精神分裂症面孔识别受损的研究进展

徐 骁谭淑平薛明明

1.内蒙古医科大学基础医学院，内蒙古呼和浩特 010110；2.北京回龙观医院精神卫生研究中心，北京 100096

精神分裂症面孔识别受损的研究进展

徐 骁1,2谭淑平2薛明明1▲

1.内蒙古医科大学基础医学院，内蒙古呼和浩特 010110；2.北京回龙观医院精神卫生研究中心，北京 100096

社会认知功能是影响和预测精神分裂症功能结局的关键因素。而面孔加工及面孔表情感知是社会认知能力中的核心组成部分。本文从情绪及非情绪面孔识别两个方面对精神分裂症面孔识别的受损展开论述，并进一步探讨了精神分裂症面孔识别受损的认知神经机制及对利用眼动技术对精神分裂症面孔识别功能受损的最新研究进展进行了总结。

精神分裂症；面孔识别；认知神经机制；眼动研究

精神分裂症（Schizophrenia）[1]的临床表现往往涉及思维、感知觉，患者一般意识清醒，智能基本正常，但经常出现思维和行为等多面的障碍以及精神层面活动不协调。往往临床上表现为症状各异的综合征，患者在发病期间对于判断别人的情绪和意图存在一定困难，而这种意识上的困难又促进了精神病性症状的形成，最终导致其显著的社会功能不良和工作能力丧失。这类在疾病过程中出现认知功能损害的重性精神病多在青壮年缓慢或亚急性起病，病程一般迁延，呈反复发作、加重或恶化，部分患者最终出现衰退和精神残疾。然而有的患者经过治疗后可保持痊愈或基本痊愈状态。

在对于影响和预测精神分裂症社会功能结局的关键因素中，越来越多的学者开始重视社会认知在精神分裂症社会功能影响因素中所扮演的角色[2]。众多的研究证明社会认知与精神病性症状之间存在着无法分割的关联[3]。如何在将来开发精神分裂症非药物治疗以及如何判断其社会功能恢复无疑是治疗此类疾病所必须考虑的要点，而这其中的关键就是加强精神分裂症患者在社会认知这方面的研究，从而进一步在脑水平上去定义并且理解精神分裂症的临床症状和社会功能衰退状况。所以说进一步完善对社会认知的研究在临床治愈工作中起着重要的指导和实证意义。社会认知的基本体现包括对社会性信息进行知觉加工、归因解释，以及适应社会反应等，社会认知是个人对他人的心理状态、行为动机和意向作出推测与判断的过程，有着非常广泛的内涵，主要体现于对他人表情，对他人性格，对人与人关系以及对人的行为原因的认知等。人是一种富有表情的社会人，人的表情之所以是反映其身心状态的一种客观指标。人们往往根据他人的表情来判断其在社会生活中的心理，而认知者对他人表情的认知和解释则是决定了其判断的正确程度。面部表情是人的表情的重要组成部分，我们每天都要花大量的时间去面对各式各样的面孔。所以，精神分裂症患者社会功能结局的独立决定因素就是面孔加工及面孔表情感知，它是社会认知能力中的核心组成部分[4]。精神分裂症面孔识别研究主要分为两个方面：一方为非情绪面孔识别研究且主要以自我面孔识别研究为主；另一方面为情绪面孔识别研究。

1 精神分裂症非情绪面孔识别研究（自我面孔识别研究）

自我面孔识别是学者们研究的一个重要方向。自我面孔识别能力[5]是自我发展的重要标志，是反应自我意识水平的特殊指征之一。在心理理论和共情等高级认知活动中，自我意识起着非常重要的作用，被认为是推断他人心理状态能力的基础。自我面孔识别的常用的研究范式为：自我面孔识别任务（self-face recognition text，SFRT）。如在常荷等人的研究中[6]，研究组在恒定的条件下，在测试前恒定的条件下，用数码相机对被试者拍摄获得被试者正面像，拍照后让被试者对照片进行满意确认。然后使用Adobe Photoshop CS4软件处理合格的正面照片，使用黑色填充覆盖双耳、头发及颈部，只取被试前额发际线以下、下巴以上的面孔图像，在控制比例的情况下将图片高度处理为520pixels×520pixels，最后将被试图片与年龄、性别相匹配的陌生人图片进行Morph合成处理。至少合成处理定位点25个，以4%比例递加，获得26张合成图片，编号从1到26，合成图片1即为100%被试照片，逐步渐变为图片26的100%陌生人照片。测试阶段，运用E-Prime软件随机呈现给被试，每张图片随机出现2次，且呈现最长时间为60s。被试者被要求尽快尽可能准确地按键判断自我（“E”键）和 非自我（“D”）。当被试做出按键反应后则自动呈现下一张随即图片。如果被试者对自我面孔成份所占百分比率＞50%的面孔照片识别为“自我”或对自我面孔成分所占百分比率＜50%的面孔照片识别为“非自我”时，作正确识别，之后统计被正确识别的图片数，进而通过（正确率=（正确识别面孔图片数／总面孔图片数）×100%）这一公式计算得到自我面孔识别的正确率，同时建议记录平均反应时。该研究显示：患者组自我面孔识别的平均反应时高于对照组，而正确率低于对照组。国外的一些研究也得到的相同的结论[7]，可以看出，患者从自我面孔与陌生面孔的合成图片中识别出自我的能力较正常水平有所差距，证明其自我面孔的识别能力受损。由此可见，该类实验有效证明了患者对自我的敏感性降低，对自我参照信息加工的水平降低。

2 精神分裂症情绪面孔识别研究

精神分裂症患者存在广泛的面孔情绪认知缺陷[8]，但是这种损伤是情绪特异性的还是面孔信息的一般知觉性损伤，这一问题目前还存在争议。在Martin团队的研究中，重点评估了稳定期精神分裂症患者在情绪和身份两个维度变化时将情绪与身份信息相匹配的能力[9]，Martin认为，患者情绪认知缺陷只是处理面孔信息的一般知觉性损伤，而并非是一种情绪特异性损伤；但Kosmidis等[10]得到了相反结论。在Kosmidis的研究认为在情感匹配任务上，恢复期的患者存在缺陷。该实验组对恢复期精神分裂症患者和正常对照者进行情绪认知检测，所有被试者要对照片中的人进行身份和情感的匹配，同时要区别两组照片的情感表达强度。该研究组认为导致这一缺陷的原因是而是对情感涵义的知觉障碍，患者对并非继发于视知觉的损伤，所以他们认为患者的情绪认知缺陷是一种特异性损伤。另一份研究详细分析了精神分裂症的面孔情绪认知损伤是否受患者的疾病状态的影响。Leung等[11]认为情绪认知损害水平具有素质性的特点，首发和慢性患者间情绪认知损害水平并无明显区别，他们较正常对照者而言，共同的特性是情绪认知测验成绩明显低于正常组。此外，有研究考察了精神分裂症面孔识别受损的影响因素。如：国内夏海涛等人的一些研究[12]，实验采用中国人面孔情绪测验系统（Chinese facial emotion test，CFET）把情绪面孔按喜-惊-怕-悲-厌-怒-两两相邻形成面孔照片，被试者要对照六个情绪汉字逐一进行辨认随机呈现在电脑屏幕上的照片。结果显示，患者文化程度与CFET正确数总分呈正相关，与怒的正确数评分呈正相关，该研究证明文化程度的高低在情绪认知活动中扮演重要角色，获得面孔情绪认知的正确数评分相对较高的往往都是受教育年限高者。这种趋势在正常对照组中也有进一步的表现。这可能提示在情绪处理的过程中，文化程度的高低可对情绪处理过程产生影响，提示文化程度反应了个体基本认知功能状况。

3 精神分裂症面孔识别受损的认知神经机制

功能磁共振研究（functional magnetic resonance imaging，fMRI）在精分患者面孔识别的fMRI研究中，识别情绪面孔的受损机制研究一直以来收到广泛的关注。在识别面部情绪的过程中，正常人脑会激活梭状回、海马、杏仁核、前额叶内下侧皮质和丘脑。一系列的相关研究表明[13]，被试者在完成面孔识别任务时，正常对照组的脑区的激活水平相对于患者足要高出很多。而一项荟萃分析加强了这一论证，该研究指出精神分裂症患者在面孔情绪加工时，双侧杏仁核、海马旁回、梭状回、右额上回和豆状核激活程度显著区别于对照者，该研究病患面孔认为情绪加工困难的关键就是因为杏仁核及腹颞-基底节-前额皮质这-“社会脑”系统的激活低下[14]。然而Rauch等[15]的研究分别监测了12例恢复期精神分裂症患者和12例正常对照无意识知觉喜和悲情绪时杏仁核自动加工水平上的神经活动情况，他们认为患者一些脑区的反应有一定的增强在情绪加工过程。所以该研究小组认为患者的无意识知觉正性和负性面孔情绪均表现出杏仁核在自动加工水平上的反应性增强，同时与患者的阴性症状成正相关。正常人在识别害怕情绪时杏仁核激活程度是增强的，这说明正常人的杏仁核激活增强与正确识别害怕情绪成正相关，而在另一项研究中[16]：他们观测到患者的杏仁核激活的减弱在识别害怕情绪时，而当识别害怕情绪出现错误时，杏仁核激活增强。推测患者杏仁核激活增强则可能与错误识别害怕情绪有关。通过上述实验得出，这些研究共同表明：患者杏仁核激活性增强可能是一种代偿性反应，因为杏仁核的功能异常可能与精神分裂症患者情绪认知加工缺陷相关。

4 分裂症面孔识别受损的其他研究

面孔识别的事件相关电位（Event-related potentials， ERP）研究尽管大量的实验表明精神分裂症患者在面孔情绪识别方面存在一定的缺陷，但对于该缺陷在认知阶段发生时段、涉及范围且与精神症状的关系及在长期病程演变中的波动情况等一系列问题，至今存在争议。首先仍旧不清楚多大程度上的缺陷属于情绪特异性。有些研究认为精神分裂症患者倾向于将任一面孔归为恐惧或者悲伤表情[17]，病患面孔情绪的识别缺陷仅特定于快乐面孔。类似的研究证实识别负性表情尤其是面孔的能力下降[18]是精神分裂症患者的主要表现，这类研究显示在表情强烈程度的判断上，精神分裂症患者出现问题，但是其辨认面部表情的能力并没有受损[19]；各领域的学者无法对该缺陷是特质型还是状态型达成共识[20]，有研究认为首发精神分裂症患者存在面孔情绪识别缺陷，而且与患者有血缘关系的未发病的亲属也表现出不同程度的识别缺陷，相关随访研究也证实短期内（3或12个月）精神分裂症面孔情绪识别缺陷是持续且稳定的，这些研究结果均支持面孔情绪识别缺陷是精神分裂症特质性的改变（trait deficit），然而，也有一些研究支持该缺陷是状态性的改变（state deficit），这些学者认为那些有前驱症状的精神分裂症高危人群并未出现面孔情绪识别缺陷，而且横断面调查对比了刚发病的病患组和慢性长期的病患组，结果显示初发病组对比而言表现出了更严重的面部表情识别缺陷。此外，精神分裂症患者表现出的面孔情绪识别缺陷是由于患者普遍神经认知障碍所带来的继发表现?还是反映了患者情绪识别本身能力的受损，对于此类问题，相关的ERP研究提供了一个新的观察视角[21]。

在对情绪面孔识别的ERP研究中，视觉加工起始阶段，面孔特征编码阶段以及表情内涵解码阶段是面孔及面部表情加工的3个大致阶段，这3个阶段分别对应ERP成分波P100，N170以及N250。正性波P100，潜伏期为80-20ms，该波是与基本视觉加工相一致的最早成分波之一。相交P100，N170为负性波，该波的波峰在枕颞区明显，潜伏期150-180ms，反映了面孔结构编码的早期阶段。N170溯源分析显示其神经发生源位于梭状回（fusiform gyms），该区对面孔刺激的激活是可选择性的[22]。潜伏期最长的波是与情绪相关的ERP负性成分-N250，潜伏时间约为250ms，波峰于额中央区明显，代表面部表情解码。而在王继军[23]等人的研究中分别对P100、N170、N250等成分进行了比较详细的研究：研究者分别对首发精神分裂症患者30例，年龄16～28岁，男女各15例，与对照组进行了面孔表情识别实验的脑电记录对比。首先分别选择4例的中性表情、厌恶表情、恐惧表情和高兴表情面孔。预设中性表情面孔的表情程度为0%，Ekman[24]标准图片库中的面孔表情程度为100%。应用Morph软件分别在中性表情面孔与厌恶表情、恐惧表情和高兴表情面孔之间生成10%～90%的9张表情程度面孔，所以每种表情有44张面孔（4例×11张面孔）。试验时每长面孔呈现400ms后黑屏1600ms，每张面孔重复3次，即每种表情的测试均有132张面孔，要求受试者尽快判断刚刚出现面孔的表情。中性表情，按数字键0，高兴表情按l，恐惧表情按2，厌恶表情按3进行面孔表情测试，研究结果与一些国外的结论相一致：首先，患者组与对照组P100的潜伏期无统计学意义，这与多数研究未发现P100成分有缺陷[25-26]而只有少数研究观察到缺陷[27]的结果相一致。其次，N170波幅下降这与一些国外的研究结果相一致[28]。并且与正常人相比，患者双侧前后部梭状回灰质体积更小[29]，提示精神分裂症患者在情绪解码上的缺陷源自于患者对面孔特征结构编码的缺陷。早期一些研究显示，精神分裂症面部表情识别障碍是继发于面部视觉处理障碍所致[30]，精神分裂患者N170反应的异常，有可能是继发于对面部表情的早期视觉处理异常所致[31]。最后，N250波幅降低，提示患者面部情感识别缺陷可能是源于面部表情解码的特定缺陷[32]。

可见，精神分裂症患者存在面孔特征编码加工方面和表情解码加工方面的缺陷，继发引起了面孔情绪感知和面孔识别能力的下降。

5 精神分裂症面孔识别受损的其他研究

面孔识别的眼动研究，在面孔识别方面，逐步完善的眼动追踪技术也在面孔识别领域的研究中发挥越来越重要的作用。关于精神分裂症患者对不同情绪图片加工的眼动研究[33]中，研究者对123位精分患者和116位正常被试者的面孔识别测验结果进行了比对，进而在较自然的状态下通过记录个体外显注意进而揭示多种不同的加工任务潜在的认知过程。实验共有6张面孔图片。男女图片各3张，且每个性别均包括正、中、负三种表情图片。为了考察患者在面孔识别测验中对面孔关键兴趣区的眼球运动特征，研究者在每张面孔图片上设置了兴趣区。并对如下6项指标进行分析：兴趣区平均瞳孔尺寸、兴趣区凝视点数、测验凝视点数、兴趣区注视时间、测验注视时间、兴趣区回视入次数。结果发现，在除兴趣区平均瞳孔尺寸外的其他5项指标评测中，精神分裂症患者组和正常被试组存在共性，他们在对中性面孔和负性面孔的加工时间和加工次数上显著低于对正性面孔。从而可以间接证明精神分裂症患者可能对负性和中性面孔的加工存在特异性损害，且精神分裂症患者对面孔图片的加工效率显著下降。

6 展望

为了识别在整个社会认知过程中扮演者非常重要的角色。精神分裂症患者的面孔识别认知缺陷是包括前额皮质、杏仁核、前扣带回、颞区和脑岛等脑区在内的广泛的神经网络损害。无论是在内在的生物学改变还是咋外在表现上，不同的认知缺陷无都具有相互关联而又彼此独立的特点。而精神疾病又具有一定的异质性，所以导致了许多研究的不一致性。结合脑影像、电生理学和行为学方面的深入研究和分析，在严格同质性样本的基础上，将有助于理解精神分裂症患者面孔认知缺陷的病理机制，也将对以后的精神疾病的临床治疗方面有更大的帮助。

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Research progress on facial recognition deficits of schizophrenia

XU Xiao1，2TAN Shuping2XUE Mingming1
1.The Institute of Basic Medicine,Inner Mongolia Medical University,Hohhot 010110,China2.Mental Health Research Center,Beijing Huilongguan Hospital,Beijing 100096,China

Social cognition is the key factor which can have an influence on and predict the functional outcome of schizophrenia.Facial processing and facial expression perception are the two core parts of the social cognitive function.In this review,we discussed facial recognition deficits of schizophrenia from both the emotional face and nonemotional face aspects.Moreover,we reviewed the underlying mechanism of facial recognition deficits in schizophrenia and summarized the latest research progress on facial recognition dysfunction in schizophrenic patients employed the eye movement technology.

Schizophrenia;Face recognition;Neural mechanism;Eye movement research

R749.3

A

2095-0616（2015）07-38-04

2015-02-14）

▲通讯作者