高異族接觸大學(xué)生異族效應(yīng)的腦機制探索*

王延培 賈徳梅

中國.新疆師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院(新疆烏魯木齊) 830054 △通訊作者 E-mail:jdm1966@163.com

面孔識別對人類來說是一項非常重要的社交技能。在面孔識別的過程中，人們覺得異族面孔識別困難，難以覺察異族面孔的差異，不易區(qū)分。這種現(xiàn)象在不同族群間穩(wěn)定存在，叫做異族效應(yīng)。目前，對異族效應(yīng)的認知神經(jīng)機制探索，大部分集中在異族效應(yīng)出現(xiàn)條件下，而有些研究發(fā)現(xiàn)在某些情況下異族效應(yīng)消失了［1-4］。有研究表明，在高接觸的維漢群體間，異族效應(yīng)消失了［5］。

我國學(xué)者王玉平博士用事件相關(guān)電位發(fā)現(xiàn)一個與沖突加工有關(guān)的新的負波成分N270，N270 能通過波幅大小有效反映不同刺激表征的區(qū)分程度，且人腦加工復(fù)雜面孔信息沖突時也可誘發(fā)N270［6］。前人研究也都發(fā)現(xiàn)了在聯(lián)合刺激后確實能夠引發(fā)N400。Wang，Cui，Tian 等研究發(fā)現(xiàn)，簡單特征(顏色或形狀)的沖突引起顯著的N270，而聯(lián)合特征沖突(顏色和形狀都不同)引起的N270 有所減小，特別是其后產(chǎn)生了顯著的N400［7］。Zhang，Wang，Li 等進一步研究發(fā)現(xiàn)相對于簡單特征(形狀)沖突，面孔身份信息的沖突產(chǎn)生N270 及N450［8］。由此，說明面孔沖突差異能夠引發(fā)N400。因此，本研究選取高異族接觸經(jīng)驗的漢族大學(xué)生為被試，對異族效應(yīng)消失條件下的認知神經(jīng)機制進行探討。

1 對象與方法

1.1 對象

選取9名漢族高接觸經(jīng)驗大學(xué)生，平均年齡23.8 歲。視力或矯正視力正常。且都與維吾爾族有密切的接觸經(jīng)驗。高接觸經(jīng)驗者采用社會接觸量表［9］進行篩選，該量表經(jīng)西北師范大學(xué)修訂，信度良好。

1.2 方法

1.2.1 材料 圖片材料由維吾爾族和漢族面孔共計240 張組成，其中民族、男女各半，表情中性，面部無明顯特征(如胡須、眼鏡、前額頭發(fā)等)。圖片經(jīng)Photoshop 等軟件處理后達到明暗、大小、對比度和空間頻率等一致，且照片均為灰階，以排除膚色的影響。

1.2.2 實驗設(shè)計 采用2(民族面孔:維吾爾族和漢族)×2(一致性:相同和不同)的被試內(nèi)設(shè)計。

1.2.3 實驗程序 采用延遲匹配范式，先后呈現(xiàn)S1 和S2 兩個刺激面孔，時間間隔800 毫秒，持續(xù)呈現(xiàn)時間300 毫秒每對刺激面孔間隔為3000 毫秒。要求被試比較S1 和S2 是否為相同面孔，如果相同按“J”鍵，如果不同按“F 鍵”。同時記錄腦電和行為數(shù)據(jù)。實驗共分4 節(jié)進行用時30 分鐘左右。

1.2.4 數(shù)據(jù)采集及處理 采用Neuroscan 公司生產(chǎn)的腦電記錄系統(tǒng)，使用64 導(dǎo)電極帽記錄EEG，同時記錄水平和垂直眼電。以頭頂為參考采集腦電信號，濾波帶通為0.05～100Hz，采樣頻率為500Hz。電極與頭皮間的電阻小于5KΩ。分析時將頭頂參考轉(zhuǎn)換為雙側(cè)耳垂。分析時程為S2 出現(xiàn)后800ms，基線為S2 出現(xiàn)前200ms。自動矯正眼電等偽跡，剔除超出波幅在±75μV 區(qū)間的數(shù)據(jù)，最后，采用30Hz(24dB/octave)的低通進行濾波。

1.3 統(tǒng)計處理

采集到的數(shù)據(jù)用SPSS 軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理。

2 結(jié) 果

2.1 行為結(jié)果

對面孔一致性和民族進行雙因素重復(fù)測量方差分析，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在正確率上，民族和一致性的主效應(yīng)和交互作用都不顯著。在反應(yīng)時上，面孔一致性的主效應(yīng)顯著(F =8.34，P ＜0.05)，被試對相同面孔的反應(yīng)(=566.04)顯著快于對不同面孔的反應(yīng)(=605.70)。民族的主效應(yīng)和二者的交互作用都不顯著。

2.2 腦電結(jié)果

2.2.1 N270 觀察N270 腦地形圖可知，與面孔沖突變化相關(guān)的大腦神經(jīng)激活區(qū)域主要位于額頂區(qū)，且右半腦有更高的激活程度。結(jié)合前人研究，選取右半腦FC4 和FC6，見圖1，以240～300ms 時間段的平均波幅為因變量。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，面孔一致性主效應(yīng)顯著(F=34.77，P ＜0.05)，說明面孔不同條件下產(chǎn)生了顯著的N270;民族的主效應(yīng)不顯著，面孔一致性與民族交互作用顯著(F = 8.23，P ＜0.05)。簡單效應(yīng)分析表明，不同民族面孔不同條件下的波幅均顯著大于面孔相同條件下的波幅(本族面孔:F=21.58，P ＜0.05;異族面孔:F =33.12，P＜0.05)。用面孔不同條件下的波幅減去面孔相同條件下的波幅作為N270 的差異波，見圖2。然后對不同民族的差異波進行配對樣本t 檢驗，發(fā)現(xiàn)異族面孔的差異波波幅(=-3.88)顯著大于本族面孔的差異波幅(=-2.01，t=4.88，P ＜0.05)。

進行左半腦(F1、F3、FC1、FC3)和右半腦(F2、F4、FC2、FC4)的差異分析，比較不同民族面孔在不同半腦上的激活模式。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在本族面孔條件下，面孔一致性主效應(yīng)顯著(F =21.80，P ＜0.05)，左右半腦的主效應(yīng)和兩者的交互作用都不顯著。在異族面孔條件下，面孔一致性主效應(yīng)顯著(F=18.71，P ＜0.05)，左右半球的主效應(yīng)不顯著，兩者的交互作用顯著(F=9.10，P ＜0.05)。簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)在大腦右半球面孔不同條件下的波幅顯著大于相同條件。說明異族面孔誘發(fā)的N270 存在右半腦優(yōu)勢。

圖1 本族和異族面孔引發(fā)的N270 原始波圖

圖2 本族和異族面孔引發(fā)的N270 差異波圖

2.2.2 N400 觀察N400 腦電形圖，選取FZ 和FCZ 兩個電極進行分析。如圖3 所示，在S2 呈現(xiàn)后360～460ms 之間，不同面孔相對于相同面誘發(fā)出一個更負的成分，即N400。以360～460ms 時間段的平均波幅為因變量。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，面孔一致性主效應(yīng)顯著(F =7.51，P ＜0.05)，即面孔變化條件下的波幅明顯高于面孔不變條件下的波幅;民族的主效應(yīng)不顯著(F =0.43，P ＞0.05);面孔一致性與民族交互作用顯著(F=5.35，P=0.05)。簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)本族面孔在不變與變化條件下的波幅存在顯著差異(P ＜0.05)，異族面孔無顯著差異(P ＞0.05)。

圖3 本族和異族面孔引發(fā)的N400 原始波圖

3 討 論

3.1 行為結(jié)果分析

行為結(jié)果說明高異族經(jīng)驗接觸者并無異族效應(yīng)的存在。被試的高正確率和反應(yīng)時差異，也說明被試均能很好地覺察面孔差異。

3.2 腦電結(jié)果分析

3.2.1 N270 高異族經(jīng)驗接觸漢族大學(xué)生在腦電結(jié)果上出現(xiàn)了顯著的異族效應(yīng)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，知覺經(jīng)驗假說認為，對本族面孔的加工更多使用構(gòu)形編碼即整體性加工，對異族面孔更多使用特征編碼，即局部加工［10］。本研究出現(xiàn)的現(xiàn)象可能就是由于對眼睛等鮮明特征的局部加工引起的。Tanaka，Kiefer 和Bukach 讓被試學(xué)習(xí)完整面孔，再認完整面孔或局部特征。發(fā)現(xiàn)本族被試對整體面孔的識別效果好于局部特征。而異族高接觸被試的再認效果無顯著差異［11］。說明隨著接觸經(jīng)驗的增加，高異族接觸被試對異族面孔的加工仍然采用局部加工，異族效應(yīng)的消失可能只是加工熟練程度的提高，而非加工方式的改變。另外，Michel，Rossion，Han 等人采用合成面孔范式進行研究，發(fā)現(xiàn)如果下半部分是本族面孔，反而會更強地干擾其對上半部分的判斷［12］。說明對于即使整體構(gòu)形被破壞，被試對本族面孔依然優(yōu)先采用整體加工。Hill 和Lewis 使用知覺學(xué)習(xí)范式，把被試分為兩組，讓實驗組學(xué)習(xí)注意面孔的局部特征變化，同時讓控制組學(xué)習(xí)無關(guān)材料。然后讓被試學(xué)習(xí)再認面孔圖片，發(fā)現(xiàn)控制組的異族效應(yīng)大降低。說明對本族面孔采用整體加工方式是優(yōu)于局部加工的［13］。王乾東，胡超等人的研究表明，相對于成人，幼兒在加工面孔時，更傾向于看面孔的眼睛部分［14］。因此，綜合以上研究推斷，隨著接觸經(jīng)驗的增加，高異族接觸大學(xué)生對眼睛等局部特征的加工可能變得更為熟練，才導(dǎo)致了局部的異族效應(yīng)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

在進行半球分析時，發(fā)現(xiàn)加工異族面孔時出現(xiàn)了顯著的右腦優(yōu)勢。說明在高異族接觸經(jīng)驗大學(xué)生對異族面孔加工強度更大。已有研究表明大腦面孔識別的優(yōu)勢半球是右側(cè)半腦［15-16］。而本族面孔的并未出現(xiàn)半球優(yōu)勢說明被試對本族面孔只進行了較低強度的加工，投入了更少的認知資源［17-18］。Herzmann，Willenbockel 和Tanaka 等人研究表明，成功編碼本族面孔需要的神經(jīng)激活并不大［19］。因此，本族面孔的激活程度，并沒有異族面孔的激活程度高。由此，進一步說明被試對異族面孔投入了更多的認知資源。

3.2.2 N400 統(tǒng)計結(jié)果表明，本族面孔出現(xiàn)了顯著的N400，而異族面孔并未出現(xiàn)。說明在深入加工階段，異族面孔并未獲得詳盡加工。Eimer 的研究也發(fā)現(xiàn)N400 對面孔的熟悉性反應(yīng)敏感［20］。并且Eimer 認為這反應(yīng)了Bruce 和Yang 的多階段認知模型中的面孔晚期面孔認知的加工階段。Eimer 通過進一步的實驗發(fā)現(xiàn)只有正立的熟悉面孔能引發(fā)N400，而倒立的熟悉和不熟悉面孔均不能產(chǎn)生N400。倒置阻滯了對面孔的結(jié)構(gòu)或整體的認知［21］。由此可見，整體性結(jié)構(gòu)編碼能夠進行更深入的加工，進而產(chǎn)生N400。另外，也有很多研究發(fā)現(xiàn)本族面孔的加工要比異族面孔深［22-24］。

Bruce 和Young 提出的面孔識別功能模型，將面孔的加工分為知覺的加工和認知的加工，且它們屬于不同的子功能模塊［25］。該模型在大量的研究中被認為是面孔識別的基本框架和經(jīng)典模式，產(chǎn)生了廣泛、深遠的影響［26］。在本研究中，N270 反映了對不同民族面孔識別在早期結(jié)構(gòu)編碼上的差異，而N400 反映了晚期面孔認知上的差異。因此，本研究基本上也支持了Bruce 和Young 的多階段認知模型，說明面孔識別確實存在早期結(jié)構(gòu)編碼和晚期面孔認知兩個不同加工階段。

［1］Cassidy K D，Quinn K A，Humphreys G W.The influence of ingroup/outgroup categorization on same－ and other－ race face processing:The moderating role of inter－versus intra－racial context［J］.Journal of Experimental Social Psychology，2011，47:811-817

［2］Hehman E，Mania E W，Gaertner S L.Where the division lies:Common ingroup identity moderates the cross－ race facial－ recognition effect［J］.Journal of Experimental Social Psychology，2010，46:445-448

［3］Hills P J，Lewis M B.Reducing the own－race bias in face recognition by attentional shift using fixation crosses preceding the lower half of a face［J］.Visual Cognition，2010，19:313-319

［4］Wilson J P，Hugenberg K.When under threat，we all look the same:Distinctiveness threat induces ingroup homogeneity in face memory［J］.Journal of Experimental Social Psychology，2010，46:1004-1010

［5］劉陽，孫秀玲，李紅，等.維族大學(xué)生面孔識別的本族效應(yīng):群際接觸的影響［J］.心理科學(xué)，2014，37(3):683-688

［6］Zhang Y Y，Wang Y P，Wang H J，et al.Different processes are involved in human brain for shape and face comparisons［J］.Neurosci Lett，2001，303:157-160

［7］Wang Y，Cui L，Wang H，et al.The sequential processing of visual feature conjunction mismatches in the human brain［J］.Psychology，2004，41:21-29

［8］Zhang X，Wang Y，Li S，Wang L.Event－ related potential N270，a negative component to identification of conflicting information following memory retrieval［J］.Clinical Neurophysiology，2003，114:2461-2468

［9］Walker P M，Hewstone M.A developmental investigation of other ‐race contact and the own ‐ race face effect［J］.British Journal of Developmental Psychology，2006，24(3):451-463

［10］琚長庭，汪來珉.面孔識別中種族效應(yīng)的認知神經(jīng)基礎(chǔ)［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2012，40(4):73-79

［11］Tanaka J，Kiefer M，Bukach C.A holistic account of the own－race effect in face recognition:Evidence from across－cultural study［J］.Cognition，2004，93:B1-B9

［12］Michel C，Rossion B，Han J，Chung C S，Caldara R.Holistic pro cessing is finely tuned for faces of one＇sown race［J］.Psychological Science，2006，17(7):608-615

［13］Hill P J，Lewis M B.Reducing the own－race bias in face recognition by shifting attention［J］.Quarterly Journal of Experimental Psychology，2006，59:996-1002

［14］王乾東，胡超，傅根躍.幼兒面孔加工異族效應(yīng)的眼動研究［J］.心理學(xué)報，2013，45(2):169-178

［15］Dien J.A tale of two recognition systems:Implications of the fusiform face area and the visual word form area for lateralized object recognition models［J］.Neuropsychologia，2009，47:1-16

［16］Clarke S，Lindemann A，Maeder P，et al.Face recognition and poste ro－inferior hem isphere lesions［J］.Neuropsychologia，1997，35:1555-1563

［17］彭小虎，魏景漢，羅躍嘉，等.面孔識別的腦加工成分－N170 的ERP 研究［J］.航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，2002，15(4):303-304

［18］Wei J H，Peng D L，yang Z L，et al.The hemispheric difference of semantic processing of Chinese characters in two dimensions as revealed by ERPs［J］.Neuro Report，2001，17:3697-3701

［19］Herzmann G，Willenbockel V，Tanaka J W，et al.The neural correlates of memory encoding andrecognition for own－race and otherrace faces［J］.Neuropsychologia，2011，49:3103-3115

［20］Eimer M.Event－related brain potentials distinguish processing stages involved in face perception and recognition［J］.Clinical Neurophysiology，2000，111(4):694-705

［21］貢琳琳，朱霞，苗丹民.面孔局部變化對倒置效應(yīng)的影響［J］.中國健康心理學(xué)雜志，2011，19(11):1404-1406

［22］Chance J E，Goldstein A G.Depth of processing in response to own－and other－race faces［J］.Personality ＆ Social Psychology Bulletin，1981，7，475-480

［23］Devine P G，Malpass R S.Orienting strategies in differential face recognition［J］.Personality and Social Psychology Bulletin，1985，11:33-40

［24］Burgess M C R，Weaver G E.Interest and attention in facial recognition［J］.Perceptual ＆ Motor Skills，2003，96:467-480

［25］肖艷麗，蔣重清，楊文，等.小學(xué)兒童對面孔情緒效價和性別信息的識別特征［J］.中國健康心理學(xué)雜志，2013，21(10):1543-1546

［26］馬雪玲，李建明，鄒義壯，等.精神分裂癥面孔信息加工的研究進展［J］.中國健康心理學(xué)雜志，2010，18(6):746-748