，组间被试休息约5 分钟。 2 2 2 结果 2 2 2 1 行为结果 被试辨别不同种族面孔的正确率与反应时结果见图3 1 对正确率、反应时 分别进行面孔一致性( 变与不变) 种族( 本族与异族) 的双因素重复测量方差 分析。结果表明：在正确率上，面孔种族的主效应不显著( f ( 1 1 2 ) = 1 8 8 4 ，p 0 0 5 ) ； 1 2 浙江大学硕士学位论文实验研究 面孔一致性的主效应不显著( ，。1 1 2 ) = 0 6 4 2 ，p 0 0 5 ) ；两者的交互作用也不 显著( ，t 1 ，1 2 ，= 1 3 8 1 ，p 0 0 5 ) 。反应时上，面孔种族的主效应不显著( f t l ，1 2 ) = 0 2 5 8 ，p o 0 5 ) ，即异族效应消失；面孔一致性的主效应显著( ，f 1 1 2 ) = 1 5 4 9 0 ， p o 0 5 ) 。 a ，。 c 9 鼍 馁 甘 c 暑 c 7 面孔种族 欧美 面孔种族 不变 变化 图3 1 不同种族条件下倒立面孔的正确率( a ) 与反应时( b ) 2 2 2 2 脑电结果 与实验1 类似，发现与变化相关的神经激活主要分布在前额区。笔者选取f z 和f c z 两个电极进行分析。如图3 2 所示，在s 2 呈现后3 0 0 m s 左右，不同种族 的面孔变化