利用磁共振技術(shù)對(duì)名人與陌生人身份判斷腦功能的研究

利用磁共振技術(shù)對(duì)名人與陌生人身份判斷腦功能的研究

1原因識(shí)別的促進(jìn)面加工研究主要包括對(duì)熟悉度的識(shí)別、意義信息的尋求和最終姓名的生成過(guò)程。在以前的面孔識(shí)別研究中,認(rèn)為外觀是成功地識(shí)別熟悉面孔的關(guān)鍵成分。但近幾年來(lái),隨著腦成像技術(shù)fMRI和ERPs的發(fā)展,外觀是成功識(shí)別面孔的唯一成分受到質(zhì)疑。Gobbini和Haxby的研究證明了對(duì)于熟悉面孔的識(shí)別更多地與個(gè)體知識(shí)的檢索和對(duì)熟悉面孔的情緒反應(yīng)有關(guān),并提出了一個(gè)以顳上溝背側(cè)、枕下回和梭狀回所組成的中心系統(tǒng),以旁扣帶回前部、楔前葉、杏仁核和腦島等組成的擴(kuò)展系統(tǒng)的熟悉面孔識(shí)別模型。根據(jù)這個(gè)模型,Westmacott等人提出名人面孔識(shí)別主要依靠一般的語(yǔ)義成分和自傳式成分。有的研究者以語(yǔ)義成分和自傳式成分進(jìn)行研究,如,Denkova等人要求被試回憶關(guān)于名人的一段情節(jié)(R任務(wù))和只知道身份但不能回憶關(guān)于他們的事件(K任務(wù))作出不同的反應(yīng),結(jié)果顯示:R任務(wù)激活了扣帶回皮質(zhì),顳頂聯(lián)合,梭狀回和海馬旁回等。這個(gè)結(jié)果證實(shí)了Westmacott等人提出的假說(shuō)。同樣地,Stkphane等人在實(shí)驗(yàn)中采用了兩種實(shí)驗(yàn)條件。一是呈現(xiàn)名人面孔(FF)和名人名字(FN);二是呈現(xiàn)不認(rèn)識(shí)面孔(UF)和名字(UN)。呈現(xiàn)分為兩個(gè)階段:第一階段呈現(xiàn)面孔圖片,第二階段呈現(xiàn)相對(duì)應(yīng)面孔的名字。刺激以500ms的速度不間斷地顯示,避免被試形成在語(yǔ)義上的判斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:FF和UF的對(duì)比顯示在前額皮質(zhì)、梭狀回和小腦有激活。面孔和命名的對(duì)比表明了對(duì)于熟悉面孔的探測(cè)在右側(cè)梭狀回明顯地激活。有研究證明,當(dāng)名人面孔出現(xiàn)在沒有相關(guān)語(yǔ)義信息的條件下,與陌生面孔相比,廣泛地激活了大腦前部和顳部的區(qū)域。有的研究者從短時(shí)和長(zhǎng)時(shí)記憶的角度研究名人面孔識(shí)別。如Ishai和Haxby等人的實(shí)驗(yàn)采用了三種實(shí)驗(yàn)條件:知覺條件,呈現(xiàn)名人面孔;知覺控制條件,被試被動(dòng)觀看混雜圖片;意象條件,觀看名人的名字,并對(duì)這些名字產(chǎn)生面孔意象。結(jié)果,對(duì)于名人面孔的知覺激活了枕下回、梭狀回側(cè)部、顳下回溝和腦島。名人面孔的視覺意象,喚醒了梭狀回、顳上溝背側(cè)、杏仁核、頂內(nèi)溝、頂上小葉和額葉中部的激活。根據(jù)一些研究的證據(jù),額下皮層與視覺工作記憶和視覺意象有著緊密的關(guān)聯(lián)。對(duì)于不熟悉面孔,相當(dāng)一部分研究[5,7,8,15,16,17,18,19]顯示了其絕大部分在梭狀回和杏仁核有激活,在一些研究中,前中部顳葉區(qū)域也有激活?？梢?名人面孔識(shí)別的腦區(qū)存在爭(zhēng)論?？赡茉诿婵讏D片選擇方面控制條件不一致,名人圖片有體育界、演藝界和政界等;熟悉度和喜歡程度也不一致。本研究控制熟悉度和喜歡程度,選取的名人都是中青年,流行演藝界名人,探討名人與陌生人的腦加工。2材料和方法2.1男、女平均年齡6名大學(xué)本科生參加實(shí)驗(yàn),其中女2名,男4名,平均年齡在19.8歲。均為右利手,沒有家族遺傳病史,沒有神經(jīng)病史,視覺正?；虺C正視力正常。2.2熟悉偏好度調(diào)查實(shí)驗(yàn)材料為34張彩色頭像圖片,其中17張為熟悉的名人圖片、17張為陌生人圖片,名人圖片通過(guò)“名人熟悉喜好度調(diào)查”來(lái)選取高熟悉度的。陌生人圖片與名人圖片在性別、民族和年齡上匹配。圖片的男女比例為1:1,背景黑色,大小一致。被試觀看圖片,辨別其身份(是名人還是陌生人),并默讀名人姓名。陌生人圖片只判斷不進(jìn)行命名。實(shí)驗(yàn)程序采用事件相關(guān)設(shè)計(jì),圖片刺激呈現(xiàn)時(shí)間為3s,6s,9s,12s,平均6s。2.3線圈相似-東南角-8實(shí)驗(yàn)采用荷蘭菲利普公司生產(chǎn)的Philipsachieva1.5TNOVADUALMR,線圈SENSE-HEAD-8。實(shí)驗(yàn)時(shí),功能成像采用回波平面成像梯度回波序列,掃描參數(shù):TR=3000ms,TE=50ms,FOV=230mm×230mm,層厚6mm,間距1mm,矩陣64×64,flipangle=90°,共取24層。2.4afni分析處理運(yùn)用AFNI2006年版(AnalysisofFunctionalNeuroImages,AFNI)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。處理過(guò)程包括:3D像重建、功能像時(shí)間點(diǎn)對(duì)齊、頭動(dòng)矯正、空間平滑、標(biāo)準(zhǔn)化、反卷積等。3結(jié)果名人與陌生人面孔判斷作業(yè)激活腦區(qū)見表1:名人與陌生人面孔判斷作業(yè)激活腦區(qū)見下圖(p<0.05):4討論4.1內(nèi)隱情緒狀態(tài)的信息激活研究表明,名人面孔主要激活腦島、額顳部區(qū)域和梭狀回。但識(shí)別名人面孔時(shí)顳葉內(nèi)側(cè)激活的具體區(qū)域依然存在分歧。一項(xiàng)PET實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了左側(cè)額部廣泛激活,但是沒有發(fā)現(xiàn)顳葉內(nèi)側(cè)有激活。Leveroni等人的fMRI研究顯示,識(shí)別名人面孔時(shí)海馬有激活。本研究中名人面孔識(shí)別作業(yè)激活了左側(cè)小腦小山、額顳區(qū)、左側(cè)梭狀回和右側(cè)腦島。與先前研究相類似的是:都激活了額葉和顳葉區(qū)域,這支持了Squire等人的一個(gè)研究發(fā)現(xiàn):在語(yǔ)義記憶里對(duì)信息檢索與內(nèi)側(cè)顳葉的激活有關(guān)。被普遍關(guān)注的梭狀回?zé)o論名人或陌生人任務(wù)都有激活;與特定情緒面孔和控制內(nèi)隱情緒狀態(tài)有關(guān)的腦島激活,可能是由于所選取的面孔圖片大都帶有正性情緒的表情引起。發(fā)現(xiàn)的差異:額葉的激活有著更多的區(qū)域,原因可能是:第一,額葉具有長(zhǎng)時(shí)記憶、抽象思考、判斷等高級(jí)認(rèn)知功能,與實(shí)際相接近的面孔圖片可能引起了被試對(duì)該名人的更多情節(jié)記憶與思考。第二,本實(shí)驗(yàn)沒有像Leveroni的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)海馬趾激活,這可能是因?yàn)槲覀冞x取的基線不同。本實(shí)驗(yàn)中,我們把休息狀態(tài)作為基線,而Leveroni把觀看雜亂圖片為基線。4.2激活杏仁核的活性機(jī)制與他人的研究一致是都有梭狀回的激活。不同的是:首先,杏仁核沒有激活。杏仁核與恐懼情緒反應(yīng)和警覺有關(guān)。有研究顯示:杏仁核的這種與恐懼情緒有關(guān)的激活是會(huì)較快習(xí)慣化的,即恐懼刺激的持續(xù),會(huì)使杏仁核的反應(yīng)暫時(shí)停止。本實(shí)驗(yàn)中,被試因獨(dú)自在黑暗,有噪聲發(fā)出的功能磁共振室里所產(chǎn)生恐懼情緒的持續(xù)作用,使杏仁核的激活習(xí)慣化,反應(yīng)暫時(shí)停止,可能是杏仁核不激活的原因。其次,激活了左側(cè)腦島。腦島是掌管接收人體生理信號(hào),并對(duì)其產(chǎn)生主觀感受,使個(gè)體做出相應(yīng)反應(yīng)的特殊區(qū)域。同時(shí),在主動(dòng)回憶特殊情緒,如愉快或悲傷等時(shí)候,腦島也會(huì)有相應(yīng)的激活。在Hofer等人的研究中發(fā)現(xiàn),被試在校正識(shí)別雜亂面孔圖片時(shí),左側(cè)腦島也出現(xiàn)了明顯的激活。對(duì)此,Hofer等人沒有做出相關(guān)的討論和解釋,因此,這有待進(jìn)一步研究探討。再次,同名人面孔一樣激活了額葉大部分區(qū)域。最后,本實(shí)驗(yàn)激活了左側(cè)顳橫回。顳橫回是人腦中處理聽覺信息的區(qū)域,具有接受、中繼和初步處理聽覺信息的功能。翁旭初等人關(guān)于音樂家和非音樂家腦功能的差異性研究中發(fā)現(xiàn):在音樂刺激時(shí),兩者顳橫回區(qū)域激活明顯且范圍擴(kuò)大。本實(shí)驗(yàn)激活顳橫回,可能是在識(shí)別名人歌星圖片時(shí),產(chǎn)生了音樂想象。5面孔識(shí)別中情感的