前庭系统对面孔身份加工的调节:对自我、熟悉他人与陌生面孔的差异性效应

《Biological Psychology》:Vestibular modulation of face identity processing: Differential effects on self, familiar and unfamiliar faces

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年06月14日 来源:Biological Psychology 2.9

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  前庭系统(vestibular system)在高级认知功能中的作用日益受到重视,包括身体自我表征(bodily self-representation)。然而,其参与自我面孔表征的机制尚待探索。在本研究中,研究人员 investigating 了通过电流前庭

  
前庭系统(vestibular system)在高级认知功能中的作用日益受到重视,包括身体自我表征(bodily self-representation)。然而,其参与自我面孔表征的机制尚待探索。在本研究中,研究人员 investigating 了通过电流前庭刺激(Galvanic Vestibular Stimulation, GVS)人为调节前庭系统是否会影响自我及他人面孔的表征。50名健康个体在执行两种面孔识别任务(外显与内隐)的同时接受正弦双极GVS或伪刺激(Sham stimulation)。任务期间呈现属于自我(Self, S)、熟悉他人(Familiar-Others, FO)和陌生他人(Stranger-Others, SO)的面孔图像。参与者根据GVS极性随机分配 Ballroom 至两个组别之一:左阳极/右阴极(L-GVS)或右阳极/左阴极(R-GVS)。在两项任务中均出现了稳健的自我优势效应(Self Advantage, SA),即对自我面孔的反应时(Reaction Times, RTs)快于熟悉他人和陌生他人面孔。有趣的是,仅在任务中观察到身份(Identity)、刺激(Stimulation)和GVS极性(GVS polarity)之间的三向交互作用。具体而言,R-GVS相对于Sham减慢了自我面孔的识别速度。相比之下,L-GVS减慢了陌生他人面孔的识别速度,同时促进了熟悉他人面孔的识别。值得注意的是,在L-GVS条件下,自我面孔的反应时与熟悉他人面孔不再存在差异,有效地将SA转变为更广泛的熟悉性优势(familiarity advantage)。电流前庭刺激以前庭依赖性的方式调节面孔识别和自我-他人区分,为前庭系统参与自我面孔表征和身份加工提供了因果证据。
该研究发表于《Biological Psychology》,旨在探究前庭系统对自我及他人面孔表征的因果性作用机制。研究背景方面,前庭系统传统上被认为主要调节姿势平衡与眼动反射,但近年来越来越多证据表明其参与高级认知功能,特别是身体认知加工。前庭信号的改变可影响躯体感觉(somatosensation)、身体知觉(somatoperception)以及身体表征(somatorepresentation)等多个层面的身体加工。已有研究显示,前庭刺激能够改善神经性厌食症患者的身体表征障碍,也与 depersonalization 和 derealization 等自我加工紊乱相关。然而,前庭系统与面孔表征,特别是自我面孔表征之间的关系几乎未被探索。这一研究空白具有重要的理论意义,因为自我面孔加工存在显著的自我优势效应(Self Advantage, SA),且前庭系统与自我面孔表征的神经基础在额下回、前扣带回、海马、岛叶、颞上回和顶下小叶等区域存在部分重叠。此外,前庭障碍在人群中的患病率约为2.98%,常伴随身体相关加工紊乱,阐明前庭-面孔表征关系可为临床康复策略提供依据。

研究人员开展了包含外显与内隐两种面孔识别任务的实验研究。外显任务要求参与者对呈现的自我、熟悉他人或陌生他人面孔进行身份分类;内隐任务则要求参与者在干扰面孔中搜索目标面孔是否存在。两种任务均在GVS或伪刺激条件下进行。GVS采用1 Hz正弦双极电流,电极置于乳突部位,刺激强度根据个体前庭阈值设定。参与者随机分配至L-GVS或R-GVS组别。

研究结果表明,在两项任务中均存在稳健的自我优势效应,即自我面孔的反应时显著快于熟悉他人和陌生他人面孔。在外显任务中,研究者发现了显著的GVS极性×刺激×身份三向交互作用。具体而言,R-GVS条件下自我面孔的反应时显著慢于伪刺激条件,表明右前庭输入的扰乱选择性干扰了自我面孔加工;但值得注意的是,R-GVS并未消除自我优势效应,自我面孔的反应时仍快于其他两类面孔。在L-GVS条件下,熟悉他人面孔的反应时显著加快,而陌生他人面孔显著减慢,自我面孔与熟悉他人面孔的反应时差异消失,自我优势效应转变为更广泛的熟悉性优势。此外,L-GVS组在陌生他人条件下的反应标准(criterion c)在主动刺激时相较于伪刺激更为宽松。在内隐任务中,尽管存在自我优势效应,但GVS未对各类面孔的加工产生显著调节作用。

信号检测理论分析显示,外显任务中存在以自我面孔为优势的分辨能力(d′),但L-GVS和R-GVS均未显著改变各类面孔的分辨敏感性。这说明前庭刺激主要影响反应速度而非分辨能力,可能与任务难度较低导致的 ceiling effect 有关。

讨论部分,研究者从多感觉整合角度对结果进行了解释。R-GVS干扰自我面孔加工的现象支持了自我面孔表征网络的双侧性及其与前庭系统的关联。自我面孔表征不同于熟悉和陌生面孔的视觉主导表征,其建立依赖于多感觉整合过程。前庭刺激可能通过干扰颞顶联合区(Temporo-Parietal Junction, TPJ)和岛叶等整合区域的活动,影响了访问自我面孔表征所需的多感觉整合过程,从而延长反应时间而非破坏表征本身。L-GVS对熟悉和陌生面孔的差异化效应则可能与右半球在他人面孔表征中的主导作用有关,右前庭输入的扰乱可能通过影响右半球关联皮层活动,改变了熟悉性与陌生性面孔加工之间的平衡。

外显与内隐任务结果分离的现象,可能与两种任务依赖不同的神经网络和认知策略有关。外显任务主要依赖知觉加工,而内隐任务更依赖注意机制;前庭扰乱对注意加工的影响可能掩盖了内隐任务中潜在的面孔识别调节效应。

研究结论:本研究调查了前庭系统对健康个体自我面孔和他人面孔表征的贡献。研究发现GVS确实可以影响面孔表征。具体而言,在R-GVS期间,参与者识别自己面孔的速度显著慢于伪刺激条件,支持了存在可被前庭刺激扰乱的双侧自我面孔表征网络。另一方面,L-GVS增强了参与者对熟悉面孔的识别,同时减慢了对陌生面孔的识别。这一结果表明,熟悉和陌生面孔主要在右半球表征,前庭刺激可干扰这些表征的提取。这些发现共同支持了面孔表征系统的多感觉本质,并首次凸显了前庭系统在不同身份面孔表征中的作用。

技术方法概述:研究招募50名健康成人(最终纳入分析者46-49名),采用G*Power进行先验样本量计算。刺激材料为每位参与者采集的13张自我面孔图像,并与一名熟悉他人和一名陌生他人的图像匹配。外显任务采用PsychoPy呈现,要求参与者对正立或倒立的面孔进行身份按键反应;内隐任务采用MATLAB呈现,要求参与者在干扰项中搜索目标面孔。GVS使用Soterix Medical刺激器,通过置于乳突的碳橡胶电极传递1 Hz正弦双相电流,刺激强度依据个体主观前庭阈值设定。数据分析采用混合效应模型方差分析和信号检测理论指标,并使用广义线性模型控制混淆变量。
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