人類的情緒識(shí)別能力并不是單一由先天或后天決定的，而是兩者共同作用的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)為長(zhǎng)期以來的“先天與后天”之爭(zhēng)提供了新視角，揭示了遺傳和環(huán)境在情緒識(shí)別中的不同作用。
表情是人們傳遞情緒、溝通交流的重要方式。“察言觀色”看似是自然而然的事情，但你是否思考過，為什么人們能識(shí)別不同的面部表情？這一功能的內(nèi)在機(jī)制是什么？
為探究這一問題，中國(guó)科學(xué)院心理研究所認(rèn)知科學(xué)與心理健康全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蔣毅團(tuán)隊(duì)和中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所戴輯團(tuán)隊(duì)開展合作研究。團(tuán)隊(duì)通過人類雙生子研究設(shè)計(jì)，利用行為、功能核磁共振成像（fMRI）等技術(shù)，結(jié)合獼猴在體電生理記錄，跨物種研究了面部情緒感知的遺傳性和神經(jīng)基礎(chǔ)。這一研究深化了對(duì)情緒識(shí)別功能內(nèi)在機(jī)制的認(rèn)識(shí)，并為探究孤獨(dú)癥譜系障礙等社會(huì)認(rèn)知障礙的致病機(jī)理提供了線索。
情緒識(shí)別的進(jìn)化之謎
目前，學(xué)界認(rèn)為，面部表情識(shí)別包含基本情緒的識(shí)別和復(fù)合情緒的識(shí)別。“6種基本情緒包括快樂、恐懼、悲傷、憤怒、驚訝和厭惡。這些情緒通常可以通過特定的面部表情特征表現(xiàn)出來，比如微笑、瞪眼、皺眉等。”蔣毅介紹，除了基本情緒外，人們還可以識(shí)別內(nèi)疚、羞愧等更復(fù)雜的情緒。這些情緒通常由多種基本情緒組合而成，表達(dá)方式更加微妙和多樣化。比如當(dāng)一個(gè)人羞愧時(shí)，可能表現(xiàn)為臉紅，也可能表現(xiàn)為眼神飄忽不定。
人們很早就開始了對(duì)面部表情識(shí)別的探索和研究。達(dá)爾文在《人類和動(dòng)物的表情》一書中指出，人類的表情是在進(jìn)化中保留下來的，是天生的、固有的，且能被全人類所理解。當(dāng)代一些學(xué)者的研究為這一觀點(diǎn)提供了證據(jù)。例如，心理學(xué)家?？寺葘?duì)不同國(guó)家和地區(qū)的被試者呈現(xiàn)關(guān)于不同情緒面孔的照片，并要求他們進(jìn)行分辨。結(jié)果顯示，基本表情的識(shí)別具有全球一致性，即使在與世隔絕的文化中也是如此。
有關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，識(shí)別基本情緒的能力早在嬰兒期就開始顯現(xiàn)。除了人類，猴子也具有識(shí)別面部表情的能力。這些證據(jù)表明，面部表情識(shí)別能力很可能是不斷進(jìn)化而來的。
隨著fMRI、腦電圖（EEG）等神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究人員開始探索面部情緒識(shí)別的大腦機(jī)制。“相關(guān)研究表明，杏仁核等腦區(qū)在情緒識(shí)別中起著關(guān)鍵作用。”中國(guó)科學(xué)院心理研究所研究員王莉解釋，杏仁核是情感腦區(qū)，在進(jìn)化上保守、受遺傳調(diào)控，并且猴子等非人類物種也有這一腦區(qū)。
“我們可以合理假設(shè)面部表情識(shí)別可能由基因塑造，并在靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中形成了固有神經(jīng)回路。”王莉說，然而，要進(jìn)一步明確面部表情識(shí)別能力究竟是由遺傳因素決定的，還是主要通過后天社會(huì)經(jīng)驗(yàn)習(xí)得的，還需通過實(shí)驗(yàn)來回答。
采用雙生子研究方法
王莉介紹，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用了經(jīng)典的雙生子研究方法。在實(shí)驗(yàn)中，被試對(duì)象分別為同卵雙生子、異卵雙生子。兩者受環(huán)境影響大致相同，但不同的是遺傳結(jié)構(gòu)——同卵雙生子之間基因完全相同，異卵雙生子之間則有50%相同。“基于同卵雙生子比異卵雙生子共享更多的基因而非環(huán)境這一特點(diǎn)，我們可以估算出基因和環(huán)境對(duì)該變量個(gè)體差異的貢獻(xiàn)。”王莉說。
研究中被試者的任務(wù)是，在實(shí)驗(yàn)中觀看一系列情緒面孔圖片，并辨別這些面孔的情緒是快樂還是恐懼。“通過Morph軟件，我們將這些情緒面孔沿著一個(gè)連續(xù)變化的維度進(jìn)行融合。0%和100%的融合水平分別對(duì)應(yīng)典型的快樂面孔和恐懼面孔，50%的融合水平則對(duì)應(yīng)兩種情緒等比例混合的面孔。”王莉介紹。
接著，研究人員再基于這些面孔生成不同空間頻率的面孔類別，讓被試者識(shí)別面孔表達(dá)的不同情感。王莉解釋，空間頻率是情緒面孔加工中非常重要的一個(gè)基本視覺屬性。低空間頻率情緒面孔主要涉及面部情緒的整體特征，用于對(duì)情緒的快速而粗略的感知，可以幫助人們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)識(shí)別潛在的威脅或積極信號(hào)。高空間頻率情緒面孔主要包含局部的精細(xì)特征，能夠幫助人們更精確地理解他人的情感狀態(tài)。“通過這種方式，研究人員可以探究不同空間頻率信息在面部情緒識(shí)別中的作用。”王莉說。
此外，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)部分被試者大腦杏仁核進(jìn)行fMRI掃描，考察面孔情緒識(shí)別能力與杏仁核的功能、結(jié)構(gòu)之間的遺傳關(guān)聯(lián)。
遺傳與環(huán)境共同調(diào)控
通過一系列實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，面部情感識(shí)別能力既受到遺傳因素的調(diào)控，也受到環(huán)境因素的影響。具體來說，低空間頻率情緒面孔的識(shí)別能力主要通過進(jìn)化獲得，且受先天和遺傳模塊的調(diào)控，而高空間頻率情緒面孔的識(shí)別能力則在成長(zhǎng)過程中通過學(xué)習(xí)獲得。“這提示我們，人類的情緒識(shí)別能力并不是單一由先天或后天決定的，而是兩者共同作用的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)為長(zhǎng)期以來的‘先天與后天’之爭(zhēng)提供了新視角，揭示了遺傳和環(huán)境在情緒識(shí)別中的不同作用。”王莉說。
同時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)為理解面部情感識(shí)別的個(gè)體差異提供了新見解。“這特別有助于解釋為什么某些人在面部情感識(shí)別能力方面比較差，并為研究孤獨(dú)癥譜系障礙等社會(huì)認(rèn)知障礙的成因提供了重要線索。”王莉告訴記者，孤獨(dú)癥譜系障礙等社會(huì)認(rèn)知障礙疾病患者的面部情感識(shí)別能力常常受損，該研究為開發(fā)針對(duì)這些障礙的診斷和干預(yù)措施提供了理論依據(jù)。未來還需進(jìn)一步考察孤獨(dú)癥病人在低空間頻率和高空間頻率面孔情緒信息加工中的差異，從而為診斷和干預(yù)提供更多實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
王莉說，人類情緒識(shí)別領(lǐng)域尚有很多未解之謎。例如，生命體的運(yùn)動(dòng)也攜帶著重要的情緒信息，如揮手、跳躍等。尤其當(dāng)距離較遠(yuǎn)，面孔情緒信息難以獲得時(shí)，人們對(duì)于他人情感狀態(tài)的推測(cè)通常更多依賴于生物運(yùn)動(dòng)這一情緒線索。“我們未來將考察不同情緒線索之間的共同加工機(jī)制，進(jìn)行多模態(tài)情感識(shí)別研究，這將有助于在復(fù)雜的社會(huì)情境中更全面地理解個(gè)體的情感狀態(tài)。”王莉說。
人類的情緒識(shí)別能力并不是單一由先天或后天決定的，而是兩者共同作用的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)為長(zhǎng)期以來的“先天與后天”之爭(zhēng)提供了新視角，揭示了遺傳和環(huán)境在情緒識(shí)別中的不同作用。
表情是人們傳遞情緒、溝通交流的重要方式。“察言觀色”看似是自然而然的事情，但你是否思考過，為什么人們能識(shí)別不同的面部表情？這一功能的內(nèi)在機(jī)制是什么？
為探究這一問題，中國(guó)科學(xué)院心理研究所認(rèn)知科學(xué)與心理健康全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蔣毅團(tuán)隊(duì)和中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所戴輯團(tuán)隊(duì)開展合作研究。團(tuán)隊(duì)通過人類雙生子研究設(shè)計(jì)，利用行為、功能核磁共振成像（fMRI）等技術(shù)，結(jié)合獼猴在體電生理記錄，跨物種研究了面部情緒感知的遺傳性和神經(jīng)基礎(chǔ)。這一研究深化了對(duì)情緒識(shí)別功能內(nèi)在機(jī)制的認(rèn)識(shí)，并為探究孤獨(dú)癥譜系障礙等社會(huì)認(rèn)知障礙的致病機(jī)理提供了線索。
情緒識(shí)別的進(jìn)化之謎
目前，學(xué)界認(rèn)為，面部表情識(shí)別包含基本情緒的識(shí)別和復(fù)合情緒的識(shí)別。“6種基本情緒包括快樂、恐懼、悲傷、憤怒、驚訝和厭惡。這些情緒通常可以通過特定的面部表情特征表現(xiàn)出來，比如微笑、瞪眼、皺眉等。”蔣毅介紹，除了基本情緒外，人們還可以識(shí)別內(nèi)疚、羞愧等更復(fù)雜的情緒。這些情緒通常由多種基本情緒組合而成，表達(dá)方式更加微妙和多樣化。比如當(dāng)一個(gè)人羞愧時(shí)，可能表現(xiàn)為臉紅，也可能表現(xiàn)為眼神飄忽不定。
人們很早就開始了對(duì)面部表情識(shí)別的探索和研究。達(dá)爾文在《人類和動(dòng)物的表情》一書中指出，人類的表情是在進(jìn)化中保留下來的，是天生的、固有的，且能被全人類所理解。當(dāng)代一些學(xué)者的研究為這一觀點(diǎn)提供了證據(jù)。例如，心理學(xué)家?？寺葘?duì)不同國(guó)家和地區(qū)的被試者呈現(xiàn)關(guān)于不同情緒面孔的照片，并要求他們進(jìn)行分辨。結(jié)果顯示，基本表情的識(shí)別具有全球一致性，即使在與世隔絕的文化中也是如此。
有關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，識(shí)別基本情緒的能力早在嬰兒期就開始顯現(xiàn)。除了人類，猴子也具有識(shí)別面部表情的能力。這些證據(jù)表明，面部表情識(shí)別能力很可能是不斷進(jìn)化而來的。
隨著fMRI、腦電圖（EEG）等神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究人員開始探索面部情緒識(shí)別的大腦機(jī)制。“相關(guān)研究表明，杏仁核等腦區(qū)在情緒識(shí)別中起著關(guān)鍵作用。”中國(guó)科學(xué)院心理研究所研究員王莉解釋，杏仁核是情感腦區(qū)，在進(jìn)化上保守、受遺傳調(diào)控，并且猴子等非人類物種也有這一腦區(qū)。
“我們可以合理假設(shè)面部表情識(shí)別可能由基因塑造，并在靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中形成了固有神經(jīng)回路。”王莉說，然而，要進(jìn)一步明確面部表情識(shí)別能力究竟是由遺傳因素決定的，還是主要通過后天社會(huì)經(jīng)驗(yàn)習(xí)得的，還需通過實(shí)驗(yàn)來回答。
采用雙生子研究方法
王莉介紹，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用了經(jīng)典的雙生子研究方法。在實(shí)驗(yàn)中，被試對(duì)象分別為同卵雙生子、異卵雙生子。兩者受環(huán)境影響大致相同，但不同的是遺傳結(jié)構(gòu)——同卵雙生子之間基因完全相同，異卵雙生子之間則有50%相同。“基于同卵雙生子比異卵雙生子共享更多的基因而非環(huán)境這一特點(diǎn)，我們可以估算出基因和環(huán)境對(duì)該變量個(gè)體差異的貢獻(xiàn)。”王莉說。
研究中被試者的任務(wù)是，在實(shí)驗(yàn)中觀看一系列情緒面孔圖片，并辨別這些面孔的情緒是快樂還是恐懼。“通過Morph軟件，我們將這些情緒面孔沿著一個(gè)連續(xù)變化的維度進(jìn)行融合。0%和100%的融合水平分別對(duì)應(yīng)典型的快樂面孔和恐懼面孔，50%的融合水平則對(duì)應(yīng)兩種情緒等比例混合的面孔。”王莉介紹。
接著，研究人員再基于這些面孔生成不同空間頻率的面孔類別，讓被試者識(shí)別面孔表達(dá)的不同情感。王莉解釋，空間頻率是情緒面孔加工中非常重要的一個(gè)基本視覺屬性。低空間頻率情緒面孔主要涉及面部情緒的整體特征，用于對(duì)情緒的快速而粗略的感知，可以幫助人們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)識(shí)別潛在的威脅或積極信號(hào)。高空間頻率情緒面孔主要包含局部的精細(xì)特征，能夠幫助人們更精確地理解他人的情感狀態(tài)。“通過這種方式，研究人員可以探究不同空間頻率信息在面部情緒識(shí)別中的作用。”王莉說。
此外，研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)部分被試者大腦杏仁核進(jìn)行fMRI掃描，考察面孔情緒識(shí)別能力與杏仁核的功能、結(jié)構(gòu)之間的遺傳關(guān)聯(lián)。
遺傳與環(huán)境共同調(diào)控
通過一系列實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，面部情感識(shí)別能力既受到遺傳因素的調(diào)控，也受到環(huán)境因素的影響。具體來說，低空間頻率情緒面孔的識(shí)別能力主要通過進(jìn)化獲得，且受先天和遺傳模塊的調(diào)控，而高空間頻率情緒面孔的識(shí)別能力則在成長(zhǎng)過程中通過學(xué)習(xí)獲得。“這提示我們，人類的情緒識(shí)別能力并不是單一由先天或后天決定的，而是兩者共同作用的結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)為長(zhǎng)期以來的‘先天與后天’之爭(zhēng)提供了新視角，揭示了遺傳和環(huán)境在情緒識(shí)別中的不同作用。”王莉說。
同時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)為理解面部情感識(shí)別的個(gè)體差異提供了新見解。“這特別有助于解釋為什么某些人在面部情感識(shí)別能力方面比較差，并為研究孤獨(dú)癥譜系障礙等社會(huì)認(rèn)知障礙的成因提供了重要線索。”王莉告訴記者，孤獨(dú)癥譜系障礙等社會(huì)認(rèn)知障礙疾病患者的面部情感識(shí)別能力常常受損，該研究為開發(fā)針對(duì)這些障礙的診斷和干預(yù)措施提供了理論依據(jù)。未來還需進(jìn)一步考察孤獨(dú)癥病人在低空間頻率和高空間頻率面孔情緒信息加工中的差異，從而為診斷和干預(yù)提供更多實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
王莉說，人類情緒識(shí)別領(lǐng)域尚有很多未解之謎。例如，生命體的運(yùn)動(dòng)也攜帶著重要的情緒信息，如揮手、跳躍等。尤其當(dāng)距離較遠(yuǎn)，面孔情緒信息難以獲得時(shí)，人們對(duì)于他人情感狀態(tài)的推測(cè)通常更多依賴于生物運(yùn)動(dòng)這一情緒線索。“我們未來將考察不同情緒線索之間的共同加工機(jī)制，進(jìn)行多模態(tài)情感識(shí)別研究，這將有助于在復(fù)雜的社會(huì)情境中更全面地理解個(gè)體的情感狀態(tài)。”王莉說。
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