（基础心理学专业论文）熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的差异.pdf

辽宁师范大学硕士学位论文 摘要 面孔是一种丰富的非语言刺激，是社会交往和适应环境的基础，在人类日常生活中 占据着重要的地位。在科学研究中，面孔识别研究也有重要的价值，例如在模式识别、 计算科学、测谎等方面都有重要意义。关于面孔的加工、记忆与提取已经有过一些研究， 已有研究已经揭示了在熟悉面孔和陌生面孔认知上信息偏好的差异，但还没有更新的进 展。本研究采用眼动记录方法对面孔识别与再认从新的视角进行实验记录，在严格的控 制条件下进行单被试实验，获得了大量精确的实验数据。 眼动法是目前比较精确的研究方法，将此方法应用到面孔识别研究中可以采集到更 丰富的研究指标。本研究使用眼动分析法，采用多因变量诸如反应时、正确率、扫视潜 伏期、注视时间等，多角度地反映识别熟悉面孔和陌生面孔的差异。研究包括两个实验， 分别在长时记忆系统和工作记忆：系统两个方面对熟悉面孔和陌生面孔加工的差异进行 了探讨，对结果进行综合分析和讨论。 获得的主要结论有： 1 在长时记忆系统中，熟悉面孔的提取速度显著快于陌生面孔，当把识别阶段与判 断阶段分开时，判断识别的速度并不受呈现时间的长短影响，说明完全可以在最短的呈 现时间内识别出目标面孔并作出判断，在本研究中，判断熟悉面孔的平均时间为291 毫秒，总的识别与判断时间为391 毫秒，判断陌生面孔的平均时间为359 毫秒，总 的识别与判断时间为459 毫秒。 2 在工作记忆中加工并识别熟悉面孔的速度快于陌生面孔，两者都存在面孔的倒置 效应。在二选一迫选任务中识别出熟悉面孔的时间为l55 毫秒，识别出陌生面孔的时 间为231 毫秒。 3 在长时记忆系统和工作记忆系统中提取熟悉面孔信息的速度都快于陌生面孔，这 也说明人们对熟悉面孔具有一定的偏好性。 4 在快速呈现条件下，被试加工面孔的注视点主要集中在眼睛区域，有少数注视点 落在面孔的中下部区域，说明正常被试在快速识别面孔过程中对面孔的上部信息具有一 定的偏好性。 关键词：熟悉面孔陌生面孔长时记忆工作记忆 熟悉面孔和陌生面：f l 在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 f a m i l i a rf a c ea n du n f a m i l i a rf a c er e c o g n i t i o ni nd i f f e r e n tm e m o r y s y s t e m a b s t r a c t f a c e sa r ear i c hs o u r c eo fn o n v e r b a ls t i m u l i s o c i a li n t e r a c t i o na n da d a p tt ot h e e n v i r o n m e n t ，i nt h eh u m a nd a i l yl i f ep l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei n i ns c i e n t i f i cm s e a r c h ，f a c e r e c o g n i t i o nr e s e a r c ha l s oh a si m p o r t a n tv a l u e ，s u c ha sp a t t e r nr e c o g n i t i o n ，c o m p m e rs c i e n c e ， e t ch a v ei m p o r t a n ts i g n i f i c a n c eo f p o l y g r a p h t h i sr e s e a r c ha d o p t st h ea d v a n c e de y em o v e m e n t r e c o r d i n gm e t h o d so ff a c er e c o g n i t i o n a n dr e c o g n i t i o nf r o mt h en e w a n g l eo fv i e wr e c o r d i n ge x p e r i m e n t sw e r ep e r f o r m e d ，i ns t r i c t l y c o n t r o l l e d e x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，a c c e s st oaw e a l t ho fr e s e a r c ht a r g e t sa n da c c u r a t e e x p e r i m e n t a ld a t a i nl o n g t e n l lm e m o r ya n dw o r k i n gm e m o 巧s y s t e mt w ol i n k st of a m i l i a r f a c e sa n dt h eu n f a m i l i a rf a c ep r o c e s s i n gd i f f e r e n c e sw e r ee x p l o r e d ，b a s e do nt h ea b o v e a n a l y s i sa n dd i s c u s s ，r e a c ht h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n ： 1 i nl o n g - t e r mm e m o r ys y s t e m ，f i m a i l i a rf a c e sc o u l db ec a t e g o r i z e df a s t e rt h a nu n f a m i l i a r f a c e s w h e nt h er e c o g n i t i o na n dj u d g m e n ts t a g ea r es e p a r a t e d ，t h es p e e do f r e c o g n i t i o ni sn o t i n f l u e n c e db yt h ep r e s e n tt i m el e n g t h ，f a c ec a nb ei d e n t i f i e di nt h es h o r t e s tp o s s i b l et i m e t h e a v e r a g et i m eo f f a m i l i a rf a c e s j u d g m e n ti s2 9 1m s ，at o t a lt i m eo f r e c o g n i t i o na n d j u d g ei s3 9 1 m s ，t h ea v e r a g et i m eo fu n f a m i l i a rf a c e sj u d g m e n ti s 35 9m s ，at o t a lt i m eo f r e c o g n i t i o na n d j u d g ei s4 5 9m s 2 i nw o r k i n gm e m o r ys y s t e m ，f a m i l i a rf a c e sc o u l db ec a t e g o r i z e df a s t e rt h a nu n f a m i l i a r f a c e s ，t h e r ei si n v e r s i o ne f f e c ti nb o t ho ft h et w ok i n d so ff a c e s f a m i l i a rf a c e sc o u l db e c a t e g o r i z e da se a r l ya s 15 5m sa f t e rp r e s e n t a t i o n ，u n f a m i l i a rf a c e sc o u l db ec a t e g o r i z e da s e a r l ya s2 31m s i n 2 a f ct a s k 3 i nb o t hl o n g t e r mm e m o ws y s t e ma n dw o r k i n gm e m o r ys y s t e mf a m i l i a rf a c e sc o u l db e c a t e g o r i z e df a s t e rt h a nu n f a m i l i a rf a c e s ，i tc a nb es e e m e dt h a tf a m i l i a rf a c ei sm o r ea t t r a c t i v e 4 i nt h er a p i d l yp r e s e n t e dc o n d i t i o n ，m o s tg a z ep o i n t sc o n c e n t r a t e di nt h ee y e sa r e a t h e r ea r e af e wp o i n t sf a l l i nt h ef a c ei nt h em o m ha r e a k e yw o r d s - f a m i l i a rf a c e ；u n f a m i l i a rf a c e ；l o n gt i m em e m o r y ；w o r k i n gm e m o r y 一工i 辽宁师范大学硕士学位论文 引言 面孔是人们日常生活中最常见的事物，在人类生活中起着非常重要的作用。通过面 孔识别( f a c er e c o g n i t i o na n dp e r c e p t i o n ) 这种基本而重要的社会行为，我们可以获 得他人许多重要的社会信息( 如年龄、性别、种族和情绪等) 。面孔识别是人们社会生活 中的一项重要活动，它能帮助i 我们更好的认识他人的情绪状态、社会地位等信息，进而 有助于人们的社会交往和环境适应。 面孔是一种丰富的非语言刺激，是社会交往和适应环境的基础，在人类日常生活中 占据着重要的地位。在科学研究中，面孔识别研究也有重要的价值，例如在模式识别、 计算科学、测谎等方面都有重要意义。在自然界存在的同样面积大小的客体中，面孔含 有的信息量是最大的。近年来，随着认知神经科学和实验方法技术的不断发展，面孔识 别的研究有了新的进展，吸引了神经生理学、认知心理学、社会心理学和计算机科学等 多个学科科学家的兴趣和关注。其中心理学研究报告和学术论文数量增加很快，已经成 为一个活跃的研究领域。 熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 1 文献综述 面孔是一种重要的刺激物。通过观察面孔，人们可了解到很多重要的信息，如年龄、 性别、种族、情绪等。对面孔的记忆能力在日常的社会交往过程中，发挥着重要作用。 人们通：过面孔识别出对方的身份，然后采取合适的互动方式。根据熟悉程度的不同，面 孔又可：分为熟悉面孔和陌生面孔。许多研究表明，对面孔信息的加工与对一般物体的加 工存在许多不同之处。面孔再认是指之前看过的面孔又重新出现在眼前时，通过回忆确 认以前是否看过该面孔及对该面孔身份进行识别n ，。 熟悉面孔指名人面孔或自己认识的再次出现时能够认出来的面孔。 陌生面孔指首次看到的面孔或者再次出现不能认出的面孔。 眼动分析法是通过对眼球运动的分析来反映信息加工的相关机制，它是目前比较先 进和精确的研究方法，将此法应用到面孔辨认研究中可以采集到更丰富的研究指标。本 研究使用眼动分析法，采用多因变量诸如反应时、正确率、注视时间、注视次数、眼跳 幅度等，多角度地反映识别与再认的眼动差异，这将充实和丰富人对面孔认知的研究， 促进其研究的深化口。 1 1 国内外研究概况 有关面孔的研究开始于1 9 世纪，达尔文在他著名论著人类和动物的表情( t h e e x p r e s s i i o no ft h ee m o t i o n si na n i m a l sa n dm a n ，1 8 7 2 ) 中阐述了人的面部表情 和动物的面部表情之间的联系和区别，之后的百年间相关研究较少，1 9 7 1 年，e k m a n 和f r i e s e - n 研究了6 种基本表情：即高兴、悲伤、惊讶、恐惧、愤怒和厌恶，并系统地 建立了上千幅不同的人脸表情图像库口1 。直到2 0 世纪8 0 年代，b r u c e 和y o u n g 系统地 研究了j 对面孔的识别及其影响因素，提出了经典的面孔识别功能模型口3 ，面孔识别从 此成为认知科学研究领域中的热点问题之一。随着信息和计算机技术的飞速发展，人脸 面部表情识别技术越来越受到重视。面孔识别作为一门新兴的研究领域，在近几十年的 发展中已获得了较为显著的成果。纵观以往相关研究，总结面孔识别研究成果如下： 1 1 1 面孔识别的理论模型 1 1 1 1b r u c e y o u n g 模型 面孔：识别的认知模型中形成较早，影响较大的是b r u c e - y o u n g 模型，图1 - 1 。该模 型认为，无论陌生面孔还是非陌生面孔，皆首先进行结构编码( 第一阶段) ，此阶段的 主要作用是对面孔的结构进行编码，包含静态的图形编码( 面孔照片的亮度、质地、斑 一2 一 辽宁师范大学硕士学位论文 点) 和动态的结构编码( 如表情、年龄和发型等的改变等) 。然后陌生面孔和熟悉面孔 分别进入两条独立的通道进行加工( 第二阶段) ，这两条独立的通道：第一条通道进行 视觉加工( 陌生面孔的加工) ，包含表情分析、面孔语言分析和视觉直接加工三个平行 的处理单元；第二条是有关面孔识别再认的( 非陌生面孔的加工) ，包含面孔识别单元、 个体特征单元和名字产生单元3 个串行的处理过程。两条通道的输出结果都进入认知系 统，对信息进行整合、决策h 。 籁l酝张瓣弱瓣麟瓢纛麟糍蹶鳞浚褰耩瀵 图1 - 1 b r u c e y o u n g 的面孔认知模型 我国学者彭小虎和罗跃嘉等对b r u c e y o u n g 的认知模型进行了e r p 实验证明，提供 了支持该模型某些部分的电生理学证据，也发现了该模型的不足之处，( 1 ) 直接视觉处理、 表情分析等不是在结构编码输出后再进行的，而是更早或与之平行的；( 2 ) 模型中未能体 现出对熟悉和陌生面孔进行结构编码后就可以作出熟悉与否的决策，且对陌生的面孔经 结构编码后应可以直接进入长时记忆；( 3 ) 在直接视觉处理、结构编码、表情分析和面孔 语言分析前应还有一个分类处理阶段。就此他们提出了修正的面孔识别模型口1 ，见图 1 2 。 熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 甜鍪：好强 j000 l 彰受视觉处理l 垂部醛畜分析 i 袭情升材i 结构缩街 o 型敞涵道i 、俘特挺名字 f f i ：i l 识别尝元l , , - -一谀策螽统j 蚕孔袅征 皎 缓嫱符 时 名宇产生 记 忆 图卜2 修正之后的面孔识别模型 面孔识别是近代认知神经科学的研究热点，上述两种模型相对较为完整，比较有代 表性，除此之外还有其他几种模型。 1 1 1 3 动态双重路线模型 g e l d e r 等提出了动态双重路线模型，并得到了电生理学及神经心理学有关研究的支 持。该模型对面孔的觉察与识别进行了区分，认为觉察是指觉察到面- t l l l 激的存在，而 对面孔识别不敏感：识别是对面孔的特征信息( 如性别，年龄，熟悉性等) 进行再认，它 与客体- i , , ；j l l 系统有部分重叠。在此模型中，来自觉察系统的输出能直接引起辨别系统的 快速反应，同时还个客体识别系统提出输入，这时客体识别系统是作为面孔识别系统发 挥作用的，是动态进行的旧3 。 1 1 1 4n b c 模型 v a l e n t i n e 等人提出n b c 模型的认为口3 ，人们在对面孑l 进行再认时，是把它与记忆 中的常i i i i 或平均脸进行对比，根据偏差来辨认。该模型强调常模脸在面孔再认中的作 用，对面孔进行有效的编码，要依赖面孔结构中的细微差异：对面孔方面的加工可能会 采用不同的常模。它可以解释面孔认知中的一些现象，如特异性效应、漫画效应等。 1 1 i 5a b c 模型 与隅( ：模型相反，否认常模在面孔编码过程中的作用陷3 。假设面孔在一个多维空间 中呈常态分布，作为独立点得到表征，平均脸或常模脸位于中心，越靠中心面孔密度越 ， ； 1 ，磊 ， 团 委 司 辽宁师范大学硕士学位论文 大，并且与常模脸接近的面孔：看起来比较典型，而位于空间边缘的面孔就显得更特异一 些。a b c 模型不仅局限于面孔，它也适合于对具有同样结构的客体进行编码。 1 1 1 6i a c 模型 b u r t o n 等提出了对熟悉脸进行再认的i a c 模型( b u r t o n 和b r u c e ，1 9 9 3 1 ) ，它 是联结主义的一种形式，结构为交互激活与竞争。该模型可用来解释面孔认知的许多现 象，如面孔的语义启动和重复启动、面孔失认症患者的内隐记忆等。1 9 9 9 年，b u r t o n 等 对i a c 模型进行了修正，给其添加了知觉成分即主元分析( p r i n c i p a lc o m p o n e n t s a n a l y s i s ) 。这样主元分析系统便通过面孔再认节点与i a c 模型联系起来，这不仅扩展 了面孔再认的范围，还可兼容不同的说法：同时还反映了知觉加工与认知加工的交互作 用n 引。 1 1 2 关于熟悉面孔与陌生面孑l 差异的研究 面孔再认模型b r u c h 和y o u n g ( 1 9 8 6 年) 的研究指出，面孔的记忆提取过程与其他记 忆的提取过程不完全相同。但是一些基础的影响因素是一样的，例如，知觉时间、保持 间隔、先前知识、期望、诱导性意见、情绪压力等因素对面孔的记忆与对事件的记忆都 会产生影响。已有研究指出，人们对自己的房子的物理特征的回忆仍比对自己好朋友的 面孔生理特征的回忆要容易的r 多，人们仅仅能回忆起朋友的头发颜色、身高等特征，对 其他的一些特征却较少提取，尽管只能提取较少的特征，但人们仍毫无困难地在拥挤的 人群中识别出自己的朋友。 在识别速度上熟悉面孔明显快于陌生面孔。r o s s i o n 等人( 2 0 1 0 ) 发现在面孔出现 的3 1 0 - 3 2 0 m s 时就酏f l m 歹咖- “u 断出熟悉面孔，比判断面孔为陌生面孔要快8 0 m s 以上，r a m o n 等人( 2 0 1 1 ) 发现被试对个人熟悉面孔判断时间更短。熟悉面孔识别和陌生面孔识别之 间区别就在于对面孔熟悉程度的差异n2 i 。区分熟悉面孔和陌生面孔差异的能力是面孔识 别能力发展的基础，也与陌生面孔如何发展成为熟悉面孔有着密切的关系。本文旨在探 讨熟悉面孔与陌生面孔识别之间的差异。首先，从行为学、神经心理学与认知神经科学 的研究发现方面总结熟悉面孔与陌生面孔表征方式的差异；其次，回顾相关因素对识别 熟悉面孔和陌生面孔的不同作用；最后，从知觉表征及加工过程角度，探讨陌生面孔如 何发展成为熟悉面孔，并对未来这一领域的研究进行展望。 人们对面孔的记忆显然不同于对其他物体的记忆，具有特殊性。大脑两半球功能的 研究表明，对于面孔加工，大脑的右半球占优势，而对于物体的加工并没有表现出功能 的一侧化。s e r g e n t ( 1 9 9 2 ) 对面孔加工功能性定位的研究表明，面- t l 力h 工需要三个特定 熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 脑区的参与：即右侧梭状回、右侧旁海马回和颜叶前区n3 j 。人类对面孔进行加工的重要 脑区域：艺一是梭状回的特定部分，这个区域被称为f f a ( f u s i f o r mf a c ea r e a ) 。与物体 刺激相比，当呈现面孔刺激时f f a 的激活更强。认知神经科学家对脑损伤患者面孔识别 进行研究，以探讨面孔识别的本质规律，比如对面孔失认症患者的研究。面孔失认症的 主要症状表现在患者不能辨认出他们熟悉人的面孔，而且患者出现面孔匹配的熟悉度分 离，有些患者只能完成熟悉面孔的匹配任务，有些患者只能完成陌生面孔的匹配任务 ( b a u e r ，1 9 8 4 ) u 4 1 。早期的实验证明初步熟悉和陌生面孔的加工在某一阶段是分开进行 的，而非共通的。 f m r i ( f u n c t i o n a lm a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g ，功能性核磁共振成像) ，p e t ( p o s i i r o ne m i s s i o nc o m p u t e dt o m o g r a p h y ，正电子发射计算机断层显像) 和e r p ( e v e n t r e l a t e dp o t e n t i a l ，事件相关电位) 这些技术的发展为面孔识别提供了新的 方法，促进了面孔识别脑机制研究的发展，为熟悉面孔和陌生面孔加工提供了更多解释， 证明了：大：脑的一些部位对面孔熟悉度的加工起着尤为重要的作用。 1 1 2 1 f m r i 的相关研究 初步的f m r i 研究发现熟悉面孔和陌生面孔识别所激活的脑区是不同的。l e v e r o n i ( 2 0 0 0 ) 在：研究中比较了识别名人面孔与学习记忆陌生面孔的脑区位置，相比于陌生面 孔，识别熟悉面孔引起更大范围的脑区活动，包括双侧前额叶、颞叶内侧和海马回n5 1 。 但是，也：有研究者认为颞额区的活动有可能是在看到名人面孔时启动了身份识别系统中 长时记忆的原因而不单单是面孔加工的作用，这些脑区的活动同时也伴随着对面孔姓名 的回忆( h a ，x b y ，h o f f m a n ，2 0 0 0 ) n6 | 。因此，在识别名人的面孔时，语义、情境、情感 等因素也在起作用，导致由视觉呈现的熟悉面孔和陌生面孔的加工过程很难被分离出 来。 r o s s ：i o n 对视觉呈现( 没有其他因素的干扰) 的熟悉面孔和陌生面孔加工过程进行 了比较，在任务中没有明确要求被试进行面孔识别，结果发现在加工熟悉面孔和陌生面 孔时右脑中枕回、右侧下颞叶皮质、后梭状回有不同形式的脑活动n7 1 。r o s s i o n ，s c h i i t z 和c r o m m e l i n c k ( 2 0 0 3 ) 发现，大脑的两个功能区中部梭状回( f f a ) 和枕下回( 处于o f a ) 都参与了辨认熟悉面孔和陌生面孔的过程n 引。s c h w a r t z ( 2 0 0 3 ) 等对面孔的熟悉性识别 进行了研究，他们的实验在每个组块中给被试呈现熟悉与不熟悉的面孔，结果发现，与 不熟悉面孔的识别相比，熟悉面孔的识别在杏仁核有显著的激活n 9 1 。 g w b a n k 和a n d r e w s ( 2 0 0 8 ) 用f m r i a ( f m r i a d a p t a t i o np a r a d i g m ) 范式对识别熟 悉面孔和陌生面孔进行了研究，f m r i a 比功能性磁共振成像( f m r i ) 能更准确的定位面 孔选择所涉圾的脑区，而且，如果同一个刺激反复出现，负责反应这一刺激的神经细胞 就会适应这个刺激，这一现象会在f m r i 的信号中体现出来。他们通过梭形细胞研究了 辽宁师范大学硕士学位论文 一一一 大脑中除了面孔选择区( s t s ) 外其他区域对熟悉面孔和陌生面孔的适应性，结果发现这 种适应性对于熟悉面孔才会出现，也就是说，一个面孔反复出现，被大脑适应之后便成 为了熟悉面孔瞳刚。r a m o n ( 2 0 1 0 ) 发现f f a 主要进行面孔的物理特征变化区分，如角度、 亮度等，而其他区域进行的：是面孔的类别区分乜。近几年的一些研究揭示了从不同角度 ( 正前方、偏左侧3 0 度角和偏右侧3 0 度角) 加工同一陌生面孔会激活f f a ，同时，加 工不同角度的熟悉面孔激活的是中颞叶和内侧前额叶( p o u r t o i s ，s c h w a r t z ，2 0 0 5 ) 旧2 | 。 r a m o n 等( 2 0 1 1 ) 也用侧转： 0 度的面孔与正面面孔进行匹配比较，他们发现存在长时记 忆中的面孔匹配成绩好于临时记忆的面孔，同时发现早期n 1 7 0 成分与面孑l i p , 忆时间有 关n2 j 。m u r 等( 2 0 1 0 ) 用f m r i a 测试被试观察熟悉面孔时的脑区活动，随着熟悉面孔出现 次数的增加，脑区活动逐渐减弱，他们同时发现这一现象不仅出现在面孔选择区域，也 出现在梭状回面孔区和前视皮层( e v c ) 区域中心3 1 。 n i e l s o n 等人( 2 0 1 0 ) 发现让被试判断名人的面孔会激活右侧脑区，而判断名人的 名字会激活左侧脑区，这与以往研究一致，他们同时发现海马、扣带回、颞横回都参与 了名人面s l 半l j 断乜4 1 。s u g i u r a 和m a n o ( 2 0 1 1 ) 在最近的一项f m r i 研究中给被试呈现名 人面孔和自己熟悉的面孔和陌生面孔，发现被试对个人熟悉面孔和名人面孔的反应脑区 除了我们之前发现的脑区位置外还有后扣带回、内侧前额叶、右下额叶等，这些脑区都 与社会认知有关。这说明对熟悉面孔的识别不仅与记忆认知有关，同时也启动了社会认 知的相关脑区比。 1 1 2 2e r p 的相关研究 对熟悉和陌生面孔的加工过程差异的神经生理学依据也来自于事件相关电位技术 ( e r p s ) 研究。研究发现，当给被试呈现各种面孔刺激时，首先能激发一个负向波，即 n 1 7 0 ，当给被试呈现非面孔刺激时则不能引发n 1 7 0 波( e i m e r ，2 0 0 0 ) 。e i m e r 同时发现 在给被试呈现熟悉和陌生面孔时，n i t 0 反应没有差异。实验结果结果首先证实了n i t 0 只对面孔刺激有反应，同时也发现，相对于陌生面孔，熟悉的面孔会在3 0 0 m s 5 0 0 m s 之 间潜伏期中引发一个n 4 0 0 波，在5 0 0 m s 后会出现一个p 6 0 0 波，这一现象在第一次出 现熟悉面孔刺激时最明显，因为n 4 0 0 和p 6 0 0 对于面孔熟悉性的敏感，e i m e r 认为它 们反映了面孔认知和识别的加：e 阶段，n 4 0 0 和p 6 0 0 与确认面孔身份的信息有关，而n i t 0 波与早期的面孔结构识别分析有关晗6 | 。 在后来的研究中，有研究者认为面孔的熟悉度也会影响n 1 7 0 波( c a h a r e l 等，2 0 0 6 ) 。 c a h a r e l 等用被试个人熟悉的面孔代替了名人面孔，在这些研究中观察被试对面孔的加 工过程，n 1 7 0 对熟悉面孔和陌生面孔的加工都有反应。但是相对于陌生面孔，n i t 0 波 对熟悉面孔反应的波幅更大些。这与之前e l m e r 等人研究存在些差异，究其原因是因为 熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 c a h a r e l 的实验应用对比任务，让对比面孔前后出现，而在g i m e r 等人的研究中，面孔 都是单独出现的，这种波幅的差异可能是由于对比任务才出现的口7 1 。a m i h a i 和l e o n ( 2 0 11 ) 在最近的研究中也得出n 1 7 0 波对重复出现的面孔和只出现一次的面孔反应没 有差异，他们认为n 1 7 0 只对面孔和非面孔反应不同。n 1 7 0 波作为判断是否为面孔的早 期反应，在出现不同熟悉度面孔时无差异，这证明了面孔的早期加工不是由熟悉度控制 的，即熟悉面孔和陌生面孔在认知加工的早期并没有被区分开晗8 | 。 1 1 ：3 影响面孑l 熟悉度的因素 总结上述的一些研究我们可以发现这些实验虽然所用范式或材料不尽相同，但其所 研究都是围绕不同面孔熟悉度展开，可以看到，熟悉面孔和陌生面孔在认知加工方面既 有相同点又存在差异，具体体现在神经机制和认知加工进程方面，加工熟悉和陌生面孔 的脑区：有重叠又有不同；而在面孔呈现早期，陌生和熟悉面孔并没有被加以区分，而是 在稍后的加工阶段才有所体现。深入了解这两种面孔加工的异同，可以进一步探索面孔 的熟悉度是如何提高的，即为陌生面孔发展成为熟悉面孔提供依据。 陌生面孔识别和熟悉面孔识别存在着明显的差异，影响因素也不同。在以往不同的 实验研究中，控制过很多因素，这些因素具有不同作用。例如，m e g r e y a 和b u r t o n ( 2 0 0 6 ) 比较了结合正立和倒立，熟悉面孔和陌生面孔两种条件时被试对面孔身份的确认情况， 发现熟悉和陌生面孔的加工过程有本质的不同。下面将分别探讨这些因素对熟悉和陌生 面孔加：】：的影响晗引。 1 1 3 1 内、外部特征信息的影响 在识别熟悉面孔方面，面孔内部特征( 眼睛、鼻子和嘴) 比外部特征( 耳朵、脸型、 发型等) 所起的作用更大( e l l i sh da 1 ，1 9 7 9 ) 口引。在识别陌生面孔方面，内、 外部特征似乎起着同等的作用( y o u n g ，1 9 8 5 ) 口1 | 。在熟悉和陌生面孔识别过程中，内 部特征和外部特征到底起着怎样的作用呢? b o z a n a ( 2 0 0 9 ) 用特征匹配任务对这一问题 进行了实验研究，实验给被试呈现成对出现的面孔，让被试做出这两个面孔哪一个刚才 出现过，在一对面孔中，有一个是改变了内部特征的面孔，另一个是改变了外部特征的 面孔，我们视内部特征不变的面孔为目标面孔。当在出现熟悉的面孔对时，内部特征多 的面孔识别更快一些，但是在出现陌生面孔对时就没有这样的差异，熟悉面孑l 再认时所 需要的内部特征较多，而陌生面孔再认则依赖的外部特征较多口2 | 。由此可知，在识别熟 悉面孔时，面孔的内部特征在视觉结构方面起着更重要的作用，b e l l e ( 2 0 1 0 ) 的眼动 研究也得出了相同的结论，实验要求被试判断面孔熟悉度，发现落在熟悉和陌生面孔兴 辽宁师范大学硕士学位论文 趣区的注视点分布没有差异，都是内部特征所属区域的注视点远多于外部特征区域的注 视点；大量的注视点落在面孔内部特征上，而且，在面孔对匹配任务中，熟悉面孔内部 的注视点要多于陌生面孑l 内部的注视点。b e l l e 的研究还发现被试在观察一些局部特征 上例如眼睛、鼻子、嘴等部位的注视点数量有所差异璐引。 a n d r e w s ( 2 0 1 0 ) 用f m r i 技术结合面孔熟悉度对面孔内外特征的加工进行了研究，结 果发现，大脑的梭状回面孔区( ：f f a ) 对带有外部特征和没有外部特征的熟悉面孔都有 反应，而对陌生面孔无论有没有外部特征都没有反应。这说明熟悉面孔的内部特征已经 存在于大脑的面孔选择区域，而陌生的面孔则没有口4 1 。 可以从生活角度解释这一现象，内部特征更像是一个常量，不太会随着时间改变， 也不会受发型和发色的影响。而且，面部表情和讲话时的动作在社会交往中更能引起他 人的注意。在对面孔熟悉度提高的过程中，内部特征所起的作用也逐渐提高。 1 1 3 2 视角、表情和背景 视角、表情和背景在面孔研究中都属于情境信息，他们对熟悉面- t l 矛1 陌生面孔识别 具有不同的的影响。在实验中如果学习与再认的面孔照片角度不同，相对于熟悉面孔来 说，陌生面孔的再认的反应时长，正确率低。如果对一个人真正熟悉，那么即使大幅度 改变视角，再认成绩也不会受到影响。可见，陌生面孔的表征只是以见过的特定的角度， 而熟悉面孔的表征是以一种视觉恒常的方式。由于熟悉和陌生面孔的加工从生理机制上 存在差异，所以即使都涉及到不同角度信息，我们对熟悉面孔和陌生面孔的反应也是不 同的( r y u ，c h a u d h u r i ，2 0 0 6 ) 口5 | 。 在快速识别面孔是否熟悉的任务中发现，快乐的表情使识别熟悉面孔的速度更快， 说明表情信息影响面孔识别速度( g a n e l ， g o s h e n - g o t t s t e i n2 0 0 4 ) 。可见，熟悉面 孔的表征也需要一些有用的表情信息口6 | 。相反，面孔表情的识别却不受面孔熟悉程度的 影响。y o u n g ( 1 9 9 3 ) 设计了一系列身份或表情匹配任务实验，考察熟悉度对面孔身份 识别与面部表情识别的影响，实验结果出现了分离：熟悉度影响身份识别，但并不影响 表情判断7 | 。结果同时支持b r u c e ( 1 9 8 6 ) 的观点：面孔身份识别受面孔身份熟悉度的 影响，表现为对熟悉面孔身份识别快于对不熟悉面孔身份识别，但面部表情的判断不受 面孔身份熟悉度的影响。 背景也影响面孔识别，尤其对陌生面孔的影响。d a v i e s 和m i l n e ( 1 9 8 2 ) 发现熟悉 面孔的再认不会受到视角和背景环境的影响，而非熟悉面孔的再认成绩受到这两个因素 影响，且影响程度很大。把处于不同背景两个人的面孔内部特征通过特殊技术处理融合 在一起形成一张新的照片。光从脸部来看，如果不仔细看的话很难区分出二人，但是如 果加上外部特征和背景环境，就可以很容易的区分出两个人的身份口8 i 。r o a r k 等( 2 0 0 3 ) 熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 用动态视：频和静态的图片两种方式给被试呈现陌生面孔，呈现时间相同，并要求被试回 忆。实验发现被试对动态视频呈现的面孔比静态图片中的面孔识记效果要好，这说明了 带有表情j 和动作并且存在真实情景中的面孔更容易让人记住9 | 。 总体来说，一些外界的变化条件如视角、姿势、表情和背景等更容易影响非熟悉面 孔的识别，如果这些条件综合起来发生变化，陌生面孔识别就会有很大困难，但对熟悉 面孔的识别影响并不大。由此推断熟悉面孔的表征里包括这些条件的变化，而且包含其 变化的不同维度。看来情境信息对熟悉面孔的编码也会提供帮助，但是对陌生面孔的编 码作用就：不那么显著，即使陌生面孔的编码需要情境信息参加，也只局限于对学习时的 表情和背：景进行概括，如果再认时这些条件发生改变，那么之前的情境信息所起的作用 也随之减! 少。 1 i 3 3 倒置、旋转和伸缩的影响 倒置效应指( i n v e r s i o ne f f e c t ) 指正常人识别倒置面孔比识别正立面孔成绩差， 也比识别倒置房屋和字词成绩差( 徐岩，张亚旭，周晓林等，2 0 0 3 ) h 0 】。面孔识别倒置效应 得到了研：究的证实，成为研究面孔结构信息加工的主要方法( s e a r c y ，b a r t l e t t ，1 9 9 6 ) 。 研究认为倒置破坏了原来各五官之间的结构信息即面孔整体结构的空间位置关系，不管 是对熟悉面孔还是陌生面孔面孔倒置都会影响再认效果阻1 | 。 面孔的旋转有两种方式，一种是平面旋转，另一种是立体旋转。之前已有行为学实 验证明平i 酊旋转对熟悉和陌生面孔识别都有负面的影响，对陌生面孔的影响更大一些 ( 曹晓华等，2 0 0 7 ) h2 j 。立体旋转是指以3 d 效果呈现的面孑l ，从立体的角度进行旋转， 也就是改变了观察该面孔的视角。c a h a r e l a 等( 2 0 11 ) 在最近的研究中发现这种改变对 熟悉面孔几乎没有影响，但却阻碍陌生面孔的识别，而且这种差异在他们的e r p 研究中 也有发现阻3 1 。 h o ie ，g e o r g e 等( 2 0 0 2 ) 把面孔在水平和垂直方向上进行改变，甚至把面孔的宽度或 长度加至原先的2 0 0 ，被试也能容易的辨认出熟悉面孔h4 | 。在保持面孔五官之间比例不 变条件下，把面孔从横向或纵向拉伸或压缩，发现对熟悉面孔再认基本没有影响 ( b i n d e m a n n ，2 0 0 8 ) m 3 。 除了以上提到的一些影响因素外，照片的灰度、有无遮挡物、图片的效果等因素都 对面孔熟悉度的认知加工有影响，即当这些因素发生改变就会影响面孔再认。可以把这 些因素分类成两类，一类因素对熟悉面孔和陌生面孔影响作用相同，根据我们以上的讨 论，多是对两种面孔同时产生阻碍作用的因素，如遮挡、倒置、平面旋转、改变内部特 征等，也：有少数对两种面孔都有促进作用的因素，如较高的区分度( 如面孔被认为美的 或带有疤痕等) ；另一类因素对熟悉面孔和陌生面孔影响作用不同，根据j o h n s t o n ( 2 0 0 9 ) 的综述又可以分为促进陌生面孔加工，但不影响熟悉面孔加工，如动态面孔等；以及阻 辽宁师范大学硕士学位论文 碍陌生面孔加工，但不影响熟悉面孔加工，如改变视角、表情、背景、外部特征等h 6 | 。 回顾以往文献，总结这些因素目的是试图从质的方面和量的方面证明熟悉和陌生面孑- l ；d i ：i 工的差异，从最终能够解析面孔由陌生到熟悉的一般过程。我们应该着重注意对熟悉面 孔和陌生面孔影响不同的因素，尤其是阻碍陌生面孔加工，但不影响熟悉面孔的这些因 素，这些将会是我们对面孔：逐渐熟悉的过程中需要适应客观条件。 1 2 眼动技术在面孔识别领域的应用 近3 0 年来，心理学界有关面孔认知研究的方法主要有三类：一类是采用传统的实验 心理的方法进行研究，另一类是采用e r p ( 事件相关电位， e v e n t r e l a t e d p o t e n t i a l s ) 、f m r i ( 功能性磁共振成像，f u n c t i o n a lm a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g ) 、 p e t ( 正电子发射计算机断层扫描，p o s i t r o ne m i s s i o nt o m o g r a p h y ) 等脑成像技术进行 研究。还有一种是近十年左；占兴起的利用眼动方法来研究人对面孔表情的认知加工，本 研究即采用眼动研究方法探索面孔再认的一般规律。 1 2 1 眼动研究法概述 眼动法是一种新兴的方法，它是通过对眼球运动的分析从而反映视觉信息加工的相 关机制。随着技术手段、研究思想和涉及的课题领域的迅速发展，利用眼动分析法来探 索人在各种不同条件下的信息加工机制也成为当代心理学研究的重要范式h 7 i 。 2 2 2 眼动分析的基本指标 注视次数( 注视点的多少) 。注视的次数反应了被试加工的程度。 注视时间。指对一个注视点的平均停留时间。即指将眼睛的中央窝对准某一物体 的过程。注视时间的长短往往反映加工时问的长短。注视时间的长短反映被试对材料加 工的程度。就一个被试而言，时间越长，加工越深。对不同被试而言，时间长，加工速 度就慢。所以，注视时间有：不同的意义。要与多个指标一起分析。 眼跳距离。眼跳距离二k 小反映一次注视内容的多少，加工理解内容的数量。 回视( r e g r e s s i v ee y em o v e m e n t ) 。大多数眼动( 不包括从每行行尾到下一行的眼 动) 是前进式的，即从左到右运动。回视是指眼睛又退回到刚才注视过的内容上，对刚 才看过的内容进行进一步加：工。 瞳孔直径。瞳孔直径的大小反映被试在阅读理解过程中心理负荷的定量化指标。 认知加工的紧张程度越高，被试的瞳孔直径越大。瞳孔直径变化与情绪和认知加工难度 有关。 熟悉面孔和陌生面孔在不同记忆系统中加工与提取的眼动研究 兴- j 整区。是指研究者所关注的被试对刺激的注视区域，兴趣区的划分可根据研究 目的确定。 1 。2 3 眼动研究方法的应用及优势 眼动记录的方法在阅读( r a y n e r ，1 9 9 8 ) 、语言产生( m e y e r ，s l e i d e r i n k ，l e v e l t ， 1 9 9 8 ) 、理解( f r i s s o n & p i c k e r i n g ，1 9 9 9 ) 、背景感知( h e n d e r s o n ，1 9 9 9 ) 、问题解 决( g r a n l ：，s p i v e y ，2 0 0 3 ) 、技能获得( h a i d e r ，f r e n s c h ， 1 9 9 9 ) 和面孔识别( a l t h o f f ， c o h e n ，1 9 9 9 ) 等认知过程的研究中都被认为能够有效地测量认知加工过程( r e h d e r ， h o f f m a n ，2 0 0 5 ) 。最早使用眼动记录仪进行分类研究的是r e h d e r 和h o f f m a n ( 2 0 0 5 ) ， 他们致力卜于探索类别学习过程中注意转移和眼动的关系。研究发现，在经典的类别研究 范式中正确的分类与被试注意的类别维度的数量相关( s h e p a r d ，h o v l a n d ，1 9 6 1 ) ， 这 一过程州l 艮动数据中反映出的注意力的最佳分配而证明( r e h d e r ，h o f f m a n ，2 0 0 5 ) 。使 用眼动记录的方法结合对过程的分离使研究者能够直观地“看到”不同加工过程中被试 注意力的变化，也就使得研究者直观地了解到被试在完成任务过程中的信息加工模式。 不同的信息加工模式导致不同的任务策略，而不同的策略导致任务完成的准确性和时 间上的荠1 2 9 睁q - n 1 。 眼动测量的的主要优势。首先，它是一种实时测量，依存于整个认知加工过程，伴 随着注意的每一点细微变化；其次，它是非干扰性的，通过各种结构精密的眼动记录仪 来进行记录，对被试的正常认知过程基本不造成影响。眼动记录技术的发展使被试的实 验情境更加趋于自然，从很大程度上改进了实验研究的生态学效度。 最后，信息加工过程的研究把焦点从特质分析转移到内部过程的探索上。其依靠的 主要手段不是对任务操作结果进行事后归纳，而是运用信息加工的过程分析方法， 对 心智活动的内部过程作尽可能的定量描述。眼