研究揭示面部表情識別內在機制破解“察言觀色”背后的科學密碼

??人類的情緒識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果。這一發現為長期以來的“先天與后天”之爭提供了新視角，揭示了遺傳和環境在情緒識別中的不同作用。

??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，為什么人們能識別不同的面部表情？這一功能的內在機制是什么？

??為探究這一問題，中國科學院心理研究所認知科學與心理健康全國重點實驗室蔣毅團隊和中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所戴輯團隊開展合作研究。團隊通過人類雙生子研究設計，利用行為、功能核磁共振成像（fMRI）等技術，結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基礎。這一研究深化了對情緒識別功能內在機制的認識，并為探究孤獨癥譜系障礙等社會認知障礙的致病機理提供了線索。

??情緒識別的進化之謎

??目前，學界認為，面部表情識別包含基本情緒的識別和復合情緒的識別。“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，人們還可以識別內疚、羞愧等更復雜的情緒。這些情緒通常由多種基本情緒組合而成，表達方式更加微妙和多樣化。比如當一個人羞愧時，可能表現為臉紅，也可能表現為眼神飄忽不定。

??人們很早就開始了對面部表情識別的探索和研究。達爾文在《人類和動物的表情》一書中指出，人類的表情是在進化中保留下來的，是天生的、固有的，且能被全人類所理解。當代一些學者的研究為這一觀點提供了證據。例如，心理學家埃克曼等對不同國家和地區的被試者呈現關于不同情緒面孔的照片，并要求他們進行分辨。結果顯示，基本表情的識別具有全球一致性，即使在與世隔絕的文化中也是如此。

??有關研究還發現，識別基本情緒的能力早在嬰兒期就開始顯現。除了人類，猴子也具有識別面部表情的能力。這些證據表明，面部表情識別能力很可能是不斷進化而來的。

??隨著fMRI、腦電圖（EEG）等神經科學技術的發展，研究人員開始探索面部情緒識別的大腦機制。“相關研究表明，杏仁核等腦區在情緒識別中起著關鍵作用。”中國科學院心理研究所研究員王莉解釋，杏仁核是情感腦區，在進化上保守、受遺傳調控，并且猴子等非人類物種也有這一腦區。

??“我們可以合理假設面部表情識別可能由基因塑造，并在靈長類動物大腦中形成了固有神經回路。”王莉說，然而，要進一步明確面部表情識別能力究竟是由遺傳因素決定的，還是主要通過后天社會經驗習得的，還需通過實驗來回答。

??采用雙生子研究方法

??王莉介紹，實驗設計采用了經典的雙生子研究方法。在實驗中，被試對象分別為同卵雙生子、異卵雙生子。兩者受環境影響大致相同，但不同的是遺傳結構——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境這一特點，我們可以估算出基因和環境對該變量個體差異的貢獻。”王莉說。

??研究中被試者的任務是，在實驗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連續變化的維度進行融合。0%和100%的融合水平分別對應典型的快樂面孔和恐懼面孔，50%的融合水平則對應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，讓被試者識別面孔表達的不同情感。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，用于對情緒的快速而粗略的感知，可以幫助人們在短時間內識別潛在的威脅或積極信號。高空間頻率情緒面孔主要包含局部的精細特征，能夠幫助人們更精確地理解他人的情感狀態。“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別中的作用。”王莉說。

??此外，研究團隊還對部分被試者大腦杏仁核進行fMRI掃描，考察面孔情緒識別能力與杏仁核的功能、結構之間的遺傳關聯。

??遺傳與環境共同調控

??通過一系列實驗，研究團隊發現，面部情感識別能力既受到遺傳因素的調控，也受到環境因素的影響。具體來說，低空間頻率情緒面孔的識別能力主要通過進化獲得，且受先天和遺傳模塊的調控，而高空間頻率情緒面孔的識別能力則在成長過程中通過學習獲得。“這提示我們，人類的情緒識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果。這一發現為長期以來的‘先天與后天’之爭提供了新視角，揭示了遺傳和環境在情緒識別中的不同作用。”王莉說。

??同時，這一發現為理解面部情感識別的個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別能力方面比較差，并為研究孤獨癥譜系障礙等社會認知障礙的成因提供了重要線索。”王莉告訴記者，孤獨癥譜系障礙等社會認知障礙疾病患者的面部情感識別能力常常受損，該研究為開發針對這些障礙的診斷和干預措施提供了理論依據。未來還需進一步考察孤獨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，從而為診斷和干預提供更多實驗依據。

??王莉說，人類情緒識別領域尚有很多未解之謎。例如，生命體的運動也攜帶著重要的情緒信息，如揮手、跳躍等。尤其當距離較遠，面孔情緒信息難以獲得時，人們對于他人情感狀態的推測通常更多依賴于生物運動這一情緒線索。“我們未來將考察不同情緒線索之間的共同加工機制，進行多模態情感識別研究，這將有助于在復雜的社會情境中更全面地理解個體的情感狀態。”王莉說。