工作记忆负荷与面部表情对事件相关电位(ERP)响应的独立影响：基于大样本单变量分析的神经机制研究

本文通过大样本单变量分析（MUA）技术，创新性地揭示了工作记忆负荷（高/低）与不同效价面部表情（愤怒/快乐/惊讶/中性）对事件相关电位（ERP）的独立影响机制。研究发现P100峰值后，工作记忆负荷持续调节前额-后枕叶脑区激活（136-2000ms），而惊讶表情显著减弱晚正电位（LPP），快乐表情抑制早期成分，愤怒表情则增强特定脑区LPP响应。该研究为认知负荷与情绪加工的神经分离机制提供了电生理证据。

　　

Highlight

本研究采用大样本单变量分析（Mass Univariate Analysis, MUA）技术，系统探讨了工作记忆负荷如何影响大脑对不同效价面部表情（包括情绪模糊的惊讶表情）的事件相关电位（ERP）响应。

ERP effects of working memory loads

研究发现工作记忆负荷的主效应形成一个跨越136-2000ms的显著集群（F_max=41.17，p<0.001），覆盖前额至枕叶的28个电极位点。特别值得注意的是，这种效应在P100成分峰值后显著增强，并持续贯穿N170、P200、EPN和LPP等经典成分时段（图3-5）。高负荷条件下，前额叶区域呈现更强的负向偏转，而后部脑区则表现为正向电位增强，这提示工作记忆任务可能通过前额叶认知控制系统持续调节面部信息的加工资源分配。

ERP effects of surprised facial expressions

在面部表情主效应方面，惊讶表情展现出独特的神经签名：从142ms开始直至1574ms的广泛脑区活动中，惊讶表情相较于愤怒、快乐和中性表情，引发显著减弱的晚正电位（LPP）响应（图3,6）。这种"情绪模糊效应"可能反映大脑对不确定情绪信号的分类困难，导致精细化认知加工（LPP相关）的资源投入减少。

Behavioural effects

行为数据显示，高工作记忆负荷显著降低字母识别准确率（F(1,32)=66.67,p<0.001,η²=0.676）并延长反应时（F(1,32)=351.79,p<0.001,η²=0.917），但面部表情对任务表现无显著影响。这支持了情绪刺激对行为反应的自动触发效应可能受任务需求调节的观点。

Conclusion

通过MUA方法，本研究首次证实工作记忆负荷与面部表情以独立而非交互的方式调节ERP响应：认知负荷主要影响P100峰值后的全脑加工动态，而情绪效价（特别是惊讶表情）则特异性地改变LPP成分的时空特征。这些发现为理解认知-情绪双系统在面孔加工中的并行处理机制提供了新视角。