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面孔加工识别的时空特性及脑机制研究

作　者: 吴文
导　师: 吴宗耀
学　校: 第三军医大学
专　业: 康复医学与理疗学
关键词: 面孔识别事件相关电位编码面孔倒置效应新旧效应记忆内隐加工异族效应偶极子
分类号: R49
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 410次
引　用: 4次
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内容摘要

面孔识别是一种重要的认知活动,但对其认知过程及脑机制尚不完全清楚。揭示面孔识别的认知过程和脑机制不仅对面孔加工识别的研究具有重要的理论意义,而且有助于提高对面孔失认症、物体失认症和命名不能症等症候群发病机制的认识,为这类症候群病人的康复治疗提供理论指导。本研究综合应用行为学和事件相关电位(ERP)手段以及脑电地形图和偶极子定位等技术,研究面孔的结构编码、面孔识别通道和视觉处理通道的功能特征,探讨面孔的知觉编码、识别提取、内隐加工和启动效应等认知过程,以期揭示面孔识别的时空特性及脑机制,并对Bruce-Young面孔加工识别模型提出合理的补充和修正设想。方法与结果:1. 采用“学习-测试”实验模式比较面孔与非面孔的加工识别过程。结果面孔在倒置状态下的识别正确率最低,反应时最长。面孔与非面孔刺激均可诱发出P100、N100、N170、P170和LPC等ERPs成分,但面孔识别产生的N170和P170波幅最大,倒置使面孔诱发的N170和P100潜伏期延迟,波幅增大。面孔的P170和N170偶极子源局限于腹外侧颞枕区,非面孔的偶极子源位于腹侧颞枕区较广泛的区域。2. 通过改变面孔部件(五官)的形状、位置、距离等特征,得到反映面孔局部、面孔部件间关系及整体特征的多个版本,评估面孔各特征版本在正立和倒置方向的改变程度(与原始面孔比较),发现对面孔局部特征、附加特征和改变的第一等级关联特征(刺激部件之间的相对位置关系特征)的评估受倒置的负面影响最小,对面孔背景特征、第二等级关联特征(面孔各部件特征之间的距离特征)及部件交换特征的评估受倒置的影响最大。正常面孔的ERPs各成分不受面孔相貌特征的影响。3. 分解面孔为多种特征(局部、关联、背景和整体特征)版本,比较面孔各特征的编码及提取过程,发现面孔知觉编码影响面孔N100、P100、P170和N170等成分。提取含有头面部毛发等外部特征的面孔正确率最高,其余依次为提取内部特征面孔(去除了头面部毛发、饰物等)、面孔关联特征版本、面孔局部特征版本,面孔轮廓特征版本的最低。在顶枕区,外部特征面孔版本的新旧刺激晚正复合成分(LPC)差异波的平均波幅最大,其余依次内部特征、关联特征、局部特征和背景特征版本的LPC差异<WP=12>波;在额区,面孔外部特征和背景特征版本的LPC差异波波幅最大。4. 比较学习过的(熟悉)面孔与明星面孔提取过程中伴随的ERPs及其分布特征。结果显示LPC受刺激类型的影响显著,能正确命名的明星面孔产生的LPC波幅最大,波幅大小依次为学习过的面孔、不能命名的明星面孔和新面孔。脑地形图显示学习过的面孔在左侧顶中央区和前额区有更大的正走向;不能回忆名字的明星面孔在右侧前额区波幅更大;命名的明星面孔在顶中央和前额区波幅最大。说明面孔及相关信息的加工提取过程不仅程度不同,神经解剖途径回路可能也不同。5. 在快速呈现刺激并转移被试注意力的条件下,分析比较面孔的加工特征,结果面孔P170和N170的波幅较其他非面孔的波幅增大,潜伏期缩短,P100、N100、P170、N170和LPC等ERPs成分不受面孔方向及种族因素的影响。然后,比较内隐加工的面孔与普通面孔的学习记忆过程,发现内隐加工面孔的LPC波幅较普通面孔的增大。6. 交换男性和女性面孔的各种特征得到多种面孔版本,要求被试判断面孔各版本的性别。结果原始面孔的性别判断最准确,其余依次为仅交换嘴唇或两侧眼睛、交换眉毛或鼻子、交换两个五官部件、交换所有的局部五官、交换所有五官及其关联特征版本(相对于原始面孔性别)。模板面孔的模板特征对面孔性别的判断有较大的影响,纹理粗糙且棱角分明的面孔模版增加判断为男性的机会。此外,ERP研究发现女性面孔的LPC在400-500ms时段平均波幅大于男性面孔的,并有右侧额中央区的偏侧优势。结论:面孔识别具有性质特异性;倒置效应是面孔特异性的主要表现,面孔的“类别特异性”和对面孔的“个体分辨特异性”是其形成机制;面孔倒置效应的发生机制主要是由于面孔空间关联(构型)特征的破坏所致;提取面孔语义信息和情景信息的ERP晚正复合成分具有等级特性和空间分布特征;面孔在内隐加工条件下仍具有特异性,面孔内隐加工对外显识别有启动效应;面孔提取和性别判断不仅与面孔特征多少有关,而且也与特征类型有关,面孔身份识别和性别判断是两个不同的认知过程,两者依赖的面孔特征信息侧重点不同;Bruce-Young面孔加工识别模型的结构编码阶段前应存在视觉刺激的分类处理阶段,并且这两个阶段均为自动加工过程。面孔识别除了存在“自下而上”的单向单通道“多阶段”加工外,还存在双向网络“交互激活竞争”的加工特征。

全文目录

英文缩写词表  6-8
英文摘要  8-11
中文摘要  11-13
论文正文面孔加工识别的时空特性及脑机制研究  13-144
  前言  13-16
  第一部分面孔加工识别的特异性研究  16-48
    研究背景  16-18
    材料与方法  18-23
    结果  23-40
    讨论  40-47
    小结  47-48
  第二部分面孔倒置效应的发生机制研究  48-63
    研究背景  48-50
    材料与方法  50-53
    结果  53-58
    讨论  58-62
    小结  62-63
  第三部分面孔特征的知觉编码及提取的ERP研究  63-80
    研究背景  63-64
    材料与方法  64-67
    结果  67-76
    讨论  76-79
    小结  79-80
  第四部分熟悉性对面孔识别的影响  80-99
    研究背景  80-82
    材料与方法  82-84
    结果  84-94
    讨论  94-98
    小结  98-99
  第五部分面孔的内隐加工研究  99-117
    研究背景  99-101
    第一节面孔识别的内隐  101-105
      材料与方法  101-102
      结果  102-104
      讨论  104-105
    第二节面孔的启动效应  105-117
      材料与方法  105-107
      结果  107-113
      讨论  113-116
      小结  116-117
  第六部分面孔特征的性别效应研究  117-126
    研究背景  117
    材料与方法  117-120
    结果  120-123
    讨论  123-125
    小结  125-126
  全文总结  126-131
  全文结论  131-132
  参考文献  132-144
致谢  144-145
文献综述一面孔加工模型及面孔识别的ERP研究进展  145-158
  参考文献  154-158
文献综述二面孔失认症及其康复措施概述  158-167
  参考文献  165-167
博士研究生期间撰写、发表文章及获奖情况  167-168

面孔加工识别的时空特性及脑机制研究

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