对物体大小和形状的知觉受视觉适应的影响, 看一段斜线过后, 会觉得一条垂直的线向反方向倾斜, 而看了一个垂直方向的椭圆之后, 再看一个圆好像这个圆在水平方向变得瘦长了一些。适应是一个用来考察视觉表征通道的基本工具[1]。在视觉系统的早期阶段, 刺激是以相对激活机制来表征的, 这种机制对应着刺激连续体上的一段范围, 例如对某个方向、某段波长产生谐振。
看某个面孔之后会导致一种知觉后效, 这种后效使平均面孔看上去更具有与适应面孔相反的方向的结构特征[2]。面孔适应是近年来一种用来探测这些面孔各种信息知觉的神经表现的一种方法。对面孔的适应后效进行测量可以揭示出很多问题, 适应范式被用来分析面孔的编码。根据既往的研究[3], 面孔适应范式至少有两个阶段组成: (1) 适应阶段:某种特征面孔作为适应刺激出现; (2) 适应后效测试阶段:用某种发放来测试前面面孔适应产生的后效。
许多研究都发现了[4~6], 面孔适应对面孔的各个特征维度具有某种程度的选择性, 出现了分离的适应后效, 这些维度包括性别、年龄、种族。Ng等人 (2006) 和Jaquet等人 (2008) 的研究中, 白人和亚洲人面孔都能同时诱发性别后效, 例如, 亚洲男性面孔和白人女性面孔。但是还是有一些特征维度是有相关的, 比如面孔身份就对表情适应有影响, 但是表情适应对面孔身份知觉是没有影响的。一些研究[8]发现了视角对适应后效的影响, 当视角不同的时候, 适应后效能够发生, 但是只有在适应面孔和测试面孔在同一视角的情况下, 这种适应后效最大。这些发现可以说明, 对面孔身份的编码, 不同的视角有不同的机制, 而不是独立于观察者的视角的。从某个角度适应一张面孔, 会对随后看到面孔的角度的知觉产生偏移。
面孔是一种复杂的刺激, 包含了多种知觉信息, 包括身份、性别、种族、表情、注视方向等。近来的行为和神经解剖学模型显示, 这些信息至少有两种信息流形式, 一种是抽取支持身份、种族、性别识别的结构线索, 这些属性不随时间而变化, 而其他信息则是另外一种形式, 是随着时间而变化的, 例如表情、注视方位等。不同的解剖结构处理不同的信息, 但是很多的行为实验和神经解剖研究证据则显示, 这两者是有相互作用的。
与其他的物体相比, 面孔被倒置之后更难被认出来。这之所以会发生, 是因为与面孔识别特别敏感的成分在倒置的时候丢失了。倒置效应被认为是面孔识别的一个特殊现象。在面孔正立或者倒置的时候都可能发生面孔后效。但是, 在原始和倒置的面孔之间没有后效转移。原始面孔和倒置面孔之间会发生与面孔后效相反的效果。对正立面孔的适应产生的身份后效对比倒立的面孔, 要更加强一些, 对正立面孔的适应会很强地影响倒置面孔的, 但是反之则不然。
Webster和MacLin的研究中, 将面孔做变形处理, 以一点为中心做扩张或者收缩, 让被试看这种变形后的面孔图片, 然后给被试原始的原始图片做测试。结果被试对原始图片的报告与适应图片的效果是相反的。例如变形图片是在垂直方向上扩张的, 那么被试觉得原始图片的面孔在垂直方向上有点收缩。
对一张真实面孔身份的适应被称为面孔身份后效, 与之相区别的是对一张面孔任意扭曲后的面孔变形后效。对面孔纹理的适应不同, 在面孔年龄知觉上产生了很大的后效。这些结果都表明了, 适应会影响与面孔知觉直接有关的视觉刺激维度的表征。
适应后效与整体特征相关还是局部特征相关呢?有研究显示, 对一个单独的特征 (如倒弧线) 的适应会影响面部表情的知觉。但是以相反表情为特征综合而成的复合面孔则不会产生适应后效。特征一致但是构型混乱或者是一致的构型上出现非面孔的特征, 这两种情况都会产生表情后效, 这说明适应是直接针对表情的而无论面孔带着整体还是局部特征。表情后效在同一个人的不同面孔图片之间会产生, 但是不会由非面孔的情绪图片 (如一个可怕的动物) 或者情绪性单词诱发。面孔和手的图片都有适应后效, 但是这两者之间却不存在适应后效。身体图片和面孔图片都可以诱发吸引力后效。有一项研究发现, 对没有面孔的身体图片施加适应刺激, 会对随后的面孔图片产生性别后效。
在Moradi, Koch, 和Shimojo等人的研究中, 一张反向面孔 (知觉特征和目标面孔相反) 的适应会降低目标面孔身份识别的阈限, 但是反向面孔的视觉表象却没有对目标身份识别的这种效果。较近的研究发现, 由视知觉适应产生的面孔后效对面孔表象的影响不是反向而是同向的, 表象诱发的面孔后效要小于视知觉诱发的。Ganis和Schendan发现看一张面孔会降低N170的幅度, 而表象一张面孔则会增强N170的幅度。也就是说, 面孔视知觉引发的电生理后效和以前的报告是一致的 (降低随后的知觉反应) , 而表象则会引发相反的效果。
视觉适应范式在视知觉领域有非常大的价值, 各种不同的视觉适应后效能告诉我们关于大脑是如何处理某些刺激的丰富信息。通常, 适应都是单独地, 对后来的刺激的某个属性产生知觉扭曲, 一般都是使刺激属性向相反方向偏移。这个过程和视皮层的特征选择神经元有直接联系。为什么先前曝露的一个刺激的适应使后来刺激的属性向相反方向偏移呢?在视觉初级阶段, 这是由于感觉神经元在之前被过度刺激了。例如, 方向视觉后效可能是因为初级视皮层V1区的方向选择神经元的不平衡造成的。运动后效也可能是类似的情况发生在MT区。而近年来, 面孔适应后效的出现则是一种更高水平上的适应后效。在ERP研究中, 前面的面孔适应会降低N170的波幅.在MEG实验中会降低M170的反应, N170和M170都是对面孔刺激反应的标志。MEG的研究中, 发现了颞上沟在表情适应中扮演了重要的角色, 这是个与面孔可变特征有关的脑区。在两个研究报告中显示, 面孔失认症的人不能识别面孔但是却有很正常的面孔后效。
面孔的知觉, 和简单刺激的知觉是有区别的, 这个过程包括整体与并行的过程。面孔的知觉还有构形加工与特征加工的区分[9]。这个处理过程还包含了社会重要性维度的考量, 比如身份、表情和吸引力.许多的面孔适应后效都是和这些维度直接相关的。视觉的适应有有效期, 这取决于适应刺激的曝露强度与曝露时间。
Leopold等人探测了适应时间、测试时间与适应强度之间的相关关系。他们发现, 在适应时间内, 适应后效强度不断增强, 在测试阶段不断减弱。并且测试持续时间与适应持续时间之间有幂函数关系。这个时间动态过程和低水平刺激的时间过程是相似的。通过这个可以得出, 在视觉的各个处理阶段, 时间过程都是类似的。
对面孔的这种构型适应与知觉学习和知觉启动这样的神经塑造过程是否类似?在适应阶段后效随着时间累积而增加, 适应刺激一旦消失, 这种后效开始发生衰退。这个累积与持续的时间过程与传统的空间对比适应很相似, 显示它们也许有类似的机制。强烈的视觉后效可能只要几秒钟就可以产生。对面孔的适应可能产生长期改变, 这更可能发在对熟悉面孔的适应上。
摘要：在认知心理学中, 面孔适应范式是一种研究面孔识别与视知觉的研究范式, 通过这种研究范式可以探测人脑在处理面孔这种视觉信息时的一些特点。本文对面孔适应范式的相关流程研究做了一个总结。
关键词：认知心理学,面孔识别,面孔适应,视知觉
[1] Webster, M.A.2003 Pattern selectiveadaptation incolor and form perception.In The visual neurosciences (eds L.M.Chalupa&J.S.Werner) , vol.2, pp.936-947.Cambridge, MA:MIT Press.
[2] Leopold, D.A., O’T oole, A.J., Vetter, T., &Blanz, V. (2001) .Prototype-ref-erenced shape encoding revealedbyh i g h-l e v e l a f t e r e f f e c t s.N a t u r eNeuroscience, 4:89-94.
[3] Fox, C.J., &Barton, J.J. (2007) .Whatis adapted in face adaptation?The neuralrepresentations of expressionin thehuman visual system.Brain Research, 1 1 2 7:8 0-8 9.
[4] Barrett, S.E.&O’Toole, A.J.2009 Faceadaptation to gender:does adaptationtransfer across age categories?Vis.Cogn.1 7:7 00-7 1 5.
[5] Jaquet, E.&Rhodes, G.2008 Face af-tereffects indicate dissociable, but notdistinct, coding of male and female faces.J.Exp.Psychol.Human 34:101-112.
[6] Little, A.C., DeBruine, L.M.&Jones, B.C.2005 Sexcontingent face after-effects suggest distinct neural popula-tions code male and female faces.Proc.R.Soc.B, 200 5, 2 72:22 83-228 7.
[7] Webster, M.A., Kaping, D., Mizokami, Y., &Duhamel, P. (2004) .Adaptation tonatural facial categories.Nature, 428:5 5 7-5 6 1.
[8] J ia ng, F., Blanz, V.&O’T oole, A.J.2006 Probing the visual representationof faces with adaptation:a view fromthe other side of the mean.Psychol.Sc i.17:49 3-50 0.
[9] 汪亚珉, 黄雅梅.面孔识别中的构形加工与特征加工[J].心理科学进展, 2011, 19 (8) :1126-1 137.
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