不可信面孔在視知覺加工中的注意偏向：來自眼動(dòng)的證據(jù)*

王乾東 李慶功 陳凱凱 傅根躍,3

(1浙江師范大學(xué)心理系,金華 321004)(2北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心,北京 100871)(3杭州師范大學(xué)心理系,杭州 311121)

1 引言

在社會(huì)知覺中,人們能從面孔中推斷他人的人格特質(zhì),面孔的可信度和支配性(Dominance)是面孔特質(zhì)評(píng)價(jià)中的兩個(gè)重要維度(Oosterhof &Todorov,2008)。對(duì)面孔可信度的評(píng)價(jià)是一種快速、自動(dòng)化的過程,人們對(duì)僅呈現(xiàn) 100ms的面孔就能形成較穩(wěn)定且一致的可信度評(píng)價(jià)(Todorov,Pakrashi,&Oosterhof,2009)。

至今,許多研究從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度(大腦激活程度、腦損傷)來探究人們加工可信和不可信面孔的差異(Adolphs,Tranel,&Damasio,1998;Yang,Qi,Ding,&Song,2011;Engell,Haxby,&Todorov,2007;Todorov,Baron,&Oosterhof,2008),使我們對(duì)可信和不可信面孔加工的神經(jīng)機(jī)制有了更好地了解。但是鮮有研究從視知覺加工的角度來探究這些面孔的加工機(jī)制。從視知覺角度探究面孔可信度對(duì)面孔注意偏向的影響可以為可信和不可信面孔加工的認(rèn)知機(jī)制提供新的視角和更完整的畫面。本研究的首要目的就是采用眼動(dòng)儀,從注意偏向的角度探究個(gè)體對(duì)可信和不可信面孔的視知覺加工差異。

注意偏向主要包括注意警覺、注意維持與回避。注意警覺是指當(dāng)刺激出現(xiàn)時(shí),人們的注意更容易被該刺激吸引。以往研究發(fā)現(xiàn),一些生物性(如蛇、蜘蛛)(Lipp,2006;Vuilleumier,2005)或社會(huì)性(如生氣或異族面孔)(Bannerman,Milders,de Gelder,&Sahraie,2009;Fox et al.,2000;Trawalter,Todd,Baird,&Richeson,2008) 的威脅刺激均會(huì)引起個(gè)體的警覺。比如在視覺搜索任務(wù)中,人們對(duì)生氣的面孔的搜索速度往往要比悲傷和高興的面孔更快,并且搜索生氣面孔的速度也較少受到干擾刺激數(shù)量的影響(Fox et al.,2000)。除了對(duì)威脅刺激的警覺,一些研究也發(fā)現(xiàn),人們對(duì)威脅刺激可能還存在更多的注意維持(Belopolsky,Devue,&Theeuwes,2011;Fox,Russo,Bowles,&Dutton,2001;Nummenmaa,Hy?n?,&Calvo,2006)。注意維持是指人們對(duì)某個(gè)刺激維持更長(zhǎng)的注意時(shí)間。Donders,Correll和Wittenbrink(2008)的研究發(fā)現(xiàn)對(duì)黑人存在“黑人=威脅”的刻板印象的白人,對(duì)黑人更多地產(chǎn)生警覺并且注意也更難從黑人面孔上脫離(Donders et al.,2008)。綜上,這些研究說明人們存在對(duì)威脅刺激的警覺和注意維持。

由于不可信面孔也相當(dāng)于威脅刺激,被評(píng)價(jià)為不可信的面孔更少地受到他人的合作和互惠行為(Stirrat &Perrett,2010),并能引起更強(qiáng)的杏仁核激活(Engell et al.,2007;Todorov et al.,2008),該腦區(qū)在加工恐懼、生氣等消極面孔時(shí)也往往有更強(qiáng)的激活(Adolphs,2002)?；趯?duì)威脅刺激的警覺和注意維持假設(shè),本研究假設(shè)個(gè)體對(duì)不可信面孔可能存在注意警覺和注意維持。

本研究的第二個(gè)目的是探究對(duì)可信和不可信面孔的注意偏向與不可信面孔記憶優(yōu)勢(shì)的關(guān)系。國(guó)內(nèi)外的研究一致發(fā)現(xiàn),個(gè)體對(duì)不可信面孔的記憶要好于可信面孔(徐芬,鄒容,馬鳳玲,吳定誠(chéng),2012;Rule,Slepian,&Ambady,2012)。但是,至于為什么個(gè)體記不可信面孔更好的機(jī)制卻很少有研究探討。以往研究發(fā)現(xiàn),視覺加工策略確實(shí)會(huì)影響面孔的記憶(Henderson,Williams,&Falk,2005;Wells,Beevers,Robison,&Ellis,2010)。基于此,本研究還探究對(duì)不可信和可信面孔的注意偏向的差異是否與不可信面孔記憶優(yōu)勢(shì)存在關(guān)聯(lián)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 被試

剔除無效被試后(眼動(dòng)校準(zhǔn)差、猜到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,共計(jì)有效被試 39名(男 9名),年齡為 19～26歲(21.15±1.71歲)。他們均簽署知情同意書,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后獲得一定的報(bào)酬。所有被試均自報(bào)視力或矯正視力正常。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料

正式實(shí)驗(yàn)共使用 80張中國(guó)中性情緒面孔圖片,均正面前視。在這些面孔中,包含可信和不可信面孔各 20張(男女各半),可信程度介于兩者之間的面孔40張(男女各半)。所有面孔圖片都經(jīng)過Photoshop軟件標(biāo)準(zhǔn)化到相同的形狀和大小(寬600像素,高650像素,分辨率72像素每英寸)。為了防止膚色、亮度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,照片統(tǒng)一調(diào)成灰色,對(duì)比度和亮度也經(jīng)過 Matlab的Shine工具箱(Willenbockel et al.,2010)調(diào)整。這些照片上的人面部無明顯標(biāo)志(如胡須、眼鏡等),年齡為20～30歲之間。

上述的 80張面孔可信度評(píng)分是由另一批被試評(píng)價(jià)得來的。40名被試(15男)對(duì)隨機(jī)一張張呈現(xiàn)的80張面孔的可信任程度從1(非常不可信)～7(非常可信)進(jìn)行評(píng)分。我們?nèi)】尚欧謹(jǐn)?shù)處于前27%的面孔作為可信面孔(80×27% = 21.6,取了20張),后27%的面孔作為不可信面孔(同樣20張)。由此共計(jì)得到可信和不可信面孔各 20張(男女各半),其余處在中間的40張面孔作為可信中性面孔。可信面孔平均分為 5.79,標(biāo)準(zhǔn)差為 0.38;不可信面孔平均分為 4.29,標(biāo)準(zhǔn)差為 0.70;中性面孔平均分為5.06,標(biāo)準(zhǔn)差為0.49;兩兩之間差異顯著,所有的p<0.05。

我們對(duì)可信和不可信面孔進(jìn)行了組合處理,即一張可信和一張不可信面孔隨機(jī)配對(duì)(性別一致),左右各一張,左右順序也進(jìn)行了平衡。最后共產(chǎn)生 40張組合圖片(樣例見圖1)。這些組合圖片寬1024像素,高768像素,分辨率72像素每英寸。組合圖片的每張面孔所形成的矩形區(qū)域?qū)?06像素,高 440像素,兩張面孔的中心區(qū)域間的距離為546像素。40張組合圖片用于面孔編碼階段的任務(wù)中,80張單張面孔圖片隨機(jī)一張張呈現(xiàn)在面孔再認(rèn)階段。

圖1 組合圖片樣例及興趣區(qū)畫法

2.3 實(shí)驗(yàn)儀器

Eyelink 1000 眼動(dòng)儀(SR Research,Canada)采集眼動(dòng)數(shù)據(jù),采樣率為 1000 Hz。刺激呈現(xiàn)在 17英寸的 CRT顯示器,刷新率為 85 Hz,被試機(jī)屏幕分辨率為1024 × 768像素。被試眼睛與屏幕之間的距離約為60 cm。

2.4 實(shí)驗(yàn)程序

被試在眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行個(gè)別施測(cè)。正式實(shí)驗(yàn)包括面孔編碼和再認(rèn)兩個(gè)階段,所有被試依次完成這兩個(gè)任務(wù)。

在編碼階段,主試告知被試在實(shí)驗(yàn)過程中盡量保持頭部不動(dòng)并用一個(gè)下巴托架固定他們的頭部。待練習(xí)階段過后(練習(xí)程序與正式實(shí)驗(yàn)一致,共計(jì)2個(gè)試次(Trial),練習(xí)階段的面孔不會(huì)出現(xiàn)在正式實(shí)驗(yàn)中),即開始正式實(shí)驗(yàn)。首先,需要對(duì)被試的眼動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)程序采用九點(diǎn)追蹤法,被試需要用眼睛追蹤出現(xiàn)在屏幕上的小黑點(diǎn)的中心。在所有眼動(dòng)偏移黑點(diǎn)中心1°視角之內(nèi)方可進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn),否則為無效被試。在正式實(shí)驗(yàn)階段,首先在屏幕正中央出現(xiàn)一個(gè)漂移校準(zhǔn)點(diǎn),只有被試的注視點(diǎn)移動(dòng)到那個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)后(偏移在 1°視角之內(nèi)),組合照片才會(huì)出現(xiàn),呈現(xiàn) 2s。被試在屏幕上看到40組圖片,每組圖片呈現(xiàn)2次,順序隨機(jī),共計(jì)80試次。待組合圖片消失后,出現(xiàn)紅色探測(cè)點(diǎn),被試依據(jù)探測(cè)點(diǎn)的位置(屏幕左右)做出相應(yīng)的按鍵反應(yīng)(“S”和“K”鍵)。待按鍵結(jié)束后,顯示空屏1500 ms,下一試次開始。眼動(dòng)儀會(huì)自動(dòng)記錄組合圖片出現(xiàn)時(shí)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。

學(xué)習(xí)階段結(jié)束后,被試閉眼休息 2分鐘后開始再認(rèn)任務(wù)。被試沒有被事先告知會(huì)有面孔再認(rèn)任務(wù)。在再認(rèn)階段,屏幕中央首先會(huì)出現(xiàn)一個(gè)‘＋’(1000 ms)。接著會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)一張面孔(40張?jiān)诰幋a階段見過的和 40張未見過的),被試需要既快又準(zhǔn)確地判斷這張面孔是否是編碼階段見過的,按相應(yīng)的“S”或“K”鍵。待按鍵結(jié)束后,下一試次開始。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,主試詢問被試在再認(rèn)階段之前是否猜到會(huì)有再認(rèn)面孔這個(gè)階段。如果說猜到即為無效被試。最后主試告知被試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、感謝并給予報(bào)酬。

2.5 眼動(dòng)數(shù)據(jù)處理

與絕大多數(shù)眼動(dòng)研究一樣,本研究中的注視點(diǎn)持續(xù)時(shí)間定義在100 ms或以上。興趣區(qū)定義如圖1,共有2個(gè)興趣區(qū)(圖中紅色框內(nèi)),分別為不可信(右邊)和可信(左邊)面孔興趣區(qū)(正式實(shí)驗(yàn)被試看不見紅色框)。在本研究中,有效試次需同時(shí)滿足以下2個(gè)條件：(1)組合圖片出現(xiàn)后的第一次眼跳發(fā)生在圖片呈現(xiàn)100 ms以后,因?yàn)檠芯勘砻?較短潛伏期的眼跳可能是自發(fā)的眼跳行為,與刺激無關(guān)(Fischer &Weber,1993);(2)在組合圖片呈現(xiàn)時(shí),至少有一個(gè)注視點(diǎn)落在兩個(gè)興趣區(qū)內(nèi)。在本研究中,有效試次比例為91.52%。

在本研究中,注意警覺的指標(biāo)為首注視點(diǎn)偏向于某一興趣區(qū)的試次數(shù)。比如,不可信面孔的警覺分?jǐn)?shù)=首注視點(diǎn)偏向于不可信面孔興趣區(qū)的試次數(shù)。如果首注視點(diǎn)偏向于不可信面孔興趣區(qū)的試次數(shù)要顯著多于偏向于可信面孔興趣區(qū)的試次數(shù),就認(rèn)為人們對(duì)不可信面孔更警覺。

注意的維持指標(biāo)為注視某一類面孔(可信或不可信面孔)的總注視時(shí)間和總注視點(diǎn)個(gè)數(shù)。我們首先計(jì)算出每一被試落在每一有效試次的每一興趣區(qū)(可信和不可信)的總注視時(shí)間和總注視點(diǎn)個(gè)數(shù),對(duì)上述的所有有效試次的總注視時(shí)間和注視點(diǎn)個(gè)數(shù)按照不同興趣區(qū)各自求和后再除以總的有效試次數(shù),就得到每一被試對(duì)不同面孔的注意維持指標(biāo)。如果對(duì)不可信面孔的總注視時(shí)間和總注視點(diǎn)個(gè)數(shù)要顯著長(zhǎng)(多)于可信面孔,就認(rèn)為存在對(duì)不可信面孔的注意維持。

最后,為探究對(duì)不可信和可信面孔的注意偏向的差異是否與不可信面孔記憶優(yōu)勢(shì)存在關(guān)聯(lián),我們對(duì)學(xué)習(xí)階段的注意偏向數(shù)據(jù)與再認(rèn)階段的記憶成績(jī)進(jìn)行相關(guān)分析,如果兩者存在關(guān)聯(lián),則應(yīng)該存在顯著的相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)果

3.1 面孔再認(rèn)成績(jī)

配對(duì)樣本t檢驗(yàn)顯示,不可信面孔再認(rèn)正確率(M= 0.56,SD= 0.18)顯著高于可信面孔(M=0.49,SD= 0.17),t(38) = 2.56,p= 0.015,Cohen's d=0.400。采用信號(hào)檢測(cè)論的方法,我們也算出了鑒別率指標(biāo)d’。與正確率結(jié)果一致,不可信面孔的鑒別率(M= 1.07,SD= 0.62)顯著高于可信面孔(M=0.88,SD= 0.54),t(38) = 2.64,p= 0.012,Cohen's d=0.327。

3.2 眼動(dòng)結(jié)果

3.2.1 注意偏向結(jié)果

注意警覺指標(biāo)。配對(duì)樣本t檢驗(yàn)顯示,首注視點(diǎn)偏向于不可信面孔的試次數(shù)(M= 39.67,SD=6.66)要顯著多于可信面孔的試次數(shù)(M= 34.33,SD= 6.69),t(38) = 3.92,p<0.001,Cohen's d=0.800。說明存在對(duì)不可信面孔的注意警覺。

注意維持指標(biāo)。對(duì)于注視時(shí)間,配對(duì)樣本t檢驗(yàn)顯示,對(duì)不可信面孔的總注視時(shí)間(M=665.07,SD= 118.84)要顯著長(zhǎng)于可信面孔的總注視時(shí)間(M= 603.44,SD= 111.40),t(38) = 4.57,p<0.001,Cohen's d= 0.535;對(duì)于注視點(diǎn)個(gè)數(shù),同樣發(fā)現(xiàn)對(duì)不可信面孔的總注視點(diǎn)個(gè)數(shù)(M= 2.42,SD= 0.59)要顯著多于可信面孔的總注視點(diǎn)個(gè)數(shù)(M=2.19,SD= 0.49),t(38) = 5.18,p<0.001,Cohen's d= 0.424。表明存在對(duì)不可信面孔的注意維持。

3.2.2 眼動(dòng)指標(biāo)對(duì)面孔再認(rèn)成績(jī)的預(yù)測(cè)

以面孔再認(rèn)正確率差(不可信面孔-可信面孔)為因變量,首注視點(diǎn)偏向次數(shù)差、總注視時(shí)間差和總注視點(diǎn)個(gè)數(shù)差(均是不可信-可信)為自變量,采用一般線性模型的逐步回歸法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有首注視點(diǎn)偏向次數(shù)差最終進(jìn)入回歸方程模型?？偡匠棠Ｐ偷腞2= 0.103,矯正的R2= 0.079,F(1,37) =4.26,p= 0.046。首注視點(diǎn)偏向次數(shù)差的回歸系數(shù)β= 0.321,t= 2.06,p= 0.046。

以面孔再認(rèn)鑒別率差為因變量,同樣發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果：只有首注視點(diǎn)偏向次數(shù)差進(jìn)入回歸方程模型?？偡匠棠Ｐ偷腞2= 0.103,矯正的R2=0.079,F(1,37) = 4.24,p= 0.047。首注視點(diǎn)偏向次數(shù)差的回歸系數(shù)β= 0.321,t= 2.06,p= 0.047。首注視點(diǎn)偏向次數(shù)差與面孔再認(rèn)正確率差以及鑒別率差的相關(guān)見圖2。

圖2 注視點(diǎn)偏向次數(shù)差與面孔再認(rèn)正確率差以及面孔再認(rèn)鑒別率差的相關(guān)

4 討論

本研究發(fā)現(xiàn)相較于可信面孔,被試的首注視點(diǎn)更多地偏向于不可信面孔,并且注視不可信面孔的總注視時(shí)間和總注視點(diǎn)次數(shù)也顯著長(zhǎng)(多)于可信面孔,說明人們對(duì)不可信面孔不僅存在注意警覺,也存在對(duì)不可信面孔的注意維持。這個(gè)結(jié)果與以往人們對(duì)威脅刺激更多地產(chǎn)生警覺與注意維持的研究結(jié)果一致(Bannerman et al.,2009;Belopolsky et al.,2011;Fox et al.,2000;Nummenmaa et al.,2006;Trawalter et al.,2008)。從而,本研究把對(duì)威脅刺激的警覺與注意維持的假設(shè)擴(kuò)展到了對(duì)不可信面孔的加工中。本研究對(duì)于理解人們加工可信和不可信面孔的腦機(jī)制也有一定的幫助。以往研究發(fā)現(xiàn)不可信面孔比可信面孔引起更強(qiáng)的杏仁核激活(Adolphs,2002),并且杏仁核的激活強(qiáng)度與注視眼睛的時(shí)長(zhǎng)成正相關(guān)(Dalton et al.,2005)。由于眼睛往往傳達(dá)著社交的威脅信息(Farabee,Holcom,Ramsey,&Cole,1993),因此加工不可信面孔引起的較強(qiáng)的杏仁核激活可能與對(duì)不可信面孔的注意維持有關(guān)。此外,Yang等人(2011)的 ERP研究發(fā)現(xiàn),不可信面孔引起了更強(qiáng)的正向晚正成分(Positive Late Positive Component,LPC),意味著人們把更多的注意投向不可信面孔。

與以往研究一致(徐芬等,2012;Rule et al.,2012),我們發(fā)現(xiàn)記憶不可信面孔要好于可信面孔。對(duì)不可信面孔記憶更好和對(duì)不可信面孔產(chǎn)生警覺和總體注意維持,這可能是人們?cè)趲浊甑倪M(jìn)化發(fā)展中逐漸產(chǎn)生的。最近的一些研究也指出記憶具有適應(yīng)性功能(Nairne &Pandeirada,2008)。這些研究者認(rèn)為進(jìn)化能使人們更容易記住有利于生存的事物。由于不可信面孔可能會(huì)對(duì)自身產(chǎn)生危害,因此對(duì)此類面孔記憶更好,以便將來更準(zhǔn)確地再認(rèn)出此面孔并作出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng),如逃跑或者戰(zhàn)斗。對(duì)不可信面孔產(chǎn)生警覺能促使個(gè)體較快地定向此類面孔并作出恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)反應(yīng);而產(chǎn)生注意維持能使個(gè)體時(shí)刻關(guān)注不可信面孔的變化(如情緒改變),以便隨機(jī)應(yīng)變。此外,這種對(duì)不可信面孔的注意偏向可能是導(dǎo)致個(gè)體記憶不可信面孔更好的原因。

本研究的回歸分析發(fā)現(xiàn),首注視點(diǎn)更多偏向于不可信面孔的個(gè)體,再認(rèn)不可信面孔的成績(jī)更好。國(guó)內(nèi)外關(guān)于警覺促進(jìn)記憶的研究并不多,因此具體的理論機(jī)制有待后人的詳細(xì)研究。一個(gè)可能的原因是,警覺能促使個(gè)體對(duì)相應(yīng)刺激進(jìn)行快速有效地加工。但是,值得驚訝的是,總注視時(shí)間和總注視點(diǎn)個(gè)數(shù)卻不影響記憶績(jī)效。按照常理,看得越久,記得也應(yīng)該更好。這種有趣的結(jié)果也與近期關(guān)于記憶再認(rèn)本族異族面孔的研究結(jié)果一致(Tullis,Benjamin,&Liu,2014)。在該研究中,即使被試在學(xué)習(xí)階段花更多的時(shí)間學(xué)習(xí)異族面孔,他們?cè)僬J(rèn)異族面孔的正確率依然低于再認(rèn)本族面孔的正確率。此外,也有研究發(fā)現(xiàn)女性記憶女性面孔的成績(jī)要好于男性面孔,但是減少女性投入記憶面孔的注意資源并不能消除這種女性面孔記憶優(yōu)勢(shì)(Lovén,Herlitz,&Rehnman,2011)。最后,本研究只是探究了兩者的相關(guān)關(guān)系,并沒有操作相應(yīng)的變量來探究因果關(guān)系,未來的研究可以彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。

最后,本研究只探討了面孔可信度對(duì)注意偏向和記憶的影響。以往研究還探究了行為可信度以及行為和面孔可信度兩者對(duì)記憶的影響(Bayliss &Tipper,2006;Suzuki &Suga,2010)。未來的研究可以在此基礎(chǔ)上探討行為和面孔可信度兩者對(duì)注意偏向的交互影響。

總之,本研究驗(yàn)證了以往研究發(fā)現(xiàn)的不可信面孔的記憶優(yōu)勢(shì),并且從視覺加工角度探討了人們加工可信和不可信面孔的加工方式的差異,發(fā)現(xiàn)：相比于可信面孔,個(gè)體對(duì)不可信面孔產(chǎn)生警覺與注意維持。最后,本研究發(fā)現(xiàn)的首注視點(diǎn)偏向能預(yù)測(cè)不可信面孔的再認(rèn)優(yōu)勢(shì),為探究不可信面孔記憶優(yōu)勢(shì)這一現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)制跨出了重要的一步。

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