視覺量表和儀器測量評估人發(fā)色多樣性:一項(xiàng)全球性調(diào)查

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視覺量表和儀器測量評估人發(fā)色多樣性:一項(xiàng)全球性調(diào)查

人類的自然發(fā)色涉及生物學(xué)、文化、社會以及美學(xué)等諸多方面。在自然狀態(tài)下，頭發(fā)顏色變化多樣，其中白種人及其經(jīng)地域散居后（美國、澳大利亞、加拿大、新西蘭等）的白種人變化居多。對于五大洲各種族來說，深色（黑色至深棕色）的頭發(fā)表型（與深色瞳孔一起）在很大程度上占據(jù)主導(dǎo)地位。而人自然發(fā)色在一生中也不是固定不變的。隨著年齡的增長，幾乎所有種族所有人的頭發(fā)都會不同程度地變灰。這是頭發(fā)毛囊黑素細(xì)胞隨時(shí)間發(fā)生漸進(jìn)性耗竭的結(jié)果，該現(xiàn)象會使個(gè)體頭發(fā)逐漸變灰，慢慢在頭上出現(xiàn)一根根白發(fā)。

目前公認(rèn)的自然發(fā)色是從黑色到淺金或紅色，這是由分布在頭發(fā)皮質(zhì)內(nèi)的兩種黑素（幾微克的真黑素和褐黑素）通過不同比例組合而產(chǎn)生的結(jié)果。對于富含真黑素的頭發(fā)而言，某些種族個(gè)體毛發(fā)內(nèi)真黑素的含量受年齡影響。從黑發(fā)到金色頭發(fā)，其毛發(fā)內(nèi)真黑素的總含量逐漸減少，而褐黑素則一直呈低量或微量。對于紅色頭發(fā)，其毛發(fā)中的真黑素和褐黑素則一直均勻分布。

雖然看起來簡單，但通過視覺檢查來精確地描述頭發(fā)的顏色并不是一件容易的事，因?yàn)樵诓煌瑐€(gè)體中頭發(fā)的顏色存在微小差異。此外，物理學(xué)上的偏差（光線、亮度、頭發(fā)纖維的形狀等）還可能加大評估的難度。但培訓(xùn)有素的專家可通過視覺參考量表對發(fā)色進(jìn)行評估，并在極大程度上減弱上述諸多限制。

自20世紀(jì)90年代以來，色度計(jì)的使用為我們提供了一種新型的更加客觀的顏色界定。這類儀器大多數(shù)參照了CIE的L*、a*、b*參考體系（一種廣泛使用的國際標(biāo)準(zhǔn)）且早期是先用于皮膚研究的。但對發(fā)色相關(guān)的研究，這類儀器的使用比較少見。該研究以色度計(jì)評估和特殊的視覺參考量表為標(biāo)準(zhǔn)，針對兩大研究重點(diǎn)展開：①用儀器和視覺評估來檢測志愿者（全球范圍內(nèi)）自然/構(gòu)成性發(fā)色的多樣性；②確定研究中檢測發(fā)色的視覺量表對全球人類發(fā)色色譜的適用度。

一、材料和方法

該研究招募了2 057名18～79歲的志愿者（分別來自非洲、南北美洲、大洋洲、亞洲和歐洲的不同國家），男女各占一半。志愿者均為自然發(fā)色，且家族三代均為同一種族。首先由培訓(xùn)過的技術(shù)人員對居住不同地方志愿者的發(fā)色進(jìn)行視覺評估。視覺評估以歐萊雅公司內(nèi)部制定的視覺參考量表為標(biāo)準(zhǔn)，將發(fā)色（hair tone，HT）分為10級（1級為黑色發(fā)，逐漸變淺至10級的淺金色發(fā)）。隨后在2 057名志愿者的頭部不同部位取得發(fā)束樣本2 870份，并通過儀器測量獲得的數(shù)據(jù)來比較自定義的視覺參考量表。發(fā)束顏色由Minolta CM2022光譜色度計(jì)進(jìn)行儀器評估。具體內(nèi)容請參考原文。

二、結(jié)果

1.通過L*、a*、b*軸的整體分析：所有的儀器測量數(shù)據(jù)均通過二維模式進(jìn)行處理，以L*為縱坐標(biāo)，分別以a*和b*為橫坐標(biāo)作圖。使用紅點(diǎn)代表紅色頭發(fā)，灰點(diǎn)代表灰色頭發(fā)，黑點(diǎn)代表除灰發(fā)和紅發(fā)以外的所有其他發(fā)色來標(biāo)記。通過該方法可以清晰地發(fā)現(xiàn)a*矢量幾乎不能用于描述紅色以外的其他發(fā)色。

2.有色頭發(fā)（除紅發(fā)和白發(fā)）：L*和b*的值能夠很好地體現(xiàn)有色頭發(fā)的顏色變化。可以通過L*、a*、b*參考量表的二維空間結(jié)構(gòu)來證實(shí)?？傮w數(shù)據(jù)顯示，L*的數(shù)值范圍是14～57，b*的數(shù)值范圍是0～14，a*的數(shù)值范圍是0～6。該研究從五大洲獲取的2 217份發(fā)束樣本中收集了有色頭發(fā)，其中歐洲的樣本量（n＝894）占主導(dǎo)地位。檢測數(shù)據(jù)顯示，測量數(shù)值間具有很強(qiáng)的相關(guān)性。實(shí)際上，所有的點(diǎn)都包含于一個(gè)平面上，且相對L*軸有輕微的斜度（4°）。所有志愿者發(fā)色主要由L*和b*值決定。

3.儀器測量與視覺評估間的聯(lián)系：視覺評估結(jié)果顯示2 217根發(fā)束涵蓋了頭發(fā)HT的所有變量范圍。以HT進(jìn)行劃分，能夠更好地顯示其分布特點(diǎn)。結(jié)果所呈現(xiàn)的是有著一些重疊的連續(xù)分布的發(fā)色。值得注意的是，金色頭發(fā)（HT9和HT10）的數(shù)量特別少。當(dāng)每組HT取其L*、a*、b*的均值時(shí)，HT的視覺評分有差異性與L*、a*、b*的分值吻合。因此可以驗(yàn)證專家的評估，同時(shí)證實(shí)HT排序的正確性。

該研究顯示，兩組連續(xù)的HT在橫軸之間的距離不是恒定的，而是隨著HT的增大而增加。這是由于b*和L*的雙因素影響，以及HT評分的排序特征所致。這一結(jié)論在HT8～10中得到證實(shí)，其b*值相當(dāng)接近，而L*值明顯不同。在較深的發(fā)色中（HT1～HT4）則有所不同，其b*值（以及大多數(shù)L*值）的變化幅度特別低。因此，對于深發(fā)色能觀察到較多重疊，使視覺和儀器評估在鑒別檢測中達(dá)到極限。其他指標(biāo)（光澤、頭發(fā)形狀、發(fā)束厚度……）可能對儀器測量也產(chǎn)生干擾。

該研究還總結(jié)了10組不同的HT中的L*、a*、b*平均值。其中，HT9和HT10的數(shù)值只是從數(shù)量有限的樣本中獲得的指標(biāo)。值得注意的是，4組較深發(fā)色（HT1～HT4）的L*值范圍非常窄（18.9～ 21.5）。L*、a*、b*范圍較窄的較深發(fā)色，說明定量和定性兩種方法的局限性，如兩個(gè)相鄰HT（如HT1和HT2）之間L*和b*值的重疊。

4.有色頭發(fā)與地理區(qū)域：對所有儀器測量的結(jié)果進(jìn)行地理區(qū)域劃分，可以通過三維空間模式在相同量級范圍內(nèi)描述發(fā)色連續(xù)變化的差異。如同預(yù)期，歐洲大陸發(fā)色的跨度明顯大于其他四大洲。大洋洲人頭發(fā)b*值的變化相當(dāng)大。有趣的是，亞洲人和非洲人的b*值非常接近，雖然在統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但其發(fā)色略有不同。非洲人發(fā)色的L*均值較低（L*=18），比亞洲人（L*=20.3）的發(fā)色略深。如上所述，這種情況很可能是由視覺評估和儀器測量中其他指標(biāo)（光澤、頭發(fā)形狀、發(fā)束厚度）的干擾所致。

5.紅發(fā)：為了關(guān)注紅發(fā)這種非常稀有的頭發(fā)表型，該研究還通過詢問“你是自然紅發(fā)嗎？”，額外招募了92名紅色頭發(fā)的志愿者（78%歐洲人、18%大洋洲人和4%南美洲人）并獲取他們的頭發(fā)樣本。在所有的有色頭發(fā)中，紅色頭發(fā)分布較為分散，其a*值（0～14）和b*值（0～30）較高，而L*值的范圍為13～60。盡管該研究中所提供的小樣本不能得出明確的結(jié)論，但是值得注意的是，歐洲紅發(fā)志愿者的HT（5～9）高于美拉尼西亞的紅發(fā)志愿者（1～3）。

6.灰色頭發(fā)：該類發(fā)束取樣于至少出現(xiàn)5%白發(fā)（5%～100%）的志愿者，總共561例樣本（非洲30例、美洲127例、亞洲199例、歐洲173例、大洋洲32例），其平均白發(fā)覆蓋范圍為28%。在不同白發(fā)志愿者中，HT值相對均勻分布，盡管在淺色頭發(fā)中呈下降趨勢。簡言之，對于這群志愿者，白發(fā)在淺色頭發(fā)（≥HT6）中不太多見，與該結(jié)果之前的研究相符。

理論上講，這些灰發(fā)的特征是L*值較高（13～83）、a*值（2～7）和b*值（0～13）較低。100%白發(fā)發(fā)束的中位數(shù)相當(dāng)于L*：70，a*：0，以及 b*：6。簡言之，這些頭發(fā)不僅更加均一，而且比其他所有的發(fā)束更偏黃。檢測的發(fā)束中，白發(fā)的比率越高越會導(dǎo)致L*值夜顯著增高。

三、討論

早在20世紀(jì)30年代，隨著染發(fā)產(chǎn)品的出現(xiàn)，即出現(xiàn)了與發(fā)色匹配的視覺參考量表。雖然用這些實(shí)用工具可以快速確定發(fā)束的HT，但即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員也只能準(zhǔn)確判斷出一半的顏色。該研究結(jié)果顯示，較深發(fā)色（HT1～HT4）在志愿者中占大多數(shù)（＞60%），不過值得注意的是，頭發(fā)的形狀、直徑、亮度、毛發(fā)纖維的排列等因素可能影響視覺評估的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在L*值相同的情況下，有光澤的深色頭發(fā)可能比光澤度差的頭發(fā)看上去發(fā)色更深。

關(guān)于人類的頭發(fā)，該研究的數(shù)據(jù)首次在全球水平上對發(fā)色的某些方面進(jìn)行了定量。它證實(shí)了深色頭發(fā)是全球范圍內(nèi)占數(shù)量優(yōu)勢的發(fā)色，其中歐洲人（或其散居者）擴(kuò)大了頭發(fā)色調(diào)的跨度（例如蘇格蘭人），一共多達(dá)8個(gè)HT。來自南美洲的志愿者，特別是巴西人（以及在某種程度上的墨西哥人）的發(fā)色范圍更廣且分布更加均衡，涵蓋6個(gè)HT，可能反映了種族的混血程度。亞洲志愿者的發(fā)色跨度則較少，罕有覆蓋＞4組的HT。對于亞洲人，相比HT2和HT3，通常被命名為“烏黑色”的HT1并不占主導(dǎo)地位。實(shí)際上，對于所有深發(fā)色的志愿者，HT1只占少數(shù)，且在白種人中極為罕見。

對視覺評估的頭發(fā)進(jìn)行儀器檢測，可以獲得許多重要的信息。之前有研究者證實(shí)，在白種人的頭發(fā)中，L*、a*、b*系統(tǒng)的a*變量缺失（綠-紅矢量）。該研究對這項(xiàng)工作清楚地進(jìn)行了確認(rèn)并加以拓展。在其他人種中，除了紅色頭發(fā)之外，可以觀察到HT色譜中L*和b*的動態(tài)變化。用色度測量來鑒別這些深色頭發(fā)（HT3或HT4）是枯燥而乏味的，更不用說目前的儀器是難以完成的。如上所述，頭發(fā)纖維的排列、卷曲度、亮度和頭發(fā)的厚度等因素均有可能干擾被分析發(fā)束的光反射和吸收特性。此外，儀器只能記錄暴露在5 mm口徑聚光燈下的50～100根頭發(fā)（厚度變化范圍50～100 μm）的色度曲線。該結(jié)果會與個(gè)體發(fā)色的臨床觀察略有不同。此時(shí)，將色度信號整合并均分為毛發(fā)的許多物理特征，這是不可避免的離散性的內(nèi)在原因。結(jié)果使得HT1或HT2兩組頭發(fā)在坐標(biāo)軸間的距離幅度極小，明顯低于測量精度的極限。因此，試圖對這兩種深發(fā)色的區(qū)分變得毫無意義。當(dāng)以法醫(yī)學(xué)為目的進(jìn)行這些深發(fā)色色度測量時(shí)，這一點(diǎn)就變得極為重要。

綜上所述，真黑素的數(shù)量及其在淺色頭發(fā)中的“稀釋”決定了頭發(fā)的顏色坐標(biāo)，由增加的亮度（L*）和b*（黃色）成分所驅(qū)動。簡而言之，除了紅色頭發(fā)，二維顏色參照完全可以對某一給定的中度到極淺色的頭發(fā)進(jìn)行非常充分的定義。然而研究還表明，對于非常深的發(fā)色（HT1～HT4），其間的界限是十分模糊的。有趣的是，除了紅色頭發(fā)，其他發(fā)色中少量或微量褐黑素的存在未明顯影響其L*和b*的值。在真黑素和褐黑素幾乎含量相當(dāng)?shù)那闆r下，a*（紅色）成分才會變得更有影響力。關(guān)于HT的排序/主觀特征，不能用L*、a*、b*的客觀坐標(biāo)來繪制其常規(guī)相關(guān)性。然而，指數(shù)型的點(diǎn)型關(guān)系顯示這兩個(gè)變量之間似乎存在密切關(guān)聯(lián)，其中兩個(gè)連續(xù)HT之間的平均距離會隨HT值的增高而增加。

［陳旭 孔佩慧摘自LozanoI,SaunierJB,Panhard S,et al.The diversity of the human hair colour assessed by visual scales and instrumental measurements.A worldwide survey［J］.Int J Cosmet Sci,2017,39（1）:101-107.DOI:10.1111/ics.12359.］原作者單位：歐萊雅法國研發(fā)和創(chuàng)新中心