基于fNIRS的品牌建设下农产品消费体验提升

彭敏晶，张晓玲

(五邑大学 经济管理学院，广东 江门 529000)

农产品品牌建设是现代农业产业的热点问题。2004年至今，中央一号文件多年持续关注农业品牌。2018年中央一号文件围绕“实施乡村振兴战略”，坚持抓产业必须抓质量，抓质量必须树品牌，坚定不移推进质量兴农、品牌强农。国内学者对于农产品品牌化的看法趋于一致，认为农产品品牌化能有效规避农产品市场风险；能够大大增加农产品的市场竞争力；能够减少消费者的购买风险，增加产品的顾客让渡价值。农产品品牌化是农业产业化发展的要求[1]。

对于有品牌认知的消费者而言，有品牌与无品牌农产品是否会引起不同的消费体验？不少国内外专家对农产品开展了品牌化建设相关的研究，主要从营销学、行为学、心理学角度进行，有关品牌与消费者脑反应的研究较少，尤其涉及农产品品牌方面。Tülin等认为品牌能影响消费者选择过程的各个阶段，品牌可信度能降低价格敏感度，品牌可以作为产品影响潜在消费者不确定性和对这种不确定性的敏感度的一种属性。研究表明，欧盟的水果和蔬菜品牌表明如果搜寻或者测量成本很高时，根据品牌收取的溢价就会很高，消费者也更愿意支付高价给同品牌的其他产品[2]。廖洪强在消费者品牌选择行为的实证研究中发现，决定消费者购买行为的品牌因素主要由品牌感知质量、价格、消费者口碑、品牌个性和形象、营销因素以及原产地等六个因素构成，其中品牌感知质量最为重要, 其次是价格[3]。

在神经营销领域中，最常检测的脑区就是脑前额叶(PFC)。PFC的功能与认知、情绪、疼痛和行为管理等相关。而体验是指对某标的物的领悟，及感官或心理所产生的情绪；消费体验是指一个人在使用产品或享受服务时体验到的感觉以及认识。消费者对产品的反应是通过实际体验产品或通过形象化图像来识别的。在基于fMRI的神经营销研究中，当受试者遇到市场刺激时，fMRI可以指出激活的大脑区域，激活的大脑区域可以估计消费者大脑中的正面或负面体验[4]。

在常用的脑成像技术中，fNIRS可以检测大脑的血氧信号，提供客观的大脑神经反应数据，具有无痛无创、更加便携、较高的空间、时间分辨率等优势，使被试能够在自然舒适的环境中执行任务，这消除了研究变量和评估激活脑成像之间延迟的混杂因素。

因此，本文利用fNIRS技术检测消费者在品尝无品牌、有品牌农产品状态时前额叶区域的血氧信号，尝试利用科学的手段，定量化地观察这些脑区的激活模式，探讨品牌农产品对顾客的消费体验是否产生积极影响，深入了解农产品品牌化对人脑活动的影响，为中国农产品品牌化提供数据支撑，为后续进一步利用科学手段解释农产品品牌化对消费者的影响提供依据。

一、fNIRS技术模型

功能性近红外光谱脑成像(fNIRS)是一种相对较新的非侵入性神经成像技术，能够利用能穿透人体组织的近红外光源[5]。fNIRS使用特定波长的光来测量脑氧合血红蛋白(OxyHb)和脱氧血红蛋白(DeoxyHb)，这些血红蛋白是近红外光的主要吸收体，从而可以间接量化神经活动[6]。

在大脑活动过程中，fNIRS的光学特点会受到血氧水平的影响。生物组织里所能吸收近红外光的成分主要有水、血红蛋白和脂肪，在650-900nm范围内，水的吸收率最小，血红蛋白的吸收占主导，具有很强的散射性。水对近红外波段的谱相为观察血红蛋白提供了一种可作为背景的光谱窗，在这个光谱窗下，HbO、HbR对近红外的频谱差异足够大，760nm波长的光对脱氧状态敏感，850nm波长的光对氧合状态敏感，可以根据此差异计算它们各自在体内的浓度。由于OxyHb信号比DeoxyHb信号更能与脑血流量相关，因此数据分析集中在OxyHb信号上。

根据修正的比尔-朗伯定律[7]来计算血流动力学状态，如式(1)、(2)、(3)：

(1)

(2)

=DPF×D

(3)

其中，I为记录的光强度，I(0)为发射的光强度，ε为光皮耦合损耗，μ为消光系数，c为血红蛋白浓度，L为光子路径平均长度，v为散射损失，DPF为影响波长因素，D为光电距离。

式(1)、(2)简化后如式(4)、(5)：

其中，IBL为基线强度，Δc为血红蛋白浓度变化量。

二、实验方案

(一)被试者情况

本实验一共招募42名被试者，平均年龄21岁，其中男性22名，女性20名。被试者均是在校大学生，所有被试均视力正常或校正至正常，且均无重大医疗或精神疾病史，在实验期间也没有服用药物。本研究是在所有被试者的书面知情同意下进行的，实验后每位被试者将获得一定的实验报酬。

(二)实验流程

实验材料我们选择有18年企业文化、4000多家门店的全国连锁品牌百果园与普通市场水果作对比，我们一共提供四种水果：李子、龙眼、葡萄、苹果，其中前两者来自普通市场(条件一)，后两者来自百果园(条件二)，但是在给被试者递送水果时，我们提示所有水果均来自普通市场。

利用数据采集软件NIRStar15-0检测被试者在任务中的血氧浓度变化数据，以一个柔性传感器垫、15个探针(8个光信号发射器和7个探测器)覆盖大脑前额叶区域，监测OxyHb相对浓度的变化。3厘米间隔的光源-探测器由20个通道组成，其中通道1～9、11～12分布于左前额叶，通道9～10、12～20分布于右前额叶。2个波长的光强变化按照比尔-朗伯定律转换为OxyHb相对浓度变化，采样频率为7.8125Hz。

被试者在测试前情绪需要稳定，实验时不能随意移动头部姿势，坐在电脑前接受试前指导语，无疑问按键确认后开始正式实验。实验任务为被试者依次品尝四种水果，每一种水果品尝两次，每次品尝时间为30s(秒，下同)，接着有10s时间进行思考评价以及休息。刺激呈现我们采用E-prime系统，一个试验(Trial)开始时呈现“+”0.5s，提示被试者集中注意力完成品尝任务；之后呈现纯绿色屏幕30s，被试者品尝一次水果；接着呈现10s纯红色屏幕，让被试者在脑海中对刚刚品尝的水果进行评价及休息(刺激呈现流程如图1所示)，直至被试者完成实验。

图1 刺激呈现流程图

三、数据分析

(一)数据处理与分析

使用nirsLAB进行数据预处理，包括裁剪无关数据、去除不连续性、除尖峰伪迹、带通滤波等。为了提高信噪比,去掉原始信号中的较低频元素，带通参数设置为0.01-0.2Hz。修正的比尔-朗伯定律被用来计算OxyHb水平的估计值。统计分析分为两部分：首先使用nirsLAB自带的统计参数图像SPM软件进行Block叠加，采用SPM1线性回归及统计软件SPSS26.0计算各通道的ΔOxyHb-β，OxyHb-β反映了通道的激活程度，ΔOxyHb-β大于0，则表示OxyHb浓度上升，该区域激活，ΔOxyHb-β越大，则表明激活程度越明显，以此评估两种状态下的激活模式；其次利用SPM2进行两种状态成像结果的显著性差异分析。数据处理与分析步骤如图2所示。

图2 技术路线图

(二)结果

使用统计软件SPSS26.0计算两种条件下各通道的ΔOxyHb-β(其中ΔOxyHb-β>0如表1)。图3A、B分别为所有被试者在条件一、条件二的脑区激活模式图，浓度变化值大于0，表明OxyHb浓度上升，则该区域激活，图中通道颜色越暖，表明该通道激活越显著。图3C为条件二与条件一的差异图，颜色越暖，相应通道的激活差异越显著。

结合表1和图3可以发现，在提示被试者所有水果均来自普通市场情况下，条件一和条件二在通道1、3、4、18、19、20的ΔOxyHb-β均大于0，则表明在通道1、3、4、18、19、20均有激活，且通道分布在两侧前额叶并呈对称状态，主要激活了大脑的前额叶背外侧皮质和额极区，且两种条件下均是左前额叶激活程度比右前额叶更强。

表1 各条件下各通道的ΔOxyHb-β

表2为两种条件下被试者大脑前额叶有显著差异的通道ΔOxyHb-β差值及t检验值。结合表2与图3C，被试者在条件二时通道1、6、11、13、16、19的ΔOxyHb显著高于条件一，即条件二在额极区对被试者前额叶激活的影响显著高于条件一；在通道14(右额极区)条件一对被试者的感知影响显著高于条件二。因此，条件二比条件一对被试者前额叶激活影响的显著差异主要集中在额极区与左背外侧前额叶皮质(dlPFC)。

图3 品尝过程中脑区激活模式及差异图

表2 条件一与条件二有显著性差异的t检验结果

(三)讨论

大脑通过血液的新陈代谢为神经元活动提供所需的氧，而氧的消耗又刺激大脑局部血管的舒张，促使毛细血管血流量增加，导致局部脑血流和脑血容的增加，表现为大脑血氧水平的迅速提高,这就是神经与血管匹配的机制。在这个机制的作用下，认知神经活动过程中，大脑神经活动区域增加的脑血流所携带的氧将大大超过大脑活动所需的氧，而氧通过血液中的血红蛋白进行传输，故而认知活动过程中大脑活动区域会出现血液中OxyHb浓度的上升，DeoxyHb浓度的下降。神经影像学的研究表明，脑氧供应可以改善局部皮层体积和皮层厚度，而具有更大的前额叶皮层体积和皮层厚度的测试者在认知功能测试中表现更好[8]。

在购物神经科学领域，移动fNIRS是研究前额叶皮层神经激活的有效方法。更准确地说，眶前额皮质(OFC)可能是处理和预测营销传播策略有效性的关键。PFC的某些区域，特别是dlPFC和OFC对处理和评估营销传播策略至关重要[9]。Akir等人利用fNIRS对购买行为神经相关因素的研究表明，积极的购买决策显著增加了通过额极区的神经活动，这与调节主观价值计算的OFC和vmPFC密切相关[10]。在本实验研究结果中，被试者在条件一与条件二中主要激活了大脑的部分dlPFC和额极区，说明在这两种条件状态下被试者均存在积极购买的决策，即拥有美好的消费体验。

Ravaja等人揭示了当品牌与价格变化时，前额叶皮层的不对称性激活预测了购买决定，左额叶激活程度越大表明参与购买的意愿越大[11]。在本实验中，两种条件下均是左前额叶激活程度比右前额叶更强；且条件二对被试者前额叶的激活影响更加显著，其中在激活区域具有显著性差异的是左dlPFC与额极区，说明了被试者在有品牌水果品尝中消费体验有所提升、参与购买的意愿更大。

四、结论与启示

(一)结论

结合被试者品尝水果整个过程中的血氧供应结果和前人的研究，可以得出以下三个结论：

1.被试者在条件一与条件二中主要激活了大脑的部分前额叶背外侧皮质和额极区，且在两种条件下均是左前额叶激活程度比右前额叶更强，这种更大程度的活动可能表明被试者的购买意向，即存在积极的购买决策。

2.条件一与条件二相比，后者对被试者前额叶的激活影响更加显著，激活区域具有显著性差异的是左dlPFC与额极区，左额叶激活程度越大表明参与购买的意愿越大。

3.在隐藏品牌信息情况下，品牌农产品引起的激活程度比无品牌农产品更强烈，即血氧水平更高。根据前人的研究，脑氧的供应可以改善被试者的认知功能，因此，我们认为品牌农产品可以给被试者带来更美好的消费体验；也说明品牌农产品的品质是得到保证的，这也为“质量兴农、品牌强农”打下阶段性的基础。

(二)管理启示

研究结果表明，当被试者接触到品牌水果和普通市场水果时，神经活动会有所不同。因此水果销售行业有必要了解消费者对视觉和味觉线索的选择，并将这些线索与消费者体验联系起来。对于企业而言，树立水果品牌形象，首先要抓好水果的品质；在营销手段中，试吃环节非常有必要，这样能提升顾客的消费体验，增强消费者对品牌的熟悉度、美誉度，赢得消费者的口碑，提高品牌的影响力，进而为企业与农民带来利益增收。

神经营销学的发展为商家进行营销策略研究提供了更有效的手段。做市场营销研究可以不用局限于传统的研究手段，像过去那样对大样本数据进行研究，可以运用神经科学手段，招募少量被试者进行研究，节省了大量的时间成本。根据本实验结果，商家可以使用fNIRS作为研究工具，检测与消费决策相关的前额叶皮层血氧数据，反映促销策略时的内生神经学信号，比较不同促销方案对消费者的吸引力。