面部知觉与性别二态性加工的神经机制：基于ERP与时间频率分析的模糊与形态操纵研究

本研究通过事件相关电位(ERP)和时间频率分析技术，探讨了高斯模糊(perceptual ambiguity)和性别形态渐变(sexual ambiguity)对面部性别二态性判断的神经机制。东京大学和庆应义塾大学的研究团队发现，N170成分受模糊处理显著影响，表明其与面部结构编码相关；早期后部负电位(EPN)同时受自下而上视觉线索缺失和自上而下任务驱动的双重调控；而晚期正电位(LPP)在明确性别特征条件下振幅增强，证实语义解释难度影响神经响应。时间频率分析进一步揭示，200ms左右的高频γ活动与特征提取相关，600ms后活动则反映信息保持过程。该研究为理解面部加工的层级机制提供了新证据，发表于《Scientific Reports》。

　　

面部作为人类社交互动的重要媒介，其性别特征的快速识别具有进化意义。以往研究表明，雌激素使女性面部轮廓更圆润，睾酮则促使男性颧骨和下颌突出，这些性别二态性(Sexual dimorphism)特征与健康、免疫力和繁殖潜力评估密切相关。然而，当前研究存在两大争议：男性面部吸引力与阳刚度的关系结论不一，且快速判断（短至13ms）背后的神经机制尚不明确。更关键的是，物理线索模糊（如视觉噪声）与性别特征模糊（如中性化面容）如何差异化影响神经加工，仍是未解之谜。

东京大学与庆应义塾大学联合团队在《Scientific Reports》发表研究，通过创新性实验设计破解这一难题。研究人员采用芝加哥面部数据库(Chicago Face Database)中多族裔样本，构建两类实验刺激：高斯模糊（0/6/12像素）制造知觉模糊，男性-女性面部渐变（0%-100%）制造性别模糊。34名参与者完成性别二态性判断任务，同步采集128导脑电数据，结合ERP和时间频率分析技术。关键技术包括：九脑区划分的ERP成分提取（N170、EPN、LPP等）、Morlet小波变换的时频分析，以及基于probit模型的行为数据分析。

行为数据结果

心理物理曲线显示，模糊处理使性别判断边界模糊化（PSE偏移），曲线陡度(σ)显著降低（F=85.634, η_p²=0.741）。反应时(RT)分析揭示双重效应：男性参与者对模糊刺激RT显著延长（p<0.01），而性别渐变刺激呈现倒U型模式——中性面容（40-60%）引发最长RT（p<0.01）。吸引力评分则显示，高模糊图像评分降低，但中等性别模糊面容意外获更高评分，暗示"中庸效应"。

ERP结果

N170（160-210ms）振幅随模糊程度线性下降（F=24.684, η_p²=0.451），男性参与者尤为显著（交互作用p<0.01），证实其反映早期结构编码受损。EPN（260-280ms）则呈现独特模式：虽受模糊影响（振幅：Blur0>Blur12, p<0.05），但对性别渐变不敏感，支持其"双通道加工"假说。LPP（400-600ms）在明确性别（未模糊/100%男性/0%女性）条件下振幅最大（F=7.26, η_p²=0.195），表明晚期语义评估受解释难易度调控。

时间频率结果

中央区(Cz)在200ms附近出现40-55Hzγ活动差异（Blur0>Blur12），与特征提取阶段对应；600-700ms的50Hz活动则反映信息保持。右后部(P8)在160-210ms的20-40Hz（β-低γ）活动，可能参与早期特征分类。这些发现补充了ERP结果，揭示知觉清晰度调控不同频段的神经振荡。

该研究首次系统分离了知觉模糊与性别模糊的神经表征差异。理论层面，验证了Bruce-Young面孔加工模型的层级假说：N170代表结构编码，EPN体现注意"标记"机制，LPP关联语义重解释。方法论上，时频分析捕捉到ERP平均丢失的诱发/诱导活动，如特征绑定的γ振荡。实际应用中，结果为虚拟形象设计、跨文化面部认知研究提供神经依据。局限包括样本族裔单一（主要亚洲参与者），未来可拓展跨文化比较。这项研究为理解社会认知的神经基础树立了新标杆。