利用磁共振技术对名人与陌生人身份判断脑功能的研究

利用磁共振技术对名人与陌生人身份判断脑功能的研究

1原因识别的促进面加工研究主要包括对熟悉度的识别、意义信息的寻求和最终姓名的生成过程。在以前的面孔识别研究中,认为外观是成功地识别熟悉面孔的关键成分。但近几年来,随着脑成像技术fMRI和ERPs的发展,外观是成功识别面孔的唯一成分受到质疑。Gobbini和Haxby的研究证明了对于熟悉面孔的识别更多地与个体知识的检索和对熟悉面孔的情绪反应有关,并提出了一个以颞上沟背侧、枕下回和梭状回所组成的中心系统,以旁扣带回前部、楔前叶、杏仁核和脑岛等组成的扩展系统的熟悉面孔识别模型。根据这个模型,Westmacott等人提出名人面孔识别主要依靠一般的语义成分和自传式成分。有的研究者以语义成分和自传式成分进行研究,如,Denkova等人要求被试回忆关于名人的一段情节(R任务)和只知道身份但不能回忆关于他们的事件(K任务)作出不同的反应,结果显示:R任务激活了扣带回皮质,颞顶联合,梭状回和海马旁回等。这个结果证实了Westmacott等人提出的假说。同样地,Stkphane等人在实验中采用了两种实验条件。一是呈现名人面孔(FF)和名人名字(FN);二是呈现不认识面孔(UF)和名字(UN)。呈现分为两个阶段:第一阶段呈现面孔图片,第二阶段呈现相对应面孔的名字。刺激以500ms的速度不间断地显示,避免被试形成在语义上的判断。实验结果显示:FF和UF的对比显示在前额皮质、梭状回和小脑有激活。面孔和命名的对比表明了对于熟悉面孔的探测在右侧梭状回明显地激活。有研究证明,当名人面孔出现在没有相关语义信息的条件下,与陌生面孔相比,广泛地激活了大脑前部和颞部的区域。有的研究者从短时和长时记忆的角度研究名人面孔识别。如Ishai和Haxby等人的实验采用了三种实验条件:知觉条件,呈现名人面孔;知觉控制条件,被试被动观看混杂图片;意象条件,观看名人的名字,并对这些名字产生面孔意象。结果,对于名人面孔的知觉激活了枕下回、梭状回侧部、颞下回沟和脑岛。名人面孔的视觉意象,唤醒了梭状回、颞上沟背侧、杏仁核、顶内沟、顶上小叶和额叶中部的激活。根据一些研究的证据,额下皮层与视觉工作记忆和视觉意象有着紧密的关联。对于不熟悉面孔,相当一部分研究[5,7,8,15,16,17,18,19]显示了其绝大部分在梭状回和杏仁核有激活,在一些研究中,前中部颞叶区域也有激活。可见,名人面孔识别的脑区存在争论。可能在面孔图片选择方面控制条件不一致,名人图片有体育界、演艺界和政界等;熟悉度和喜欢程度也不一致。本研究控制熟悉度和喜欢程度,选取的名人都是中青年,流行演艺界名人,探讨名人与陌生人的脑加工。2材料和方法2.1男、女平均年龄6名大学本科生参加实验,其中女2名,男4名,平均年龄在19.8岁。均为右利手,没有家族遗传病史,没有神经病史,视觉正常或矫正视力正常。2.2熟悉偏好度调查实验材料为34张彩色头像图片,其中17张为熟悉的名人图片、17张为陌生人图片,名人图片通过“名人熟悉喜好度调查”来选取高熟悉度的。陌生人图片与名人图片在性别、民族和年龄上匹配。图片的男女比例为1:1,背景黑色,大小一致。被试观看图片,辨别其身份(是名人还是陌生人),并默读名人姓名。陌生人图片只判断不进行命名。实验程序采用事件相关设计,图片刺激呈现时间为3s,6s,9s,12s,平均6s。2.3线圈相似-东南角-8实验采用荷兰菲利普公司生产的Philipsachieva1.5TNOVADUALMR,线圈SENSE-HEAD-8。实验时,功能成像采用回波平面成像梯度回波序列,扫描参数:TR=3000ms,TE=50ms,FOV=230mm×230mm,层厚6mm,间距1mm,矩阵64×64,flipangle=90°,共取24层。2.4afni分析处理运用AFNI2006年版(AnalysisofFunctionalNeuroImages,AFNI)软件对数据进行分析处理。处理过程包括:3D像重建、功能像时间点对齐、头动矫正、空间平滑、标准化、反卷积等。3结果名人与陌生人面孔判断作业激活脑区见表1:名人与陌生人面孔判断作业激活脑区见下图(p<0.05):4讨论4.1内隐情绪状态的信息激活研究表明,名人面孔主要激活脑岛、额颞部区域和梭状回。但识别名人面孔时颞叶内侧激活的具体区域依然存在分歧。一项PET实验产生了左侧额部广泛激活,但是没有发现颞叶内侧有激活。Leveroni等人的fMRI研究显示,识别名人面孔时海马有激活。本研究中名人面孔识别作业激活了左侧小脑小山、额颞区、左侧梭状回和右侧脑岛。与先前研究相类似的是:都激活了额叶和颞叶区域,这支持了Squire等人的一个研究发现:在语义记忆里对信息检索与内侧颞叶的激活有关。被普遍关注的梭状回无论名人或陌生人任务都有激活;与特定情绪面孔和控制内隐情绪状态有关的脑岛激活,可能是由于所选取的面孔图片大都带有正性情绪的表情引起。发现的差异:额叶的激活有着更多的区域,原因可能是:第一,额叶具有长时记忆、抽象思考、判断等高级认知功能,与实际相接近的面孔图片可能引起了被试对该名人的更多情节记忆与思考。第二,本实验没有像Leveroni的实验出现海马趾激活,这可能是因为我们选取的基线不同。本实验中,我们把休息状态作为基线,而Leveroni把观看杂乱图片为基线。4.2激活杏仁核的活性机制与他人的研究一致是都有梭状回的激活。不同的是:首先,杏仁核没有激活。杏仁核与恐惧情绪反应和警觉有关。有研究显示:杏仁核的这种与恐惧情绪有关的激活是会较快习惯化的,即恐惧刺激的持续,会使杏仁核的反应暂时停止。本实验中,被试因独自在黑暗,有噪声发出的功能磁共振室里所产生恐惧情绪的持续作用,使杏仁核的激活习惯化,反应暂时停止,可能是杏仁核不激活的原因。其次,激活了左侧脑岛。脑岛是掌管接收人体生理信号,并对其产生主观感受,使个体做出相应反应的特殊区域。同时,在主动回忆特殊情绪,如愉快或悲伤等时候,脑岛也会有相应的激活。在Hofer等人的研究中发现,被试在校正识别杂乱面孔图片时,左侧脑岛也出现了明显的激活。对此,Hofer等人没有做出相关的讨论和解释,因此,这有待进一步研究探讨。再次,同名人面孔一样激活了额叶大部分区域。最后,本实验激活了左侧颞横回。颞横回是人脑中处理听觉信息的区域,具有接受、中继和初步处理听觉信息的功能。翁旭初等人关于音乐家和非音乐家脑功能的差异性研究中发现:在音乐刺激时,两者颞横回区域激活明显且范围扩大。本实验激活颞横回,可能是在识别名人歌星图片时,产生了音乐想象。5面孔识别中情感的