食物消费内隐反应生理测量方法综述:从自主神经活动到神经影像学证据

《Foods》:Reviewing Physiological Measures of Implicit Consumer Response to Food

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月07日 来源:Foods 6.0

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  本综述阐述了不同生理与神经方法在测量消费者对食物反应方面的贡献,并探讨了这些方法在增进理解食物愉悦与选择背后过程方面的潜力。大量研究(2011年至2026年间发表的132项研究)采用生理性(自主神经系统,ANS)方法,如皮肤电反应(GSR)、心率(HR)、瞳孔

  
本综述阐述了不同生理与神经方法在测量消费者对食物反应方面的贡献,并探讨了这些方法在增进理解食物愉悦与选择背后过程方面的潜力。大量研究(2011年至2026年间发表的132项研究)采用生理性(自主神经系统,ANS)方法,如皮肤电反应(GSR)、心率(HR)、瞳孔大小(PS)和面部表情,以及神经性方法,如脑电图(EEG)和功能性磁共振成像(fMRI),记录了消费者对食物的内隐反应。自主神经系统(ANS)指标(GSR、HR和PS)在嗅闻或进食过程中被激活,且在不同产品间存在差异,这可能反映了ANS在机体对食物作出预期性和警觉性机制中的作用。然而,其与显性喜好之间关系的分析结果因研究(产品、方案、情境)不同而存在差异,表明这些指标提供了与消费者显性报告不同的反应信息。神经性测量显示大脑对食物反应的活性差异,其中fMRI识别出眶额皮层(OFC)和躯体感觉皮层等区域对食物的响应。将自我报告评估、内隐行为、生理反应和神经反应相结合,可能为理解连接感觉知觉、自主神经激活、消费者决策与食物相关愉悦的神经通路提供更深入的见解。

论文主体内容总结

1. 引言

消费者研究传统上依赖自我报告等显性方法,假设个体能够意识到并表达影响其判断的因素。然而,决策可能源于两种认知路径:产生显性反应的有意识分析路径,以及在意识之外运作并产生内隐反应的快速自动路径。这些自动过程可能是食物选择的重要决定因素,即使消费者自身并未察觉。近二十年来,研究者提出了多种评估消费者自动反应指标的方法。心理学视角的方法如内隐联想测验通过测量反应时间来推断消费者未声明的态度、偏好或情感关联。生理测量则假设其能反映机体自发的自动反应,食物研究中常用的生理指标包括面部表情和自主神经系统(ANS)指标,如瞳孔大小(PS)、心率(HR)和皮肤电反应(GSR)。此外,脑电图(EEG)和功能性磁共振成像(fMRI)等脑激活测量也被用于探究喜好、欲求、奖赏加工、期望和食物选择背后的神经机制。食物愉悦是多维构念,涵盖消费前的预期过程、消费中的享乐体验和进食后的摄取后效应。消费前的欲望和欲求感驱动食物寻求行为;消费中的愉悦主要表达为喜好,即对味道、香气、外观和质地等感官特性的享乐评价,但喜好也受情境信息、期望、社会影响、文化规范和个体特征影响;消费后的饱腹感、解渴、舒适感等感觉通过学习机制影响未来食物偏好。食物欲望被视为有意识的动机状态,但欲求被认为通过无意识过程运行,可由外部食物线索、饥饿等生理需求或习得联想触发。自动思维还可通过基于先前经验的心理捷径促进快速决策。因此,食物偏好和选择产生于有意识评估与无意识情感、认知和生理过程的交互。近年来,越来越多的研究在不同情境下采用内隐方法评估食物,许多研究同时记录显性反应以寻找情绪反应或喜好的预测因子。本综述旨在考察不同生理和神经方法对测量消费者食物反应的贡献,并探讨其对理解食物愉悦和选择背后过程的潜在价值。

2. 食物反应涉及的神经系统通路

食物刺激首先激活感觉器官中的特化受体,将物理或化学刺激转换为电信号。感觉信号通过传入神经元传递至丘脑,丘脑作为中继和分配中心将信息传递至特定感觉皮层区域,包括味觉皮层、躯体感觉皮层、听觉皮层和视觉皮层,信号的整合最终实现感觉知觉。嗅觉信号则绕过丘脑直接传递至嗅球和嗅皮层。同时,部分食物刺激激活皮层和皮层下区域的享乐回路,多巴胺在此过程中发挥关键作用。多巴胺产生于腹侧被盖区(VTA),主要释放至伏隔核(NAc),伏隔核通过γ-氨基丁酸(GABA)投射与VTA建立NAc-VTA回路。回路激活后,伏隔核向腹侧苍白球发送GABA投射,该区域是大脑享乐系统的另一个主要热点。VTA还向杏仁核和前额叶皮层区域(包括眶额皮层,OFC)发送多巴胺投射,这些区域通过谷氨酸投射与伏隔核相互连接,可放大愉悦感。感觉知觉和愉悦两条通路均与下丘脑、海马体和杏仁核等结构相连,触发外周神经系统反应。外周神经系统通过传出神经元将中枢神经系统反应连接至肢体和器官,分为负责骨骼肌随意控制的躯体神经系统和调节维持体内稳态的非随意生理过程的自主神经系统(ANS)。ANS主要由交感神经系统和副交感神经系统两个分支组成,其反应包括心率、出汗、瞳孔大小和消化活动的变化。头期反应是典型示例,食物相关感觉线索触发副交感激活,为消化准备胃肠道系统。

3. 消费者食物反应的生理测量

3.1 皮肤电反应

皮肤电反应(GSR),又称皮肤电活动,是皮肤电活动的测量指标。交感神经系统增加汗腺活动和汗液分泌,提高皮肤电导率。GSR信号包含紧张性水平和相位性反应两个主要成分,研究者主要关注通过皮肤电导反应测量的相位性反应变化。观察食物图像时,多数研究显示GSR反应较低且不同食物图像间无显著差异,仅广告、包装、不同产品或视频等包含更多动态视觉元素的刺激能激活更强GSR反应。嗅闻和品尝过程中,GSR在不同产品间是否显著变化取决于研究和产品类型。部分研究在果汁、啤酒、食物气味、咖啡因或蔗糖溶液、口香糖和不同食物类别间发现显著差异,而其他研究在果汁、饮料、巧克力布丁和早餐饮品中未检测到显著差异。在发现显著差异的研究中,GSR与自我报告喜好间的关系存在矛盾结果:部分研究发现负相关,部分研究发现正相关,还有研究未发现显著关系。GSR强度变化可能与喜好以外的因素有关,如熟悉度或感官感觉强度。多项研究表明,高食物新恐惧症或低产品熟悉度的个体GSR显著更高,儿童对不喜爱食物表现出更高GSR反应,研究者认为这与熟悉度有关。然而也有研究发现品牌产品比无品牌产品引发更高GSR水平,这可能因所用产品本身已知令人愉悦。

3.2 心率

心率(HR)是心脏活动的生理指标,其变化由ANS介导,以每分钟心跳次数(bpm)表示。感觉和消费者研究中常用光电容积描记法(PPG)监测心脏活动,此外外周血容量和心率变异性等参数也可用于记录心脏活动。观察食物产品或图像时,HR较低且产品间差异小。嗅闻和品尝过程中,HR是否显著变化取决于研究。部分研究在味觉溶液、巧克力布丁、酸奶、口香糖、不同食物类别、炒制产品和碳酸饮料中发现HR差异,而其他研究在蔬果汁、啤酒、巧克力和不同食物类别中未发现显著差异。有趣的是,HR变化主要与产品质地相关。研究发现HR与口香糖硬度、酸奶坚实度正相关,质地更硬的产品在食用时需要更多咀嚼努力,导致HR升高。口腔能力较差的老年参与者因进食任务需要额外努力而表现出更高HR。居家环境进食比感官实验室的HR更高,研究者认为这与居家时更用力的咀嚼有关。HR与喜好之间的关系在多数研究中未发现显著相关或仅弱相关,少数研究发现负相关或正相关,但正相关可能与产品硬度差异混淆。关于HR与熟悉度或新恐惧症的关系,研究结果不一致。

3.3 瞳孔大小

瞳孔测量法用于测量瞳孔大小(PS)变化,PS由ANS调节,反映交感与副交感活动的动态平衡。食物科学中常用红外眼动追踪系统评估瞳孔反应。研究发现不同气味间PS存在显著差异,且气味强度与PS正相关,表明嗅觉刺激可能增加交感系统激活。不同食物图像类型间也发现PS差异,包括网店图像、不同颜色化妆品包装、不同标志酸奶包装、不同吸引力图像、不同格式和信息的视频以及愉悦和不愉悦图像。PS与喜好或渴望的关系在不同研究中结果不一:部分研究发现正相关,部分研究发现无相关,还有研究发现PS对愉悦和不愉悦图像均有反应。需注意图像亮度可显著影响PS反应。PS还受个体特征影响:肥胖个体对听觉食物相关词汇的PS反应显著小于正常体重个体;高BMI参与者对高热量甜味图像的PS反应大于高热量咸味图像,而低BMI参与者无此差异。对熟悉产品的PS反应大于不熟悉产品,表明先前暴露和产品知识可能调节注意和情绪加工。饥饿状态下,高吸引力食物图像引发更大PS反应。家庭限制糖果消费的儿童对糖果图像的PS反应高于允许消费的儿童,表明食物相关动机和先前饮食经验可塑造对食物线索的瞳孔反应。

4. 消费者对食物的面部表情测量

面部表情可分为随意和非随意的运动反应。多数当前方法基于面部动作编码系统,根据个体肌肉运动(动作单元)分类表情。编码可由训练有素的分析师手动完成,但近年来基于视频的自动编码系统(如FaceReader?或Affectiva?)大幅减少了分析时间。肌电图(EMG)通过皮肤表面电极测量面部肌肉电活动。嗅闻食物气味时,不愉悦鱼腥味比橙子气味引发更少中性表情和更多厌恶及愤怒表情;愉悦气味与更少消极表情相关。观察食物图像时,不喜爱食物引发更多悲伤、厌恶和愤怒表情。然而,多项研究在鱼汉堡包装、不同食物类别和早餐视频中未发现面部表情显著差异。食物刺激引发的面部反应强度通常较低,产品间差异小,可能因食物引发的面部表情不如恐惧或喜悦等其他刺激强烈,且面部反应可能受社会掩饰影响。进食过程中测量面部表情面临挑战,需区分咀嚼肌肉运动和情绪表达肌肉运动。研究结果缺乏一致趋势:不同研究在不同产品中发现不同表情的显著差异,也有研究未发现显著差异。面部表情与自我报告情绪间无直接强关系证据,与喜好间也大多无关系,仅少数研究发现喜好与消极表情间存在弱相关。面部表情与熟悉度间无直接清晰关系,仅厌恶和惊讶与熟悉度弱相关。

5. 消费者食物反应的神经测量

5.1 脑电图

脑电图(EEG)通过放置在头皮表面的电极记录大脑电活动,电极数量通常为10–20个,按国际命名系统定位。脑活动振荡信号可用频率、功率和相位三个特征描述,频率范围1至80 Hz,分为delta(0.5–4 Hz)、theta(4–8 Hz)、alpha(8–13 Hz)、beta(13–30 Hz)和gamma(>32 Hz)五个频带。多数研究表明食物评估任务中大脑反应被激活,alpha和beta似乎是反映食物刺激脑反应最具区分力的频带。咀嚼口香糖时,额叶和颞叶区域的alpha显著高于静息状态,beta在咀嚼时也显著升高。热饮比冷饮引发更高delta和theta波,可能与放松和平静相关。不同味质评估中,alpha波在枕叶、左右顶叶区域较高,且alpha活动可区分不同鲜味化合物。甜味剂比较中,赤藓糖醇使alpha显著增加而蔗糖使其降低。气味评估中,嗅闻茶比水显著增加额叶和枕叶的alpha和beta活动,巧克力和薄荷气味使theta活动降低,可能与放松相关。食物图像观察中,不喜爱食物比喜爱食物引发更高beta,舒适或放纵食物比日常食物引发更高alpha,外国食物比本地食物alpha更高。食物可接受性反映在大脑半球不对称性中:左半球EEG功率增加表明趋向接受的动机倾向,右半球激活增加表明拒绝。食物新恐惧症消费者的晚期正电位(LPP)振幅更高,肥胖组对高热量食物在中枢区域的beta高于正常体重组。

5.2 功能性磁共振成像

功能性磁共振成像(fMRI)基于血氧水平依赖(BOLD)效应实时研究不同脑区活动。脑区激活时神经元需更多氧气,该区域血流增加,改变氧合与脱氧血红蛋白比例,被fMRI检测为BOLD信号。综述52项神经影像研究发现,食物评估过程中眶额皮层(OFC)、杏仁核、脑岛和扣带皮层持续激活。OFC被认为最可能与食物愉悦感相关:高脂食物比低脂食物引发更强OFC激活,观看食物图像比非食物图像OFC活动更高,右侧尾外侧OFC对愉悦味觉有特异性反应。其他与食物愉悦感相关的脑区包括扣带皮层、背侧纹状体和背内侧丘脑。食物愉悦感的神经反应还取决于消费者代谢状态:正常热量状态下,愉悦食物图像引发下丘脑、海马体等区域更大激活,而过度喂养状态下此效应减弱。令人厌恶或恶心的食物刺激增加脑岛和杏仁核激活。不熟悉食物比熟悉食物在顶叶区域和脑岛有显著激活,但标注产品名称后前额叶区域激活增加。消费者对奶酪的可接受性影响其消费时的神经反应:反感奶酪组在消费时苍白球、VTA和黑质激活高于喜好奶酪组。

6. 见解与未来方向

综述表明,消费者ANS反应在食物刺激下被激活,部分研究中也能够区分不同食品。然而,所有ANS参数(GSR、HR和PS)与显性喜好之间的关系因研究而异,表明它们提供与显性报告不同的消费者反应信息。ANS参数数据的解释仍具挑战性。预期性或警觉性反应是自动反应,ANS因其在维持体内稳态中的作用可能反映这些反应。头期反应包括对食物线索的ANS激活,反映机体对即将摄入营养素的消化和代谢系统的直接预期准备。HR反应可能不仅反映口腔运动努力,还反映ANS预期机制的激活。GSR和PS对高强度的特定嗅觉或味觉受体刺激有反应,GSR受不熟悉度影响,高食物新恐惧症或低熟悉度个体GSR更高。脑岛和杏仁核等ANS反应通路相关脑区在食物新恐惧症中持续激活。未来研究应聚焦于厘清这些反应主要反映生理准备、稳态调节、警觉机制还是其他自动认知过程。将ANS记录与其他内隐测量(如内隐联想测验)结合可能有助于辨别与ANS反应相关的认知过程。将ANS测量与神经影像技术结合可能更好地理解自主激活背后的神经机制。fMRI已识别参与感觉知觉的脑区(躯体感觉皮层、小脑、脑桥、中脑岛皮层和杏仁核)以及与愉悦感相关的区域(OFC和边缘系统)。研究间的差异可能由多种方法学因素解释:样本量小(通常低于40)、食物样本数量有限(通常2–4个)、多种因素同时作用以及研究设计和测量方案差异。内隐技术存在方法学局限:ANS测量对参与者运动高度敏感,PS受图像亮度等外部因素影响;EEG易受眨眼、咀嚼和身体运动伪迹干扰,需要复杂信号处理,空间分辨率较低;神经影像技术成本高、测试环境人为且与正常进食情境差异大、评估固体食物存在实际困难。未来研究应采用更多参与者、更广泛食品和更生态有效的实验设置。

7. 结论

内隐方法(包括生理和神经测量)提供的信息具有价值,因为它们不同于显性消费者反应,但同时也难以解释。自主神经指标(GSR、HR和PS)主要对感官刺激的类型、强度和新颖性作出反应,可能反映ANS在食物触发的预期性和警觉性机制中的作用,与喜好无清晰一致的关系。GSR激活主要与味觉强度和熟悉度相关,HR变化主要与质地相关。食物刺激引发的面部表情强度通常较低,产品间差异小,且进食过程中可能因咀嚼或口腔活动而产生较大偏差。神经测量中,EEG提供相对可及的方法研究食物的认知和情感反应,fMRI提供食物知觉和奖赏加工相关脑区的详细信息,尽管成本高且生态效度有限。鉴于其识别食物相关反应背后的神经生理通路和脑网络的能力,fMRI可能是增进理解自主反应神经基础和意义的最有价值方法。内隐方法可提供与消费者自我报告不同的额外信息,更多与个体感受和感觉相关而非食品间差异。
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