面孔加工識(shí)別的時(shí)空特性及腦機(jī)制研究.pdf

1、面孔識(shí)別是一種重要的認(rèn)知活動(dòng),但對(duì)其認(rèn)知過程及腦機(jī)制尚不完全清楚.揭示面孔識(shí)別的認(rèn)知過程和腦機(jī)制不僅對(duì)面孔加工識(shí)別的研究具有重要的理論意義,而且有助于提高對(duì)面孔失認(rèn)癥、物體失認(rèn)癥和命名不能癥等癥候群發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí),為這類癥候群病人的康復(fù)治療提供理論指導(dǎo).本研究綜合應(yīng)用行為學(xué)和事件相關(guān)電位(ERP)手段以及腦電地形圖和偶極子定位等技術(shù),研究面孔的結(jié)構(gòu)編碼、面孔識(shí)別通道和視覺處理通道的功能特征,探討面孔的知覺編碼、識(shí)別提取、內(nèi)隱加工和啟動(dòng)效

2、應(yīng)等認(rèn)知過程,以期揭示面孔識(shí)別的時(shí)空特性及腦機(jī)制,并對(duì)Bruce-Young面孔加工識(shí)別模型提出合理的補(bǔ)充和修正設(shè)想.方法與結(jié)果:1. 采用"學(xué)習(xí)-測(cè)試"實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ奖容^面孔與非面孔的加工識(shí)別過程.結(jié)果面孔在倒置狀態(tài)下的識(shí)別正確率最低,反應(yīng)時(shí)最長.面孔與非面孔刺激均可誘發(fā)出P100、N100、N170、P170和LPC等ERPs成分,但面孔識(shí)別產(chǎn)生的N170和P170波幅最大,倒置使面孔誘發(fā)的N170和P100潛伏期延遲,波幅增大.面孔的P

3、170和N170偶極子源局限于腹外側(cè)顳枕區(qū),非面孔的偶極子源位于腹側(cè)顳枕區(qū)較廣泛的區(qū)域.2. 通過改變面孔部件(五官)的形狀、位置、距離等特征,得到反映面孔局部、面孔部件間關(guān)系及整體特征的多個(gè)版本,評(píng)估面孔各特征版本在正立和倒置方向的改變程度(與原始面孔比較),發(fā)現(xiàn)對(duì)面孔局部特征、附加特征和改變的第一等級(jí)關(guān)聯(lián)特征(刺激部件之間的相對(duì)位置關(guān)系特征)的評(píng)估受倒置的負(fù)面影響最小,對(duì)面孔背景特征、第二等級(jí)關(guān)聯(lián)特征(面孔各部件特征之間的距離特征)

4、及部件交換特征的評(píng)估受倒置的影響最大.正常面孔的ERPs各成分不受面孔相貌特征的影響.3. 分解面孔為多種特征(局部、關(guān)聯(lián)、背景和整體特征)版本,比較面孔各特征的編碼及提取過程,發(fā)現(xiàn)面孔知覺編碼影響面孔N100、P100、P170和N170等成分.提取含有頭面部毛發(fā)等外部特征的面孔正確率最高,其余依次為提取內(nèi)部特征面孔(去除了頭面部毛發(fā)、飾物等)、面孔關(guān)聯(lián)特征版本、面孔局部特征版本,面孔輪廓特征版本的最低.在頂枕區(qū),外部特征面孔版本的新

5、舊刺激晚正復(fù)合成分(LPC)差異波的平均波幅最大,其 余依次內(nèi)部特征、關(guān)聯(lián)特征、局部特征和背景特征版本的LPC差異波;在額區(qū),面孔外部特征和背景特征版本的LPC差異波波幅最大.4. 比較學(xué)習(xí)過的(熟悉)面孔與明星面孔提取過程中伴隨的ERPs及其分布特征.結(jié)果顯示LPC受刺激類型的影響顯著,能正確命名的明星面孔產(chǎn)生的LPC波幅最大,波幅大小依次為學(xué)習(xí)過的面孔、不能命名的明星面孔和新面孔.腦地形圖顯示學(xué)習(xí)過的面孔在左側(cè)頂中央?yún)^(qū)和前額區(qū)有更大

6、的正走向;不能回憶名字的明星面孔在右側(cè)前額區(qū)波幅更大;命名的明星面孔在頂中央和前額區(qū)波幅最大.說明面孔及相關(guān)信息的加工提取過程不僅程度不同,神經(jīng)解剖途徑回路可能也不同.5. 在快速呈現(xiàn)刺激并轉(zhuǎn)移被試注意力的條件下,分析比較面孔的加工特征,結(jié)果面孔P170和N170的波幅較其他非面孔的波幅增大,潛伏期縮短,P100、N100、P170、N170和LPC等ERPs成分不受面孔方向及種族因素的影響.然后,比較內(nèi)隱加工的面孔與普通面孔的學(xué)習(xí)記憶

7、過程,發(fā)現(xiàn)內(nèi)隱加工面孔的LPC波幅較普通面孔的增大.6. 交換男性和女性面孔的各種特征得到多種面孔版本,要求被試判斷面孔各版本的性別.結(jié)果原始面孔的性別判斷最準(zhǔn)確,其余依次為僅交換嘴唇或兩側(cè)眼睛、交換眉毛或鼻子、交換兩個(gè)五官部件、交換所有的局部五官、交換所有五官及其關(guān)聯(lián)特征版本(相對(duì)于原始面孔性別).模板面孔的模板特征對(duì)面孔性別的判斷有較大的影響,紋理粗糙且棱角分明的面孔模版增加判斷為男性的機(jī)會(huì).此外,ERP研究發(fā)現(xiàn)女性面孔的LPC在4

8、00-500ms時(shí)段平均波幅大于男性面孔的,并有右側(cè)額中央?yún)^(qū)的偏側(cè)優(yōu)勢(shì).結(jié)論:1.面孔識(shí)別具有性質(zhì)特異性;倒置效應(yīng)是面孔特異性的主要表現(xiàn),面孔的"類別特異性"和對(duì)面孔的"個(gè)體分辨特異性"是其形成機(jī)制;2.面孔倒置效應(yīng)的發(fā)生機(jī)制主要是由于面孔空間關(guān)聯(lián)(構(gòu)型)特征的破壞所致;3.提取面孔語義信息和情景信息的ERP晚正復(fù)合成分具有等級(jí)特性和空間分布特征;4.面孔在內(nèi)隱加工條件下仍具有特異性,面孔內(nèi)隱加工對(duì)外顯識(shí)別有啟動(dòng)效應(yīng);5.面孔提取和性