3～9个月婴儿对不同种族面孔眼动扫描的发展*

刘少英

(浙江理工大学心理系，杭州 310018)



3～9个月婴儿对不同种族面孔眼动扫描的发展*

刘少英

(浙江理工大学心理系，杭州 310018)

本研究采用Tobii1750眼动仪，记录3～9个月中国婴儿对亚洲、高加索和非洲女性动态面孔的眼动扫描。结果显示：随着年龄的增长，婴儿逐步表现出对本族鼻子的注视时间比例高于他族。3个月婴儿对鼻子的注视不存在种族差异，6个月婴儿对本族鼻子的注视显著高于他族，对非洲鼻子的注视显著高于高加索，9个月婴儿对本族鼻子的注视显著高于他族，而对非洲和高加索鼻子的注视不存在显著差异。这说明面孔种族接触经验影响了婴儿对本族和他族面孔的眼动扫描。

婴儿 面孔种族效应 眼动扫描

1 引 言

成人是面孔加工的专家，但是对不同种族面孔加工存在差异。大量研究表明，个体对本族面孔的识别更快、更准确，而对他族面孔的分类更快速、更准确，这种现象被称为面孔种族效应(Other-Race Effect,ORE)(Ge et al.,2009;Meissner & Brigham,2001)。这一现象在婴儿期就出现了：当本族面孔和他族面孔配对呈现时，3个月的婴儿便表现出对本族面孔的注视偏好(Bar-Haim,Ziv,Lamy,& Hodes,2006;Kelly,Liu,et al.,2007;Kelly et al.,2005;Liu et al.,2015;朱丹丹,刘少英,&徐芬,2013)。婴儿在出生后的第一年中，随着年龄的增加，对不同种族面孔的识别表现出类似语言发展的“知觉窄化”现象(Kelly et al.,2007;Kelly et al.,2009)，即婴儿从较宽的面孔识别能力逐渐窄化到仅能识别本族面孔。Kelly等人(2007)研究3～9个月高加索婴儿对本族(高加索)和他族(非洲、中东、亚洲)面孔的识别，发现3个月的婴儿能够识别所有种族面孔，6个月的婴儿能够识别本族及部分他族面孔(亚洲面孔)，而9个月婴儿仅能够对本族面孔进行识别。这一现象具有跨文化一致性。Kelly等人(2009)对中国婴儿进行了研究，得到了相似结论。此外，相对于4个月的婴儿，8个月的婴儿对本族面孔的加工采用整体加工方式，而对他族面孔的加工采用特征加工方式(Ferguson,Kulkofsky,Cashon,& Casasola,2009)。

最近的眼动追踪实验探讨了婴儿对本族和他族面孔的扫描差异。一些研究已经表明婴儿对本族和他族面孔的眼动扫描存在发展差异(Liu et al.,2011;Wheeler et al.,2011;Xiao,Quinn,Pascalis,& Lee,2014)。比如，Liu等人(2011)发现随着年龄的增长，4～9个月的中国婴儿对本族面孔鼻子区域的注视时间保持稳定，而对他族面孔鼻子区域的注视时间下降。Xiao等人(2013)研究6～9个月高加索婴儿对本族高加索和他族亚洲面孔的扫描差异，发现高加索婴儿对本族高加索面孔鼻子区域的注视时间保持年龄发展的稳定性，对他族亚洲面孔鼻子区域的注视时间随着年龄的增长而减少。Wheeler等人(2011)的研究发现，6～9个月的高加索婴儿在扫描本族高加索和他族非洲面孔时，对本族高加索面孔眼睛区域的注视时间随着年龄的增长而增加，而对他族非洲面孔眼睛区域的注视时间没有变化。以上研究表明婴儿对本族和他族面孔的扫描存在差异。然而，这些研究都只是比较了来自一个种族的婴儿被试对本族和另一个他族面孔的扫描：亚洲婴儿对本族和他族的扫描差异表现在鼻子上；高加索婴儿对本族高加索面孔和他族亚洲面孔的扫描差异也表现在鼻子上，但对本族和他族非洲面孔的扫描差异却表现在眼睛上。因此，目前仍然不清楚，婴儿对本族和他族面孔的扫描差异究竟是因为婴儿对本族和他族面孔的不对称接触经验导致的，还是由于不同种族面孔的外貌特征差异引起的。

为了解决这个问题，本研究采用被试内设计，让3～9个月中国婴儿观看本族亚洲、他族高加索和非洲面孔的动态视频，通过眼动仪来记录中国婴儿对本族和他族面孔的眼动扫描。与以往研究一致的是，本研究关注婴儿对不同种族面孔主要特征(眼睛、鼻子和嘴巴)的注视时间。这一研究设计存在两种可能的结果，一个可能是，婴儿对三类种族面孔眼睛、鼻子和嘴巴的注视时间存在差异。例如，基于以往研究所发现的三类种族面孔的外貌特征的差异性(Hajnis,Farkas,Ngim,Lee,& Venkatadri,1994)，亚洲人的鼻子比高加索人要宽，和非洲人的鼻子差不多，因此，中国婴儿可能对亚洲面孔和非洲面孔的鼻子区域的注视时间要显著高于高加索面孔，即支持“面孔种族特征”假说。此外，如果这种结果存在，那么从年龄发展上来看，3个月婴儿对亚洲和非洲面孔鼻子的注视时间显著高于高加索面孔，并且婴儿从3个月到9个月对亚洲和非洲面孔鼻子的注视时间一直保持稳定不变，而对高加索面孔的鼻子注视时间可能保持稳定地低于亚洲和非洲面孔，或者随年龄增长而减少。

另一种可能的结果是，婴儿对本族亚洲面孔和他族面孔的扫描存在显著差异，而对他族的高加索面孔和非洲面孔扫描相似，即支持“面孔接触经验说”。以往研究发现，经验影响了婴儿面孔种族加工(Anzures et al.，2013)，随着面孔种族接触经验不对称性的增加，即婴儿接触越来越多的本族面孔，而对他族面孔的接触较少或缺乏，年长婴儿对他族面孔的加工不再精细化，如3个月婴儿能够识别所有种族面孔，而9个月婴儿仅能识别本族面孔。在最近的一项研究中，Quinn等人(2016)发现没有他族经验的9个月高加索婴儿形成了一种包含他族非洲和他族亚洲面孔的广泛的他族分类，而6个月婴儿能对他族面孔形成各自的分类。基于“面孔接触经验说”，我们推测，3个月婴儿对所有种族面孔的注视时间不存在差异，随着年龄增长，年长婴儿对本族和他族面孔的注视时间存在显著差异，而对他族高加索和非洲面孔的注视时间不存在差异，例如中国婴儿对本族亚洲面孔的鼻子注视时间显著不同于他族，然而即使他族高加索面孔和非洲面孔的鼻子在形态特征上不同，婴儿依然对两类面孔的鼻子注视时间保持一致。

2 研究方法

2.1 被试

有效被试为66名健康的中国婴儿，其中3个月婴儿19名(平均年龄95天，年龄的标准差为5天，年龄范围89～111天，其中男13名)，6个月婴儿29名(平均年龄185天，年龄的标准差为8天，年龄范围182～214天，其中男17名)，9个月婴儿18名(平均年龄277天，年龄的标准差为9天，年龄范围245～291天，其中男12名)。另有11名婴儿由于中途哭闹没有完成三个种族条件的实验而删除(n3个月=2；n6个月=3；n9个月=6)，有5名被试在实验过程中对刺激材料注视时间不到5s而删除(n3个月=1；n6个月=2；n9个月=2),还有11名被试在数据分析中发现其在某一种族面孔的注视时间与另外两类种族面孔存在明显差异，即高于或低于2倍注视时间(n3个月=4；n6个月=4；n9个月=3)。所有被试均来自于杭州市，婴儿在完成合作院方的常规身体检查后，由家长自愿选择是否同意孩子参与本次研究。实验之前，从家长处得到证实，婴儿自出生以来未曾接触过高加索人和非洲人。

2.2 实验材料

实验中刺激材料为9段视频，每段视频内容为一名成年女性(亚洲、高加索和非洲女性各3名)，成年女性带自然中性表情，眼睛直视前方，嘴巴缓慢地嚼口香糖。采用这样的动态视频，一方面通过嘴部区域的活动作为一种重要的社会交流功能引起婴儿对面孔更多的关注(葛列众,肖乃奇,&李宏汀,2007)，另一方面，本族和他族面孔的咀嚼活动作为一种自然的活动，对婴儿而言具有相同的意义。

每段视频呈现时间为30秒，无声音，视频背景为灰色。所有种族女性面孔由成人在吸引力和独特性上经过评定，均不存在差异。

2.3 实验程序

婴儿进入实验室后躺在四分之三倾斜的安全座椅中，眼睛正对眼动仪——Tobii1750(眼动仪屏幕分辨率为1024*768像素)，眼睛与眼动仪的显示屏间的距离为60cm。一名实验者在安全座椅后侧，调节座椅位置以使眼动仪的摄像头能够捕捉到婴儿瞳孔。

婴儿躺于安全座椅后，另一名实验者控制实验程序先呈现一个卡通图像，并伴有吸引婴儿注意的声音，使得婴儿眼睛注视眼动仪屏幕，然后进入校准程序。在校准过程中婴儿会看到一个带声音的卡通图像依次出现在屏幕五个位置(屏幕四个顶点和中心点)。婴儿必须达到校准标准后才能进入正式实验，校准最多进行三次，三次仍未达到校准标准则退出实验。

完成校准程序后婴儿进入正式实验，观看一段呈现时间为30s的女性面孔动态视频，眼动仪记录婴儿的注视数据。每个婴儿观看三段视频，分别为亚洲女性、高加索女性和非洲女性动态面孔，不同种族女性面孔呈现顺序在被试间达到平衡。

2.4 数据分析

本研究主要分析实验中落入面孔的注视点的总的注视时长。每个注视点定义为在最小半径为30个像素的区域内注视停留超过100毫秒。为了考察被试对不同种族面孔内部特征的注视差异，对所有面孔进行兴趣区域(AOI:Areas of Interest)的划分，将面孔划分为整脸、眼睛、鼻子、嘴巴区域。为了保证每张面孔上的AOI区域的划分一致，通过Matlab(2014a)中的矩阵转换，将每张面孔上的注视点位置转换成标准面孔上的相应位置，并且在标准面孔上画兴趣区域(AOI)，具体如图1所示。

图1 标准面孔及不同兴趣区域(AOI)划分

由于每个被试在刺激呈现过程中，对面孔整体的注视时间不一致，因此，本研究对面孔特征的各眼动指标的取值方法采用百分比形式，如眼睛注视比例指落入面孔眼睛区域注视时间占婴儿注视整张面孔的注视时间的比例。

3 结 果

首先，预分析结果显示：婴儿对同一种族的三张不同女性面孔的注视时间不存在显著差异；此外，婴儿对面孔的注视时间不存在性别差异。故在后续分析中合并上述分类变量下不同水平的数值。

3.1 注视时间的分析

3.1.1 整张面孔注视时间分析

不同年龄婴儿对亚洲、高加索以及非洲面孔整体注视时间如下表1所示。为了考察三个年龄段婴儿对不同种族面孔整体注视时间是否存在差异，进行3(面孔种族：亚洲、高加索、非洲)×3(年龄：3、6、9个月)重复测量方差分析，其中面孔种族作为被试内变量，被试年龄作为被试间变量，结果显示：种族主效应和种族与年龄的交互效应均不显著：F(2,126)=1.94,p=0.148,偏η2=0.03;F(4,126)=1.10,p=0.362,偏η2=0.03；年龄主效应显著F(2,63)=5.81,p=0.005,偏η2=0.16，经Bonferroni事后分析发现，6个月婴儿对面孔的注视时间显著高于9个月婴儿(p=0.003)，而3个月婴儿与这两个年龄组婴儿的面孔注视时间均不存在显著差异。

这说明，各年龄组婴儿对本族和他族面孔的注视时间存在相似性，6个月婴儿对面孔的注视时间显著高于9个月婴儿。

表1 婴儿对不同种族面孔整体注视时间(M±SD)

注：单位为秒。

3.1.2 面孔特征注视时间比例的分析

面孔的内部特征(眼睛、鼻子和嘴巴)是面孔识别的重要诊断特征，在人际交流中传递重要的社会信息。因此，分别以眼睛、鼻子和嘴巴的注视时间比例作为因变量，进行3(面孔种族：亚洲、高加索、非洲)×3(年龄：3、6、9个月)重复测量方差分析，其中面孔种族作为被试内变量，年龄作为被试间变量。此外，鉴于本研究的研究问题关注种族变量在每个年龄组上的差异，笔者拟对每个年龄组婴儿的种族变量采用事前比较(Helmert法)考察每个年龄组中婴儿对本族和他族面孔特征的注视差异和婴儿对两个他族面孔特征的注视差异。结果显示：

(1)眼睛区域：面孔种族主效应边缘显著，F(2,126)=2.59,p=0.079,偏η2=0.04，经Bonferroni事后分析发现，婴儿对他族非洲面孔眼睛的注视时间比例(M=27.13%，SE=2.50%)显著高于本族亚洲(M=19.76%，SE=2.56%；p=0.034)，与他族高加索无显著差异(M=22.71%，SE=2.78%；p=0.591)；年龄主效应和面孔种族与年龄的交互作用均不显著，F(2,63)=1.03,p=0.363,偏η2=0.03；F(4,126)=1.52,p=0.200,偏η2=0.05。

事前比较结果发现：如图2所示，3个月和6个月婴儿对本族和他族以及两个他族的眼睛的注视时间比例没有显著差异；9个月婴儿对本族和他族眼睛的注视时间比例存在显著差异，F(1,17)=6.59,p=0.020,偏η2=0.28，即9个月婴儿对本族面孔眼睛的注视时间比例(M=17.88%，SE=4.13%)显著低于他族面孔(M=26.90%，SE=4.47%)，9个月婴儿对非洲面孔眼睛的注视时间比例(M=33.95%，SE=5.29%)显著高于高加索面孔(M=19.85%，SE=5.38%)，F(1,17)=5.83,p=0.027,偏η2=0.26。

图2 婴儿对三个种族面孔眼睛的注视时间比例

(误差线代表SE)

注：*p<0.05，下同。

(2)鼻子区域：面孔种族主效应显著，F(2,126)=6.60,p=0.002,偏η2=0.10，Bonferroni事后分析发现，婴儿对本族亚洲面孔鼻子的注视时间比例(M=31.37%，SE=2.62%)显著高于他族高加索(M=20.12%，SE=2.11%；p=0.006)和非洲(M=24.01%，SE=2.15%；p=0.047)；年龄主效应和面孔种族与年龄的交互作用均不显著，F(2,63)=0.27,p=0.766,偏η2=0.01；F(4,126)=1.02,p=0.402,偏η2=0.03。

事前比较结果发现：如图3所示，3个月婴儿对本族和他族间以及对两个他族间鼻子的注视时间比例差异均不显著；6个月婴儿对本族鼻子的注视时间比例(M=30.97%，SE=3.86%)显著高于他族面孔(M=21.98%，SE=2.22%)，F(1,28)=6.06,p=0.020,偏η2=0.18，婴儿对非洲面孔鼻子的注视时间比例(M=26.12%，SE=2.54%)显著高于高加索面孔(M=17.84%，SE=3.00%)，F(1,28)=6.16,p=0.019,偏η2=0.18；9个月婴儿对本族面孔鼻子的注视时间比例(M=34.29%，SE=4.90%)显著高于他族面孔(M=18.74%，SE=1.99%)，F(1,17)=8.45,p=0.010,偏η2=0.33，对高加索(M=17.87%，SE=3.89%)和非洲面孔鼻子的注视时间比例(M=19.61%，SE=3.20%)差异不显著，F(1,17)=0.09,p=0.773,偏η2=0.01。

图3 婴儿对三个种族面孔鼻子的注视时间比例

(误差线代表SE)

(3)嘴巴区域：面孔种族主效应和面孔种族与年龄的交互作用均不显著F(2,126)=1.20,p=0.305,偏η2=0.02；F(4,126)=1.62,p=0.173,偏η2=0.05。年龄主效应显著F(2,63)=10.07,p<0.001,偏η2=0.24，如图4所示，经Bonferroni事后分析发现，3个月婴儿对面孔嘴巴区域的注视时间(M=7.17%，SE=2.75%)显著低于6个月(M=22.82%，SE=2.22%；p=0.001)和9个月(M=18.99%，SE=2.82%；p=0.012)。事前比较结果发现，3个月、6个月和9个月婴儿对本族和他族以及他族间面孔嘴巴的注视时间比例均不存在显著差异。

图4 婴儿对三个种族面孔嘴巴的注视时间比例

(误差线代表SE)

4 讨 论

本研究利用眼动追踪技术探索婴儿对三种不同种族面孔的扫描是否存在发展性差异，特别是婴儿对面孔种族特征(眼睛、鼻子和嘴巴)的注视时间比例的发展变化。通过分析3个月、6个月和9个月中国婴儿对本族亚洲与他族高加索和非洲面孔眼睛、鼻子和嘴巴的注视时间比例，发现中国婴儿对本族和他族面孔的扫描存在发展性变化，具体结果为：

(1)3个月和6个月婴儿对本族和他族间以及两个他族间的眼睛的注视时间比例没有显著差异，9个月婴儿对本族眼睛的注视时间比例显著低于他族，对非洲眼睛的注视时间比例显著高于高加索。首先，以往研究发现，6～9个月中国婴儿对本族亚洲面孔和他族高加索面孔的眼睛的注视均随着年龄增长保持稳定(Liu et al.,2011)，本研究也有一致的发现，3～9个月中国婴儿对本族亚洲面孔和他族高加索面孔眼睛的注视时间随年龄的增长保持稳定。其次，Wheeler等人(2011)发现6～9个月高加索婴儿对本族高加索面孔和他族亚洲面孔的眼睛的注视均随着年龄增长而增加，Xiao等人(2014)对亚洲面孔和高加索面孔进行了面孔图片刺激显著性对比分析后发现，高加索面孔眼睛区域比亚洲面孔要显著，研究者由此推测高加索婴儿可能已经发现眼睛区域是区分高加索面孔的诊断性特征，并且把这一学习经验泛化到亚洲面孔，相比较而言，中国婴儿缺乏这样的学习经验，没有展示出类似高加索婴儿扫描眼睛的模式。研究者认为无论是高加索婴儿对眼睛的注视时间随着年龄增长而增长，还是中国婴儿对眼睛的注视时间缺乏年龄变化，这都是经验的作用，而非“面孔种族特征”的作用。最后，3～6个月婴儿对非洲面孔眼睛的注视时间注视一直保持稳定，并且婴儿对三个种族面孔的眼睛保持相似的注视时间，之所以出现9个月婴儿对非洲眼睛注视不同于其他种族，这可能是因为婴儿在3个月到9个月之间的种族偏好从偏好本族面孔的熟悉偏好转变为偏好他族面孔的新异偏好(Liu et al.,2015)，婴儿出于对新异刺激的偏好，才会对高对比度的非洲面孔眼睛投入了较多的注意，但是这也只是一种推测，未来研究需要进一步考察非洲面孔眼睛物理属性，特别是黑白对比度对3～9个月婴儿的注意发展的影响。

(2)3个月婴儿对本族和他族鼻子的注视时间比例没有显著差异，6个月婴儿对本族鼻子的注视时间比例高于他族，对非洲鼻子的注视时间比例显著高于高加索，9个月婴儿对本族鼻子的注视时间显著高于他族，而对他族高加索和非洲鼻子的注视时间比例没有显著差异。中国婴儿对本族和他族面孔鼻子的注视差异存在发展性变化，这与以往研究结果一致(Liu et al.,2011)。9个月婴儿对两个他族面孔的鼻子区域扫描不存在差异，也与Quinn等人(2015)的婴儿面孔种族分类研究结果相一致，即9个月婴儿将两个外族面孔知觉为一类，不再进行区分。这些研究结果一致支持了“面孔接触经验假说”。Liu等人(2011)和本研究的结果一致发现，鼻子区域是中国婴儿扫描本族和他族面孔差异的关键区域。结合成人研究中发现的亚洲人对面孔的扫描主要以鼻子为中心注视区域(Blais,Jack,Scheepers,Fiset,& Caldara,2008；Fu,Hu,Wang,Quinn,& Lee,2012;Hu,Wang,Fu,Quinn,& Lee,2014；Wang et al.,2015)，同时中国幼儿也已经表现出这样的扫描模式(Hu et al.,2014；Kelly et al.,2011)，并且以鼻子为中心的扫描模式对于本族面孔的识别具有功能性作用(Wang et al.,2015)。因此，这说明，中国人以鼻子为中心的扫描模式最早出现在婴儿期。

(3)婴儿对本族和他族面孔动态视频中运动的嘴巴的注视时间比例随着年龄的增长而增加，6个月到9个月婴儿对嘴巴的注视时间保持稳定。这与之前的研究结果一致，他们也发现4～8个月婴儿随着年龄的增长对运动的嘴巴区域的注视时间越来越多，并推测这可能与婴儿期言语能力的发展有关(Lewkowicz & Hansen-Tift,2012;Xiao et al.,2013;Xiao et al.,2014)。

总而言之，本研究结果发现3个月中国婴儿对本族和他族面孔特征的注视时间不存在显著差异，但是随着年龄的增长，逐步表现出对本族和他族面孔特征，特别是鼻子的注视时间比例具有显著差异，并且对两个他族面孔鼻子的注视时间比例随年龄增长逐步趋于相似。这一结果支持“面孔接触经验说”。中国婴儿对本族和他族面孔的扫描存在发展性变化，这一变化时期与婴儿面孔知觉窄化的发生时间一致。这一研究结果印证了Valentine的面孔空间模型假说(Valentine，1991)，个体对本族面孔和他族面孔的加工采用不同的方式，这种方式是发展而来的，即中国婴儿3个月时对本族和他族面孔特征的注视时间是相似的，但是随着本族面孔接触经验的增多，本族面孔鼻子区域的扫描成为婴儿区分和识别本族个体间面孔差异的最佳策略，但是这种策略却没有应用于他族面孔。进一步而言，婴儿对面孔种族的视觉扫描差异可能存在功能性的作用。Wang等人(2015)的研究发现，当成人对本族亚洲面孔鼻子区域更多地扫描时，其对本族面孔的识别绩效会更好。所以未来的研究应该探索婴儿对本族和他族面孔注视特征时间差异的发展变化是否能够预测婴儿的面孔种族识别的发展。

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The Development of Face Scanning for Own-race versus Other-race Faces in 3-,6- and 9-month-old Chinese Infants

LIU Shao-ying LI Jun ZHU Dan-dan JIAO Xiao-li

(Department of Psychology,Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018,China)

infants,other race effect,eye movement

国家自然科学基金(31300860)；浙江省自然科学基金(LY16C90006)；浙江理工大学521人才计划资助。

B822；B842

A

1006-6020(2016)-03-0271-09

**通信作者：刘少英，女，浙江理工大学心理系副教授，e-mail：syliu@zstu.edu.cn。 李 君 朱丹丹 焦小莉