威胁信息目光追随的表征及其认知神经机制

发布时间：2020-05-15 06:15

【摘要】：目光注视,与语言一样,是一种重要的社会认知工具。灵长类进化出了以目光注视为首的社交技能。由于目光携带了大量的实用信息(如食物、危险或他人的意图),大多数灵长类动物如猿、黑猩猩、猕猴等都会追随同类的目光方向;人类也具有自动化的“目光追随行为”(gaze cueing)。在进行目光追随的过程中,较之与目光方向不一致的目标物,观察者对与目光方向一致的目标反应显著更快,这种效应被称为目光追随效应(gaze cuing effect,GCE),得到了大量实证研究的支持。虽然目光追随是一种自然进化而来的能力,但是越来越多的证据表明它会受到面孔自带的视觉特征信息和面孔携带的社会信息的调节。前人研究发现,威胁信息在目光追随的过程中起着重要作用,不论是面孔自带的视觉威胁特征信息,还是面孔携带的社会威胁信息,都能有效调节目光追随,也就是人们会选择性地追随威胁信息面孔目光的方向,表现出威胁信息目光追随。这些结果证实了目光追随是一种趋利避害的自我保护性手段,深刻影响着我们的日常生活。但目前两类威胁信息影响目光追随的表征尚未清晰。研究一在验证威胁信息影响目光追随的基础上,进一步考察了两类威胁信息目光追随如何表征,这对于帮助个体更好地处理威胁信息和进行自我保护具有重要意义。研究发现视觉和社会威胁信息目光追随出现的刺激呈现异步时间(stimulus onset asynchrony,SOA)并不一致,表明视觉和社会威胁影响目光追随的认知加工过程可能不同,因此研究二使用ERP技术考察两类威胁信息目光追随的时间进程。此外,基于目光追随的双通路模型,处理目光线索的神经通路有皮层和皮层下通路,威胁信息对目光追随的影响可能通过皮层通路、或皮层下通路、或者同时影响了皮层和皮层下通路。然而以往研究仅仅考察了视觉威胁或社会威胁诱发的大脑神经反应,或者只研究了目光线索的特定神经网络,一方面没有考虑两类威胁信息与目光线索相关联的脑机制,另一方面也没有采用完全相同的实验范式和测量手段来比较两类威胁信息影响目光追随的脑神经机制的异同。因此研究三使用相同的实验范式结合fMRI技术考察并比较了两类威胁信息目光追随的神经基础。研究三的脑区定位研究只能提供行为和脑的相关关系,并不能证明因果关系,因此研究四通过tDCS技术刺激相应脑区,验证研究三的结果,并在此基础上探讨两类威胁信息目光追随的消减通路是否存在差异。研究三和研究四的结果可以加深我们对目光追随大脑网络的理解,并为目光追随的双通路模型提供实证依据。研究一(实验1和实验2)通过相同的目光追随范式考察了视觉和社会威胁信息目光追随的表征。实验发现,较之中性面孔目光,视觉威胁目光和社会威胁目光均能诱发更大的目光追随效应量(gaze cueing effect,GCE),表现出威胁信息目光追随。然而本研究在前人研究的基础上进一步发现,两种威胁信息对目光追随的影响作用并不完全相同,视觉威胁信息对目光追随的影响只发生在800 ms SOA(200 ms SOA未发现视觉威胁信息目光追随优势),且具体表征为警觉和回避;而社会威胁信息对目光追随的影响只发生在200 ms SOA(800 ms SOA未发现社会威胁信息目光追随优势),且具体表征为解除困难。结果表明,虽然两类威胁信息都能影响目光追随,表现出威胁信息目光追随,但是视觉和社会威胁信息目光追随的表征方式却并不相同。视觉威胁信息目光追随的表征方式是对视觉威胁目光的警觉,或由过度警觉引发的“警戒-回避”;社会威胁信息目光追随的表征方式则是对社会威胁目光的解除困难。研究二(实验3和实验4)在研究一发现表征差异的基础上从加工时间上揭示两类威胁信息目光追随表征的差异。实验3发现视觉威胁信息与目光方向的整合加工发生在认知加工的晚期阶段。视觉威胁对目光追随的影响分为三个阶段,早期分离阶段(N1:100-160 ms):区分目光线索是否属于视觉威胁面孔,并且也已经开始区分目光方向与目标的方向是否一致,但是此时这两种信息的加工是分离的;初步整合阶段(P2:220-280 ms):初步将目光线索分为一致性视觉威胁目光、不一致视觉威胁目光、一致性无威胁目光和不一致无威胁目光;整合决策阶段(N2:280-380 ms):对一致性视觉威胁目光提示的目标分配了更多的注意资源,以促进一致性视觉威胁目光线索提示的目标被快速地发现。实验4则发现社会威胁信息与目光方向的整合加工发生在认知加工的早期阶段。社会威胁信息对目光追随的III影响也分为三个阶段,整体加工阶段(P1:120-160 ms):个体对社会威胁信息和目光方向信息进行整体加工,并将注意资源投入到不一致条件下的社会威胁目光提示的目标上;威胁凸显加工阶段(P2:220-280 ms):整体加工失效,导致社会威胁信息目光追随消失,重点区分目光线索是否具有社会威胁性;加工分离阶段(N2:280-380 ms):社会威胁信息的凸显性延续到了此阶段,同时目光方向信息也开始得到加工。研究二的结果表明视觉和社会威胁信息目光追随出现在不同SOA的原因,可能是因为视觉威胁信息、社会威胁信息与目光方向信息整合加工的发生时间不同。研究三(实验5和实验6)基于目光追随的双通路模型,考察两类威胁信息目光追随的脑机制,进一步揭示二者表征方式的差异。实验5考察了视觉威胁影响目光追随的脑神经基础,结果表明,在800 ms SOA一致性目光条件下,视觉威胁信息目光比无威胁信息目光更多地激活了威胁探测网络的核心脑区杏仁核。ROI分析提取杏仁核的信号值,发现800 ms SOA一致性视觉威胁目光激活的杏仁核信号值与该条件下对应的反应时呈负相关,即杏仁核的激活强度越大,则被试在该条件下的反应时越小。实验6考察了社会威胁影响目光追随的脑神经基础,结果表明,在200 ms SOA不一致性目光条件下,社会威胁面孔目光比无威胁面孔目光更多地激活了额中回、额下回、背外侧前额叶等注意控制网络的核心脑区。且200ms SOA不一致性社会威胁目光激活的背外侧前额叶信号值与200 ms SOA条件下的社会威胁目光追随效应量呈正相关,也就是说,200 ms SOA不一致性社会威胁目光条件下,右侧背外侧前额叶的激活强度越大,则被试200 ms SOA条件下对社会威胁面孔目光诱发的目光追随效应量就越大。这些结果表明,视觉威胁信息目光追随的脑神经基础是皮层下通路以杏仁核为核心脑区的威胁信息探测网络;社会威胁信息目光追随的脑神经基础是皮层通路以前额皮层(右侧背外侧前额叶,dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)为核心脑区的注意控制网络,初步证明了正是这种大脑基础的加工差异导致表征的不同。为进一步验证大脑基础的差异导致了两类威胁信息目光追随的不同,研究四(实验7和实验8)使用经颅直流电刺激技术(transcranial direct current stimulation,tDCS)刺激相关脑区,分析刺激产生的行为后果,证明威胁信息目光追随的神经基础,并在此基础上探讨视觉和社会威胁信息目光追随的消减通道是否相同。研究三发现视觉威胁信息目光追随的神经基础是皮层下以杏仁核为核心的威胁探测网络,而前人研究表明杏仁核会受到左侧DLPFC自上而下的调节作用;社会威胁信息目光追随的神经基础是以右侧DLPFC为核心的注意控制系统。此外,前人研究发现两侧DLPFC的活动水平可能存在拮抗作用,一侧的活动增强(减弱)会伴随着另一侧活动减弱(增强),同时刺激两侧DLPFC的作用要优于刺激单侧DLPFC的作用。基于研究三的结果以及前人研究的结果,研究四使用tDCS双极平衡法阳极刺激(增强)左侧DLPFC、同时阴极刺激(减弱)右侧DLPFC,结果发现视觉、社会威胁信息目光追随均在刺激后消失了,在验证视觉和社会威胁信息目光追随双通路模型的基础上,表明视觉和社会威胁信息目光追随共用消减通道。tDCS刺激DLPFC减少威胁信息目光追随可能存在功能分离,tDCS刺激DLPFC减少视觉威胁信息目光追随的机制,可能得益于DLPFC的活动变化间接影响了以杏仁核为核心的边缘系统的活动水平变化。而tDCS刺激DLPFC减少社会威胁信息目光追随的机制,可能与tDCS直接改变了双侧DLPFC的活动水平、恢复了左右大脑的活动平衡有关。综上所述,本研究发现视觉和社会威胁信息目光追随存在表征差异,前者表征为“警觉”或由过度警觉诱发的“警戒-回避”模式,后者表征为“解除困难”,两种威胁虽然都产生了目光追随优势,但表征存在差异。研究进一步从加工的进程和加工的脑基础上解释表征的差异,发现视觉威胁信息、社会威胁信息和目光方向信息的加工分离、整合加工时间进程不同,对于威胁信息目光追随表征的差异以及各自SOA的不同提供了新的解释。最后,本研究使用脑区定位研究(fMRI)和tDCS研究双向证明了视觉和社会威胁信息目光追随的神经基础不同,并发现二者共用消减通道。前者的神经基础是皮层下通路以杏仁核为核心的威胁探测系统,后者的神经基础是皮层通路以前额皮层(右侧DLPFC)为核心的注意控制系统,使用tDCS双极平衡法阳极刺激(增强)左侧DLPFC、同时阴极刺激(减弱)右侧DLPFC,可以有效减少两种威胁信息目光追随。这些结果对于理解视觉和社会威胁信息对社会注意的影响提供了有价值的证据,对于扩展社会注意相关研究做出了贡献,未来的研究要进一步探明威胁信息影响社会注意的心理机制。
【图文】：

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究者们已提出了多种理论模型来阐述目光追随的加工机制eading module)、社会知觉与心理理论交互模型(interactive tion and the theory of mind)、快通道调节器模型（the odel）、目光追随双通路模型 (two path ways of gaze followi型认为人类通过一系列社会模块的发展从而获得了解读他人会模块至少包括四个重要部分：目光方向检测器（eye图觉察器（intentionality detector）、共享注意机制（shared心理理论机制（theory of mind mechanism）。该模型强调人向的目的在于获得他人的行为方式、意图，从而解读他人hen, 1995)。

模型图,双通路,模型,个体发展

图 1-2 目光追随双通路模型（Shepherd, 2010)的个体发展的关注从出生便已开始(Dupierrix et al., 2014)，虽育完全，，他们也能对眼睛信息进行高效的加工on, 2002; Giorgio, Lunghi, Simion, & Vallortigara, 2会信息，所以注视追随时间发生稍晚，虽然存在, & Pauen, 2014; Lee et al., 2017; Michel, Wronski,多人认为其发生在 3 月龄(Scaife & Bruner, 1975，婴儿的注视追随能力逐渐发展，其角度范围和应能更好地加工带有直视目光的面孔(Wahl, Michel婴儿则可以分辨出非常小(5°)的眼动水平偏差(S
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：B842

【参考文献】