面部颜色对面部表情适应过程的贡献：基于自然色与偏红色面孔的适应范式研究

《i-Perception》：The contribution of facial color to facial expression adaptation

　　

已有研究证实，偏红色面部颜色对面部表情的知觉与社会评价具有显著贡献，凸显了面部颜色与所知觉面部表情之间的密切关系。然而，偏红色面部颜色是否影响面部表情的适应过程尚不清楚。本研究采用适应范式考察面部颜色对该过程的贡献。共开展两项实验，实验中使用自然色或偏红色面孔，且面孔颜色在整个过程中保持不变。适应刺激为情绪面孔（即愤怒或愉快表情）或注视十字（对照条件），随后以中性面孔作为目标刺激进行友好度评分。实验1使用表情清晰的无滤波面孔作为适应刺激（即面部表情信息清晰条件）。实验2使用低空间频率呈现隐藏情绪表情的混合面孔作为适应刺激（即面部表情信息减弱条件）。两项实验均显示，偏红色面部颜色显著提高了目标面孔的友好度评分，该效应在各适应条件间相当，并在混合面孔中面部表情信息减弱时更为明显。同时，以对照条件与情绪面孔条件之间友好度评分差值量化的情绪后效评分未表现岀面部颜色的影响。研究结果表明，面部颜色可能影响面部表情适应过程中的面部印象，其贡献在该过程中呈加性但相对独立。

研究背景与问题

面部颜色与所知觉面部表情之间的密切关系已成为重要研究主题，既往研究探讨了偏红色与愉快等正性表情及愤怒等负性表情知觉之间的复杂关系，证实面部颜色对面部表情的知觉和社会评价具有显著贡献：偏红色面部颜色引起选择性注意及认知与知觉过程的偏向，可能有助于人们更容易、更准确地识别面部表情；偏红面孔亦引发更强、更强烈的社会评价。然而，面部颜色是否影响面部表情的适应过程仍不清楚。

适应过程指视觉系统对特定刺激作出调整后，暴露于新刺激时产生被称为后效（aftereffects）的视错觉现象。研究人员采用适应范式，以愉快或愤怒表情面孔为适应刺激，随后要求被试对中性表情目标面孔的友好度（friendliness）进行评分；友好度评分被用于许多需要细微社会判断的既往研究，并在形成可信度印象中起重要作用，直接影响社会情境中的趋近倾向。在面部适应综述中，Webster and MacLeod（2011）指出，对特定情绪表情面孔的适应会重新归一化面孔空间，使中性表情面孔的常模向适应面孔偏移；据此，适应愤怒面孔后对愤怒敏感的神经机制反应性降低，中性面孔的知觉常模发生偏移，原中性面孔不再被知觉为中性而偏向相反表情，表现为"反愤怒"甚至略愉快；适应愉快面孔后常模向愉快偏移，原中性面孔显得"反愉快"甚至略愤怒。既往研究已表明面部表情适应引起情绪后效，并阐明了面部特征、面部构型、面孔数量和空间频率等因素对该过程的贡献，但面部颜色的贡献尚未被探讨。

此外，基于偏红色在表情知觉中引入的偏向，偏红肤色下的面部表情适应可能并不以与自然肤色相同的机制运作。本研究中适应面孔与目标面孔被设计为共享相同颜色以考察面部颜色间差异；但长时间暴露于红色已知会诱发颜色适应（chromatic adaptation），使随后刺激的外观向绿色偏移。因此，暴露于偏红适应面孔预期会通过绿色后像降低目标面孔的知觉红度；为确保足够强且稳定的适应信号，适应面孔的红度被提高至极端但真实的水平，以补偿目标面孔预期被减弱的知觉红度，而非消除颜色后效。另一方面，Liao et al.（2022）报告，在被试对彩色圆环情感意义的评价中，绿色与正性效价相关联；据此，尽管适应偏红面孔可能通过颜色适应降低随后面孔的知觉红度，但无论适应面孔的面部表情如何，都可能提高目标面孔的友好度评分。Thorstenson and Pazda（2021）证实面部颜色与面部表情之间存在交互作用，体现为友好度评分等社会评价的增强；虽然这种交互是否同样发生在面部表情适应过程中尚不清楚，但既有证据提示面部红度可能在各种适应条件下提高中性目标面孔的友好度评分。为进一步考察这一潜在颜色效应，研究人员在不同表情可见性水平条件下检验了面部颜色对适应过程的贡献。

其他研究强调，当形状线索减少时颜色起突出作用。例如，在一项研究中，观察者依赖颜色信息来解决基于面孔的性别识别中的模糊线索；Yasuda et al.（2007）使用表情间渐变面孔考察颜色如何与面部形状线索交互，结论是颜色与形状传递独立编码的表情信息，当形状线索缺失时颜色信号变得尤为显著。本研究除使用清晰显示表情的原始面部图像外，还计划使用专门设计为"混合面孔"（hybrid faces）的面部刺激，其中面部表情信息部分缺失；降低面部表情的可读性可能有助于揭示面部颜色对适应过程的潜在影响。

既往研究已使用混合面孔考察面部表情信息减弱条件下的表情加工。在这些刺激中，空间频率被操纵，使情绪面孔的低空间频率（low spatial frequency, LSF）成分与中性面孔的高空间频率（high spatial frequency, HSF）成分相结合。有趣的是，尽管这些混合面孔中隐藏的表情被知觉为中性，正性表情面孔仍被判断为比负性表情面孔更友好；这些结果在使用灰度混合面孔的众多研究中被反复证实，并在研究人员既往使用自然色与偏红色混合面孔的研究中得到验证。研究人员亦认为，使用混合面孔比使用表情间渐变面孔或表情微弱的自然面孔更有效，后者依赖LSF和HSF共同传递情绪，使表情更易被注意；相反，混合面孔中的表情仅通过LSF传递，因而更细微、更不显著。

Prete et al.（2018）使用灰度的无滤波面孔和混合面孔考察空间频率对 facial expression adaptation 的贡献。在其适应范式中，对照条件下以注视十字替代情绪面孔作为适应刺激，对照条件与情绪面孔条件之间友好度评分的差值构成情绪后效评分。其结果揭示，即使对混合面孔，面部表情也影响情绪后效评分；值得注意的是，当他们使用统计检验评估这些情绪后效的幅度时，结果揭示其对无滤波面孔显著、对混合面孔不显著。本研究在对照条件中使用注视十字作为适应刺激，以进一步考察情绪后效形成的机制。

综上，本研究开展两项实验，采用适应范式考察偏红色面部颜色对愤怒或愉快面部表情适应过程的贡献。实验1涉及面部表情信息清晰的无滤波面孔，实验2涉及面部表情信息减弱的混合面孔。除描绘面部表情的情绪条件外，还纳入无适应面孔的对照条件。研究人员假设：适应愤怒面孔后，中性目标面孔将被评为更友好，而适应愉快面孔后将被评为较不友好；这些友好度评分差异预期产生愤怒与愉快表情相对基线方向相反的情绪后效。研究人员进一步假设，面部表情适应对无滤波面孔产生可测量的情绪后效，但对混合面孔不产生。重要的是，研究人员旨在考察不同面部颜色对面部表情适应与情绪后效形成的影响，预测在涉及适应面孔的情绪条件下偏红面孔将被知觉为比自然色面孔更友好；此外，该效应可能延伸至对照条件，因为偏红面孔的基线友好度评分可能受整个实验中其他条件评分的影响。研究人员亦预期友好度评分增强的幅度在各适应条件间存在差异，从而导致适应条件与面部颜色之间的交互作用；此外，该交互作用可能潜在地导致偏红与自然色面孔之间情绪后效的差异。最后，研究人员提出，当面部表情信息减弱时（如混合面孔），面部颜色的任何影响都将更为明显。

主要关键技术方法

研究招募30名被试（15女15男，平均年龄22.1±1.2岁）参与实验1与实验2，采用重复测量设计，样本量依据既往研究确定；被试均为丰桥技术科学大学学生。实验1刺激取自ATR Facial Expression Image Database，选取6名个体（3女3男）的愤怒、愉快与中性正面表情图像，共18张自然色无滤波面孔；通过MATLAB将18张自然色面孔在CIELAB颜色空间的a值增加12个单位生成18张偏红面孔。实验2由实验1图像集生成混合面孔：将情绪面孔与中性面孔分别滤波为LSF（≤6 cycles/image）与HSF（≥7 cycles/image）成分，将情绪面孔的LSF成分与同一中性面孔的HSF成分结合，生成含愤怒或愉快表情的混合面孔，并同样将a值增加12个单位生成偏红混合面孔。刺激经SHINE toolbox归一化平均亮度与均方根对比度，以椭圆裁剪去除耳、发际线与颈部等外部特征并采用闭口呈现。程序为：空白屏250 ms、适应刺激5000 ms、空白屏150 ms、目标刺激500 ms、反应屏；被试以五点Likert量表（1：最不友好至5：最友好）对中性目标面孔的友好度评分。适应刺激含24张情绪面孔与12个黑色注视十字，各重复3次，共108试次分3组；整个流程由MATLAB经Psychtoolbox-3控制，两项实验顺序在被试间平衡。

研究结果

实验1：无滤波面孔。该实验考察面部表情信息清晰可见时偏红面部颜色对适应过程的贡献。适应条件主效应显著，F(2, 54)=40.6，p<.001，η_p²=0.601；事后比较显示愤怒条件友好度评分（M=3.26）高于对照条件（M=2.91）与愉快条件（M=2.82）。面部颜色主效应显著，F(1, 27)=4.39，p=.046，η_p²=0.140，表明偏红目标面孔被评为比自然色面孔更友好；适应条件效应量（η_p²=0.601）大于面部颜色效应量（η_p²=0.140），表明表情清晰可辨时面部表情起主导作用。适应条件与面部颜色无显著交互，F(2, 54)=0.872，p=.424，η_p²=0.031，提示二者对友好度评分的影响为加性。情绪后效评分分析显示面部表情主效应显著，F(1, 27)=53.0，p<.001，η_p²=0.663，愤怒表情的情绪后效评分高于愉快表情；面部颜色主效应不显著，F(1, 27)=0.248，p=.623，η_p²=0.009；二者交互不显著，F(1, 27)=1.55，p=.223，η_p²=0.055。单样本t检验（Bonferroni校正）显示，愤怒表情的情绪后效在自然色（t(27)=7.53，p<.001）与偏红色（t(27)=6.67，p<.001）均显著；愉快表情的情绪后效在自然色（t(27)=?0.950，p=.701）与偏红色（t(27)=?1.83，p=.158）均不显著，表明情绪后效的幅度对愤怒表情可测量、对愉快表情不可测量。

实验2：混合面孔。该实验考察面部表情信息减弱时偏红面部颜色对表情适应的贡献。适应条件主效应显著，F(2, 52)=3.19，p=.049，η_p²=0.109；事后比较显示愤怒条件友好度评分（M=3.06）高于愉快条件（M=2.95），t(26)=2.57，p=.049，但对照与愤怒条件、对照与愉快条件间均无显著差异。面部颜色主效应显著，F(1, 26)=6.85，p=.015，η_p²=0.209，表明偏红目标面孔被评为比自然色面孔更友好；此处适应条件效应量（η_p²=0.109）小于面部颜色效应量（η_p²=0.209），表明面部表情可读性降低时面部颜色效应更为明显。适应条件与面部颜色无显著交互，F(2, 52)=0.240，p=.787，η_p²=0.009，提示二者效应为加性。情绪后效评分分析显示面部表情主效应显著，F(1, 26)=6.58，p=.016，η_p²=0.202，愤怒表情的情绪后效评分高于愉快表情；面部颜色主效应不显著，F(1, 26)=0.123，p=.729，η_p²=0.005；二者交互不显著，F(1, 26)=1.55，p=.223，η_p²=0.055。单样本t检验（Bonferroni校正）显示，愤怒表情的情绪后效在自然色（t(26)=0.828，p=.830）与偏红色（t(26)=0.750，p=.920）均不显著；愉快表情亦然，自然色t(26)=?0.978，p=.674，偏红色t(26)=?1.75，p=.185，表明两种表情的情绪后效幅度均不可测量。

讨论与结论

讨论部分指出，通过两项采用适应范式的实验，研究人员发现面部表情与面部颜色对适应过程均有显著效应，且通过空间频率滤波操纵面部表情信息的可读性进一步突出了面部颜色对该过程的贡献。

关于面部表情，两项实验均显示，适应愤怒表情面孔后中性目标面孔被评为更友好，适应愉快表情面孔后被评为较不友好，与关于中性面孔知觉常模偏移的假设一致，且不仅见于表情清晰的无滤波面孔，也见于含部分隐藏表情的混合面孔。对无滤波面孔，愤怒与愉快表情的情绪后效评分相对0方向相反，但仅愤怒适应后的后效达到显著，表明对愤怒面孔的适应产生可测量的中性面孔知觉常模偏移，提示负性表情对友好度知觉的后效可能比正性表情更易测量，这与负性表情比正性表情更易被识别的既往发现一致；此外，采用闭口愉快面孔可能降低知觉强度，导致后效较难测量。对混合面孔，虽然各表情的情绪后效评分相对0均不可单独测量，但愤怒与愉快适应之间存在显著差异，复现了Prete et al.（2018）的结果，支持部分隐藏的面部表情即使在情绪信息较少被意识通达时也能影响社会知觉，这与使用双眼间抑制和掩蔽范式的研究一致，提示情绪后效可在无意识觉知下发生；另一方面，被抑制觉知下的情绪加工被认为依赖皮层下机制，尤其是杏仁核，混合面孔刺激中LSF携带的情绪信息被认为经接受大细胞输入的快速皮层下通路（涉及杏仁核等区域）无意识加工，而HSF携带的中性细节经接受小细胞输入的皮层通路较慢加工；但由于未直接测量被试对隐藏情绪表情的觉知，该解释仍属推测。总体而言，这些发现提示适应过程可能对面部表情的情绪效价与可见性均敏感。

关于面部颜色，两项实验均显示偏红目标面孔被评为比自然色面孔更友好，与假设一致；偏红色调的中性面孔被评为更友好，可能反映红度增加传递血液灌注与生命力信号，与既往发现一致。此外，长时间暴露于偏红面孔可能产生绿色后像，而既往研究提示日本观察者将绿色与正性情感意义相联系，这可能提高了中性面孔的友好度评分。值得注意的是，面部颜色的效应量取决于面部表情的可见性：实验1表情清晰可见时，面部颜色效应量相对较小，约为适应条件效应的四分之一；实验2表情部分隐藏时，面部颜色效应量较大，约为适应条件效应的两倍，提示当表情信息减弱时面部颜色可能更具影响力，与研究假设一致。对两项实验对照条件的分析提示，被试对中性面孔的评分可能受各实验内其他试次适应条件的影响，而非仅由当前呈现目标面孔的属性决定；具体而言，尽管两项实验的对照试次中均未呈现适应面孔，偏红目标面孔在两项实验中仍被评为比自然色面孔更友好，与研究假设一致。此外，跨两种面部颜色，实验2混合面孔的对照条件目标面孔评分略高于实验1无滤波面孔，进一步支持当表情线索较不明显时面部颜色效应更明显，与既往报告面部形状线索缺失时面部颜色效应更强的研究一致。此外，自然色与偏红面孔之间的情绪后效评分未观察到显著差异，提示面部颜色可能不调节情绪后效的幅度。

关于面部表情与面部颜色的交互，两项实验均未发现适应条件与面部颜色对友好度评分的显著交互，提示所预测的交互作用未出现；尽管偏红面孔始终被评为比自然色面孔更友好，该增强幅度在各适应条件间相当，情绪后效评分分析进一步支持面部表情与面部颜色对社会评价的效应是独立且加性的，而非交互的。

局限性方面，使用五点Likert量表测量友好度可能限制对面部颜色细微效应的敏感性，研究人员建议采用7点或9点等更细粒度量表以捕捉粗略量表可能遗漏的判断细微差异；然而，如Peromaa and Olkkonen（2019）所指出的，外显情绪评分可能同时反映知觉机制与更高层语义加工，解释研究结果时应予考虑。此外，应讨论普适性约束：本研究使用日本模特的面部图像，友好度评分由日本被试提供；Safdar et al.（2009）报告，与高加索个体相比，日本个体倾向于以较低强度表现面部表情，尤其是愤怒与愉快，日本模特表情强度较低可能导致诊断性特征（如愤怒的下压眉毛与紧绷嘴部、愉快的上扬嘴角）更易被遮蔽，尤其在混合面孔的LSF滤波下；这种较低显著性可能导致较弱的情绪后效。此外，He et al.（2024）报告，东亚观察者将正性特征与偏红肤色相联系，而高加索观察者将其与偏黄色调相联系，强调面部印象的跨文化差异，这可能导致偏红面孔适应与评价的变异；研究人员提出，若面部刺激为高加索模特并由高加索被试评分，所获数据的程度可能不同。

结论部分译为：在适应范式中，具有中性表情的偏红色目标面孔被评为比自然色面孔更友好。该效应在各适应条件间相当，并在适应面孔的面部表情信息减弱时（如混合面孔）更为明显。尽管面部颜色未显著影响情绪后效评分，研究结果表明面部颜色可独立且加性地影响友好度评分。这些结果突出了面部颜色在面部表情适应过程中作为加性线索塑造所知觉面部印象的作用。