事件相关电位与在面部表情强度的认知

事件相关电位与在面部表情强度的认知摘要：大家可以从日常生活经验得知，情感的面部表情的强度差异很大，如轻微的愤怒、愤怒，或不安和轻度恐惧、焦虑和恐慌。

然而，不同强度的情感面部表情事件相关电位尚未得到研究。

因此，我们请了16名健康的参与者参与了性别决定任务，通过男性和女性的面孔来显示愤怒，厌恶和恐惧表情及强度变化（50％，100％，150％）。

ERP数据的分析显示强度在N170的振幅显著增加，但不是由情感类型决定。

在电极P9和P10中200到600毫秒之间消极变化所致的力度最为显着。

对于这个时间段，强度和负偏斜度之间有着明确的线性关系。

对下颞枕叶中的两个对称位置放置电极并利用差分波形（150％减去50％的强度）偶极子源定位解释强度影响。

进一步发现在颞极位置（FT 7和FT8）对于厌恶情绪的具体影响约为350-400毫秒。

结果总结为情绪识别的两阶段模型，表明对进入的显着的面部信息编码存在初始监测过程。

在第二步骤中，对脸的特定情绪内容进行解码是在情感特异性识别系统中。

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关键词：ERP;面部表情;基本情绪;恐惧;厌恶;愤怒;强度; N170;镜像神经元1.简介：人脸是社会信号的一个重要来源。

它揭示了个人的身份和表情，以及不加以人为控制的我们另一方面的内心感受。

面部信号在引导人际行为方面的重要性体现在心理过程的复杂功能架构中，它基于一个广泛分布的神经网络，专门用于解码这些信息一个表情处理最有影响力的模型（布鲁斯＆杨，1986）显示的初始结构的编码处理，是用于随后处理身份和情绪的表情可分离通路。

同时，这种模式中，身份处理被高度阐述并分馏成不同的子过程，表情的情感识别只是作为一个单一的和未分化的过程。

在过去十年的神经心理学研究中，已经大体上增进了对心理过程及潜在面部情感识别神经机制的理解。

道夫斯，Tranel，达马西奥和达马西奥等人（1994）首次阐述在杏仁核被损坏后会缺乏对恐惧面部表情的认识的研究。

这些初步的研究结果，如今已重复应用在了无数的神经心理学研究中以调查人们病变或功能缺陷的杏仁核（Broks等，1998;考尔德等人，1996; Meletti等人，2003; Sato等，2002;Sprengelmeyer等人，1999）。

功能成像研究可以进一步表明，该识别恐惧的面孔是基于在空间上分布的神经网络，包括上丘，丘脑中继核，具条纹和纹外的区域，以及杏仁核（例如布莱特等人，1996; Fischer等人，2003; Morris等人，1996）。

在这个网络机构中，一条指向杏仁核和慢丘脑—皮质加工路径的快速分皮质处理线路被提出。

快速处理路线形成一个进化旧系统的一部分，该系统能够快速地响应，自动地，和无意识地知觉到威胁，危险的信号。

人体的快速路线也可以从个案和功能成像研究中得到验证证据（德盖尔德，VROOMEN，Pourtois，与Weiskrantz，1999）（Morris等人，1998;莫里斯，德盖尔德，Weiskrantz，与刀郎，2001年）。

在亨廷顿氏病人的面部表情识别的临床研究中可以得到一个不同的模型（杨，巴克，柯蒂斯＆吉布森，1997; Hennenlotter等人，2004; Sprengelmeyer等人，1996; Sprengelmeyer，施罗德，年轻和Epplen，2006; Sprengelmeyer等人，1997;王Hoosain，杨萌，与王，2003）。

患有这种疾病的参加者在对厌恶表情的识别方面受损。

其他如帕金森氏病（Sprengelmeyer 等人，2003），抽动秽语综合征，强迫性障碍（Sprengelmeyer等人，1997年），和威尔森氏病（Wang等人，2003）等疾病也与面部厌恶识别缺陷相关联。

此外，功能成像研究（Hennenlotter等人，2004; Phillips等人，1997; Sprengelmeyer，劳施，Eysel，与Przuntek，1998）表明基底节和脑岛与认识厌恶表情有关。

但对于恐惧，没有证据表明快速处理的路线与厌恶有关。

在杏仁核和岛屿- 纹状体区域和恐惧、厌恶认知之间的关联的众多研究中，只有一项研究将伏隔核与识别愤怒表情相联系（考尔德，基恩，劳伦斯，和Manes认为，2004年）。

然而，神经心理学和功能成像研究不能告诉我们全部的面孔加工的时间过程。

为了研究这些方面的细节，不同的ERP研究已经进行了很久。

首先由Bentin，艾莉森，Puce，佩雷斯和麦卡锡（1996年）和B¨otzel，舒尔茨和Stodieck（1995年）中描述的，最突出的面部识别相关电位是N170，。

虽然在过去饱受质疑（Rossion，柯伦和高塞尔，2002;参见Bentin和卡梅尔，2002年为响应），但N170作为脸部特定结构编码过程的假设现在被认为是代表的假设。

其他的在与情绪的面部表情加工相关的ERP研究中显得尤其突出。

Eimer和福尔摩斯（2002）报道在比对中等的恐惧表情，刺激200毫秒后一个积极的额叶中央区域ERP成分出现。

巴蒂和Taylor（2003）研究了影响幸福，惊讶，恐惧，悲伤，厌恶和愤怒对ERP的中性表情相比，发现ERP的N170有整体情绪的影响和在220-450毫秒的时间上一个情感的具体反应在额叶中央区域位置出现。

相比中性面孔相比，具体情感像快乐，恐惧，悲伤，愤怒和惊讶等在后方N230位置出现，报道于Balconi和POZZOLI（2003年）。

这些数据的解读很简单，只要这是在“基本情绪”静态框架完成的情况下，那么就能清楚地表明面部表情的情绪具体的处理早于刺激出现后的200毫秒。

面部表情，不仅是相对于所述的一种情感，而且相对于显着性，即当一个特定的情绪被展现时的强度如何。

就此，ERP的报告可以反映各种信息，问题出现了，这些信息是在什么时候和什么位置进行处理？现有ERP文献不能回答这个问题，因为在面部表情强度从未被控制，报道的ERP效应因此既可以表示情感的特定处理，或强度的处理，或者是两者混为一谈。

为了解决这个被忽视的问题，本研究旨在探讨在ERP的情绪面部表情的不同强度的影响。

此外，通过使用神经心理对恐惧，厌恶和愤怒基本情绪的充分研究，这项研究的目的还在于寻找与认知过程的情感特定的面部识别系统中相关的ERP成分。

2.方法：2.1 被试得到免费神经和精神障碍书面知情同意书同意参加研究的16名健康受试者（6女，10男）。

参加者的平均年龄为27.7岁（SD6.7）。

所有受试者正常或矫正到正常视力并得到参与的被试费（约合10）。

参与者被随机从健康人群选择，从而导致与女性参加者相比多为男性。

由于我们要研究处理情绪的一般方面，而不是关心和感兴趣性别的任何差异，所以所有的参与者都纳入分析，而不均衡性别。

2.2 刺激和设备刺激被呈现在由人控制的一个计算机CRT显示器。

结果记录使用放置在被试面前的两个置于记录台上相距10厘米的按钮。

左，右手的食指分别应答左和右的按键。

刺激是由计算机操纵的三种不同的面部表情（愤怒，厌恶和恐惧）和不同强度变化（50％，100％，150％）的照片。

这些表情是由八个模型的其中之一所构成（4名女性，4名男性）。

使用的所有刺激取自FEEST（有关详细信息和详细信息，seeYoung，佩雷特，考尔德Sprengelmeyer，与艾克曼，2002）.视线距离保持1米不变（图1）。

2.3 程序设计在实验开始时先进行一个练习组（36次试验），接着进行10试验组（每组72次试验）。

参与者被要求对在屏幕上显示的面部刺激做两种性别的反应。

一半的参与者按下左键对应女性面孔右键对应男性面孔，另一半相反。

每一个试验开始为呈现固定为500毫秒的注视点，接着呈现脸部刺激，直到被试做出反应。

反应后1500毫秒开始下一次实验。

面部刺激每个人不同以及随机顺序呈现。

2.4 电生理记录使用BIOSEMI主动- 双放大器系统，脑电图（EEG）活动连续地从70的Ag / AgCl电极，包括对水平和垂直眼球运动电极的记录。

两个附加电极（共模感（CMS）的有源电极和从动右腿（DRL）被动电极分别用作参考电极和接地电极/faq/cms&drl.htm）。

EEG和EOG录音被采样256赫兹。

脱线，连续的EEG 记录被分成1000毫秒持续时间时期，随着刺激同步的呈现，含有200毫秒刺激前的活性。

含闪烁，眼球运动试验采用偶极办法（BESA2000年）和含任何脑电图文物或不正确的反应不考虑进行分析试验校正。

信号出现分别用200毫秒刺激前基线，过滤（带通0.01-10赫兹6分贝/辛）基线校正，平均时间锁定到表示开始的面刺激，并重新参照平均参考。

3.结果：3.1 行为数据只用正确的反应，并与200和2000毫秒之间RT试验被列入RT和错误率的分析。

统计分析是由Huynh-Feldt的方式校正的重复测量进行方差分析（ANOVA）分析，包括受试者内的变量的表情（愤怒，厌恶，恐惧）和强度（50％，100％，150％）。

平均数反应时间和错误率示于表1，双向方差分析，包括因子情感和强度没有发现任何显著效果，无论是在反应时间（Fs的<1.9，ps的>0.17），或是在错误率（Fs的<2.6，ps的>0.06）。

表1：正确的反应时间和错误率的不同强度（50％,100％和150％）和面部表情（愤怒，厌恶，恐惧）3.2 事件相关电位ERP的活性在随后的时间段被量化为平均幅度的方法：90-110毫秒（P1），160-180毫秒（N170），200-250毫秒，250-300毫秒，300-350毫秒，350-400毫秒，及400-600毫秒。

两个早期围绕P1和N170成分的峰的选择的时间间隔，因为持续时间较短（高频率），我们决定对这些早期间隔选择20毫秒的间隔（而不是为以后的延迟较大的区间）。

所有的信号分别平均为实验条件，并对齐到200毫秒基线开始刺激出现前200毫秒。

统计分析是对ERP数据进行了Huynh-Feldt方法纠正重复测量的方差分析（ANOVA）分析每个时段，包括因子的表达，强度和电极点（64处）。

请注意，由于在所有电极上的平均基准设置活动为零，任何条件效果与电极部位的相互作用才有意义。

因此，在此报告的任何条件的影响，将与电极的现场互动。

表2 :F值和显着性水平对ERP的时间段的方差分析包括因素电极部位（S），情绪（E）和强度（I）这一分析的结果示于表2。

清晰的看到强度效果出现在N170和所有后续的分析区间。

事后分析表明，最大的影响是过顶枕部头皮地区。

图2示出用于对P9和P10三种强度的电极（上图）的平均波形。

为了更好地可视化的强度的效果，两个差波（100％减去50％，和150％-50％）进行了计算，并示于图2（下图）。