面孔加工的认知神经科学研究:回顾与展望(2)

发布时间:2021-06-06

面孔加工的认知神经科学研究中的核心问题是,是否存在功能和神经机制上独立的面孔加工模块以及面孔加工系统的组织形式。使用电生理、脑成像以及对脑损伤病人进行神经心理学检查等手段,研究者已经找到选择性地对面孔反应的脑区,即梭状回面孔区(FFA)。文章从面孔加工系统的

-36- 心理科学进展 2003年 乱。病人通常不能识别任何熟悉的面孔,甚至不能识别镜子中自己的面孔。这种失认具有极端的特异性,即只是在识别人的面孔方面有问题。例如,McNeil和Warrington的病人,虽然不能识别人的面孔,但能识别汽车或自己农场里动物的面孔[3]。视觉复杂度并不能说明病人的表现。例如,病人WJ尽管对人的面孔严重失认,但能识别其它视觉复杂度高且容易混淆的刺激,如羊的面孔。最近在发展性面孔失认病人身上所进行的ERP研究发现,病人尽管对面孔的N170反应严重减小,但对各种非面孔范畴的范畴内辨别没有困难[4, 5]。这一发现实际上进一步验证了面孔失认病人行为研究的结果。

关于存在面孔和一般物体识别2个独立功能模块的最有力的证据,来自脑损伤病人功能的双重分离。例如,当面对一副由许多物体所组成的面孔时,面孔失认病人虽然可以一一辨认出各个物体,却不知整个刺激实际上是一副面孔,而单纯物体失认病人虽然能看出整个刺激是一副面孔,但不能识别构成该面孔的各个物体[6]。

使用PET和fMRI等脑成像技术所进行的研究,为面孔特异性的神经机制提供了更为直观的证据。这些研究发现,面孔和物体识别所激活的脑区不同。同识别一般物体相比,识别面孔时,大脑梭状回的激活

,认为它专门负责面孔识程度更高[7, 8]。研究者将该区域称作梭状回面孔区(fusiform face area, 简称FFA)

别[7, 8]。然而,也有功能成像研究表明,对面孔有最大反应的面孔反应脑区,对其它物体范畴也有显著的反应[9]。特别是位于外侧梭状回和颞上沟的面孔反应脑区,对动物也有很强的反应[10]。事实上,对动物的最大反应位于面孔反应脑区,即便是在遮蔽了动物的面孔时也是如此。这些结果表明,如果人类面孔反应区中包含专门对面孔反应的神经元,那么,这些神经元很可能混杂在对其它物体(特别是动物)的属性进行反应的神经元中。

面孔识别与一般物体识别在功能上以及在神经组织上的分离,是否出生伊始就已由基因编码所决定,而视觉经验并不起作用?最近,Farah等人的病人Adam所提供的证据表明,存在先天的面孔特异性的神经机制,即使有充足的机会和时间,其功能也不能由其它神经结构来履行[11]。Adam是一名16岁的男孩,出生一天时双侧枕叶和颞枕区梗塞,造成后来严重的面孔失认。他对物体的识别好于对面孔的识别。Farah等人认为,这个案例表明,在获得视觉经验之前,人类就有了分别用于识别面孔和物体的不同的神经基础。二者解剖学上的定位由先天的基因所决定,经验并未起到决定性的作用。

1.2 面孔和一般物体加工方式的区别

面孔识别研究的一个中心问题是,我们对面孔的识别,是基于面孔的局部的成分特征,还是基于面孔的整体结构。换句话说,当我们识别一副面孔时,我们是集中在面孔的个别部分上,还是集中在整个面孔上?此外,面孔加工是否有别于其它视觉刺激的加工?

1.2.1 流行的观点及其证据

流行的假设认为,面孔识别是整体的、结构的,而物体识别是分析的、基于部分的[12]。换句话说,面孔在记忆中以整体来表征,几乎不会分解为部分,因此不存在对面孔部件的专门的编码。面孔的结构信息,即面孔各个部分之间的关系,对面孔的视觉表征很重要。这样,面孔知觉强调构成面孔的各个成分组织成一个粘着的总模式,而不是孤立特征的简单排列。相比之下,物体识别基于物体组成部分的认知。

Tanaka等人考察了面孔结构变形是否影响面孔局部特征的识别[12]。如果结构变形影响局部特征识别,则说明面孔是整体表征的。结果发现,对面孔稍做变形处理,的确降低了被试对局部特征的识别成绩。除

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