面部表情的类别知觉及其个体差异*

邱方晖 罗跃嘉 贾世伟

(1山东师范大学心理学院,济南 250358)(2深圳大学情绪与社会认知科学研究所,深圳 518060)

1 类别知觉与面部表情类别知觉效应

类别知觉(Categorical Perception,CP)是指事物在人脑中是按照类别表征的,而不是按照连续的物理信号表征的,且类别之间存在鲜明的类别界线。刺激从一种类别到另一种类别的知觉转折点叫做类别界线,跨类别界线的一对刺激叫做类间(between-category)刺激,如快乐表情和悲伤表情,属于一个类别的一对刺激叫做类内(withincategory)刺激,如不同程度的悲伤表情。与类内表情相比,类间表情的辨别正确率更高,反应时更短,这是类别知觉最重要的特征(Fugate,2013)。事实上,尽管物理间距相等,类间刺激的心理距离大于类内刺激的心理距离,因而易于辨别,即,刺激的线性物理变化具有非线性的知觉效应。这种类间辨别成绩好于类内辨别成绩的现象称为类别知觉效应(categorical perception effect)(Harnad,1987)。Etcoff和Magee(1992)最先研究面部表情类别知觉,并发现了面部表情的类别知觉效应,即,被试辨别类间表情的正确率更高,反应时更短。后来的研究证实了人在知觉快乐、悲伤、惊讶、厌恶、恐惧、愤怒六种基本情绪性表情的过程中都存在类别知觉效应(Calder,Young,Perrett,Etcoff,&Rowland,1996;Young et al.,1997)。综述首先介绍面部表情类别知觉的经典研究方法及基础研究,然后介绍面部表情类别知觉的个体差异,最后提出未来可能的研究方向。

2 面部表情类别知觉的研究方法

在过去的20余年中,研究者们对研究方法不断进行改进,使用更具有生态效度的面孔刺激,采用更能准确揭示类别知觉效应的实验范式,研究了不同人群的面部表情类别知觉。

2.1 研究对象

研究对象包括两大类,正常人群和情绪识别异常的人群。一部分实验在正常被试中开展,给被试呈现不同情绪类别的渐变表情,一方面考察正常人识别每种表情连续体的类别界线,验证表情类别知觉效应的存在(如,Calder et al.,1996;Etcoff&Magee,1992;Young et al.,1997),另一方面探索表情类别知觉效应的神经生理基础,确定表情类别知觉相关脑电成分及类别知觉发生的时程(如,Campanella,Gaspard,et al.,2002;Campanella,Quinet,Bruyer,Crommelinck,&Guérit,2002), 定位面部表情类别知觉的脑内源(Harris,Young,&Andrews,2012,2014)。这类研究目的是探索表情类别知觉的本质,加深对正常人的情绪知觉现象的理解。而另外一部分研究者则对心理病理问题感兴趣,选择高攻击性个体、抑郁症患者、精神分裂症患者等存在情绪识别问题的被试作为实验组,观察与正常对照组的区别。这类研究主要用于发现不同人群情绪识别的行为数据差异及脑电差异,从行为水平及神经生理水平上解释情绪识别异常人群相应的行为模式,有助于加深对其行为原因的理解。

2.2 实验材料

面部表情类别知觉研究的实验材料是物理刺激均匀变化的表情连续体,连续体两端是两种不同表情的原型,如快乐—悲伤连续体。将连续体分为n个等距的刺激材料,比如,将快乐—悲伤连续体分为11张等距变化的面部表情(图1),相邻表情物理差异为10%,0表示100%快乐成分和0%悲伤成分,1表示90%快乐成分和10%悲伤成分,依次类推。类间表情是指两个面部表情属于不同的情绪类别,如4(快乐)和6(悲伤);类内表情是指两个面部表情属于同一类别,如2(快乐)和4(快乐)。一定幅度(如20%)的物理变化发生在类内(如2和4),个体不易知觉到表情变化,表情刺激也不易引起相应脑活动;同样幅度的变化发生在类间(4和6),情况则相反。

类别知觉实验要求刺激材料的物理差异等距变化,这种刺激材料在现实中不易实现,需要通过特定软件或渐变技术制作。常用的渐变技术有：Morph Studio软件(Ulead,Torrance,CA,USA),Morph 2.5(r)程序(Gryphon Software Corp.,San Diego,CA,USA),MorphMan 2000软件(STOIK,Moscow,Russia),FantaMorph软件(Abrosoft,Beijing,China)等。研究中使用的表情原型可选自Ekman和Friesen(1976)的面部情感图片(Pictures of Facial Affect)系统(如,Calder et al.,1996;Etcoff& Magee,1992;Fujimura,Matsuda,Katahira,Okada,&Okanoya,2012;Young et al.,1997)。也有研究从Facial Expressions of Emotion:Stimuli and Tests(FEEST;Young,Perrett,Calder,Sprengelmeyer,&Ekman,2002)中选择实验材料(如,Sauter,LeGuen,&Haun,2011;Yoon,Joormann,&Gotlib,2009)。现实生活中我们知觉的面孔都是立体面孔,因此有研究使用FaceGen Modeller软件(Singular Inversions,Toronto,ON,Canada)合成三维立体面孔(如,Wilkowski&Robinson,2012),以便更准确地探究人们对面部表情的知觉。

2.3 实验范式

面部表情类别知觉研究一般采用Etcoff和Magee(1992)的实验范式。被试先后完成辨别任务(Discrimination Task)和识别任务(Identification Task),辨别任务评估被试辨别某一连续体中不同表情的能力,识别任务考察被试如何标记面部表情,用于确定类别界线的位置。由于识别任务中语言标签的使用可能会影响后续的辨别任务(Humphreys,Minshew,Lee Leonard,&Behrmann,2007),因此辨别任务在识别任务之前进行。如果识别任务曲线是非线性、近似S型的,并且类间表情比类内表情更容易辨别,那么我们就认为被试对于这一种表情连续体是按照类别知觉的。

2.3.1 识别任务

图1 快乐—悲伤表情连续体。假设图中5为高兴和悲伤表情的类别界线

识别任务是一项迫选任务,实验中随机呈现给被试一张面孔(如图1中的面孔1),让被试判断该面孔属于哪种情绪类别(快乐还是悲伤)。图1中,0～3面孔被识别为快乐的比例很高,7～10面孔被识别为悲伤的比例很高,中间区域的面孔被识别为快乐和悲伤的比例大致相同。通常靠近类别界线(图1中面孔5)的表情不容易做出判断,识别的反应时长,正确率低,靠近原型(图1中面孔0和面孔10)的表情容易做出判断,识别的反应时短,正确率高。连续体中两种表情的识别率相等的面孔刺激就是类别界线,从图2可以看出,识别任务的结果表明快乐—悲伤表情连续体存在明显的类别界线(面孔5)。

图2 类别知觉识别任务结果模拟图

2.3.2 辨别任务

经典范式中使用的辨别任务是ABX任务(Calder et al.,1996;Etcoff&Magee,1992)。ABX辨别任务中,呈现中央注视点250 ms,在250 ms的空白间隔之后,相继呈现三张面孔图片。第一张(Face A)和第二张面孔(Face B)各呈现750 ms,目标面孔(Face X)呈现1000 ms,三张面孔图片之间各有1000 ms的空白间隔。一半试次面孔X与A相同,另一半试次X与B相同,被试的任务是快速、准确地判断面孔X与A相同还是与B相同。但是ABX辨别过程包含一个视觉记忆负荷,被试在判断过程中必须要在记忆中保存面孔A和B的表象,该任务不仅考察知觉加工,还检验了短时记忆功能,因此类间辨别力的提高可能是由于短时记忆的参与,而不仅是类别知觉效应的作用。为了排除短时记忆的干扰作用,Calder等人(1996)采用异同匹配任务(Same-Different Matching Task),同时呈现给被试面孔A和B,要求被试判断A和B是否相同。面孔A和B的物理差异恒定(如,总是相差20%),如果当A和B属于同一类别时(如,图1中1和3,7和9)被试的辨别正确率低,属于不同类别时(图1中4和6)被试的辨别正确率高,就支持了类别知觉效应的存在。另外还有延迟异同匹配任务(Campanella,Quinet,et al.,2002)和XAB任务(Homer&Rutherford,2008),也达到了与ABX任务相同的实验目的。

2.4 数据处理

识别任务中需要分析识别正确率和反应时。识别正确率与表情强度不是线性关系,而是类似S曲线(图2中悲伤表情的识别曲线)的关系,说明客观物理变化与人们主观心理知觉不是一一对应的,被试在识别连续变化的表情时将表情划分为两类。两种表情识别率相等的点即为类别界线,靠近原型的表情识别正确率高,反应时短,靠近类别界线的表情属于模糊表情,识别正确率低,反应时长(Young et al.,1997)。为深入分析识别数据,Pollak和Kistler(2002)使用逻辑函数来估算类别转折点和识别曲线在类别界线处的斜率。转折点是表情连续体中将表情识别为一种类别转变为另一种类别的一点,转折点的值越大,即识别阈限越高,表明在表情连续体中随着表情强度的增加,被试较晚知觉到表情类别的改变。反应斜率表示识别任务中表情类别转变的迅速程度,斜率大表明类别界线清晰,对面部表情强度的增加具有较高的敏感性。这一分析方法能够将敏感性和反应偏向分离,多次用于类别知觉研究中分析识别数据(Huang at al.,2011;Kee,Horan,Wynn,Mintz,&Green,2006;Liu,Huang,Wang,Gong,&Chan,2012;Lopez-Duran,Kuhlman,George,&Kovacs,2013;Tsui et al.,2013)。

图3 类别知觉辨别任务结果模拟图

辨别任务的分析方法主要有两种：第一,根据识别数据可以预测辨别成绩。由于识别曲线显示表情连续体存在类别界线,根据此类别界线可以预测辨别任务的成绩,即跨类别界线的两个刺激辨别正确率高。若预测成绩与观测成绩呈现高相关,即可验证类别知觉效应的存在。第二,与类内表情相比,如果类间表情的辨别正确率更高(图3),反应时更短,表明个体对类间表情的变化更敏感,也支持了类别知觉效应。值得注意的是,靠近原型的表情辨别正确率低、反应时长,模糊表情的辨别正确率高、反应时短,不存在速度—正确率权衡问题,即被试对类间表情具有较好的辨别力并不是由于反应速度慢,而是由于类别知觉使被试对类间表情的辨别又快又准。

2.5 面部表情类别知觉的ERP研究范式

事件相关电位(event-related potentials,ERP)直接反映了神经电活动,具有实时性和无创性的特点。使用ERP技术研究面部表情类别知觉,为探索面部表情类别知觉效应的本质和揭示个体间面部表情识别差异的原因提供了新的途径。经典的oddball范式包含一个标准刺激和一个偏差刺激,Campanella,Gaspard等人(2002)改进了此实验范式,采用一个标准刺激和两个偏差刺激,标准刺激是特定重复的面部表情,偏差刺激分别与标准刺激属于同一类别(类内偏差刺激)和不同类别(类间偏差刺激)。实验中,呈现给被试标准刺激和两种不同的偏差刺激,要求被试在看到偏差刺激时快速准确地按键作出反应,通过分析脑电数据检验类内偏差刺激与类间偏差刺激诱发的ERP成分是否有差异,从而揭示类别知觉效应的ERP证据。

3 面部表情类别知觉的基础研究

3.1 面部表情类别知觉的行为研究

Etcoff和Magee(1992)最先研究面部表情的类别知觉,他们将选自Ekman和Friesen(1976)面部表情图片系统的图片改为线条画,并使用计算机程序制造出表情强度等距变化的面孔。实验包括8个连续体,每个连续体包含11张表情强度等距变化的面孔。实验任务包括ABX辨别任务、识别任务和自由命名任务。8个连续体中有6个连续体的辨别任务结果与类别知觉模式一致：在物理差异相等的情况下,被试辨别类间表情比辨别类内表情具有更高的正确率;但涉及惊讶表情的连续体(惊讶—快乐,惊讶—恐惧)没有表现出类间辨别优势,可能是因为惊讶不是一种情绪,而是一种容易与其它情绪结合出现的认知状态。识别任务中,不同类别表情之间存在鲜明的界线,连续体两端的表情更容易识别。自由命名任务的结果发现,类别界线附近的表情较难命名,辨别正确率却更高,说明所观察到的类别知觉现象并不是源于语言标签的使用。

Calder等人(1996)使用面孔照片作为材料来验证Etcoff和Magee(1992)的研究。实验一包括快乐—悲伤、悲伤—愤怒、愤怒—恐惧三种连续体,采用ABX辨别任务和识别任务,结果表明快乐—悲伤、悲伤—愤怒连续体中存在明显的类别知觉效应。实验二选择四种不同身份的面孔,以便将结果推广到其它面孔,每种身份的面孔均包括上述三种连续体,结果显示悲伤—愤怒、愤怒—恐惧面部表情识别过程中存在类别知觉效应。实验三只呈现渐变表情,不呈现表情原型,排除了锚定效应(anchor effect)和值域效应(range effect),发现实验总体仍支持了类别知觉效应。实验四使用异同匹配任务,在排除了短时记忆影响的基础上,进一步提供了证据支持面部表情类别知觉效应。后来的研究也证实了面部表情类别知觉效应的存在(Fujimura et al.,2012;Young et al.,1997)。

3.2 面部表情类别知觉的神经生理研究

对于面部表情类别知觉效应的神经生理反应也有人进行了探索,通过比较类间刺激和类内刺激诱发的ERP成分波幅和潜伏期的差异,为类别知觉提供脑电证据支持,还可以确定类别知觉发生的阶段。与面部表情类别知觉有关的脑电成分有：N170,出现在面孔刺激呈现后130～200 ms,并在170 ms左右达到峰值的一种脑电负成分,通常分布在大脑的枕颞区,与面孔特征的结构分析有关;VPP(Vertex Positive Potential),面孔刺激诱发的分布在前额—中央区的成分,潜伏期为刺激呈现后150～200 ms,由于VPP和N170具有许多共同特性,比如诱发的刺激相同,时程接近,具有相同的脑内源,因此VPP可能是N170在前额—中央区的极性翻转(Joyce&Rossion,2005);N2/P3a复合波,由N2b成分(在枕叶记录到的、最大波幅在250 ms左右的负成分)和P3a(在额叶记录到的、最大波幅在300 ms左右的正成分)组成,由偏差刺激引起,与新异刺激的识别有关,被称为注意定向复合波(orienting complex);P3b,在顶叶记录到的成分,最大波幅在480 ms左右,和被试的注意状态密切相关,反映了决策加工过程,潜伏期随任务难度的增加而延长。如果类间情况下诱发的脑电波幅更大,潜伏期更短,就说明个体对类间刺激(相对于类内刺激)具有更高的敏感性,从而支持了类别知觉效应。

面部表情类别知觉的脑电研究主要采用oddball范式(Campanella,Gaspard,et al.,2002)或者延迟异同匹配任务(Campanella,Quinet,et al.,2002)。采用oddball范式时,使用一个标准刺激和两个偏差刺激,标准刺激是特定重复的面部表情,偏差刺激分别是类内偏差刺激和类间偏差刺激,标准刺激与两个偏差刺激间的物理间距相同。随机呈现给被试标准刺激和两个偏差刺激,要求被试在看到偏差刺激时快速准确地按键作出反应,同时记录被试的脑电。异同匹配任务中,先后呈现给被试物理间距相等的面孔A和B,分析被试判断异同时的脑电。结果发现,与类内情况相比,类间情况下诱发的N170/VPP、N2b/P3a和P3b的波幅更大,N2b/P3a和P3b的潜伏期更短,体现了对类间刺激的高度敏感性,反映了面部表情的类别知觉效应。这种对新的情绪性表情更高的敏感性,可能有助于个体更快地觉察到他人表情的变化,以便及时做出恰当的反应以应对环境变化。P3b的潜伏期随任务难度的增加而延长,类间偏差刺激引发的P3b潜伏期更短,说明辨别类间刺激更容易,进一步为类别知觉效应提供了证据。

也有研究对面部表情类别知觉的神经结构进行了探索,发现杏仁核在表情类别知觉过程中发挥着重要作用。Harris等人(2012)采用fMRI技术,探索了不同面孔区域对情绪性面部表情的表征方式。被试先后完成识别任务和异同匹配任务,结果表现出明显的类别知觉效应,同时发现杏仁核对类间表情(相对于类内表情)的变化更敏感,表明杏仁核对面部表情进行类别表征。使用动态表情作为实验材料得出了同样的结论(Harris et al.,2014)。研究发现,杏仁核损伤个体识别悲伤、愤怒、恐惧渐变面部表情的能力受损(Adolphs&Tranel,2004;Graham,Devinsky,&LaBar,2007;Wang et al.,2002),这都说明杏仁核对面部表情类别知觉具有重要意义。还有研究发现左侧颞上沟在面部表情类别知觉中也发挥了一定作用(Said,Moore,Norman,Haxby,&Todorov,2010)。以上研究表明,面部表情类别知觉具有稳定的脑内源。由于杏仁核对类间表情更敏感,根据杏仁核激活时所对应的表情,可以更准确地判断个体的类别界线,通过比较情绪识别异常个体与正常个体的类别界线,为进一步研究或训练提供依据。

4 面部表情类别知觉的个体差异研究

面部表情识别是人们社会生活中的一项重要功能,有助于个体的社会交往和环境适应。类别知觉研究能够得到不同人群的类别知觉界线,从而可以根据表情类别界线偏移情况,解释不同人群的社会行为。在这里,我们主要介绍攻击性、抑郁症、精神分裂症和社交焦虑症对面部表情类别知觉的影响,以及面部表情类别知觉的发展研究。

4.1 攻击性与面部表情类别知觉

近期研究发现,面部表情识别障碍存在于反社会暴力罪犯(Marsh&Blair,2008;Schönenberg&Jusyte,2014)、高攻击性正常个体(Wilkowski&Robinson,2012),以及一些以攻击性为特点的障碍患者当中,包括间歇性爆发性障碍(Best,Williams,&Coccaro,2002)、品行障碍(Fairchild,Stobbe,van Goozen,Calder,&Goodyer,2010)、反社会人格障碍(Schönenberg,Louis,Mayer,&Jusyte,2013)等。已有研究采用类别知觉研究范式探索攻击性人群的面部表情识别的偏移情况(Wilkowski&Robinson,2012;Schönenberg&Jusyte,2014)。

研究发现攻击性个体更倾向于将模糊表情识别为愤怒表情,对此存在两种可能的解释,分别是敏感性观点(Sensitivity Perspective)和偏差观点(Bias Perspective)。Wilkowski和 Robinson(2012)使用不同比例的混合表情,采用面部表情识别任务,研究攻击性个体的面部表情识别功能是否与正常人存在差异以及该种差异的原因,结合信号检测分析的方法,将敏感性与反应偏向分离开,发现攻击性个体比正常被试更能区分不同愤怒程度的混合表情,认为攻击性个体对愤怒程度的变化更敏感。Schönenberg和Jusyte(2014)发现,与正常被试相比,暴力罪犯更多地将涉及愤怒成分的模糊表情识别为愤怒表情,但对不涉及愤怒成分的表情识别正确率与正常被试无显著差异,这表明高攻击性个体对愤怒表情具有高度敏感性。这一结果与神经成像的研究一致：攻击性个体对愤怒面孔的反应表现出杏仁核过度激活(Carré,Murphy,&Hariri,2013)。然而,也有一些研究发现,攻击性个体对愤怒面孔表现出降低的敏感性(Fairchild et al.,2010),需要更高强度的愤怒成分才能正确识别出愤怒表情(Schönenberg et al.,2013)。攻击性个体倾向于将他人意图归因为敌对意图(Dodge,2006),因此偏差观点认为,由于存在敌意归因偏差,攻击性个体可能将模糊的、不确定的面部表情识别为具有攻击性的愤怒表情(Hall,2006)。攻击性个体基于已有的负性认知图式来知觉和解释模糊信息,从而验证了他们的认知偏见,使他们更加认为世界是他们所知觉到的那样充满攻击性,知觉偏见又强化了已有的认知加工(Hall,2006)。

明确高攻击性个体面部表情识别障碍的原因及表情类别界线具有重要意义,通过训练对攻击性个体的表情类别界线进行调整,将靠近类别界线的愤怒表情反馈给被试为快乐表情,结果发现,与控制组被试相比,经过调整训练的被试识别快乐—愤怒连续体表情的类别界线明显偏向愤怒一端,将模糊的表情识别为快乐表情的比例增大,自我报告和工作人员报告的攻击性水平显著下降,并且这种效果至少持续两个星期(Penton-Voak et al.,2013)。

4.2 抑郁症与面部表情类别知觉

抑郁症是一种比较常见的精神疾病,具有较高的患病率。研究表明,抑郁症患者存在面部表情识别障碍(Kohler,Hoffman,Eastman,Healey,&Moberg,2011),社交缺陷是抑郁症形成和持续的重要原因(Joormann&Gotlib,2006),而情绪性面部表情加工受损可能会导致社交缺陷。负性偏向体现在个体能迅速地觉察到负性刺激,对负性刺激产生更强的情绪体验(朱永泽,毛伟宾,王蕊,2014)。抑郁症患者加工面部表情时存在负性偏向,例如,抑郁症患者倾向于将中性面孔报告为悲伤面孔(Douglas&Porter,2010),悲伤面孔的识别正确率高,并且表现出稳定的悲伤反应偏向(Milders,Bell,Platt,Serrano,&Runcie,2010)。除了将中性面孔识别为悲伤面孔之外,抑郁症患者识别微弱的快乐表情也存在困难(Joormann&Gotlib,2006;Surguladze et al.,2004;Yoon et al.,2009)。与正常个体相比,抑郁个体识别快乐表情的反应时更长(Suslow,Junghanns,&Arolt,2001),对快乐的反应偏向小,倾向于将微弱的快乐表情识别为中性表情(Surguladze et al.,2004),需要明显更高的表情强度才能正确识别快乐表情(Joormann&Gotlib,2006),而且抑郁症康复个体在识别快乐表情时也表现出困难(LeMoult,Joormann,Sherdell,Wright,&Gotlib,2009)。

Liu等人(2012)使用类别知觉研究范式考察了抑郁个体在识别快乐—悲伤、快乐—愤怒、愤怒—恐惧三种表情连续体时表情类别的转折点和斜率,结果发现,抑郁患者容易将快乐—悲伤连续体中的模糊表情识别为悲伤面孔,将愤怒—恐惧连续体中的模糊表情识别为愤怒面孔,并且抑郁症患者对愤怒表情具有更高的敏感性。Gollan,McCloskey,Hoxha和 Coccaro(2010)发现抑郁个体识别悲伤表情的正确率显著高于正常被试,这种差异主要体现在低强度悲伤面孔识别中,并且抑郁个体比正常被试更多地将表情错误识别为悲伤表情。Beevers,Wells,Ellis和Fischer(2009)采用情绪识别任务考察了以抑郁为主要特点的心境恶劣(dysphoric)个体与正常被试识别快乐、悲伤、恐惧、愤怒表情的差异,研究发现抑郁个体识别原型(100%强度)表情的正确率与正常被试无显著差异,表明抑郁对识别非模糊面部表情没有影响,但是抑郁个体更容易将快乐—悲伤连续体中的模糊表情识别为悲伤,将快乐—恐惧连续体中的模糊表情识别为恐惧。另外,抑郁风险男孩对悲伤面孔具有高度的敏感性(Lopez-Duran et al.,2013)。这些研究支持了抑郁个体存在情绪负性偏向的观点,认为抑郁个体容易将模糊表情识别为不快乐情绪,倾向于对负性情绪信号具有高度的敏感性。负性偏向使个体能迅速地发现危险和痛苦,从生存的角度说,它是个体的一种自我保护机制,其本质是一种进化的加工优势(朱永泽等,2014)。

抑郁症患者对社交过程中他人面部表情的微弱变化不能正确识别并作出反应,这一缺陷可能与抑郁症患者明显的社交障碍有关。研究抑郁与情绪性面部表情识别之间的关系,有助于加深我们对抑郁个体社交困难本质的理解。

4.3 精神分裂症与面部表情类别知觉

研究表明,精神分裂症患者识别他人情绪性面部表情时存在障碍(Chan,Li,Cheung,&Gong,2010;Kohler,Walker,Martin,Healey,&Moberg,2010)。从类别知觉的角度,精神分裂症的面部表情识别缺陷有两种可能的解释。第一,表情类别转折点不同,精神分裂症患者的表情类别界线与正常人不是在同一位置。Huang等人(2011)使用面部表情识别任务研究发现,精神分裂症患者和正常被试在识别不同情绪连续体时表情类别界线各不相同。精神分裂症患者易将快乐—愤怒连续体中的模糊表情识别为快乐表情(Huang et al.,2011;Tsui et al.,2013),识别恐惧、悲伤和愤怒表情存在特异性缺陷(Amminger et al.,2012;Huang et al.,2011)。然而有的研究表明精神分裂症患者存在识别正性和中性面部表情的特异性缺陷,倾向于将快乐和中性面孔识别为负性面孔(Mier et al.,2014;Tsoi et al.,2008),表现出情绪识别的负性反应偏向。也有研究认为精神分裂症患者的情绪识别缺陷是一般性损伤,而非特异性缺陷(Chan et al.,2010;Huang,Hsiao,Hwud,&Howng,2013)。另有研究发现精神分裂症患者在加工模糊面部表情时并没有表现出表情类别界线的偏移现象(Kee et al.,2006;Vernet,Baudouin,&Franck,2008)。

第二,表情类别转变的斜率大小不同。在识别表情连续体时,当表情从一种情绪类别转变为另一种情绪类别,精神分裂症患者与正常人识别情绪的转变快慢程度不同。与正常人相比,精神分裂症患者在快乐—愤怒表情类别界线处的转折点斜率更陡峭,即转折点更清晰明确,说明精神分裂症患者对愤怒情绪更敏感(Huang,Chan,Lu,&Tong,2009)。类似的研究也发现,精神分裂症患者对不快乐情绪(悲伤和愤怒)的面部表情更敏感(Huang at al.,2011),对快乐面孔的敏感性更低(Tsoi et al.,2008)。然而,有研究发现,精神分裂症患者在识别涉及愤怒或悲伤表情的连续体时,类别界线处情绪类别转变的斜率显著小于正常被试,表现为对愤怒或悲伤表情缺乏敏感性,这表明精神分裂症患者的面部表情识别缺陷源于面孔知觉过程中类别界线不清晰明确,精神分裂症患者表情类别知觉能力受损(Vernet et al.,2008)。该研究还发现,表情类别转变的斜率越大,对表情识别的正确率越高,其它表情类别对连续体上的两种表情识别的干扰越小。精神分裂症患者在识别表情连续体时,受其它表情类别干扰的百分比是正常被试的1.76倍,这进一步为精神分裂症患者表情类别知觉能力受损提供了证据。Kee等人(2006)也认为,精神分裂症患者表情类别知觉能力受损是因为表情类别转折点处的斜率更平缓,模糊表情的分类不清晰明确,这表明患者以一种比正常人更连续的方式知觉情绪性面部表情。这可能会使患者在与人日常交往过程中容易错误知觉他人模糊表情的意图,面部表情的真实意图与患者知觉到的意图之间的不匹配可能导致误解和人际问题的产生。

4.4 焦虑与面部表情类别知觉

社交焦虑障碍(social anxiety disorder)是一种常见的焦虑障碍,社交焦虑者存在面部表情加工的 缺 陷 (Button,Lewis,Penton-Voak,&Munafò,2013),这可能是导致社会交往障碍的一个重要原因(刘宏艳,胡治国,2013)。研究发现,社交焦虑影响对恐惧表情的识别。Richards等人(2002)发现高焦虑个体识别恐惧表情的正确率显著高于低焦虑个体,并且容易将模糊表情识别为恐惧表情,但是高焦虑个体并没有将不涉及恐惧成分的面孔错误识别为恐惧表情,表明高焦虑个体对恐惧表情的过度识别是由于较高的敏感性,而不是反应偏向。社交焦虑个体倾向于将其它表情和中性面孔识别为愤怒表情(Bell et al.,2011),对负性情绪过度敏感,存在负性反应偏向(Machado-de-Sousa et al.,2010)。然而,研究发现,社交恐惧症(social phobia)患者识别涉及恐惧成分的模糊表情(快乐—恐惧、恐惧—愤怒连续体)的正确率比正常被试更低,但对不涉及恐惧表情的面孔(愤怒—快乐连续体)的辨别力与正常被试没有显著差异,表明社交恐惧症患者具有识别恐惧表情的特异性缺陷(Garner,Baldwin,Bradley,&Mogg,2009)。社交焦虑个体存在识别愤怒表情的特异性缺陷(Battaglia et al.,2010;Jarros et al.,2012),对快乐、悲伤、恐惧表情更敏感(Arrais et al.,2010)。其它一些研究(Button,Munafò,& Lewis,2010;Jusyte &Schönenberg,2014)也没有发现社交焦虑症患者存在对恐惧、愤怒面部表情的反应偏向,可能是因为所使用的实验范式不适合研究反应偏向,而更能反应知觉敏感性,也可能是选取的被试不具有代表性,被试样本量过小,降低了统计检验力。

Rossignol,Anselme,Vermeulen,Philippot和Campanella(2007)采用视觉oddball范式,研究了非临床社交焦虑个体对愤怒和厌恶表情的类别知觉。行为结果和ERP结果均验证了类别知觉效应,被试对类间偏差刺激的反应更快,类间偏差刺激诱发了更早的N2b/P3a复合波和P3b成分,产生的P3b成分波幅更大,表明辨别成绩受类别知觉效应的影响比受客观物理间距的影响大。社交焦虑个体比正常被试更倾向于将注意资源指向愤怒表情的微小变化,社交焦虑个体觉察厌恶和愤怒表情的方式与正常被试不同,这种差异产生于早期注意阶段。但是实验被试是非临床社交焦虑个体,被试数目较少,因此结果只是轻微显著;并且只选择了两种身份的面孔作为实验材料,在对结果进行解释时应格外注意。

4.5 自闭症、述情障碍与面部表情类别知觉

自闭症影响个体对面部表情的类别知觉。Teunisse和de Gelder(2001)使用经典的类别知觉研究范式考察了自闭症患者面部表情类别知觉的能力,结果发现自闭症患者的识别任务成绩并不能预测辨别任务成绩,表明自闭症患者并不按照类别来知觉面部表情。然而,Homer和Rutherford(2008)采用延迟匹配任务和识别任务研究了自闭症患者是否存在面部表情类别知觉,目标面孔呈现时间设置为750 ms,结果发现,对于愤怒—恐惧、快乐—悲伤、快乐—惊讶连续体上的表情,自闭症患者的延迟匹配任务的成绩能够由识别成绩预测,表明自闭症患者至少在部分面部表情识别中存在类别知觉效应,并且同正常被试一样采用整体加工策略来加工面部表情。这与Teunisse和de Gelder(2001)的研究结果不一致,可能是因为后者目标面孔呈现时间较长(1s),使得自闭症患者得以使用局部加工策略来匹配面部表情,从而降低了类别知觉的可能性。Humphreys等人(2007)发现,自闭症患者也具有面部表情类别知觉的能力,但是不如正常被试明显。自闭症患者比正常被试需要更大的情绪强度才能正确识别表情,对情绪性表情(尤其是悲伤表情)的微弱变化更不敏感(Wallace et al.,2011),识别中等强度情绪性表情的正确率更低(Wong,Beidel,Sarver,&Sims,2012),不能正确识别恐惧表情(Humphreys et al.,2007),患者不能快速准确地知觉到他人的情绪状态,这会严重影响个体间的沟通和交流。

述情障碍对面部表情类别知觉也有影响。Vermeulen,Luminet,de Sousa和Campanella(2008)采用Oddball范式,研究了述情障碍患者在识别愤怒、厌恶表情时的类别知觉效应,发现述情障碍患者识别厌恶、愤怒表情时在行为水平上表现出类别知觉现象。ERP结果显示,与正常被试相比,述情障碍患者的N2b/P3a成分出现的较晚,神经生理反应较为延迟,表明述情障碍患者识别面部表情的困难源于在认知加工的注意阶段,而不是后期的决策阶段,知觉情绪性相关信息较为延迟。对于述情障碍患者而言,厌恶表情作为类间偏差刺激比作为类内偏差刺激诱发的N2b/P3a成分波幅更大、潜伏期更短,而愤怒表情作为类间刺激和作为类内刺激引发的N2b/P3a成分的波幅和潜伏期差异均不显著,表明述情障碍患者并不按类别来知觉愤怒表情,存在识别愤怒表情的特异性缺陷。

4.6 面部表情类别知觉的发展研究

面部表情类别知觉能力是个体与生俱来的,还是成长过程中逐渐培养起来的,关于这一问题,也有学者进行了探索。研究发现,儿童识别情绪性面部表情时也表现出类别知觉效应。De Gelder,Teunisse和Benson(1997)发现9～10岁儿童识别愤怒—悲伤、快乐—悲伤、愤怒—恐惧连续体上的表情存在类别知觉效应。Cheal和Rutherford(2011)探索了3.5岁的学龄前儿童对快乐—悲伤连续体面部表情的类别知觉,结果发现3.5岁儿童具有和成人同样的类别界线,表明3.5岁儿童已经能够像成人一样按照类别来知觉快乐—悲伤表情。Kotsoni,de Haan和Johnson(2001)发现7个月的婴儿在知觉恐惧—快乐表情时具有明确的类别界线,类间表情的辨别能力好于类内表情,并且对恐惧表情注视时间更长,这表明面部表情(至少是恐惧—快乐)的类别知觉效应在婴儿时期就已经出现,并不需要经验来发展。然而,Thomas,de Bellis,Graham和LaBar(2007)对儿童、青少年和成人在中性—愤怒、中性—恐惧、恐惧—愤怒表情的类别知觉进行了研究,发现儿童和青少年的表现是一样的,但是成人对目标情绪表情的敏感性显著大于儿童和青少年,表明从儿童时期向成人时期发展的过程中个体的面部表情类别知觉能力是不断发展的。Kiffel,Campanella和Bruyer(2005)以22～89岁个体为被试,考察了年龄对面部表情类别知觉的影响,发现随着年龄增长,面部表情类别知觉效应仍然存在,快乐—悲伤、悲伤—厌恶连续体的类别界线并不因年龄增长而偏移,但年龄越大识别过程中越容易受到不相关表情的干扰。West等人(2012)考察了20～89岁不同年龄个体识别由中性到情绪性渐变表情的能力,结果表明,随着年龄的增长,被试识别恐惧、愤怒、悲伤表情的正确率降低,并且年龄的增长对于识别50%成分的模糊表情影响最大。以上研究说明,年龄在一定程度上影响面部表情的类别知觉效应。实际情况可能是,类别知觉是人类与生俱来的能力,具有神经生理基础,但并不精细和完善,经验可以提高面部表情类别知觉的能力,使之有助于个体敏锐地觉察出他人情绪信息的变化,并及时做出恰当反应以适应当前环境。

儿童受虐待经历会影响面部表情类别知觉。有研究发现,受虐待儿童只需要比正常儿童更少的情绪信息就能正确识别出愤怒表情(Pollak&Kistler,2002;Pollak,Messner,Kistler,&Cohn,2009;Pollak&Sinha,2002),表明受虐待儿童对愤怒表情的表征更敏感,同时,受虐待儿童需要比正常儿童更强烈的表情强度才能正确识别出悲伤表情(Pollak&Sinha,2002)。对于受虐待儿童来说,愤怒信号预示着即将受到伤害,因此愤怒情绪对于受虐待儿童及时发现威胁情境并做出恰当反应具有适应性作用,但不利于他们适应正常的人际交往情境,可能虐待经历使这些儿童对愤怒信息更敏感。Masten等人(2008)发现受虐待儿童识别恐惧表情的反应时显著小于正常儿童,表明受虐待儿童对恐惧表情具有较高的敏感性。在虐待环境中成长的儿童由于长期暴露于暴力环境中,目睹了较多的恐惧表情,同时恐惧表情间接预示着威胁情境的存在,他们可能将较多的认知资源用于快速识别恐惧表情,因此受虐待儿童很可能对恐惧表情具有更详细的表征,只需要较少的信息即可正确识别恐惧表情。这种较高的敏感性可能提高了受虐待儿童识别威胁情境的能力,避免了潜在的伤害。Pollak和Kistler(2002)采用经典类别知觉研究范式考察受虐待儿童面部表情的类别知觉能力,结果发现受虐待儿童和正常儿童都表现出面部表情的类别知觉效应,但是两组儿童识别愤怒—恐惧、愤怒—悲伤连续体表情的类别界线不同,受虐待儿童容易将模糊表情过度识别为愤怒表情。以上研究结果表明,儿童受虐待的经历可能通过影响个体成长经验对面部表情类别知觉产生影响。

5 总结与展望

近年来,面部表情类别知觉研究受到越来越多的重视。学者们针对不同人群开展有关研究,不断修正、改进实验范式,这为我们深入研究表情类别知觉做出了重大贡献。新近的研究更多地关注类别知觉的个体差异,很多研究者通过实验研究考察了攻击性、抑郁症、精神分裂症、社交焦虑症、自闭症、述情障碍等对面部表情类别知觉效应的影响,通过识别任务揭示类别界线的偏移情况,从情绪识别的角度对个体相应的社会行为作出合理的解释。目前,较为一致的观点认为,上述障碍对面部表情类别知觉效应有影响,通过分离敏感性和反应偏向可以更深入地理解行为偏差。随着研究的深入,对面部表情类别知觉的研究需要在以下方面不断完善和深化。

第一,已有大量行为实验探讨面部表情类别知觉(如,Fujimura et al.,2012)及其在情绪识别障碍人群中的应用(如,Huang et al.,2011;Wilkowski&Robinson,2012),也有研究采用ERP技术探讨了面部表情类别知觉的脑电机制(Campanella,Gaspard,et al.,2002;Campanella,Quinet,et al.,2002),并考察了社交焦虑个体(Rossignol et al.,2007)和述情障碍个体(Vermeulen et al.,2008)的表情类别知觉能力,还有研究使用fMRI技术探索了面部表情类别知觉涉及的皮层结构(Harris et al.,2012,2014),但是面部表情类别知觉的ERP范式没有得到广泛的应用和发展,相对于大量的行为研究,相关的fMRI研究也极少。未来研究可以将ERP范式用于研究其他情绪识别障碍个体的类别知觉能力,也可以结合fMRI技术来定位情绪识别障碍的脑内源,还可以利用皮层结构的激活水平不同来确定表情识别的类别界线,为进一步研究或干预训练提供可靠依据。

第二,已有大量研究将表情类别知觉范式应用于情绪识别障碍人群中,并取得了有意义的成果,但是研究结果并不一致。同样使用类别知觉范式研究自闭症患者的表情识别,由于刺激呈现时间的不同,导致在自闭症患者是否具有表情类别知觉效应这一主要问题上没有得到统一(Homer&Rutherford,2008;Teunisse&de Gelder,2001),探索既能充分发挥类别知觉能力又能将局部加工最小化的刺激呈现时间,是解决这一问题的关键;研究中被试不具有代表性,样本过小,以及面孔刺激的身份过少,导致结果在推广时受到局限(Rossignol et al.,2007);面孔刺激选自不同的材料库,可能也是影响实验结果的原因之一。筛选出有效的实验材料、设计出能更好地检测类别知觉效应的研究范式,是学者应致力于研究的方向之一。

第三,对干预或训练的研究,具有明显的应用价值。通过训练可以调整攻击性个体的表情类别界线,降低个体的攻击性(Penton-Voak et al.,2013),同样的方法也可用于抑郁、社交焦虑等情绪识别异常的个体中。比如,社交焦虑者表现出面部表情识别障碍,同时,面部表情识别障碍加剧了社交焦虑症状,因此通过对面部表情识别的干预或训练,考察能否在一定程度上缓解和改善社交焦虑,或者通过对社交焦虑患者的治疗,考察能否提高面部表情识别能力。

总之,有关面部表情类别知觉的研究尚存在许多问题有待未来的研究去解决和探讨。这些研究不管在理论上还是在实践运用上,都具有重要意义,因此还需要人们投入更多的关注,开展更丰富、更深入、更系统的理论和应用研究。

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