錯(cuò)認(rèn)總比錯(cuò)過(guò)好
——面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制及其應(yīng)用*

陳子煒 付 迪,3 劉 勛

(1 中國(guó)科學(xué)院心理研究所行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101)(2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)心理學(xué)系,北京 100049) (3 漢堡大學(xué)信息科學(xué)系,漢堡 22527,德國(guó))

1 引言

人們有時(shí)會(huì)從某些物體上看到實(shí)際并不存在的物體,比如將猴面蘭的花蕊看成猴臉、將天空中的云朵看成面孔。這類錯(cuò)誤的視覺(jué)感知,即感知到本不存在的物體,被稱作視錯(cuò)覺(jué)(pareidolia)(Liu et al.,2014)。這種錯(cuò)誤感知即表現(xiàn)為個(gè)體對(duì)無(wú)意義的事物賦予了新的意義(Wang et al.,2022)。在發(fā)生視錯(cuò)覺(jué)時(shí),個(gè)體一般會(huì)從事物中錯(cuò)誤地感知到本不存在的動(dòng)物、物體或事件。其中,個(gè)體更多地將物體錯(cuò)誤地感知為實(shí)際并不存在的面孔,這被稱作面孔視錯(cuò)覺(jué)(face pareidolia) (Liu et al.,2014;Ryan et al.,2016;Wodehouse et al.,2018)。那些能引起面孔視錯(cuò)覺(jué)的物體,則被稱作類面孔物體(face-like objects)。

面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生既源于個(gè)體的先天適應(yīng),也源于個(gè)體所處的后天環(huán)境。一方面,從進(jìn)化學(xué)的角度,感知面孔的能力具有一定的適應(yīng)性功能。個(gè)體為了有效規(guī)避環(huán)境中的潛在危險(xiǎn),往往會(huì)降低對(duì)帶有社會(huì)信息面孔刺激的閾限感知,這導(dǎo)致個(gè)體更容易將物體錯(cuò)誤地加工成面孔(Chen&Yeh,2012;Takahashi &Watanabe,2013)。此外,識(shí)別面孔以及面孔情緒也可促成個(gè)體對(duì)后續(xù)威脅和機(jī)會(huì)的預(yù)測(cè)感知(Ekman et al.,1987;Ryan et al.,2016)。盡管這種進(jìn)化適應(yīng)可能使得個(gè)體錯(cuò)誤地將物體當(dāng)成一張面孔,但其副作用也遠(yuǎn)低于錯(cuò)過(guò)一張真實(shí)面孔所帶來(lái)的后果。另一方面,大腦不僅被動(dòng)地接受自下而上的視覺(jué)信號(hào),還會(huì)進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼(Bar,2007;Palmer,1975)。當(dāng)處在一個(gè)高度穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)的世界時(shí),個(gè)體可將提取的感知信息基于經(jīng)驗(yàn)和記憶進(jìn)行對(duì)比并生成對(duì)所看到事物的預(yù)判(de Lange et al.,2018)。研究者認(rèn)為,社會(huì)場(chǎng)景中的面孔可能被人賦予了重要的社會(huì)作用,進(jìn)而導(dǎo)致人們對(duì)面孔存在較高的期望(Summerfield et al.,2006)。由于身處于社會(huì)環(huán)境中,個(gè)體對(duì)面孔具有較高期望,而當(dāng)自上而下的期望同自下而上的視覺(jué)信號(hào)之間發(fā)生平衡失調(diào)時(shí),面孔視錯(cuò)覺(jué)就會(huì)產(chǎn)生(Smailes et al.,2020)。

以往的研究除了比較面孔視錯(cuò)覺(jué)和面孔加工之間的聯(lián)系,也關(guān)注視錯(cuò)覺(jué)在臨床診斷和商業(yè)廣告領(lǐng)域中的應(yīng)用。個(gè)體在產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)時(shí)看到的通常是現(xiàn)實(shí)中存在的事物(Palmer &Clifford,2020),而患者在產(chǎn)生視幻覺(jué)(visual hallucination)時(shí)看到的則更多是無(wú)意義的圖案(Mamiya et al.,2016;Ryan et al.,2016)。雖然視錯(cuò)覺(jué)和視幻覺(jué)在癥狀表現(xiàn)上存在一定的差異,但兩者在生理層面依舊存在一定相關(guān)(ffytche &Howard,1999)。因此,相關(guān)研究提出視錯(cuò)覺(jué)可作為視幻覺(jué)的一種亞臨床表現(xiàn)(Akdeniz et al.,2020;Uchiyama et al.,2015)。視錯(cuò)覺(jué)除了可納為視幻覺(jué)的診斷標(biāo)準(zhǔn),也可用于研究有關(guān)孤獨(dú)癥患者對(duì)面孔的選擇性注意。雖然孤獨(dú)癥患者相較健康成人在檢索圖片時(shí)會(huì)表現(xiàn)出對(duì)面孔,尤其是眼睛的回避(Frazier et al.,2017;Weigelt et al.,2012)。但有研究發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥患兒依舊會(huì)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué),只是發(fā)生的比例要低于正常兒童(Ryan et al.,2016)。同時(shí),研究者在孤獨(dú)癥成年患者中也發(fā)現(xiàn)類似情況,低水平孤獨(dú)癥特質(zhì)的個(gè)體依舊會(huì)對(duì)類面孔物體圖片產(chǎn)生生理喚醒(Singleton et al.,2014)。除了臨床診斷和干預(yù),面孔視錯(cuò)覺(jué)也常被商家利用作為廣告設(shè)計(jì)的元素(Wodehouse et al.,2018)。擬人化的商品廣告,如將食品擺成類似面孔的印刷廣告,會(huì)更多地吸引消費(fèi)者注意,促進(jìn)其購(gòu)買行為(Delbaere et al.,2011)。此外,有研究發(fā)現(xiàn),相較一般的印刷廣告,加入人臉或類面孔元素均可增加品牌認(rèn)知度和廣告偏好(Guido et al.,2018)。

綜上所述,當(dāng)前有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)發(fā)生機(jī)制的探究還不夠深入與充足,且尚未有一致結(jié)論。本綜述將依次探討面孔視錯(cuò)覺(jué)的相關(guān)研究范式、發(fā)生機(jī)制,以及對(duì)面孔視錯(cuò)覺(jué)在臨床診斷、商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和展望。以此為后續(xù)面孔視錯(cuò)覺(jué)范式的改進(jìn),以及面孔加工神經(jīng)機(jī)制的探究奠定基礎(chǔ)。

2 研究視錯(cuò)覺(jué)的相關(guān)范式

視錯(cuò)覺(jué)定義為外界刺激觸發(fā)了個(gè)體對(duì)某種特定物體的感知(Liu et al.,2014)。由于目前有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)的研究采用的范式各不相同,使得個(gè)體產(chǎn)生的面孔視錯(cuò)覺(jué)也不盡相同?；诓牧虾脱芯糠椒ǖ牟煌?可將以往研究神經(jīng)疾病患者和精神疾病患者的幻覺(jué)癥狀時(shí)所用的范式分為現(xiàn)實(shí)監(jiān)測(cè)范式(reality monitoring paradigms) (Brunelin et al.,2006)以及現(xiàn)實(shí)辨認(rèn)范式(reality discrimination paradigms) (Smailes et al.,2020;Varese et al.,2012)。前者是通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M讓患者自動(dòng)產(chǎn)生幻覺(jué),后者則是通過(guò)指導(dǎo)語(yǔ)讓患者在知覺(jué)模糊的條件下產(chǎn)生幻覺(jué)。本文借鑒前人有關(guān)幻覺(jué)范式的分類標(biāo)準(zhǔn),從視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式(pareidolia monitoring paradigms)和視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式(pareidolia discrimination paradigms)這兩類范式出發(fā)探討面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生。前者的特點(diǎn)是讓被試觀看帶有面孔元素的物體圖片,后者的特點(diǎn)則是僅呈現(xiàn)噪音圖片誘發(fā)被試產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。類似地,在Rahman 和van Boxtel 的研究中,他們將實(shí)驗(yàn)任務(wù)基于材料的類型進(jìn)行命名,分別稱作嵌入面孔任務(wù)(embedded face task)以及穆尼面孔任務(wù)(mooney face task)。此外,有研究類似地將測(cè)試基于材料類型分為場(chǎng)景視錯(cuò)覺(jué)測(cè)試(scene pareidolia test)和噪音視錯(cuò)覺(jué)測(cè)試(noise pareidolia test) (Nakata et al.,2022)。

2.1 視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式

類似于在日常生活所產(chǎn)生的面孔視錯(cuò)覺(jué),被試在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中會(huì)觀看類面孔物體圖片并產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。在一般的視覺(jué)面孔實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)呈現(xiàn)不同類型的面孔刺激,要求被試對(duì)面孔刺激基于某種要求做出反應(yīng)。除了反應(yīng)時(shí)及正確率,研究者也會(huì)記錄被試在接受面孔刺激時(shí)的其他指標(biāo),比如眼動(dòng)中的掃視占比(Pereira et al.,2020)、ERP 中的N170 成分幅值(Proverbio &Galli,2016)或 fMRI 中枕顳葉區(qū)和前額葉區(qū)的激活情況(Akdeniz et al.,2018)。類似地,在面孔視錯(cuò)覺(jué)研究中,刺激材料在保留面孔刺激的基礎(chǔ)上,增加了類面孔物體圖片,有時(shí)也會(huì)增加純物體圖片作為對(duì)照(Proverbio &Galli,2016;Wardle et al.,2020)。本章節(jié)主要圍繞該范式的材料選擇、參數(shù)設(shè)置以及因變量采集這三個(gè)角度進(jìn)行梳理。

首先,不同研究在面孔和類面孔物體圖片的采集上有所不一。如人臉圖片可源于計(jì)算機(jī)合成(Petrican et al.,2012)和真實(shí)人臉采集(Akdeniz et al.,2020;Wardle et al.,2020)。類面孔物體圖片的選擇可源于互聯(lián)網(wǎng)(e.g.,https://www.flickr.com/groups/facesinplaces/pool/)或相關(guān)書(shū)籍(Manesi et al.,2015;Proverbio &Galli,2016;Rekow et al.,2022;Taubert et al.,2017;Wardle et al.,2020),又或是類似阿爾欽博托(Giuseppe Arcimboldo,1527～1593)繪制的由各種物體所堆砌的人物肖像。此外,研究者也可基于任務(wù)難度和要求通過(guò)自行拼搭的方式生成類面孔物體圖片(Rolf et al.,2020),如圖1b 所示。

圖1 日常生活中可引起面孔視錯(cuò)覺(jué)的圖片。如a)天然的景觀,b)拼搭的食物組合,c)汽車的車前框,d)可產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)的畫(huà)作(絕大多數(shù)圖片來(lái)自https://www.flickr.com/groups/facesinplaces/pool/)

其次,圖片材料的呈現(xiàn)方式也會(huì)基于實(shí)驗(yàn)要求存在一定差異。一般情況下,類面孔物體圖片的呈現(xiàn)方式是單張圖片呈現(xiàn)的。比如在探究帕金森癥患者的幻覺(jué)癥狀是否同視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象存在共同神經(jīng)機(jī)制時(shí),研究者讓帕金森癥患者依次觀看動(dòng)植物圖片,要求患者在認(rèn)為看到實(shí)際并不存在的物體時(shí)指出其位置(Uchiyama et al.,2015)。也有研究讓精神分裂癥患者和正常個(gè)體依次觀看由水果蔬菜所組成的面孔,并詢問(wèn)被試是否看到水果中存在著面孔(Rolf et al.,2020)。在認(rèn)知神經(jīng)實(shí)驗(yàn)中,視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式所用的材料也有所不同。一般情況下即呈現(xiàn)單張類面孔物體圖片,記錄呈現(xiàn)圖片后個(gè)體電生理指標(biāo)的變化(Akdeniz et al.,2018;Proverbio &Galli,2016)。除了單張圖片呈現(xiàn),也可將面孔、視錯(cuò)覺(jué)物體以及相匹配的一般物體兩兩呈現(xiàn),根據(jù)個(gè)體對(duì)兩種圖片的關(guān)注時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)比較其對(duì)兩種不同圖片的喜愛(ài)偏好。比如同時(shí)呈現(xiàn)帶有眼睛花斑和沒(méi)有眼睛花斑的蝴蝶,要求被試基于圖片對(duì)這兩只蝴蝶喜愛(ài)程度及保護(hù)態(tài)度做出決策(Manesi et al.,2015)。又或是同時(shí)呈現(xiàn)正立和倒置的類面孔物體圖片,通過(guò)分析個(gè)體對(duì)兩類圖片的關(guān)注時(shí)間來(lái)判斷個(gè)體是否會(huì)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)(Guillon et al.,2016),個(gè)體在正立的類面孔物體圖片會(huì)關(guān)注時(shí)間更久,表明類面孔物體圖片會(huì)使得個(gè)體產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué),進(jìn)而吸引更多注意。

最后,被試所需做出的反應(yīng)類型以及刺激材料的呈現(xiàn)時(shí)間也會(huì)基于實(shí)驗(yàn)要求存在一定差異。如僅讓被試觀看類面孔物體圖片,為了保證被試能集中注意力在圖片本身,要求被試在特定條件下,如當(dāng)圖片存在傾斜或圖片周圍存在邊框時(shí),做出按鍵反應(yīng)(Cao et al.,2016;Wardle et al.,2020)。然而更多的視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式還是要求被試對(duì)圖片做出按鍵反應(yīng)。一方面,在被試的反應(yīng)類型上,目前更多的行為研究關(guān)注被試的按鍵反應(yīng),如反應(yīng)時(shí),即類面孔物體圖片呈現(xiàn)至個(gè)體報(bào)告產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)的間隔時(shí)間(Akdeniz,2020;Akdeniz et al.,2020;Pereira et al.,2020)。除了按鍵反應(yīng)時(shí),也有研究在給孤獨(dú)癥患兒和正常兒童呈現(xiàn)正立和倒置的類面孔物體圖片時(shí),通過(guò)分析首次注視時(shí)長(zhǎng)和總注視時(shí)長(zhǎng)來(lái)比較兩類兒童對(duì)類面孔物體圖片的偏好程度(Guillon et al.,2016)。另一方面,也可將被試看到圖片后的報(bào)告結(jié)果基于圖片的實(shí)際屬性進(jìn)行分類,如將面孔視錯(cuò)覺(jué)發(fā)生程度定義為在所有呈現(xiàn)可引起視錯(cuò)覺(jué)的素材試次中被試報(bào)告看到面孔的比例(Mamiya et al.,2016)。此外,圖片的呈現(xiàn)時(shí)間也會(huì)受到被試所需做出的反應(yīng)類型和采集的數(shù)據(jù)類型影響。比如當(dāng)采集被試的主觀匯報(bào)(如口述是否看到視錯(cuò)覺(jué)圖案,并指出其具體位置或大致象限),圖片的呈現(xiàn)時(shí)間則為無(wú)限(Manesi et al.,2015;Rolf et al.,2020),或較長(zhǎng)(如60 秒) (Mamiya et al.,2016)。當(dāng)采集被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí),呈現(xiàn)時(shí)間則相對(duì)較短 (Guillon et al.,2016;Pereira et al.,2020)。類似地,有關(guān)視錯(cuò)覺(jué)的腦電或磁共振實(shí)驗(yàn)中,研究者也會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)整圖片的呈現(xiàn)時(shí)間。如有的實(shí)驗(yàn)將圖片的呈現(xiàn)時(shí)間設(shè)置成3000 ms 以內(nèi)甚至300 ms,以便獲取相應(yīng)的腦電成分(Cao et al.,2016;Proverbio &Galli,2016)或激活腦區(qū)(Wardle et al.,2020),但也有呈現(xiàn)時(shí)間在10 s 以上的情況(Akdeniz et al.,2018)。

2.2 視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式

面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生既源于快速的自動(dòng)化加工,也源于自上而下的期望。不同于視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式通過(guò)使用類面孔物體圖片,視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式通過(guò)指導(dǎo)語(yǔ)讓被試產(chǎn)生自上而下的迷信觀念(superstition)(Gosselin &Schyns,2003)或稱作期望信號(hào)(predictive code) (Summerfield et al.,2006),以此使被試在純?cè)胍魣D片中產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。本章節(jié)主要從材料選擇、實(shí)驗(yàn)流程以及因變量采集這三個(gè)角度對(duì)此范式進(jìn)行梳理。

首先,該范式所選擇的材料即為噪音圖片。視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式的特點(diǎn)即是個(gè)體從不存在面孔的噪音圖片中辨認(rèn)出面孔。以往研究所使用的視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式較為統(tǒng)一,包括了練習(xí)階段以及實(shí)測(cè)階段(Salge et al.,2020;Zhang et al.,2008)。實(shí)驗(yàn)要求被試當(dāng)從噪音圖片中辨認(rèn)出面孔時(shí)進(jìn)行按鍵,其中在練習(xí)階段會(huì)包含不同噪音處理的面孔,比如25%、50%、75%噪音處理的面孔圖片以及100%的純?cè)胍魣D片(Salge et al.,2020)。在噪音模糊處理上,較多的研究采用的是高斯模糊(Barik et al.,2019;Gosselin &Schyns,2003;Salge et al.,2020;Zimmermann et al.,2019),但也有研究采用其他模糊化處理,如將不同半徑大小的高斯噪音點(diǎn)進(jìn)行疊加,相較統(tǒng)一半徑的高斯噪音圖片,此類噪音圖片的呈現(xiàn)會(huì)更加不規(guī)則化(Liu et al.,2014)。此外,也有采用碎片模糊化處理(Bowman et al.,2017;Rahman &van Boxtel,2022;Revankar et al.,2020)、1/f3frequency 處理(Mamiya et al.,2016)以及分形噪音處理(Hansen et al.,2010),如圖2 所示。

圖2 不同純?cè)胍魣D對(duì)比：a)為模糊化的圖片;b)為高斯模糊噪音;c)為分形噪音

其次,相較視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式,視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式的流程更為復(fù)雜。具體實(shí)驗(yàn)流程為,在練習(xí)階段開(kāi)始時(shí)告知被試,接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中有一半試次會(huì)呈現(xiàn)面孔圖片,而另一半試次會(huì)呈現(xiàn)純?cè)胍魣D片。在練習(xí)階段的第一個(gè)區(qū)組中,面孔圖片沒(méi)有經(jīng)過(guò)噪音處理,但在隨后的區(qū)組中面孔圖片轉(zhuǎn)為經(jīng)25%噪音處理過(guò)的面孔圖片。以此類推,在練習(xí)階段的后續(xù)幾個(gè)區(qū)組中,被試會(huì)更難以從噪音圖片中辨認(rèn)出面孔。此外,雖然在指導(dǎo)語(yǔ)中說(shuō)明存在噪音處理過(guò)的面孔圖片,但在練習(xí)階段的最后一個(gè)區(qū)組中,只會(huì)呈現(xiàn)純?cè)胍魣D片。不同實(shí)驗(yàn)在練習(xí)階段對(duì)面孔的噪音化比例有所不同,比如有實(shí)驗(yàn)使用10%、30%、60%以及100% (Salge et al.,2020),也有實(shí)驗(yàn)使用10%、50%、75%以及100%(Zimmermann et al.,2019)。該范式的核心即是讓被試產(chǎn)生有關(guān)面孔的期望信號(hào),并在練習(xí)階段感受到任務(wù)難度的增加。在實(shí)測(cè)階段中,研究者依舊告知被試有一半的試次呈現(xiàn)噪音處理過(guò)的面孔圖片,但實(shí)則所有試次均只呈現(xiàn)純?cè)胍魣D片。若被試在實(shí)測(cè)階段某一試次中報(bào)告稱看到面孔,表明被試將噪音圖片加工為面孔,這種錯(cuò)誤判斷即定義為產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。

被試在該范式中之所以能產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué),主要源于指導(dǎo)語(yǔ)及練習(xí)階段產(chǎn)生的期望信號(hào)。其中指導(dǎo)語(yǔ)的重點(diǎn)便是突出面孔圖片在實(shí)測(cè)階段的出現(xiàn)概率,即50% (Gosselin &Schyns,2003),也有指導(dǎo)語(yǔ)僅告知被試在實(shí)測(cè)階段中會(huì)出現(xiàn)面孔圖片(Barik et al.,2019)。但若未告知被試實(shí)測(cè)階段中存在面孔圖片,只要求被試在接下來(lái)的實(shí)測(cè)階段看到面孔進(jìn)行按鍵,則被試報(bào)告稱看到面孔的試次占比會(huì)相較前者有明顯降低(Salge et al.,2020)。有關(guān)該范式的行為數(shù)據(jù),可以使用被試報(bào)告稱看到面孔的試次數(shù)占總試次數(shù)的比例(Barik et al.,2019;Salge et al.,2020)。此外,也有研究基于信號(hào)檢測(cè)論,獲取被試對(duì)相應(yīng)圖片的敏感性及判斷偏差(Bowman et al.,2017)。再者,諸多研究通過(guò)將判斷為面孔的噪音圖片同未判斷為面孔的噪音圖片分別進(jìn)行聚類分析,來(lái)比較聚類點(diǎn)位置同一般面部局部特征之間的聯(lián)系。研究者發(fā)現(xiàn)那些被識(shí)別為面孔的純?cè)胍魣D片,存在一些與眼睛、嘴巴等面部特征相似位置的聚類點(diǎn),因此可能個(gè)體主觀的期望對(duì)自下而上的視覺(jué)信號(hào)進(jìn)行了特異性加工,進(jìn)而產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)(Gosselin &Schyns,2003;Hansen et al.,2010;Liu et al.,2014)。

3 面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生過(guò)程及神經(jīng)機(jī)制

面孔視錯(cuò)覺(jué)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制涉及到視覺(jué)信號(hào)的傳輸及面孔的錯(cuò)誤識(shí)別。視覺(jué)的產(chǎn)生和辨認(rèn),既包含將初級(jí)視覺(jué)信號(hào)向上傳輸至負(fù)責(zé)識(shí)別相應(yīng)事物腦區(qū)的過(guò)程,也包含將記憶信息反饋至識(shí)別區(qū)域同視覺(jué)信號(hào)進(jìn)行匹配并做出判斷的過(guò)程(Palmer,1975)。研究發(fā)現(xiàn)被試在兩種任務(wù)中產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的比例并不存在高度相關(guān),以此提出需將兩類實(shí)驗(yàn)結(jié)果分開(kāi)進(jìn)行討論(Palmer &Clifford,2020)。一方面,在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中,個(gè)體產(chǎn)生有關(guān)面孔的錯(cuò)誤判斷更多是源于外界材料與面部特征存在高度的相似性。另一方面,在視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式中,個(gè)體對(duì)面孔的期望產(chǎn)生了面孔視錯(cuò)覺(jué),這種期望既源于主觀意識(shí),也可源于外界環(huán)境(Bar,2007)。視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式和視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式均可讓被試產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。然而,前者側(cè)重于個(gè)體從類面孔物體圖片中提取并加工類面孔特征,隨后產(chǎn)生有關(guān)該物體是面孔這一快速但錯(cuò)誤的預(yù)測(cè)。后者則側(cè)重于在相對(duì)較長(zhǎng)的加工過(guò)程中,較早的加工預(yù)測(cè)并未導(dǎo)致個(gè)體將物體直接覺(jué)知為面孔,而是由于先前的期望信號(hào)促進(jìn)個(gè)體對(duì)無(wú)意義特征的重解釋,最終使得個(gè)體從純?cè)胍魣D片中錯(cuò)誤辨認(rèn)出面孔。此外,也有研究提出視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式是讓被試產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué),而視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式則是讓被試在噪音圖片中進(jìn)行面孔檢測(cè)(Rahman &van Boxtel,2022)。因此,考慮到兩類范式的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡雀鞑幌嗤?個(gè)體產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)所涉及的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制可能也存在異同。

3.1 自動(dòng)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)

根據(jù) Bar (2007)提出有關(guān)感覺(jué)預(yù)測(cè)的過(guò)程,面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生也存在類似情況。如圖3a 所示,個(gè)體首先提取類面孔物體的局部特征,隨后將提取出的特征同大腦記憶中的概念進(jìn)行類比(analogy),在類比過(guò)程中聯(lián)想(association)類比物的相關(guān)屬性,并根據(jù)特征重疊較高這一標(biāo)準(zhǔn)從類比的過(guò)程中得出預(yù)測(cè)(predication)。最終基于預(yù)測(cè),個(gè)體快速得出類面孔物體可能是面孔的結(jié)論。同日常生活中產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)類似,在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中,被試直接觀看類面孔物體圖片,此時(shí)面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生也是一種自動(dòng)且又快速的過(guò)程(Guillon et al.,2016)。

圖3 自動(dòng)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制：a)個(gè)體提取類面孔物體的局部特征,隨后將特征同大腦記憶中的概念進(jìn)行類比,類比過(guò)程中伴隨著有關(guān)類比物的聯(lián)想過(guò)程,并根據(jù)特征重疊度從類比過(guò)程中得出預(yù)測(cè)。最終基于預(yù)測(cè),快速得出類面孔物體可能是面孔的結(jié)論;b)快速產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的神經(jīng)機(jī)制。

自動(dòng)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的神經(jīng)機(jī)制,主要集中在涉及類比過(guò)程的梭狀回面孔區(qū)(fusiform face area,FFA)。有研究提出,在以200 至300 ms 的時(shí)間呈現(xiàn)圖片時(shí),個(gè)體會(huì)整合類面孔物體圖片中所帶有的低級(jí)類面孔特征并激活相應(yīng)的面孔檢測(cè)腦區(qū),而非將類面孔物體圖片進(jìn)行重新加工(Wardle et al.,2020)。同時(shí),使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式的神經(jīng)影像研究也發(fā)現(xiàn),讓被試觀看類面孔物體圖片會(huì)激活梭狀回面孔區(qū)(Wardle et al.,2020)。也有研究使用兩張不同面孔所組成的復(fù)合面孔,通過(guò)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行經(jīng)顱直流電刺激后發(fā)現(xiàn),個(gè)體將復(fù)合面孔識(shí)別為同一張面孔的誤報(bào)率有所降低,即個(gè)體降低了對(duì)復(fù)合面孔的整體感知(Yang et al.,2014)。此外,Gulsum 等人(2018)發(fā)現(xiàn)前額葉(prefrontal cortex,PFC)同梭狀回面孔區(qū)在個(gè)體產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的試次均存在激活。也有研究者提出個(gè)體在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)時(shí),前額葉參與到自上而下的反饋信號(hào)輸出,且梭狀回面孔區(qū)接受來(lái)自前額葉的信號(hào)以及來(lái)自枕葉面孔區(qū)(occipital face area,OFA)的視覺(jué)信號(hào)(Wardle et al.,2020),如圖3b 所示。

此外,類面孔物體圖片種類繁多,導(dǎo)致圖片本身所帶有的低級(jí)特征其差異性也較大。有研究提出,個(gè)體可能將物體圖片中的部分低級(jí)特征,如形似眼睛和嘴部的圖案,整合為一個(gè)中級(jí)特征,進(jìn)而向上傳輸至梭狀回面孔區(qū)(Palmer &Clifford,2020)。此外,Proverbio 和Galli (2016)在探究面孔視錯(cuò)覺(jué)的性別差異時(shí)發(fā)現(xiàn),女性被試相較男性被試在激活了枕葉及頂葉的基礎(chǔ)上,還會(huì)激活涉及社會(huì)和情感信息加工的顳上溝(superior temporal sulcus,STS)、扣帶回以及眶額葉皮層(orbitofrontal cortex,OFC)。上述結(jié)果也說(shuō)明了面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生可能并非僅涉及淺層的面孔感知,也涉及有關(guān)社會(huì)線索的深層加工(Palmer &Clifford,2020)。

3.2 主觀誘導(dǎo)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)

在日常生活中,有時(shí)他人會(huì)先產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué),個(gè)體則在他人的引導(dǎo)下產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)。個(gè)體可以通過(guò)外界的主觀期望,來(lái)促成加工及類比并產(chǎn)生后續(xù)的預(yù)測(cè),最終產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。該過(guò)程如圖4a所示,個(gè)體提取某一物體的局部特征,并將該特征同大腦記憶中的概念進(jìn)行類比,由于特征重疊較低,初步得出該物體不是面孔的結(jié)論。但若重疊度適中或主觀期望讓個(gè)體認(rèn)為該物體中可能存在面孔,則繼續(xù)進(jìn)行類比。在隨后的類比過(guò)程中個(gè)體可能會(huì)降低類比條件,如僅通過(guò)識(shí)別面部的局部特征來(lái)判斷面孔的有無(wú),又或增加類比次數(shù)重新提取其他特征并再次類比。在較長(zhǎng)的類比預(yù)測(cè)過(guò)程后,個(gè)體得出物體可能是面孔的結(jié)論。同上述情況類似,在視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式中,個(gè)體并未收到來(lái)自他人的提示,但由于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語(yǔ)使其相信在實(shí)測(cè)階段中存在帶有面孔的噪音圖片。人的大腦會(huì)將感觀接收的信號(hào)同自上而下的期望進(jìn)行匹配(de Lange et al.,2018),這種視錯(cuò)覺(jué)即是源于先前所產(chǎn)生的期望信號(hào)(Salge et al.,2020)。同視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式相似,有研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)被試匯報(bào)從純?cè)胍魣D片中看到面孔時(shí),其枕葉面孔區(qū)和梭狀回面孔區(qū)也存在一定程度的正激活(Zimmermann et al.,2019)。

圖4 主觀誘導(dǎo)產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制：a)個(gè)體提取噪音圖片的局部特征,并進(jìn)行類比,若特征重疊較低,初步得出噪音中沒(méi)有面孔,但若重疊度適中或主觀期望認(rèn)為噪音中存在面孔,通過(guò)降低類比條件或重新提取特征進(jìn)行類比,最后得出噪音中存在面孔;b)期望誘導(dǎo)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的神經(jīng)機(jī)制。注：眶額葉皮層(orbitofrontal cortex,OFC),梭狀回面孔區(qū)(fusiform face area,FFA),枕葉面孔區(qū)(occipital face area,OFA)

除了激活枕葉面孔區(qū)和梭狀回面孔區(qū),在視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式中個(gè)體也會(huì)激活眶額葉皮層來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的期望。如圖4b 所示,有研究提出,被試在純?cè)胍魣D片中檢測(cè)到面孔,可能涉及到 OFC、OFA 以及FFA 三個(gè)區(qū)域之間的聯(lián)系,即OFA 指向FFA 的單向連接,以及OFC 和OFA 之間的雙向連接(Li et al.,2010)。在上述三個(gè)區(qū)域中,OFC 涉及自上而下的主觀期望,OFA 負(fù)責(zé)加工面部的初級(jí)特征,這種早期加工則可進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)后續(xù)面孔的表征(Calder &Young,2005)。當(dāng)個(gè)體產(chǎn)生主觀期望時(shí),OFC 向OFA 傳輸自上而下的反饋信息,促進(jìn)個(gè)體在噪音中進(jìn)行面孔特征的檢測(cè)和提取。如果檢測(cè)到類面孔的特征,OFA 會(huì)將視覺(jué)信號(hào)向上傳輸至FFA 進(jìn)行有關(guān)面孔的進(jìn)一步加工,同時(shí)也會(huì)向上傳輸至OFC,進(jìn)一步增強(qiáng)OFC 向OFA所傳輸?shù)钠谕盘?hào),產(chǎn)生迭代強(qiáng)化。但當(dāng)沒(méi)檢測(cè)到面部特征時(shí),OFC 同OFA 之間則是負(fù)強(qiáng)化,進(jìn)一步削弱來(lái)自O(shè)FC 的期望信號(hào)。

3.3 視錯(cuò)覺(jué)產(chǎn)生時(shí)的類比、聯(lián)想與預(yù)測(cè)

針對(duì)視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制,學(xué)者基于不同的范式提出相應(yīng)的觀點(diǎn)。一方面,有研究提出面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生可能源于個(gè)體對(duì)面孔-物體的敏感性降低,也可能是判定面孔的標(biāo)準(zhǔn)降低(Zhou &Meng,2020)。另一方面,也有研究從感觀預(yù)測(cè)的角度(Bar,2007),提出視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生可能源于類比、聯(lián)想和預(yù)測(cè)這三個(gè)過(guò)程(Rekow et al.,2022)。個(gè)體首先從類面孔物體中提取局部特征,并與記憶表征中的類比物及聯(lián)想到的屬性進(jìn)行類比,并根據(jù)特征重疊度較高這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。在此過(guò)程中,個(gè)體對(duì)面孔-物體的敏感性降低表現(xiàn)在提取特征上,對(duì)面孔判定標(biāo)準(zhǔn)降低則表現(xiàn)在預(yù)測(cè)過(guò)程。使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式的研究更注重于單次感觀預(yù)測(cè)過(guò)程,即個(gè)體從類面孔物體圖片中提取類似面部的特征并與記憶中其他特征進(jìn)行匹配。因此,相關(guān)研究對(duì)視錯(cuò)覺(jué)的解釋更側(cè)重于涉及面部初級(jí)特征加工的枕葉面部區(qū)(Wardle et al.,2020)。相反地,使用視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式的研究則更關(guān)注指導(dǎo)語(yǔ)所產(chǎn)生的期望信號(hào),側(cè)重于通過(guò)自上而下的期望信號(hào)來(lái)促進(jìn)個(gè)體從噪音圖片中對(duì)有關(guān)面孔初級(jí)特征的檢測(cè)(Li et al.,2010;Liu et al.,2014)。盡管前人分別對(duì)兩種面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行探究,但目前還未有能同時(shí)探究視錯(cuò)覺(jué)快速加工及緩慢加工的相關(guān)范式。因此后續(xù)研究也可以結(jié)合兩類不同的任務(wù),對(duì)面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行探討,進(jìn)一步解釋面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制。

3.4 面孔視錯(cuò)覺(jué)與面孔加工的聯(lián)系

面孔既包含了眼睛、鼻子這類物理屬性,也有信任、吸引力這類社會(huì)屬性。面孔加工的神經(jīng)機(jī)制存在兩種系統(tǒng),分別稱為核心系統(tǒng)(core system)和擴(kuò)展系統(tǒng)(extended system) (Calder &Young,2005;Fr?ssle et al.,2016;Haxby et al.,2000)。核心系統(tǒng)主要包括了枕葉面孔區(qū)(OFA)、梭狀回面孔區(qū)(FFA)以及后顳上溝(posterior superior temporal sulcus,pSTS)。FFA 和pSTS 負(fù)責(zé)面孔的深層加工：FFA,尤其是右側(cè)FFA,負(fù)責(zé)加工面孔的固定屬性(invariant aspects of faces),如面孔身份(Li et al.,2010;Tsao &Livingstone,2008)以及面孔的社會(huì)屬性,即便感知的是物體而非面孔也同樣適用(Müller &Fishman,2018);pSTS 負(fù)責(zé)加工面孔的可變屬性,如眼睛和嘴唇的移動(dòng)。OFA 對(duì)面孔的局部屬性較為敏感,用于處理面孔的低級(jí)特征,并將加工后的信息傳遞至FFA 和pSTS。同時(shí)有關(guān)面孔的加工是先進(jìn)行初級(jí)屬性加工,隨后才能進(jìn)行身份識(shí)別(Rotshtein et al.,2005)。除了核心系統(tǒng),面孔加工的擴(kuò)展系統(tǒng)則用于更為深層次的社會(huì)信息加工,比如杏仁核、腦島用于處理面孔情緒,額下回用于語(yǔ)義分析,而眶額葉皮層則用于處理面孔吸引力和性(Calder&Young,2005;Zimmermann et al.,2019)。

個(gè)體從類面孔物體中既可能感知到有關(guān)面孔的物理屬性,也可能感知到社會(huì)屬性。如上文所述,一方面,面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生即個(gè)體從類面孔物體中感知到類面孔的特征;另一方面,個(gè)體既會(huì)從類面孔物體中感知到面孔情緒(Alais et al.,2021;Wang et al.,2022),也會(huì)對(duì)類面孔物體進(jìn)行有關(guān)人格特質(zhì)的歸因(Klatt et al.,2016;Miesler et al.,2011)。因此,有研究提出,個(gè)體可能從類面孔物體中感知到社會(huì)屬性,從而產(chǎn)生注意導(dǎo)向(Takahashi &Watanabe,2013;Palmer &Clifford,2020)。這種注意導(dǎo)向同社會(huì)性線索所引起的注意引導(dǎo)類似,個(gè)體通過(guò)社會(huì)性線索,來(lái)判斷他人的注意目標(biāo),以及行為背后的意圖或精神狀態(tài)(Bayliss et al.,2011;Frischen et al.,2007;Ishikawa et al.,2021;Nummenmaa &Calder,2009)。鑒于以往有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)的神經(jīng)研究提出面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生可能還涉及到社會(huì)線索的深層加工(Palmer&Clifford,2020;Pavlova et al.,2020),因此在產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的過(guò)程中,除了聯(lián)想面孔的物理屬性,個(gè)體也可能聯(lián)想面孔的社會(huì)屬性來(lái)進(jìn)行類比預(yù)測(cè),進(jìn)而對(duì)類面孔物體進(jìn)行注意指向。使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式的研究也發(fā)現(xiàn),當(dāng)給個(gè)體呈現(xiàn)類面孔物體圖片時(shí),涉及面孔社會(huì)屬性加工的梭狀回面孔區(qū)(Akdeniz et al.,2018)和涉及面孔初級(jí)加工的枕葉面孔區(qū)(Wardle et al.,2020)都有激活。也有研究發(fā)現(xiàn),相較男性被試,女性被試在看到類面孔物體圖片時(shí)更容易激活涉及社會(huì)和情感信息加工的顳上溝、扣帶回以及眶額葉皮層(Proverbio &Galli,2016)。上述發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了,在產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的類比過(guò)程中,個(gè)體可能不僅將類比物的物理屬性,也會(huì)將社會(huì)屬性附著于所提取的局部特征上,使得類面孔物體帶有面孔的社會(huì)屬性。

大量研究通過(guò)分別使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式和視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式來(lái)探究面孔視錯(cuò)覺(jué)與面孔加工之間的聯(lián)系。在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中,由于所用的材料均為類面孔物體,因此在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中大多默認(rèn)個(gè)體會(huì)產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。但在視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式中,只有當(dāng)個(gè)體報(bào)告稱從噪音圖片中看到面孔才能定義為個(gè)體此時(shí)產(chǎn)生了面孔視錯(cuò)覺(jué)。因此,有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)的神經(jīng)影像研究更多采用的是視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式,比較的是個(gè)體在觀看面孔圖片、類面孔物體圖片以及普通物體圖片時(shí)相應(yīng)腦區(qū)所發(fā)生的激活變化(Nestor et al.,2013;Wardle et al.,2020;Zhang et al.,2008)。但也有少量研究采用視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式探討期望信號(hào)下所產(chǎn)生的面孔視錯(cuò)覺(jué)和文字視錯(cuò)覺(jué)(Liu et al.,2014)。雖已有不少研究探究了產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)的兩種不同加工機(jī)制,但目前還未有較多研究能整合兩類范式的研究,從兩種角度同時(shí)比較并解釋面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生。

4 面孔視錯(cuò)覺(jué)的研究?jī)r(jià)值

面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生并非偶然,探索面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生具有一定的研究?jī)r(jià)值。正如上一章節(jié)所述,面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制基于產(chǎn)生方式的不同而存在差異,但基本圍繞有關(guān)面孔加工的類比、聯(lián)想和預(yù)測(cè)三個(gè)過(guò)程展開(kāi)。鑒于類面孔物體和真實(shí)面孔存在類似的加工機(jī)制(Alais et al.,2021),面孔視錯(cuò)覺(jué)的研究可進(jìn)一步了解個(gè)體在加工類面孔物體過(guò)程中如何提取特征,為面孔加工機(jī)制的探究提供一定的參考依據(jù)(Palmer &Clifford,2020)。再者,面孔視錯(cuò)覺(jué)涉及到“面孔”和“視錯(cuò)覺(jué)”這兩個(gè)方向,部分疾病患者也具有面孔識(shí)別困難或視覺(jué)感知錯(cuò)誤的癥狀(ffytche &Howard,1999;Liu et al.,2021),面孔視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象可以作為部分疾病的臨床表現(xiàn)。最后,探究類面孔物體吸引注意的機(jī)制,也可為面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生機(jī)制提供理論依據(jù),并為面孔視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象應(yīng)用于商業(yè)廣告領(lǐng)域奠定一定基礎(chǔ)(Delbaere et al.,2011;Guido et al.,2018)。

4.1 孤獨(dú)癥與面孔視錯(cuò)覺(jué)

孤獨(dú)癥(Autism Spectrum Disorder,ASD)是一種發(fā)育障礙性疾病,其特征之一為缺乏與他人的社會(huì)互動(dòng)及交流(American Psychiatric Association,2013)。孤獨(dú)癥患者對(duì)社會(huì)性刺激的注意也與健康成人不同,患者會(huì)更多關(guān)注缺乏社會(huì)線索的非社會(huì)區(qū)域,而較少關(guān)注帶有社會(huì)信息的區(qū)域(Chevallier et al.,2012;Nakano et al.,2010),比如孤獨(dú)癥患者在觀看面孔時(shí),表現(xiàn)出對(duì)眼神注視的回避(Frazier et al.,2017;Weigelt et al.,2012)。孤獨(dú)癥患者對(duì)面孔的加工異常,可能源于由杏仁核和顳上溝組成的社會(huì)性腦網(wǎng)絡(luò)(social brain network)同健康人群存在差異。相較健康成人,在孤獨(dú)癥患者社會(huì)性腦網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)區(qū)域之間的功能連接有所減少(Sato &Uono,2019)。社會(huì)性腦網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)功能與孤獨(dú)癥患者所表現(xiàn)的癥狀也存在一定重疊,包括難以推斷他人的情緒或意圖、識(shí)別面部表情以及缺乏對(duì)社會(huì)性線索的注意導(dǎo)向(Guillon et al.,2014;Müller &Fishman,2018)。一項(xiàng)元分析發(fā)現(xiàn),孤獨(dú)癥患者的左側(cè)梭狀回在面部處理任務(wù)中表現(xiàn)出激活減弱,同時(shí)涉及面部初級(jí)加工的枕葉區(qū)域在面孔加工過(guò)程中也存在受阻,從而可能導(dǎo)致了患者對(duì)面部的異常處理(Nickl-Jockschat et al.,2015)。

鑒于孤獨(dú)癥患者在面孔加工上同健康成人存在差異,也有研究探究該類患者是否對(duì)類面孔物體的加工上異于常人。使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式的研究發(fā)現(xiàn),孤獨(dú)癥患兒對(duì)于類面孔物體圖片的面孔檢測(cè)較弱,相較同齡正常兒童,孤獨(dú)癥患兒很難從類面孔物體圖片中產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)(Ryan et al.,2016)。此外,有研究者給兒童依次呈現(xiàn)由食物組成的十幅圖片,越往后呈現(xiàn)的圖片會(huì)越像面孔,要求其判斷呈現(xiàn)的圖片中是否存在面孔,以此探究孤獨(dú)癥患兒和健康兒童在產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)時(shí)所存在的差異(Pavlova et al.,2017)。他們發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥患兒將食物組成的圖片識(shí)別為人臉的閾值要高于正常兒童,這說(shuō)明孤獨(dú)癥患兒表現(xiàn)出較差的面孔調(diào)節(jié)能力。上述結(jié)果表明,相較正常兒童,孤獨(dú)癥患兒產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)較為困難。但也有研究在關(guān)注兩個(gè)群體差異的基礎(chǔ)上,了解孤獨(dú)癥患者是否可以產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。如有研究在使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式時(shí),給兒童同時(shí)呈現(xiàn)正立和倒立的類面孔物體圖片,并采集了兒童的眼動(dòng)數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)相較同齡正常兒童,孤獨(dú)癥患兒首次注視正立類面孔物體圖片的時(shí)間更晚。此外,相較倒立的類面孔物體圖片,兩個(gè)群體更多地關(guān)注正立的類面孔物體圖片(Guillon et al.,2016)。也有研究使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式以及圖片形狀判斷任務(wù)時(shí)發(fā)現(xiàn),相較一般物體,孤獨(dú)癥患兒與正常兒童在觀看類面孔物體時(shí),涉及面孔結(jié)構(gòu)加工的N170 振幅有顯著增加。同時(shí),相較圖片形狀判斷任務(wù),正常兒童在進(jìn)行視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式時(shí)其N170 振幅有顯著增加,而孤獨(dú)癥患兒在兩類實(shí)驗(yàn)中的N170 振幅則無(wú)顯著差異(Akechi et al.,2014)。上述結(jié)果表明,相較正常兒童,孤獨(dú)癥患兒并非不能產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué),只是不容易產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)。

孤獨(dú)癥患者同正常人在產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)上的差異可能源于類比和聯(lián)想過(guò)程。相較正常兒童,孤獨(dú)癥患兒由于缺乏對(duì)面孔的閾限感知,也缺乏對(duì)面孔的定向監(jiān)測(cè),使得個(gè)體無(wú)法較快地從類面孔物體中提取到類面孔的局部特征來(lái)進(jìn)行類比。同時(shí),患者涉及面孔加工的腦區(qū)激活較弱,可能使得他們也無(wú)法基于聯(lián)想做出類比預(yù)測(cè)。雖然孤獨(dú)癥患者在產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)時(shí)較為困難,但并不意味著他們就無(wú)法產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)?；颊咻^高的孤獨(dú)水平可能會(huì)促進(jìn)他們對(duì)社會(huì)線索更強(qiáng)烈的搜索欲望(Pickett et al.,2004),他們或許可以通過(guò)不斷提取特征并最終產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)(Chevallier et al.,2012)。此外,孤獨(dú)癥患者對(duì)面孔的不敏感也表現(xiàn)在社會(huì)同步障礙上,即對(duì)社會(huì)性線索缺乏注意引導(dǎo)(Liu et al.,2021)。如前文所述,類面孔物體也具有注意引導(dǎo)的作用,可作為社會(huì)性線索對(duì)患者的行為進(jìn)行干預(yù)治療。一方面,鑒于孤獨(dú)癥患者對(duì)于面孔視錯(cuò)覺(jué)的接受程度更高(Singleton et al.,2014),今后涉及孤獨(dú)癥患者社會(huì)性注意的研究可采用類面孔物體和真實(shí)面孔圖片混合,而非單純面孔圖片的方式,讓患者逐漸適應(yīng)社會(huì)性線索。另一方面,有研究發(fā)現(xiàn),對(duì)孤獨(dú)癥患兒使用人臉面孔進(jìn)行社會(huì)性注意的訓(xùn)練,可以改善其對(duì)表情的識(shí)別能力并推廣到其他情境(Whalen &Schreibman,2003)。若類面孔物體圖片替代真實(shí)面孔依舊能發(fā)現(xiàn)類似的干預(yù)效果,今后研究者與臨床工作者可將接受程度更高的類面孔物體圖片應(yīng)用于改善孤獨(dú)癥面孔信息加工的行為治療中。

4.2 視錯(cuò)覺(jué)和視幻覺(jué)

視覺(jué)感知中感知到本不存在的事物,并非視錯(cuò)覺(jué)特有,視幻覺(jué)癥狀也存在類似表現(xiàn)。視幻覺(jué),是指?jìng)€(gè)體看到并不存在的閃爍光點(diǎn)或幾何圖案(Allefeld et al.,2011)。許多神經(jīng)疾病,如路易體癡呆、帕金森癥、阿茲海默癥,以及精神疾病中的精神分裂,其癥狀均包含了視幻覺(jué)(O'Brien et al.,2020;Owen et al.,2016)?；颊叱藭?huì)產(chǎn)生視幻覺(jué),也存在產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)的情況,并且兩種癥狀在上述疾病中的患病率也各有不同(Cummings et al.,2018)。早期的研究就已提出,視幻覺(jué)及視錯(cuò)覺(jué)可作為神經(jīng)疾病和精神疾病常見(jiàn)的臨床表現(xiàn)(ffytche&Howard,1999)。后續(xù)也有多個(gè)研究提出,視錯(cuò)覺(jué)可作為視幻覺(jué)的一種亞臨床表現(xiàn)(Akdeniz et al.,2020;Mamiya et al.,2016;Uchiyama et al.,2015)。因此探究具有視幻覺(jué)癥狀的病人同正常病人在觀看視錯(cuò)覺(jué)圖片時(shí)所表現(xiàn)出的行為差異和生理差異可更好地解釋視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制,并為視幻覺(jué)的發(fā)生機(jī)制提供一定參考(Smailes et al.,2020)。

除了視幻覺(jué),神經(jīng)疾病患者和精神疾病患者在視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生上也同健康成人存在差異。如帕金森癥患者識(shí)別面部表情的能力存在受損,還伴有視覺(jué)識(shí)別障礙(Akdeniz et al.,2020),并且患者的視幻覺(jué)癥狀還會(huì)進(jìn)一步影響其生活質(zhì)量(O'Brien et al.,2020)。有研究使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式后發(fā)現(xiàn),無(wú)癡呆的帕金森癥患者比健康對(duì)照組更容易產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)(Uchiyama et al.,2015)。通過(guò)進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn),個(gè)體在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中的面孔視錯(cuò)覺(jué)報(bào)告次數(shù)與雙側(cè)顳葉、頂葉和枕葉皮質(zhì)的低代謝有關(guān),視幻覺(jué)評(píng)分(The Neuropsychiatric Inventory,NPI)與左側(cè)頂葉皮質(zhì)的低代謝有關(guān)?；诖?研究者提出左頂葉后皮質(zhì)的功能障礙可能是帕金森癥患者產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)和視幻覺(jué)的共同神經(jīng)機(jī)制。也有研究使用視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式后發(fā)現(xiàn),帕金森癥患者在出現(xiàn)視錯(cuò)覺(jué)時(shí)表現(xiàn)出額葉激活增加(Revankar et al.,2020)。研究者認(rèn)為可能是視覺(jué)加工過(guò)程中自上而下的異常調(diào)節(jié),致使患者無(wú)法忽視無(wú)意義刺激。此外,路易體癡呆癥患者也經(jīng)常出現(xiàn)視幻覺(jué)。有研究讓正常個(gè)體、存在幻覺(jué)或未存在幻覺(jué)癥狀的路易體癡呆癥患者分別進(jìn)行視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式,研究者發(fā)現(xiàn)存在幻覺(jué)癥狀的路易體癡呆患者在任務(wù)中可能會(huì)通過(guò)降低感知面孔標(biāo)準(zhǔn)的方式來(lái)補(bǔ)償感知缺陷,從而更容易產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)(Bowman et al.,2017)。同帕金森癥患者類似,由于對(duì)面部特征的加工受損,精神分裂癥患者也表現(xiàn)出在面孔及面孔情緒識(shí)別上的缺陷(Bortolon et al.,2015;Norton et al.,2009)。相關(guān)研究采用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式后發(fā)現(xiàn),相較健康組被試,精神分裂患者更容易產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué),從行為層面表現(xiàn)出較弱的面孔識(shí)別能力(Rolf et al.,2020)。

基于視錯(cuò)覺(jué)和視幻覺(jué)的類似之處,類面孔物體圖片可作為神經(jīng)疾病和精神疾病臨床診斷的評(píng)估工具。鑒于大量研究提出視錯(cuò)覺(jué)和視幻覺(jué)并不是獨(dú)立的兩個(gè)部分(Akdeniz et al.,2020;Mamiya et al.,2016;Uchiyama et al.,2015),因此可以考慮將視錯(cuò)覺(jué)任務(wù)作為預(yù)測(cè)視幻覺(jué)產(chǎn)生的指標(biāo)。Mamiya 等人(2016)發(fā)現(xiàn)個(gè)體在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中的誤報(bào)率同其視幻覺(jué)評(píng)分存在中度相關(guān),并提出可以將視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中的誤報(bào)率作為視幻覺(jué)的指標(biāo),以此對(duì)路易體癡呆癥患者進(jìn)行施測(cè)。此外,O'Brien 等人(2020)也指出個(gè)體所產(chǎn)生的視錯(cuò)覺(jué)情況可應(yīng)用于視幻覺(jué)的臨床診斷,未來(lái)有望借此開(kāi)發(fā)出針對(duì)路易體癡呆更加有效且可靠的評(píng)估工具。同時(shí),也有研究提出,可以通過(guò)使用視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式來(lái)預(yù)測(cè)睡眠障礙患者今后發(fā)展出路易體癡呆癥的可能(Sasai-Sakuma et al.,2017)。

4.3 面孔視錯(cuò)覺(jué)的商業(yè)應(yīng)用

面孔視錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象也廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域,其主要特點(diǎn)為視覺(jué)上的擬人化。擬人化,即對(duì)無(wú)機(jī)生命體賦予人類特征,常常應(yīng)用于畫(huà)作、建筑和日用品中(DiSalvo &Gemperle,2003)。如圖1a 所示,自然或人造的巖石景觀也可引發(fā)視錯(cuò)覺(jué),個(gè)體可以從融入視錯(cuò)覺(jué)元素的建筑中感知到快樂(lè)、恐懼等面孔情緒(Wang et al.,2022)。此外,如圖1d 所示,西班牙畫(huà)家薩爾瓦多·達(dá)利(Salvador Dali,1904～1989)的藝術(shù)作品往往是由各種蔬菜水果所組成的人物肖像。他應(yīng)用大量面孔視錯(cuò)覺(jué)要素,旨在模糊觀賞者對(duì)現(xiàn)實(shí)和虛擬的界限,為他們提供獨(dú)特的藝術(shù)體驗(yàn)(Martinez-Conde et al.,2015)。個(gè)體有時(shí)候能自動(dòng)且快速地從這些建筑、畫(huà)作中感知到面孔的存在,有些則需要主觀誘導(dǎo),或者從特定角度進(jìn)行感知。雖然面孔視錯(cuò)覺(jué)在商品中的應(yīng)用表現(xiàn)為擬人化,但擬人化不等同于面孔視錯(cuò)覺(jué)。如畫(huà)作中的卡通動(dòng)物是作者給動(dòng)物增加了人類的特征,是否也將其歸為面孔視錯(cuò)覺(jué)還未有研究說(shuō)明。

更多研究關(guān)注面孔視錯(cuò)覺(jué)在用戶感知和體驗(yàn)中起到的引導(dǎo)注意的作用。除了在建筑、畫(huà)作上,商家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上也應(yīng)用了面孔視錯(cuò)覺(jué)元素,以此吸引觀看者的注意力。早期的研究就已提出視覺(jué)上的擬人化可用于多種商業(yè)場(chǎng)景,比如工業(yè)制造、食品、時(shí)尚行業(yè)等領(lǐng)域,發(fā)揮引導(dǎo)消費(fèi)者購(gòu)買及使用的作用(Delbaere et al.,2011)。通過(guò)加入面孔視錯(cuò)覺(jué)要素,產(chǎn)品可更容易被消費(fèi)者理解,更能反映產(chǎn)品的功能屬性或利用價(jià)值,以此提升各種商業(yè)場(chǎng)景的視覺(jué)效果、知名度以及大眾認(rèn)可度(Guido et al.,2018)。基于此,廣告商和設(shè)計(jì)師根據(jù)面部形態(tài)及其表情來(lái)賦予產(chǎn)品特定的特征,以此達(dá)到吸引個(gè)體注意力的目的(DiSalvo &Gemperle,2003;Wodehouse et al.,2018)。如圖1c所示,汽車的車前框就具有擬人化的設(shè)計(jì),使其看起來(lái)更像一張面孔。有研究提出,人類識(shí)別汽車外觀的方式與識(shí)別人臉的方式類似,都會(huì)形成人格特征的歸因(Klatt et al.,2016)。他們發(fā)現(xiàn)相較帶有“友善”車前框的汽車(如車型小、輪廓柔和、車燈大而圓),被試面對(duì)帶有“威脅”車前框的汽車(如車型大、輪廓?jiǎng)傆?時(shí)更會(huì)提前過(guò)馬路。同時(shí)也有研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)放大車前燈的汽車會(huì)引發(fā)被試更為積極的情感反應(yīng),相較普通汽車圖片,被試對(duì)應(yīng)用了“嬰兒圖式”面部特征的汽車(車型小且車燈大而圓)會(huì)評(píng)價(jià)得更為可愛(ài)(Miesler et al.,2011)。不止是汽車,其他融入了面孔視錯(cuò)覺(jué)元素的產(chǎn)品也會(huì)引起他人的更多注意,比如印著人臉圖案的曲奇(Epley et al.,2007)。也有研究給被試呈現(xiàn)超市的商品布局,通過(guò)眼動(dòng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)帶有卡通人物和面孔的麥片盒子比沒(méi)有任何面孔的盒子更能吸引顧客的注意力(Hendrickson &Ailawadi,2014)。除此之外,視錯(cuò)覺(jué)在廣告中的應(yīng)用也起到了增加廣告關(guān)注度和認(rèn)可度的作用,同時(shí)也會(huì)引起消費(fèi)者的注意偏好進(jìn)而促進(jìn)消費(fèi)意圖(Hart &Royne,2017)。有研究通過(guò)比較視錯(cuò)覺(jué)廣告和非視錯(cuò)覺(jué)廣告,來(lái)檢驗(yàn)這兩種廣告在吸引消費(fèi)者注意層面的差異(Guido et al.,2018)。他們發(fā)現(xiàn),在觀看視錯(cuò)覺(jué)廣告的情況下,被試的注意時(shí)長(zhǎng)與廣告認(rèn)可度顯著高于另一種情況。

綜上所述,視錯(cuò)覺(jué),尤其是面孔視錯(cuò)覺(jué)已應(yīng)用于商業(yè)、藝術(shù)創(chuàng)作等大眾領(lǐng)域。個(gè)體因素,如性別、人格特征等,也會(huì)影響面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生(Zhou &Meng,2020),后續(xù)研究可聚焦于探究針對(duì)不同消費(fèi)群體,視錯(cuò)覺(jué)在其商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是否存在差異。同時(shí)基于面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生機(jī)制,提高商品中類面孔特征的占比或許可以進(jìn)一步促進(jìn)個(gè)體產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)過(guò)程中的類比和聯(lián)想階段,進(jìn)而起到增強(qiáng)引導(dǎo)注意的作用。此外,類面孔物體、擬人化的卡通圖案和真實(shí)面孔,三者在吸引注意上是否存在聯(lián)系,后續(xù)研究也可進(jìn)一步探討。

5 總結(jié)與展望

視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生并非偶然,是源于先天適應(yīng)以及后天環(huán)境的共同作用,其中又往往以面孔視錯(cuò)覺(jué)為主。有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)的研究涉及了面孔加工、感覺(jué)預(yù)測(cè)模型、社會(huì)性注意以及機(jī)器學(xué)習(xí)等多個(gè)方向。本文首先介紹了研究面孔視錯(cuò)覺(jué)所使用的兩類范式,視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式和視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)范式不同,探討了面孔視錯(cuò)覺(jué)的發(fā)生過(guò)程及相應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制,并羅列了面孔視錯(cuò)覺(jué)在臨床診斷及商業(yè)上的應(yīng)用。日后的研究,可從以下方面進(jìn)一步探討面孔視錯(cuò)覺(jué)：

5.1 視錯(cuò)覺(jué)范式的改進(jìn)

視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生既可以是快速的,也可以是緩慢的。目前有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)的范式主要包括視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式和視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式,前者讓被試直接觀看可引起視錯(cuò)覺(jué)的類面孔物體圖片(Mamiya et al.,2016;Rolf et al.,2020;Uchiyama et al.,2015),后者則通過(guò)指導(dǎo)語(yǔ)讓被試相信面孔的存在而導(dǎo)致其在本不存在面孔的噪音圖片中聲稱看到面孔(Liu et al.,2014;Salge et al.,2020;Zhang et al.,2008)。有研究提出,兩類范式存在差異,前者產(chǎn)生的是更為純粹的面孔視錯(cuò)覺(jué),而后者更多的是一種檢測(cè)面孔過(guò)程中的報(bào)錯(cuò)行為(Rahman &van Boxtel,2022)。

正如本文中對(duì)有關(guān)兩類范式其參數(shù)的羅列,范式中參數(shù)的變化,可能會(huì)影響面孔視錯(cuò)覺(jué)的產(chǎn)生。如在視錯(cuò)覺(jué)監(jiān)測(cè)范式中類面孔物體圖片的選擇上,不同群體所用的材料有所不同。相較健康成年被試,當(dāng)被試是兒童或老年群體,又或是精神疾病患者時(shí),類面孔物體圖片刺激的呈現(xiàn)則相對(duì)簡(jiǎn)單且刺激的參數(shù)變化較少(Pavlova et al.,2017;Rolf et al.,2020)。同時(shí),有研究發(fā)現(xiàn)類面孔物體也存在引導(dǎo)注意的作用(Palmer &Clifford,2020;Takahashi &Watanabe,2013)。因此,后續(xù)研究需注意類面孔物體材料的選擇,避免材料所帶有的社會(huì)屬性對(duì)被試產(chǎn)生注意導(dǎo)向,進(jìn)而影響后續(xù)的行為反應(yīng)。再者,在視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式中,鑒于不同研究所使用的噪音圖片有所不同(Barik et al.,2019;Bowman et al.,2017;Hansen et al.,2010),日后的研究可關(guān)注不同噪音圖片的選擇,是否會(huì)對(duì)被試在視錯(cuò)覺(jué)辨認(rèn)范式中產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)發(fā)揮不同的作用。

5.2 拓展及深化有關(guān)商業(yè)應(yīng)用中的視錯(cuò)覺(jué)

未來(lái)研究者可基于以下幾點(diǎn)深化探究視錯(cuò)覺(jué)和擬人化在商業(yè)應(yīng)用中的作用。首先,雖已有大量研究指出應(yīng)用視錯(cuò)覺(jué)元素的商品會(huì)起到吸引消費(fèi)者注意力的作用(DiSalvo &Gemperle,2003;Hart &Royne,2017;Wodehouse et al.,2018),但現(xiàn)有的研究很少?gòu)陌l(fā)生機(jī)制的角度進(jìn)一步說(shuō)明以產(chǎn)生面孔視錯(cuò)覺(jué)為特征的商品同一般商品之間的差異,且有關(guān)面孔視錯(cuò)覺(jué)的實(shí)證研究也很少能遷移至真實(shí)環(huán)境。其次,面孔視錯(cuò)覺(jué)也不完全等同于擬人化,兩者之間存在一定的差異。如女士香水瓶的形狀會(huì)做成女性的輪廓(DiSalvo &Gemperle,2003),這往往屬于視錯(cuò)覺(jué)而非面孔視錯(cuò)覺(jué)范疇。有研究提出,類面孔物體和真實(shí)面孔在感知上共用了同一套表情感知機(jī)制(Alais et al.,2021)?；诖?或許類面孔物體、擬人化物體以及真實(shí)面孔也可能共用同一套面孔加工機(jī)制。此外,今后的研究可以將面孔視錯(cuò)覺(jué)同擬人化相結(jié)合,探討面孔視錯(cuò)覺(jué)及擬人化在行為實(shí)驗(yàn)中如何吸引被試的注意力,以及該效應(yīng)是否可遷移至真實(shí)場(chǎng)景以至于影響觀看者做出決策。最后,雖然擬人化或視錯(cuò)覺(jué)的應(yīng)用可吸引消費(fèi)者對(duì)特定產(chǎn)品注意力,但無(wú)法保證這種運(yùn)用可以提高產(chǎn)品的使用效率(DiSalvo &Gemperle,2003)。產(chǎn)品的視錯(cuò)覺(jué)或擬人化程度同商品的使用效率是否存在一定的聯(lián)系,如若存在,是否可以同時(shí)提升產(chǎn)品視錯(cuò)覺(jué)程度以及使用效率。此外,針對(duì)不同消費(fèi)群體,如兒童、女性,商家對(duì)產(chǎn)品的擬人化或視錯(cuò)覺(jué)應(yīng)用可能也會(huì)因人而異。