（基础心理学专业论文）面孔识别的特异性——行为和电生理研究.pdf

摘要 面孔加工机制是否具有特异性，这是目前认知神经科学争论的一个焦点。论 文主要以汉字作为对照刺激，在行为水平和神经水平研究了面孔识别的反转效应 和种族效应。实验分别采用了相对辨认任务，再认任务，种族判断任务和前后比 较等4 种任务，探讨了面孔加工过程的特点及其神经机制问题。 本研究包括三个部分的实验，研究一( 实验一、二) ，采用启动范式和面孔 汉字双关图作为实验材料，考察两种启动条件下，面孔汉字双关图的反转效应。 研究二( 实验三到五) ，考察刺激的方向和种族对面孔和文字的认知过程的影响， 并且考察了两个种族的被试对面孔的识别。研究三( 实验六，七) 是两个事件相 关电位( e i 心) 的实验，比较面孔和汉字以及其他2 种刺激物的识别过程的神经 活动，以及不同种族的面孔的识别过程的神经活动。 研究结果发现： 1 经过面孔启动后，被试对双关图的相对辨认出现明显的反转效应( 对反 转刺激的绩效低于正立刺激) ；而经过汉字启动后，被试对双关图的相对辨认没 有出现反转效应，这一结果表明自上而下的专家化系统的激活是面孔反转效应的 一个关键因素。 2 在再认任务中，刺激的种族和呈现方向对文字识别和面孔识别的影响是 一致的，都存在“本种族优势( 本种族的再认绩效高于他种族) ”，并且对两种刺 激物的再认都存在明显的反转效应。在种族判断任务中，被试对他种族( 高加索 人) 的种族分类绩效高于本种族( 中国人) “他种族优势 。两种文字( 汉 字和韩文) 的识别成绩没有差异。对面孔的种族判断存在反转效应，对汉字的种 族判断出现较弱的反转效应，对韩文的种族判断则没有。两种任务条件下，面孔 刺激的反转效应均大于文字刺激。 3 高加索人被试和中国人被试都在再认任务中表现出了“本种族优势”，在 种族判断任务中表现出了“他种族优势。并且两种任务下的种族优势量存在显 著正相关( r = o 3 0 5 ) 。 4 和正立面孔相比，反转面孔所引起的n 1 7 0 振幅更大，而汉字、手表以 及其他物品不同呈现方式引起的n 1 7 0 波没有差异。面孔，手表以及其他物品的 n 1 7 0 存在右侧优势，而汉字左右半球没有差异。反转面孔引起的p 2 0 0 振幅更大， 反转汉字引起的p 2 0 0 振幅小于正立汉字，其他两种刺激物呈现方式没有差异。 p 2 0 0 存在左侧优势。再认和种族判断两种任务下，中国人面孔引起的p 2 0 0 振幅 大于高加索人面孔。 研究结果支持面孔特异性假说。右侧枕颞叶的f f a 区域的n 1 7 0 成分可能与 面孔认知加工系统的结构信息加工有关，大脑两侧枕颞叶的p 2 0 0 成分可能和一 般的视觉专家化系统有关。 关键词：面孔识别专家化系统反转效应种族效应n 1 7 0p 2 0 0 a b s t r a c t o n eo ft h eh o tp o i n t si nc u r r e n tc o g n i t i v es c i e n c ei st h es p e c i f i c i t yo fh u m a nf a c e p r o c e s s i n g u s i n gc h i n e s ec h a r a c t e r sf i t sc o n t r a s ts t i m u l i ，t h ea u t h o ri n v e s t i g a t e dt h e r e v e r s i o ne f f e c ta n dr a c ee f f e c ti nh u m a nf a c er e c o g n i t i o no nb o t hb e h a v i o r a la n d n e u r a ll e v e l s f o u rt a s k s ( d i f f e r e n t i a t i o nt a s k ，r e c o g n i t i o nt a s k ，r a c ej u d g m e n tt a s ka n d d e l a y e dc o m p a r i s o nt a s k ) w e r eu s e di nt h e s er e s e a r c h e s t oe x p l o r et h en e u r a l m e c h a n i s mo fh u m a nf a c ep r o c e s s i n g t h e r ea r et h r e es t u d i e si nt h i sp a p e r u s i n gp r i m i n gt a s ka n df a c e c h a r a c t e r a m b i g u o u sf i g u r e sa ss t i m u l u s ，s t u d y1 ( e x p t 1 & 2 ) e x p l o r e dr e v e r s i o ne f f e c to ff a c e s a n dc h a r a c t e r s u s i n gr e c o g n i t i o nt a s ka n dr a c e - j u d g m e n tt a s k , s t u d y2 ( e x p t 3 ，4a n d 5 ) i n v e s t i g a t e dt h ee f f e c t so ff a c e sa n dw o r d s o r i e n t a t i o na n dr a c em e m b e r s h i p 谢t 1 1 t w os u b j e c t so fr a c e s s t u d y3i n c l u d e dt w oe r pe x p e r i m e n t sc o m p a r i n gn e u r a l c o r r e l a t e s 埘t l lr e c o g n i t i o np r o c e s s i n go ff a c e s ，c h a r a c t e r sa n do t h e rt w ok i n d so f o b j e c t s ，a n dc o m p a r i n gn e u r a lc o r r e l a t e s 谢t l lt w or a c ee f f e c t s i nt h e s er e s e a r c h e sw ef o u n df o l l o w i n gr e s u l t s 1 r e v e r s i o ne f f e c ti nr e c o g n i t i o no ft h ef a c e c h a r a c t e ra m b i g u o u sf i g u r ee m e r g e di n t h ef a c e - p r i m i n gc o n d i t i o nb u tn o ti nt h ec h a r a c t e r - p r i m i n gc o n d i t i o ni ns t u d y1 t h e s er e s u l t ss u g g e s tt h a tt h e r ei st h es p e c i f i cs y s t e mf o rf a c er e c o g n i t i o n ，d e s p i t et h e e x p e r t i s ep r o p e r t yo ff a c ep r o c e s s i n g 2 “s a m e - r a c ef i r s t e f f e c ta n dr e v e r s i o ne f f e c tb o t he m e r g e di nb o t hf a c ea n dw o r d r e c o g n i t i o nt a s k a n dt h em a g n i t u d eo fe f f e c to nf a c ei sl a r g e rt h a tt h a no nw o r d s 3 b o t hc a u c a s i a na n dc h i n e s es h o w e d “s a m e - r a c ef i r s t e f f e c ti nf a c er e c o g n i t i o n t a s ka n d “o t h e r - r a c ef i r s t i nf a c er a c ej u d g m e n tt a s k 4 t h ea m p l i t u d eo fn17 0a n dp 2 0 0w a sh i g h e rw h e nf a c e sw e r er e v e r s e d ( c o m p a r e d w i t hn o r m a lc o n d i t i o n ) t h ea m p l i t u d eo fp 2 0 0w a sl o w e rw h e nc h i n e s ec h a r a c t e r s w e r er e v e r s e d ( c o m p a r e dw i 也n o r m a lc o n d i t i o n ) n os u c hp a t t e r n sw e r ef o u n di n c o n d i t i o n so fo t h e rs t i m u l u s o u rr e s u l t sw e r ec o n s i s t e n tw i t l lf a c es p e c i f i c i t yh y p o t h e s i s t h en 17 0i nf f a i n r i g h to c c i p i t a l t e m p o r a l l o b em i g h tb er e l a t e dw i t l l c o n f i g u r a l i n f o r m a t i o n p r o c e s s i n gi nh u m a nf a c er e c o g n i t i o n t h ep 2 0 0i nb i l a t e r a lo c c i p i t a l - t e m p o r a ll o b e s m i g h tb er e l a t e dw i t hg e n e r a lv i s u a le x p e r t i s es y s t e m k e yw o r d ：f a c er e c o g n i t i o n ，e x p e r t i s es y s t e m ，r e v e r s i o n e f f e c t ，r a c ee f f e c tn 1 7 0 ，p 2 0 0 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：丕塑 日期： 学位论文授权使用声明 ! 哥： 本人完全了解华东师范大学有关保留，使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名：王妈 1 导师签名：夯形庐 日期：趔! 兰：2 第一章面孔识别研究进展 面孔是一种特别的视觉刺激。在社会交往中，面孔是标志个体身份的最具鉴 别性的视觉指标。一方面，面孔是自然的、多维的、复杂的，它与很多变量有密 切的关系( 例如，性别、年龄、种族、熟悉度、情绪状态、社会地位等) ，人们 要对面孔做出大量的、迅速的、有效的加工，才能更好地适应社会环境。另一方 面，面孔识别( f a c er e c o g n i t i o n ) 又是一项基本的认知能力。例如，人类在婴儿 期就可以再认母亲的脸( g o r e n1 9 7 5 ；p a s c a l i s1 9 9 5 ；m o n d l o c h1 9 9 9 ) ，到了成人期 更是能够分辨和记忆成千上万的面孔。人类必须拥有强大的面孑l 识别能力，才能 保证正常的社会生活。因此，面孔识别一直吸引着很多学科科学家的大量研究。 例如，最早的面孔表情研究可以追溯到达尔文 人与动物情绪的表达( g o l d s t e i n 1 9 8 3 ) 。 目前，随着电生理测量和处理，无创性脑成像、以及图形图像处理等技术的 发展，在认知心理学、认知神经科学、神经生理学、社会心理学和计算机科学等 学科中，研究者们对面孔识别的研究的兴趣越发增强，研究成果也大量出现 ( h a x b y2 0 01 ；j o n a t h a n2 0 01 ；p a s c a l i s2 0 0 2 ；m i c h a e l2 0 0 3 ；d a v i d2 0 0 4 ；d o r i s2 0 0 6 ； k a n w i s h e r2 0 0 6 ；j e n k i n s2 0 0 8 ) 。 第一节与面孔有关的各种现象 面孔识别过程中主要的现象有反转效应、种族效应和性别效应等( b r u c e 1 9 8 6 ：c h a n c eje1 9 8 6 ：m o r i t a2 0 0 1 ) 。和其他物体相比，这些效应有其面孔 特异性。在理论上，这些效应提示，人们在识别面孔的过程中会通达更多信息。 面对一张面孔，人们不仅获得知觉印象，而且会激活面孔的种族、性别、情绪、 年龄等( b r u c e1 9 8 6 ：g e o r g epa2 0 0 0 ：m o r i t a2 0 0 1 ) 。 l 反转效应 面孔识别的反转效应( f a c ei n v e r s i o ne f f e c t ) 是指，反转面孔的识别成 绩明显低于正立面孔，并且被试较难觉察反转后面部的某些扭曲( b r u c e1 9 8 6 ) 。 已有许多实验证实面孔的反转效应：例如y i n 在1 9 6 9 年以人们日常熟悉的多种 物体( 如面孔，房子，飞机，运动中的人) 的照片为实验材料，通过记忆再认的 实验任务比较了面孔和其他物体在正向和反转呈现条件下再认绩效的变化。通 常，这些物体在真实世界中都是正向呈现的。结果发现，正向呈现时，被试再认 2 这些物体的绩效都很高；反向呈现时，再认绩效有不同程度的下降。面孔再认绩 效下降比例最大，为2 5 ，其他物体的再认绩效下降2 1 0 ( y i n1 9 6 9 ) 。著名的 “撒切尔错觉 ，d i a m o n d 和c a r e c y 在1 9 8 6 年的实验，s e a r c y 和b a r l e t t 的实 验，a l e of e i r e 和k a n gl e e 的实验都证实了这个现象的存在( d i a m o n d1 9 8 6 ： s e a r c y1 9 9 6 ：l e w i s1 9 9 7 ：f r e i r e2 0 0 0 ) 。v a l e n t i n e 对于相关的研究做了详 细的综述( v a l e n t i n e1 9 8 8 ) 。 神经电生理的研究亦发现，正立面孔和反转面孔在大脑激活的特性上存在差 异。皮层事件相关电位( e r p ) 的研究发现，和正立面孔相比，在枕颞皮层，反 转面孔能够引起一个波幅更大的n 1 7 0 波，并且潜伏期更长；其他刺激物体并没 有出现这种现象( b e n t i n1 9 9 6 ：m o s c o v i t c h2 0 0 0 ：i t i e r2 0 0 2 ：r o s s i o n2 0 0 2 ) 。 功能性磁共振成像( f m r i ) 研究发现，和正立的面孔相比，反转面孔激活的面孔 相关的脑区更小( m o s c o v it c h2 0 0 0 ) 。 反转效应意味着人类识别面孔与识别其它物体的加工过程有不同的方向敏 感性，面孔识别更容易受到呈现方向的影响。面孔反转效应提示，面孔可能是一 种特异性的刺激物，有特异性的加工机制。因此反转效应得到了大量的研究。目 前，在众多研究中，大致有以下五种理论可用来解释面孔识别的朝向敏感现象。 一、整体加工理论。f a r a h 等人( 1 9 9 5 ) 认为，面孔识别是整体性的过程，对 于复杂物体的整体性的知觉是对方向敏感的；面孔的储存是整体性的，意昧着面 孔是一个没有分割的整体，它的各个部分没有被单独地表征出来( f a r a h1 9 9 5 ) 。 当面孔呈现方向发生偏离时，这种整体的加工受到了影响，从而造成反转效应 ( t a n a k a1 9 9 3 ；f a r a h1 9 9 5 ：t a n a k a1 9 9 7 ：f a r a h1 9 9 8 ) 。这种纯粹的整体加工 的观点认为面孔的编码和表征是整体性的，而没有单独的部分的表征。 二、多维空间理论。这种理论认为，面孔可以用一个多维空间的坐标来描述。 和面孔有关的维度有很多，例如年龄、性别、种族、颜色等。人们在知觉学习的 过程中获得这些维度。不同的面孔在这个多维的空间内表示为不同的点 ( v a l e n t i n e1 9 8 8 ) 。其中，典型面孔比较密集地集中在原点附近，特别的面孔则 分散在周围。v a l e n t i n e ( 1 9 9 1 ) 认为，把面孔反转这种实验操作使识别的编码 过程变得困难，人们在多维空间中寻找目标脸的位置时更产生错误( v a l e n t i n e 1 9 9 1 ) 。 三、图式理论。g o l d s t e i n 和c h a n c e ( 1 9 8 0 ) 认为，面孔识别的能力来源于 人对面孔的大量接触。但是在识别效率提高的同时，识别的灵活性会下降 ( g o l d s t e i n1 9 8 0 ) 。因为面孔通常是正立呈现，所以随着经验和年龄的共同作用， 识别正立面孔的绩效逐渐上升，而识别其他方向的面孔的绩效就逐渐下降。这一 理论得到面孔识别的发展研究的支持( f r e i r e2 0 0 1 ；m o n d l o c h2 0 0 2 ) 。例如， 3 d i a m o n d 和c a r e y ( 1 9 8 6 ) 发现，一般被试识别反转面孔的成绩会下降，识别反 转的狗的面孔的成绩没有下降。作为对照，狗面孔的专家( 犬类比赛的裁判和饲 养者们) 在识别狗的面孔时却出现了反转效应( d i a m o n d1 9 8 6 ) 。这些发现很有启 发，但是这个理论没有进一步阐述这种图式在认知加工过程中的机制。 四、心理旋转理论。r o c k ( 1 9 7 3 ，1 9 8 8 ) 认为，处于非正常状态( 如反转) 的面孔首先要通过一种“正常化 的过程，才能产生正常的识别的条件；在处理 反转面孔时，这种“正常化”的过程就是心理旋转，即以非正立方向呈现的面孔 需要通过心理旋转到正常的位置然后才能识别。由于心理旋转机制只能应付简单 的刺激( 如面部特征) ，不能应付复杂的刺激( 如整张脸) ，所以简单的单个特征 可以旋转，复杂的结构信息却不能同时旋转，最后的结果就是反转效应。 五、结构特征理论。这个理论的基本假设是，特征信息和结构信息分别有 两种不同的加工机制。特征信息指的是面孔的各种部件本身的知觉属性，如眼睛、 鼻子、嘴巴和耳朵的形状和颜色等；结构信息指的是面部特征及其相互之间的空 间关系( b r u c e1 9 8 8 ) 。结构信息受方向变化的影响较大，特征信息受到方向变化 的影响较小。在这个基础上，这个理论用两个假设解释反转效应：一是识别面孔 比识别其他物体更依赖结构信息( 一些细微的空间关系的差别) ；二是在反转条 件下结构信息发生的变化更难被觉察，也更难以被校准或纠正( c a r e y1 9 7 7 ： f a r a h1 9 9 5 ：f r e i r e2 0 0 0 ：l e d e rh2 0 0 0 ：f r e i r e2 0 0 1 ：m a u r e r2 0 0 2 ) ；因此， 面孔识别比其他物体受到反转的影响更强。 在实验中，研究者们分别操纵面孔的特征信息和结构信息，以此检验理论假 设。操纵特征信息的方法一般有两种。一是替换整个特征( s e r g e n t1 9 8 4 ；r h o d e s 1 9 9 3 ；t a n a k a1 9 9 3 ；t a n a k a1 9 9 7 ) ，另一种是改变特征的某个属性( 如加深或变淡 瞳孔的颜色) ( s e a r c y1 9 9 6 ；l e d e r1 9 9 7 ；m u r r a y2 0 0 0 ) 。操纵结构信息的方法有很 多。其中一种被广泛接受的方法是，改变不同特征之间的空间距离( s e r g e n t1 9 8 4 ； s e a r c y1 9 9 6 ；l e d e r1 9 9 7 ；t a n a k a1 9 9 7 ；m u r r a y2 0 0 0 ) 。另一些方法，有的是改变特 征的空间朝向，例如把正立的面孔的眼睛和嘴反转( t h o m p s o n1 9 8 0 ；d i a m o n d 1 9 8 6 ；b a r t l e t t1 9 9 3 ；s t e v e n a g e1 9 9 5 ；m u r r a y2 0 0 0 ) ；有的是让面孔的上半部和下半 部错位( y o u n g19 8 7 ) 。 2 跨种族效应 跨种族效应( c r o s s r a g ee f f e c t ) 又可称为种族效应、本种族效应或他种族 效应，是指个体加工本种族的面孔和他种族的面孔时存在差异。有一种“种族效 应 是指本种族再认优势，即人们再认本种族的面孔比他种族的面孔速度更快并 且具有更高的准确率( b o t h w e l l1 9 8 9 ；v a l e n t i n e1 9 9 1 ；c h i r o r o1 9 9 5 ；p a s c a l i s2 0 0 2 ； 4 p 器c a l i s2 0 0 2 ) 。另一种“种族效应 是指他种族优势，一系列研究显示人们在对 不同种族的面孔做种族判断时，判断他种族面孔的速度和正确率均优于本种族的 面孔( v a l e n t i n e19 9 2 ；l e v i n19 9 6 ；c a l d a r a2 0 0 3 ) 。 这一现象的发现源自法律事件中人们对非本种族罪犯的指认错误，这种错误 让很多无辜的人蒙冤入狱( l i c k s o n1 9 7 4 ；m e i s s n e r2 0 0 1 ) 。基于这样的原因，大量 的研究都集中在揭示跨种族效应的原因以及它对面孔识别的影响。早期的研究者 多将种族间的差异归结于社会态度的影响和外貌上的差异，有代表性的理论是内 在刺激差异假设( g o l d s t e i n19 7 6 ；g o l d s t e i n19 7 8 ) 和社会态度假设( s e e l e m a n19 4 0 ； g a l p e r1 9 7 3 ；c a r r o o1 9 8 7 ) 。近期的一种看法认为，是种族间接触经验的影响和认 知加工机制的不同造成这种差异，例如，不同经验假设( m a l p a s s1 9 6 9 ) 、多维空 间理论( v a l e n t i n e1 9 9 1 ) 、分类假设( s e d i k i d e s1 9 9 3 ) 和特征选择假设( m a l p a s s1 9 6 9 ； s h e p h e r d1 9 8 1 ) 在这一点上都相同。 内在的刺激差异假设( i n h e r e n ts t i m u l u sd i f f e r e n c e sh y p o t h e s i s ) 认为，产生 跨种族效应的原因是，面孔的内在可记忆程度有种族差异。人们认为一些种族的 面孑l 与其他种族面孔相比，外貌上是相似的，属于同质的刺激类型( g o l d s t e i n1 9 7 6 ； g o l d s t e i n1 9 7 8 ) 。知觉学习使人们获得区别个体面孔的最优的知觉维度。但是本 种族面孔的知觉维度和他种族面孔的维度常常不同：因此出现跨种族效应。 社会态度假设( s o c i a la t t i t u d eh y p o t h e s i s ) 认为，个体对种族的态度影响面 孔识别能力。一个相关的发现是，种族态度的偏见与非本种族面孔的识别有关， 偏见较少的个体区分非本种族面孔的成绩好，偏见较多个体的成绩差( s e e l e m a n 1 9 4 0 ；g a l p e r1 9 7 3 ；c a r r o o1 9 8 7 ) 。 不同经验假设( d i f f e r e n t i a le x p e r i e n c eh y p o t h e s i s ) 认为，种族间接触经验 在质和量上的差异能够影响跨种族效应的程度( m a l p a s s1 9 6 9 ；c r o s s1 9 7 1 ；p l a t z 1 9 8 8 ) 。研究者认为，增加与非本种族个体的接触经验能够提高对非本种族面孔 的记忆绩效，这种改变的产生存在以下几种可能：( 1 ) 增加接触经验减少了对非 本种族面孑l 的印刻反应，同时使个体更趋向于搜索个性化的信息( m a l p a s s1 9 8 1 ； s h e p h e r d1 9 8 1 ) ；( 2 ) 通过相关的社会奖励与惩罚影响了个体正确识别非本种族 个体的动机( m a l p a s s1 9 9 0 ) ：( 3 ) 增加接触经验降低了对非本种族陌生面孔知觉 的复杂性( g o l d s t e i n1 9 7 1 ) o 多维空间理论认为，人类的表征系统是一个多维度空间，这些维度都是在个 体对不同刺激类型的先前经验的基础上形成的( v a l e n t i n e1 9 9 1 ) 。本种族面孔能够 在这个空间中得到较为充分的表征，在这个空间中的分布较为均匀，个体之间能 够得到较好的区分。而非种族面孔在空间中的分布则较为集中，因而不能得到很 好的表征。 5 分类假说( c a t e g o r i c a lh y p o t h e s i s ) 认为，非本种族的面孔与本种族相比，有 更显著的分类标识( 如西方人面孔与东方人面孔相比，前者鼻子高而突出) ，人们 自动倾向于将其归于一组，因此形成了组内( 本种族面孔) 与组外( 非本种族面 孔) 两种不同类型的面孑l ( s e d i k i d e s1 9 9 3 ) 。组外成员比组内成员的相似性更高， 所以更容易混淆( l i n v i l l e1 9 8 9 ) 。并且，对本种族面孔的识别强调个体方面的认知， 而对非本种族的识别则强调分类水平上的认知( s e d i k i d e s1 9 9 3 ) ，这也造成对非本 种族面孔容易混淆。 特征选择假说( f e a t u r e s e l e c t i o nh y p o t h e s i s ) 认为，人们在对非本种族面孔编 码时，在种族特征上消耗了太多的资源，导致个性化信息接收得少( m a l p a s s1 9 6 9 ； s h e p h e r d1 9 8 1 ) 。面孔识别需要依靠个性化信息，所以非本种族面孑l 记忆起来很 困难。这与幼儿在识别面孔时的困难是相似的：由于过多关注诸如眼镜、帽子之 类的非面孔信息，幼儿识别面孔时常常犯错( c a r e y1 9 7 7 ；f l i r t1 9 8 5 ) 。 综合以往研究来看，虽然研究者提出了不同的理论和假设对跨种族效应进行 解释，但这些理论都不是相互对立、彼此矛盾的。恰恰相反，他们的区别在于分 别从不同角度和层次对同一种现象进行解释。譬如，不同经验假设是从社会因素 的层次加以解释，而多维空间理论则着重于面孔认知机制的层次。不同的接触经 验能够影响面孔认知的跨种族效应，同时，面孔空间模型也是依据不同的经验建 立的，伴随着经验的变化而发生的空间布局的改变，继而影响跨种族效应。从这 一点来说，各种理论之间可以相互补充。 3 跨性别效应的研究 研究者发现，性别和面孔识别的关系存在着类似于跨种族效应的现象，这种 现象被称为跨性别效应( h e d i t z1 9 9 7 ；l e w i n2 0 0 1 ；l e w i n2 0 0 2 ；w r i g h t2 0 0 3 ) 。目前 研究者有如下一些发现。 一、女性辨认所有性别的面孔刺激的绩效均比男性被试的辨认绩效高 ( h e d i t z1 9 9 7 ；l e w i n2 0 0 1 ) 。 二、识别女性面孔，女性被试有优势；识别男性面孔，男女没有差异( l e w i n 2 0 0 2 ) 。有研究者认为女性在语词方面的优势能够易化其对面孔的认知( l e w i n 2 0 0 1 ) ，所以会出现第一种现象。但是这种观点无法解释上述第二种现象。 三、男性被试辨认男性面孔有优势，女性被试辨认女性面孔有优势( w r i g h t 2 0 0 3 ) 。w r i g h t 从生物进化和社会因素两个方面做出的解释是，由于生存和繁衍 的需要，我们的祖先更关注与自己竞争配偶的个体( 同性个体) 。相比之下，对 可能成为自己配偶的个体( 异性个体) 关注较少，由此造成了对同性的面孔识别 绩效更高。另一方面，w r i s t 认为，同性之间的社会接触较多是这种跨性别效应 6 产生的部分原因。譬如，在非色情杂志的封面，大多数的封面人物照片都是与杂 志的目标消费群同一性别的人物。w r i s t 认为这是一种增加接触的途径，从而部 分影响了对同性面孔的识别。 其他研究者也对女性的面孔识别优势做了解释。g o l d s t e i n 和c h a n c e ( 1 9 7 1 ) 研究认为，男性和女性在面孔识别方面的差异是由不同的兴趣和动机造成的 ( g o l d s t e i n1 9 7 1 ) 。这一提法得到了一些研究的支持。有研究者发现，女性在儿童 面孔的认知上也存在优势，他们将原因归结为女性比男性对儿童有更大的兴趣 ( m e k e l v i e19 81 ；m c k e l v i e19 9 3 ；h e r l i t z19 9 7 ) 。 综合以往研究来看，女性在女性面孔识别中具有优势已得到了广泛的认同， 但是这种优势的范围( 只限于女性面孔刺激还是普遍于所有面孔刺激) 以及男性 在面孔识别中是否存在优势还存在争议。总的来说，尽管多数研究发现，被试的 性别同刺激面孔的性别之间有交互作用( 不同性别的被试辨认异性或同性的面孔 时有不同的认知模式) ，但是当前研究尚未取得与跨种族效应相似的、稳定的、 一致的跨性别效应。 第二节面孔识别加工的神经机制 面孔识别的研究方法，目前的趋势是走向综合。这种趋势表现为两个方面， 一是正常人和脑损伤病人的研究相结合，二是较为传统的行为实验方法和现代的 神经成像技术相结合。事件相关电位( e 腿e v e n tr e l a t e dp o t e n t i a l s ) 、功能性磁 共振成像( f m r i ，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 ) 、正电子发射计算机断 层扫描( p e t , p o s i t r o ne m i s s i o nt o m o g r a p h y ) 等，在面孔识别的领域都有大量的 应用。这种趋势使研究者可以探讨面孔识别的神经机制。 l 脑损伤病人提供的现象 通过研究各种脑损伤病人，可以将行为水平上的刺激识别的机能障碍与特定 类型的脑损伤结合起来。神经生理学的研究证明，联合皮层在知觉过程中发挥着 重要作用。人类任何一侧颞叶联合皮层的损伤都能造成认知、辨别和称呼熟知的 人或事物名称的障碍，这些表现称为失认症。人的颞下回损伤或切除以后，患者 会出现颜色失认、物体失认和相貌失认。 脑损伤病人表现出的特异性的面孔失认症状( p r o s o p a g n o s i a ) 是神经心理学 为面孔加工系统有特异性提供的较早的证据。病人通常不能识别任何熟悉的面 孔，甚至不能识别镜子中自己的面孔。这种失认具有极端的特异性，即只是在识 别人的面孔方面有问题，识别其他物体都没有问题。m c n e i l 和w a r r i n g t o n 报告 7 的病人w j ，虽然不能识别人类的面孔，但能识别汽车，也能识别自己农场里的 动物的面孑：l ( m c n e i l1 9 9 3 ) 。视觉复杂度不能解释w j 的症状，因为w j 虽然对人 的面孔严重失认，但仍然能识别其它在视觉上高度复杂的、容易混淆的刺激，例 如羊的面孔。有意思的是，f a r a h ( 1 9 9 5 ) 发现，面孔失认症病人匹配反转面孔 比匹配正立面孔的作业成绩好。这个发现提示，面孔失认症病人加工反转面孔的 能力没有受到严重损伤( f a r a h19 9 5 ) 。 与此相对，研究者发现还存在物体失认症，即患者能识别面孔但是不能识别 一般物体。m o s c o v i t c h 等发现一个病例c k 有物体失认症，他能够辨别整个刺激 是一张面孔，但是他不能正确识别面孔的各个部件；此外，c k 对反转面孔或打 乱面孔的识别成绩较差，但是识别正立面孔却表现正常( m o s c o v i t c h1 9 9 7 ) 。两者 结合起来，得到这样一个结果：面对一张由很多物体组成的面孔时，面孔失认病 人虽然可以一一辨认出各个物体，却不知整个刺激实际上是一副面孔：而单纯物 体失认病人虽然能看出整个刺激是一副面孔，但不能识别构成该面孔的各个物体 ( m o s c o v i t c h19 9 7 ) 。 上述脑损伤病人的症状构成了面孔识别和一般物体识别的功能的双重分离， 这提示神经系统中存在两个独立的功能模块。综合考察面孔失认症的个案资料， 研究者发现，面孔识别主要定位在腹侧颞叶和枕叶皮层，而物体失认时损坏的脑 区总是在左半球。 有研究提示，面孔识别和物体识别在解剖位置上的差别可能是由基因决定。 f a r a h ( 2 0 0 0 ) 等人的病人a d a m 出生一天时双侧枕叶和颞枕区梗塞，造成后来 严重的面孔失认，他对物体的识别好于对面孔的识另l j ( f a r a h2 0 0 0 ) 。这一病例提 示，即使有充足的学习机会和发展时间，其它神经结构也难以发展出面孔识别的 能力。 2 事件相关电位研究 面孔识别的e r p 研究始于2 0 世纪6 0 年代。1 9 6 5 年s u t t o n 采用脑电波的平 均叠加法，发现与心理因素相关的内源性成分的p 3 0 0 认知电位( s u t t o n1 9 6 5 ) 。之 后，a l l i s i o n 、b e n t i n 等人开始用e r p 技术研究人的面孔识别过程( a l l i s o n19 9 4 ； b e n t i n1 9 9 6 ；g e o r a g e1 9 9 6 ；e i m e r1 9 9 8 ；p u c e1 9 9 8 ；j e m e l1 9 9 9 ) 。下面讨论与面孔 有关的几个典型的e r p 成分。 2 1n 1 7 0 有研究者发现颞枕部( o c c i p i t ot e m p o r a l ) 的一个刺激后1 7 0 毫秒左右出现的负 波( n 1 7 0 ) 与面孔特征的结构分析有关，认为这个成分具有面孔特异性( b e n t i n 1 9 9 6 ；r o s s i o n1 9 9 9 ) 。 8 1 9 9 6 年，b e n t i n 等人比较了正立面孔、反转的面孔、扭曲的面孔、孤立的 面孔特征以及非面孔刺激引发的e r p 。实验发现，只有面孔才诱发腹侧颞叶后部 的n 1 7 0 波，汽车、手、家具等均没有诱发n 1 7 0 。而且，不但正立面孔诱发n 1 7 0 ， 反转面孔或单独的面孔特征也能诱发n 1 7 0 。反转面孔和正立面孔诱发的n 1 7 0 在振幅上没有差异，但是前者的潜伏期会大约8 m s 的延迟( b e m i n1 9 9 6 ) 。随后， 有其他研究重复了这个结果( r o s s i o n1 9 9 9 ；l i u2 0 0 0 ) 。也有研究者发现，反转面 孔可能引发一个振幅更大的n 1 7 0 ( m o s c o v i t e h2 0 0 0 ；r o s s i o n2 0 0 2 ) 。 随后有研究者考察了其他因素对n 1 7 0 的影响。2 0 0 0 年，b e n t i n 等人比较了 熟悉和不熟悉的面孔引发的e r p 。实验没有发现面孔熟悉度会影响腹侧颞叶的 n 1 7 0 的波幅和潜伏期( b e n t i n2 0 0 0 ) 。e i m e r 等发现正面和侧面的面孔照片引发的 n 1 7 0 比脸颊和背面的振幅更大( e i m e r2 0 0 0 ) 。c a u q u i l 等人发现，n 1 7 0 的潜伏期 和振幅均不受注意的调控( 在靶非靶条件下没有发现差别) ( c a u q u i l2 0 0 0 ) 。 有研究者认为，在面孔识别过程中，n 1 7 0 波反映的是知觉编码阶段的特征， 而不是后期的加工过程( b e n t i n1 9 9 6 ) ；其性质是自动的，不受选择性注意的影响。 2 2n 2 5 0 及其他 和n 1 7 0 相似，研究者还在枕颞叶皮层记录到了n 2 5 0 波。研究者认为n 2 5 0 成分反映的是面孔熟悉性的加工。最近的研究表明n 2 5 0 可能和个体身份认知加 工有关( s a t o2 0 0 1 ；t a y l o r2 0 0 4 ) 。 e i m e r 发现，熟悉的面孔会在3 0 0 m s 和5 0 0 m s 之间引发一个n 4 0 0 波，随后 在5 0 0 m s 后会出现一个p 6 0 0 波，这一现象在第一次出现熟悉面孔刺激时最明显 ( e i m e r2 0 0 0 ) 。 1 9 9 9 年，p u c e 等人通过在皮层内记录e r p 波的一系列研究在腹侧枕颞叶区 域发现了与面孔识别相关的脑电成分。其中在腹侧枕颞叶皮层处记录到的n 2 0 0 波形不会受到面孔熟悉性的影响，并且也没有表现出练习的习惯化效应。这提示 n 2 0 0 可能与面孔的预分类知觉分析有关；而在后侧和前腹侧颞叶皮层处记录到 的更晚期的p 3 5 0 波幅会受到面孔倒置效应的影响，提示p 3 5 0 波产生于面孔加 工过程较晚期的识别阶段( m c c a r t h y1 9 9 9 ；p u c e1 9 9 9 ) 。 3f m r i 、p e t 等研究 使用p e t 和f m r i 等脑成像技术所进行的研究，为面孔特异性的神经机制提 供了更为直观的证据。在面孔识别作业中，m o s e o v i t e h 等人用p e t 检测到，被 试在进行面孔识别作业时右侧半球优先激活；整体面孔刺激是由右侧脑区加工， 面孔各种成分的加工是由左侧脑区力i l i ( m o s e o v i t e h1 9 9 7 ) 。s e r g e n t 用p e t 检测 被试进行面孔性别和身份识别时的大脑激活状况，发现右半球腹侧颞枕部皮层有 9 选择性激活，左半球相同区域有较小程度的激活，这些区域要比物体识别任务中 的激活区域靠前( s e r g e n t1 9 9 2 ) 。 k a n w i s h e r 等人比较被试观看面孔和物体照片时的大脑活动情况，用f m r i 记录血氧变化。实验发现，物体识别激活的脑区与面孔识别激活的脑区稍有不同； 这两种类型的刺激都激活了颞枕区下部，但面孔刺激则同时还激活了部分右侧梭 状回( k a n w i s h e r1 9 9 7 ) 。目前该区域被称为梭状回面孔区( f u s i f e r i l lf a c ea r e a , 简 称f f a ) 。有研究者认为它专门负责面孔识别( k a n w i s h e r1 9 9 7 ；m c c a r t h y1 9 9 7 ) 。 m c c r a t h y 还发现，其他复杂视觉刺激不会激活f f a ，但是会选择性地激活其临 近区域( m c c a r t h y1 9 9 7 ) 。 第三节面孔识别加工模型 行为实验和神经功能成像的研究为解释面孔识别的加工过程提供了大量的 数据。根据已有的研究结果，研究者提出了多种理论模型，例如双路线模型 ( b a u c e r1 9 8 4 ) 、机能模型( b r u c e1 9 8 6 ) 、基于常模的模型( n b c ，n o r m a lb a s e d c o d i n gm o d e l ) ( v a l e n t i n e1 9 8 6 ；v a l e n t i n e1 9 9 1 ) 、绝对编码模型( a c m ，a b s o l u t e c o d i n gm o d e l ) ( v a l e n t i n e1 9 9 1 ) 、交互激活竞争模型( i a c ，t h ei n t e r a c t i v ea