儿童面部表情识别能力与背景线索的关系研究

　　摘    要：　个体对基本情绪(如快乐、悲伤、愤怒)的识别，对人类日常生活中情感理解和人际互动起着至关重要的作用，而对面部表情的识别主要是在背景中进行的。因此，背景线索是面部表情识别能力的重要影响因素。已有的研究发现，语义及场景背景线索在儿童基本情绪的识别中发挥着作用，但对面部表情识别能力与背景线索整合的发展过程尚缺乏清晰统一的认识。通过阐述背景线索对面部表情识别能力的影响，进而详细介绍儿童面部表情识别的研究成果，分析现有研究中的不足之处，以期为后续的研究提供新的视角和思路。

　　关键词 :     面部表情识别;儿童;背景线索;

　　一、引言

　　婴儿在7个月大时就出现了感知情绪的能力，这意味着婴儿在7个月大时就有了辨别面部表情的能力[1]。而且对面部表情识别的能力会随着年龄的增长在整个童年和(前)青少年时期将有很大的提高。根据维度观我们发现，儿童最开始将面部表情分为两大类是基于效价和唤醒两个维度，随后儿童会像成年人一样将面部表情分类为各种特定的情绪类别。但是，根据离散范畴假设我们会发现，非常年幼的婴儿已经能够识别面部表情并通过识别面部表情对不同的特定情绪做出相应的反应。大量的研究结果表明，背景线索在儿童面部表情识别过程中发挥着作用，尤其是语义和场景线索，但是对其如何影响儿童面部表情识别能力尚缺乏清晰的认识。因此，本文从面部表情识别能力与背景线索整合过程的角度出发对相关研究进行综述。

　　二、儿童面部表情识别能力的发展

　　为了研究儿童时期面部表情识别能力的发展状况，研究者们设计了不同的任务，如面部表情分辨任务、面部表情匹配任务、目标情感分析任务，这些任务的研究结果都提供了一个具有普遍共识的关于面部表情识别能力发展的轨迹，总的来说，幼儿园的孩子(4—5岁)与小学儿童(6—9岁)对快乐、喜悦的情绪识别没有显着差异，但是他们在悲伤、愤怒和恐惧的情绪识别上却有显着的能力差别，而对惊讶和厌恶的认知是在6—10岁之间发展起来的[2]。但是， 研究人员用于评估面部表情识别能力的各种方法和程序却造成了人们对关于面部情绪识别能力发展轨迹的质疑。事实上，方法的选择的确可能影响实验的设计和结果，不同的研究方法会通过支持或者阻碍某些情绪识别线索的使用，改变儿童的面部表情识别。此外，也有研究发现6岁大的孩子就知道，他们可以根据面部表情显示的规则掩饰尴尬的情绪或者模拟一些情绪，从而便可以从对话者那里获得想要的社会反应。因此，这样的儿童面部表情并不能准确地反映儿童真实的情绪状态。由此可见，影响情绪进行分类和识别的各类背景线索也可能会随着孩子情绪理解能力的提升而有所改变。

　　在儿童面部表情识别的研究中，目前更倾向于关注特定的年龄阶段，比如学前时期或7—10岁之间。不同的研究方法使不同研究结果和年龄组之间的比较变得困难。不过，最近的很多研究仍然提供了关于整个儿童时期和青少年时期面部表情识别持续发展的数据，并将这些年龄段的发展联系了起来。例如，有研究发现，5—15岁个体对基本情绪的识别率显着提高，同时对快乐的识别率比厌恶、悲伤和愤怒的识别率更高。在情绪识别的排序上，快乐和厌恶是最容易被识别的情绪并且与年龄和背景线索无关，其次是悲伤、愤怒和恐惧情绪，尽管这一结果与之前的儿童在厌恶情绪的识别中表现不佳这一研究结果相矛盾，但仍然证实了厌恶是仅次于快乐最容易被识别的情绪[3]。导致出现这样的结果可能是因为与其他需要上下脸部收缩单元整合的情绪不同，厌恶和快乐这两种情绪仅通过面部某一特定部位便可以区分(如微笑代表快乐，唇部向上代表厌恶)。

　　值得关注的是，个体对情绪(愤怒、恐惧和悲伤)的认知也取决于呈现的背景线索。在无背景条件下，不同年龄段的个体对恐惧情绪的识别是最不准确的。这与之前的研究结果一致。越来越多的研究发现个体在对消极情绪进行识别时容易混淆，这种现象在研究愤怒和厌恶情绪时经常出现。随着年龄的增长，情绪识别的发展顺序以及背景线索都使得个体对情绪的误读减少，这与已有研究中的错误混淆模式和情绪种子模型相一致[4],即具有高物理相似性的情绪更易被混淆[5]。

　　三、背景线索对面部表情识别能力的影响

　　(一)语义背景线索下儿童的面部表情识别

　　Aviezer, Hassin, Bentin和Trope提出的“情绪种子”模型认为，由于个体对一些物理特性上相似的面部表情的识别可能是高度模糊的，因此面部表情和语义背景线索的整合过程将决定语境效应的产生和程度，语境效应取决于背景线索所传达的面部表情和面部表情所共享的生理特征(情感种子)[6]。此外，Aviezer等人还提出了一种基于通过引导观察者关注与背景信息所暗示的情绪相对应的面部特征来影响对面部表情的判断，实际上，背景对面部表情判断的影响似乎在刺激结构编码和有意识的情绪表达之前就自动发生了[7]。

　　目前，有研究发现，5—15岁的儿童在面对一致的语义背景信息时更能准确地识别情绪。儿童在一致的语义信息背景下要比没有背景信息更能够做出对面孔情绪的准确判断，至少对于基本情绪是这样的。有关成年人的研究发现，面部表情识别能力随着语义信息的增加而得到提高，但是这项研究结果与之前的有关学龄前儿童的相关研究结果矛盾，之前的研究结果表明当面部表情和语境一致时，情绪识别的准确性并没有显着提高[8]。因此，这种语境效应是否取决于年龄或者情绪的类型仍然需要大量的研究和讨论。此外，最近也有研究发现，添加一致的语义信息可以提高情绪识别能力。这种影响可在5岁的儿童中观察到，当有了背景线索的情况下，他们的成绩提高了约10%(5岁儿童的表现相当于12岁儿童在没有语义线索的情况下的表现)。这一结果似乎也与之前测试学龄前儿童情绪识别的研究结果有些矛盾。不过一些方法论上的差异可以解释这些相互冲突的研究结果。例如，Nelson和Russell使用了动态线索任务发现，儿童对静态线索的认知略好于动态线索。这可能是因为对多个动态线索的处理增加了视觉空间的工作记忆负荷，影响了更高层次的集成和决策过程[9]。在另一项研究中，Nelson和Russell使用了自由标签任务，这与使用了强制选择任务的研究不同，在自由标签任务中研究者测试的是孩子们的自发行为，而不是对行为的强迫解释[10]。因此，不同的研究方法可能是导致不同研究结果的直接原因。

　　越来越多的研究者也开始关注性别和年龄对语境效应的影响。例如，在最近的一项研究中，儿童组选择的是比较年长的15岁孩子，结果显示，成年人和15岁的孩子受到语境效应的影响度差异显着，语境效应对15岁的孩子恐惧面孔识别的影响度为13%,而对成年人的影响只有3%。尽管语境效应随着年龄的增长而逐渐趋于稳定，但它似乎也会受到性别的影响。事实上，大量的研究已经发现尽管女孩在无背景线索下比男孩有更好的面部表情识别能力，但这些差异会随着不同背景线索的出现渐渐消失。

　　(二)场景背景线索下儿童的面部表情识别

　　在现实生活中，人们很少只以一种孤立的方式识别面孔，面部表情通常是在影响这些表情解释的场景背景线索中产生的。大部分研究人员认为面部表情可将场景背景在情绪认知中的作用最小化，这表明基本的面部表情是十分清晰的信号，无论它出现在什么场景背景中，都应该能迅速地被识别[11]。然而，最近的研究结果却表明面部表情同时包含了传达明确信息和模糊信息的特征。例如，某些特定面部表情肌肉的激活可能是相对独特的，如厌恶时皱鼻子同时眉头紧锁，但也可以与其他情绪表达有共同的特征，如生气时也会眉头紧锁(Smith, et al, 2005)。通过对面部表情与物理相似性的计算机分析发现，不同的面部表情之间会有不同程度地具有重叠及模糊性，这些面部表情之间有着相同的物理特征。例如，厌恶的表情和愤怒的表情最相似，但与悲伤和恐惧的表情并不相似。由于面部表情的识别具有模糊性，一些研究便调查了背景线索在成人面部表情处理中的作用。这些研究结果显示，对面部表情的识别能力会在呈现出一致的身体姿势、声音或视觉语义场景时得到提高。相比之下，不一致的语义或视觉场景可能会使个体将面部表情误读。

　　此外，有关的儿童研究显示出了与成人一致的效应(Mondloch, 2012)。例如，当悲伤的表情和恐惧的表情同时出现，儿童在一致的场景测试中比在不一致的场景测试中能够表现出更准确的识别。但是，成年人的一致性效应却显着低于儿童(6岁和8岁)。该研究结果为情感种子模型和维度模型提供了证据支持。实际上，当面部表情和背景信息在唤醒 (低VS高)和效价 (愉悦VS不愉悦)方面相似时，前者预测了积极的情境效应，反之亦然。有趣的是，在对齐模式下 (如当身体和脸对齐时)要比不对齐模式(如当脸部从身体刺激中分离出来向左移动时)更能准确地识别情绪面孔，这意味着脸部和身体的整体呈现有利于个体对面孔的识别。一些关于儿童多重线索场景效应的研究表明，与成人不同，3—5岁的儿童当面对面部表情线索和一致的场景背景线索同时出现时，儿童对情绪的识别准确率并没有比单独出现一个线索时高(Reichenback, et al, 1983)。但是，研究者认为这种研究结果并不能单纯的归因于儿童的情感交流和感知能力的有限，因为5个月大的婴儿就能够将静止的身体姿势与相应的情绪进行合理的匹配了(Zieber, et al, 2014)。显然，这些结果似乎又与之前的研究结果，即场景背景线索对儿童的作用与成人相似相矛盾。虽然目前也有研究清楚地证明了场景背景信息对成人面部表情识别的影响，但在儿童发展过程中，场景背景信息在面部表情识别中的影响机制仍然不明确。

　　最近，越来越多的研究发现从场景背景来看，男孩可能要比女孩受益更多。这一结果似乎与先前的女孩通常比男孩更关注面部和场景线索的研究结果相矛盾(Depaulo & Jordan, 1982)。然而，一项要求男性和女性被试在现实和互动情境下评价他人动作的研究中，研究者并没有发现显着的性别差异。虽然女孩似乎有更好的从面部线索来识别情绪的能力，但是当添加了场景线索或者情绪呈现在一个更自然的背景下性别差异似乎就会消失了。因此，为了更好地理解视觉场景下情绪感知中的性别效应，我们需要进行更多的相关研究。

　　四、背景线索影响儿童面部表情识别的神经机制

　　从整个童年中期到青春期，个体大脑的结构和功能都发生了变化。其中，一些与心理状态的发展和情绪表达及识别相关的大脑不同区域之间的联结，如前额叶皮质和杏仁核，从童年中期到青少年时期不断得到增强。整个大脑不同区域的联结和前额叶的成熟导致了个体注意力和高级认知功能的发展。大脑半球的功能特异化也在儿童中期发展起来，并在学龄儿童期具有精确和高效的表现，同时连接两个大脑半球和支持觉知的胼胝体的发展也使儿童和青少年在不同的认知技能上变得更加高效，包括整合信息和调节认知与情绪的能力(Lenroot & Giedd, 2006)。因此，背景信息在面部表情识别中的影响作用可能取决于从童年中期到青春期的大脑结构的变化。遗憾的是，近期对儿童情绪面孔识别能力与背景线索整合的发展过程的神经机制，以及相关方法上的研究并不多见。

　　五、研究不足与未来发展方向

　　(一)目前的研究存在的不足

　　第一，面孔刺激材料来源不统一。在情绪识别的研究中，所使用的面孔刺激图片的来源不具有统一性。研究者所使用的刺激材料大致分为四类：第一类为标准化图库图片，如中国情绪图片系统、国际情绪图片系统等；第二类为动画即截取动画片中的片段；第三类为模拟面孔即用相关软件自动生成的图片；第四类为根据实验需要自行拍摄并进行标准化的图片。由于情绪面孔图片的来源不统一，在一定程度上会导致不同的实验结果不能够进行横向的比较，因此实验结果的差异性也就无法准确的解释。第二，缺乏自然背景线索下的综合研究。现有的研究主要是在实验室中进行，其情境是比较理想化和单一的。然而，在现实生活中，影响情绪面孔识别的背景线索并不像实验任务中呈现的那样，场景背景信息和语义刺激可能会同时作为背景线索出现，且这些不同的情绪背景线索之间还可能存在交互作用。因此，现有的“单一”背景研究难以确定不同背景线索影响情绪面孔识别的程度、时间进程等。第三，实验研究方法需要标准化 。目前情绪识别的研究范式较为集中，多采用情绪识别任务考察其情绪面孔识别能力。情绪识别任务是一种广泛使用的实验室控制的情感标签范式，在检测微妙的情绪识别特点方面是有价值的。值得关注的是，过去我们使用不同的研究范式往往会产生不一致的结果，这可能是因为研究者们高估了儿童的表达能力，因为过去的实验研究往往通过两个任务即从数组和自由标签中进行选择来评估情绪认知能力，这样往往会产生虚报，同时研究方法本身的局限性也会导致这样的结果。因此，研究者应该重视研究方法的标准化，用不同的实验范式来重复操作，从而避免虚报情况的发生。

　　(二)未来研究的发展方向

　　在未来的研究中，对情绪识别能力进行实证研究时，不仅应该关注情绪面孔刺激材料本身，而且需要关注各类背景线索，以免忽视互补存在的背景信息对面部表情识别的影响。此外，情绪面孔和背景的相互作用目前主要是从一个方向来探究的，即背景对面孔的影响，未来也可探究情绪面孔是如何影响周围环境的。另一方面，进行跨学科尤其是行为科学与神经科学相结合的研究是情绪面孔识别研究发展的必然趋势。行为科学可以剖析儿童情绪面孔识别特征及可能产生的原因，神经科学则关注儿童情绪面孔识别的机制问题。两者的结合，能够对情绪面孔识别的特征和异常原因进行更全面的阐述(孙岩、郝盈雪等，2017)。

　　参考文献

　　[1] Laurie ,Bayet, Olivier,et al. Angry facial expressions bias gender categorization in children and adults behavioral and computational evidence[J] .Frontiers in Psychology,.2015.

　　[2] Yik M.Widen S. C. ,Russell J.A.The within-subjects design in the study of facial expressions[J]. Cognition and Emotion,2013,27(6):1062- -1072.

　　[3] Pochedly J.T.Widen S. C. ,Russell J A.What emotion does the "facial expression of disgust" express?[J] Emotion,2012,12(6):1315- -1319.

　　[4] Angry,Disgusted,or Afraid?Studies on the Mallability of Emotion Perception[J]. Psychological Science 2008,19(7):724- -732.

　　[5] Susskind J.M.ittlwort G,Bartlett M S,et al. Human and computer recognition of facial expressions of emotion[J] Neuropsychologia ,2007,45(1):152- -162.

　　[6] Aviezer H.Hassin R.R. Bentin S. ,& Trope Y.Putting facial expressions back in context[M]/In N. Ambady&J Skowronski (Eds. ),First impressions (pp.255- -286).New York,NY:Guilford Press,2008.

　　[7] Aviezer H. ,Bentin S. ,Dudarev V.,et al.The Automaticity of Emotional Face- Context Integration[J] Emotion,2011,1(6):1406- -1414.

　　[8] Gnepp,Jackie. Children's social sesititynferring emotions from conficting cuesl[J.Developmental Psychology, 1983,19(6):805- -814.

　　[9] Nelson N.L ,Russell J .A. Children's understanding of nonverbal expressions of pride[J].Journal of Experimental Child Psychology,.2012.111(3):379- 385.

　　[10] Nelson N.L. ,Russell JA.Putting motion in emotion:Do dynamic presentations increase preschooler's recognition of emotion?[J]. Cognitive Development,2011,26(3);248- -259.

　　[11] Ekman,'ullivan.The role of context in interpreting facial expression.comment on Russell and Fehr (1987)[J].Journal of experimental psychology General, 1988.117(1):86- 9