熟悉與陌生面孔加工激活的腦區(qū)及腦電反應(yīng)

封丹 浙江理工大學(xué)

一、引言

面孔或許是我們生活環(huán)境中最重要的一種視覺刺激。對于不同的觀察者而言，面孔所帶的身份信息是不同的，因此有了熟悉面孔與陌生面孔之分。那么這兩種面孔識別是否存在大腦上激活不同的區(qū)域，以及二者之間的腦電上又有什么樣的差異呢？

二、激活腦區(qū)的差異

熟悉與陌生面孔識別間的差異得到了神經(jīng)領(lǐng)域的支持。面孔識別激活的腦區(qū)有: 前額葉、顳葉內(nèi)側(cè)、海馬回、中枕回、枕下回、中部梭狀回等。與識別陌生面孔相比，識別熟悉面孔激活更大范圍的腦區(qū)，包括雙側(cè)前額葉、顳內(nèi)側(cè)和海馬回。然而，熟悉面孔識別所激活的額顳葉區(qū)域并不是只與面孔加工有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域同樣會被語義表征，情景記憶和情緒信息所激活（Natu, V.等，2011）。因此，很難從腦成像研究中將額外的語義、情境信息分離出來，單獨考慮熟悉面孔所激活的腦區(qū)域。Rossion等人（2001）為了解決上述問題，比較了陌生面孔和僅在視覺上熟悉的面孔，被試對這些面孔進行學(xué)習(xí)直至視覺上很熟悉，但是不知道他們的名字，以消除語義信息。有研究發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)功能定義的面孔區(qū)域，即梭狀回面孔區(qū)域（FFA）和枕葉面部區(qū)域（OFA），都涉及了熟悉與陌生面孔識別差異。其他研究也采用了不同的任務(wù)，發(fā)現(xiàn)熟悉與陌生面孔激活的腦區(qū)域不同。研究者提出采用身份匹配任務(wù)發(fā)現(xiàn)，比起陌生面孔，被試的rFFA區(qū)域?qū)κ煜っ婵椎姆磻?yīng)更大，并且對熟悉面孔的匹配更準確。Ramon等人（2014）通過緩慢增加視覺信息（即高空間頻率）來隔離對陌生和熟悉面孔間有區(qū)別的神經(jīng)反應(yīng)，逐漸讓被試意識到不熟悉的或?qū)€體而言熟悉的面孔。研究發(fā)現(xiàn)熟悉面孔識別最先激活擴展面孔加工系統(tǒng)（the extended face-processing system）中的前側(cè)和中部顳葉區(qū)域，這些區(qū)域（包括杏仁核）在對熟人面孔進行分類時發(fā)生反應(yīng)。相反，無論是否熟悉，大量的視覺信息會激活后側(cè)面孔選擇區(qū)域的激活。這些研究都提示，比起陌生面孔識別，熟悉面孔識別會激活更多大腦區(qū)域。

近十年來，fMRI研究也開始出現(xiàn)了fMR-適應(yīng)中存在熟悉性效應(yīng)的證據(jù). 有研究者在一系列實驗中使用了這種范式，這種范式比起標(biāo)準的fMRI程序，能夠允許測量更大的區(qū)域特異性，并且能夠測量大腦面孔選擇區(qū)域的神經(jīng)反應(yīng)。對一組神經(jīng)元重復(fù)呈現(xiàn)單一刺激，會導(dǎo)致這個區(qū)域?qū)υ摯碳ぷ兊眠m應(yīng)，fMRI信號就會減少。通過改變刺激屬性，就能測量信號反映，確定這個神經(jīng)元群體對該屬性是否敏感。一些研究者在研究中發(fā)現(xiàn)FFA會對重復(fù)出現(xiàn)的面孔表現(xiàn)出適應(yīng)性（雖然不在顳上溝）。此外，這種適應(yīng)性會強烈地受熟悉性的調(diào)節(jié)。一張面孔重復(fù)時觀察視角發(fā)生變化就足以解除對陌生面孔的適應(yīng)。然而，對于熟悉面孔，即使視角發(fā)生改變，我們?nèi)匀荒苡^察到適應(yīng)效應(yīng)。另外一些研究沒有發(fā)現(xiàn)熟悉與陌生面孔的適應(yīng)差異。

三、腦電反應(yīng)差異

大腦事件相關(guān)電位為熟悉與陌生面孔加工涉及不同機制提供其他神經(jīng)生理學(xué)證據(jù)。關(guān)于電生理成分N170的大量研究顯示出它對面孔的敏感性（例如：Bentin等，1996）。這個早期成分不容易受熟悉性調(diào)節(jié)，有研究者發(fā)現(xiàn)熟悉面孔刺激和陌生面孔刺激引發(fā)的N170電位沒有差異。然而，近來有研究表明N170成分受到熟悉性調(diào)節(jié)，在識別熟悉面孔時，N170振幅更大。在電生理學(xué)工作中，有關(guān)熟悉性的較可靠的標(biāo)記物是N250r成分，即在啟動/適應(yīng)范式中，重復(fù)出現(xiàn)的面孔比不重復(fù)的面孔引發(fā)更大的N250振幅，這種效應(yīng)被認為是由于激活了工作記憶中所存儲的面孔表征，而N170被認為與面孔早期結(jié)構(gòu)分析有關(guān)。N250r表現(xiàn)出一定程度的圖像特異性，相比同一張圖片的重復(fù)出現(xiàn)，同一個人臉的不同圖像重復(fù)的激活減少，表明兩張面孔間的視覺編碼有重復(fù)的成分。Bindemann 等研究發(fā)現(xiàn)，熟悉面孔所引發(fā)的N250r重復(fù)效應(yīng)不受面孔圖片垂直或者水平扭曲的影響。這一發(fā)現(xiàn)表明N250r并不僅僅反映兩張面孔圖像之間的表面視覺重疊，反映了較高水平的視覺識別，并支持N250r與面孔識別有關(guān)。

四、總結(jié)

熟悉面孔激活的腦區(qū)比陌生面孔激活腦區(qū)更多，熟悉面孔和陌生面孔在認知加工方面既有相同點又存在差異，在面孔呈現(xiàn)早期，陌生面孔和熟悉面孔都引起N170 的反應(yīng)，并沒有出現(xiàn)分離;