高异族接触大学生异族效应的脑机制探索*

王延培 贾徳梅

中国.新疆师范大学教育科学学院(新疆乌鲁木齐) 830054 △通讯作者 E-mail:jdm1966@163.com

面孔识别对人类来说是一项非常重要的社交技能。在面孔识别的过程中，人们觉得异族面孔识别困难，难以觉察异族面孔的差异，不易区分。这种现象在不同族群间稳定存在，叫做异族效应。目前，对异族效应的认知神经机制探索，大部分集中在异族效应出现条件下，而有些研究发现在某些情况下异族效应消失了［1-4］。有研究表明，在高接触的维汉群体间，异族效应消失了［5］。

我国学者王玉平博士用事件相关电位发现一个与冲突加工有关的新的负波成分N270，N270 能通过波幅大小有效反映不同刺激表征的区分程度，且人脑加工复杂面孔信息冲突时也可诱发N270［6］。前人研究也都发现了在联合刺激后确实能够引发N400。Wang，Cui，Tian 等研究发现，简单特征(颜色或形状)的冲突引起显著的N270，而联合特征冲突(颜色和形状都不同)引起的N270 有所减小，特别是其后产生了显著的N400［7］。Zhang，Wang，Li 等进一步研究发现相对于简单特征(形状)冲突，面孔身份信息的冲突产生N270 及N450［8］。由此，说明面孔冲突差异能够引发N400。因此，本研究选取高异族接触经验的汉族大学生为被试，对异族效应消失条件下的认知神经机制进行探讨。

1 对象与方法

1.1 对象

选取9名汉族高接触经验大学生，平均年龄23.8 岁。视力或矫正视力正常。且都与维吾尔族有密切的接触经验。高接触经验者采用社会接触量表［9］进行筛选，该量表经西北师范大学修订，信度良好。

1.2 方法

1.2.1 材料 图片材料由维吾尔族和汉族面孔共计240 张组成，其中民族、男女各半，表情中性，面部无明显特征(如胡须、眼镜、前额头发等)。图片经Photoshop 等软件处理后达到明暗、大小、对比度和空间频率等一致，且照片均为灰阶，以排除肤色的影响。

1.2.2 实验设计 采用2(民族面孔:维吾尔族和汉族)×2(一致性:相同和不同)的被试内设计。

1.2.3 实验程序 采用延迟匹配范式，先后呈现S1 和S2 两个刺激面孔，时间间隔800 毫秒，持续呈现时间300 毫秒每对刺激面孔间隔为3000 毫秒。要求被试比较S1 和S2 是否为相同面孔，如果相同按“J”键，如果不同按“F 键”。同时记录脑电和行为数据。实验共分4 节进行用时30 分钟左右。

1.2.4 数据采集及处理 采用Neuroscan 公司生产的脑电记录系统，使用64 导电极帽记录EEG，同时记录水平和垂直眼电。以头顶为参考采集脑电信号，滤波带通为0.05～100Hz，采样频率为500Hz。电极与头皮间的电阻小于5KΩ。分析时将头顶参考转换为双侧耳垂。分析时程为S2 出现后800ms，基线为S2 出现前200ms。自动矫正眼电等伪迹，剔除超出波幅在±75μV 区间的数据，最后，采用30Hz(24dB/octave)的低通进行滤波。

1.3 统计处理

采集到的数据用SPSS 软件进行统计学处理。

2 结 果

2.1 行为结果

对面孔一致性和民族进行双因素重复测量方差分析，统计分析发现，在正确率上，民族和一致性的主效应和交互作用都不显著。在反应时上，面孔一致性的主效应显著(F =8.34，P ＜0.05)，被试对相同面孔的反应(=566.04)显著快于对不同面孔的反应(=605.70)。民族的主效应和二者的交互作用都不显著。

2.2 脑电结果

2.2.1 N270 观察N270 脑地形图可知，与面孔冲突变化相关的大脑神经激活区域主要位于额顶区，且右半脑有更高的激活程度。结合前人研究，选取右半脑FC4 和FC6，见图1，以240～300ms 时间段的平均波幅为因变量。统计分析发现，面孔一致性主效应显著(F=34.77，P ＜0.05)，说明面孔不同条件下产生了显著的N270;民族的主效应不显著，面孔一致性与民族交互作用显著(F = 8.23，P ＜0.05)。简单效应分析表明，不同民族面孔不同条件下的波幅均显著大于面孔相同条件下的波幅(本族面孔:F=21.58，P ＜0.05;异族面孔:F =33.12，P＜0.05)。用面孔不同条件下的波幅减去面孔相同条件下的波幅作为N270 的差异波，见图2。然后对不同民族的差异波进行配对样本t 检验，发现异族面孔的差异波波幅(=-3.88)显著大于本族面孔的差异波幅(=-2.01，t=4.88，P ＜0.05)。

进行左半脑(F1、F3、FC1、FC3)和右半脑(F2、F4、FC2、FC4)的差异分析，比较不同民族面孔在不同半脑上的激活模式。统计分析发现，在本族面孔条件下，面孔一致性主效应显著(F =21.80，P ＜0.05)，左右半脑的主效应和两者的交互作用都不显著。在异族面孔条件下，面孔一致性主效应显著(F=18.71，P ＜0.05)，左右半球的主效应不显著，两者的交互作用显著(F=9.10，P ＜0.05)。简单效应分析发现在大脑右半球面孔不同条件下的波幅显著大于相同条件。说明异族面孔诱发的N270 存在右半脑优势。

图1 本族和异族面孔引发的N270 原始波图

图2 本族和异族面孔引发的N270 差异波图

2.2.2 N400 观察N400 脑电形图，选取FZ 和FCZ 两个电极进行分析。如图3 所示，在S2 呈现后360～460ms 之间，不同面孔相对于相同面诱发出一个更负的成分，即N400。以360～460ms 时间段的平均波幅为因变量。统计分析发现，面孔一致性主效应显著(F =7.51，P ＜0.05)，即面孔变化条件下的波幅明显高于面孔不变条件下的波幅;民族的主效应不显著(F =0.43，P ＞0.05);面孔一致性与民族交互作用显著(F=5.35，P=0.05)。简单效应分析发现本族面孔在不变与变化条件下的波幅存在显著差异(P ＜0.05)，异族面孔无显著差异(P ＞0.05)。

图3 本族和异族面孔引发的N400 原始波图

3 讨 论

3.1 行为结果分析

行为结果说明高异族经验接触者并无异族效应的存在。被试的高正确率和反应时差异，也说明被试均能很好地觉察面孔差异。

3.2 脑电结果分析

3.2.1 N270 高异族经验接触汉族大学生在脑电结果上出现了显著的异族效应反转现象，知觉经验假说认为，对本族面孔的加工更多使用构形编码即整体性加工，对异族面孔更多使用特征编码，即局部加工［10］。本研究出现的现象可能就是由于对眼睛等鲜明特征的局部加工引起的。Tanaka，Kiefer 和Bukach 让被试学习完整面孔，再认完整面孔或局部特征。发现本族被试对整体面孔的识别效果好于局部特征。而异族高接触被试的再认效果无显著差异［11］。说明随着接触经验的增加，高异族接触被试对异族面孔的加工仍然采用局部加工，异族效应的消失可能只是加工熟练程度的提高，而非加工方式的改变。另外，Michel，Rossion，Han 等人采用合成面孔范式进行研究，发现如果下半部分是本族面孔，反而会更强地干扰其对上半部分的判断［12］。说明对于即使整体构形被破坏，被试对本族面孔依然优先采用整体加工。Hill 和Lewis 使用知觉学习范式，把被试分为两组，让实验组学习注意面孔的局部特征变化，同时让控制组学习无关材料。然后让被试学习再认面孔图片，发现控制组的异族效应大降低。说明对本族面孔采用整体加工方式是优于局部加工的［13］。王乾东，胡超等人的研究表明，相对于成人，幼儿在加工面孔时，更倾向于看面孔的眼睛部分［14］。因此，综合以上研究推断，随着接触经验的增加，高异族接触大学生对眼睛等局部特征的加工可能变得更为熟练，才导致了局部的异族效应反转现象。

在进行半球分析时，发现加工异族面孔时出现了显著的右脑优势。说明在高异族接触经验大学生对异族面孔加工强度更大。已有研究表明大脑面孔识别的优势半球是右侧半脑［15-16］。而本族面孔的并未出现半球优势说明被试对本族面孔只进行了较低强度的加工，投入了更少的认知资源［17-18］。Herzmann，Willenbockel 和Tanaka 等人研究表明，成功编码本族面孔需要的神经激活并不大［19］。因此，本族面孔的激活程度，并没有异族面孔的激活程度高。由此，进一步说明被试对异族面孔投入了更多的认知资源。

3.2.2 N400 统计结果表明，本族面孔出现了显著的N400，而异族面孔并未出现。说明在深入加工阶段，异族面孔并未获得详尽加工。Eimer 的研究也发现N400 对面孔的熟悉性反应敏感［20］。并且Eimer 认为这反应了Bruce 和Yang 的多阶段认知模型中的面孔晚期面孔认知的加工阶段。Eimer 通过进一步的实验发现只有正立的熟悉面孔能引发N400，而倒立的熟悉和不熟悉面孔均不能产生N400。倒置阻滞了对面孔的结构或整体的认知［21］。由此可见，整体性结构编码能够进行更深入的加工，进而产生N400。另外，也有很多研究发现本族面孔的加工要比异族面孔深［22-24］。

Bruce 和Young 提出的面孔识别功能模型，将面孔的加工分为知觉的加工和认知的加工，且它们属于不同的子功能模块［25］。该模型在大量的研究中被认为是面孔识别的基本框架和经典模式，产生了广泛、深远的影响［26］。在本研究中，N270 反映了对不同民族面孔识别在早期结构编码上的差异，而N400 反映了晚期面孔认知上的差异。因此，本研究基本上也支持了Bruce 和Young 的多阶段认知模型，说明面孔识别确实存在早期结构编码和晚期面孔认知两个不同加工阶段。

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