青少年与成人使用不同的面部动作和声音线索表达情绪

《Developmental Science》：Adolescents and Adults Use Different Facial Movements and Vocal Cues to Express Emotions

　　

当前对面部与声音线索如何传递情绪意图的理解建立在成人模式之上，但关于非言语表达的年龄相关差异却知之甚少。青少年与成人是否使用不同的非言语线索表达情绪？该横断面实验室研究揭示了年龄相关差异，体现在早期青少年（10-11岁；N=64）、中期青少年（12-15岁；N=54）和成年初期个体（18-25岁；N=50）如何使用面部动作和声音线索来有意传达情绪。青少年在表达快乐和恐惧时，对原典型表情相关面部动作的使用减少，且在不同情绪间区分性面部动作的差异化程度较低。早期青少年在表达情绪时说话声音更大（尤其在表达快乐时）、语速更慢、谐波性更高，与中期青少年和成年初期个体存在差异。研究结果表明，研究人员对参与情绪表达的面部和声音线索的理解可能无法推广至青少年群体，非言语沟通模式可能在青少年期逐渐发展为成人样形式。

本研究发表在《Developmental Science》（《发展科学》）上，系统探讨了青少年与成年初期个体在非言语情绪表达方面的差异。研究背景源于一个基本问题：当前情绪沟通的理论模型和实证研究主要基于成人样本，假设非言语表达模式具有跨年龄不变性（Brunswik, 1956; Scherer, 2013）。然而，有证据显示儿童和青少年的情绪表情较难被成人准确识别（Most et al., 2008; Morningstar et al., 2018），这提示青少年可能使用与成人不同的非言语线索。若此假设成立，将深刻影响情绪沟通的 taxonomy（分类体系）、社会技能训练项目以及"情绪识别"算法的开发与应用。

该研究存在以下核心问题亟待解决：其一，理论模型如Brunswik的透镜模型及其扩展（Scherer, 2013）虽承认环境因素对编码者（encoder）线索使用的影响，但未明确论述系统性个体差异（包括年龄差异）对编码过程的作用；其二，现有研究多关注儿童期与成人的对比，缺乏对青少年这一关键发展过渡期（尤其10-15岁年龄段）的专门考察；其三，青少年期以情绪体验增强为特征（Allen & Sheeber, 2008; Bailen et al., 2019），这为探究非言语情绪表达向成人样形式的发展变化提供了重要窗口。因此，研究人员开展此项研究以验证非言语情绪表达模式在青少年期持续发展的假设。

研究人员采用横断面实验室设计，招募了三个年龄组的被试：早期青少年（10-11岁，N=64）、中期青少年（12-15岁，N=54）和成年初期个体（18-25岁，N=50）。样本来源于加拿大大当地家庭研究意愿数据库和大学心理学被试库，通过社区广告补充招募。排除标准包括视听觉、神经及语言障碍，以及自闭症谱系障碍诊断（因这类个体在面部和声音情绪表达上与神经典型个体存在差异）。最终样本量超过以95%效力检测小至中等效应量所需的被试数。

研究采用标准内容范式（standard content paradigm, Davitz, 1964）这一金标准方法，要求被试以两种中性语句（"They're here"、"Let's talk about it"）分别表达中性状态及四种目标情绪（愤怒、恐惧、快乐、悲伤），通过面部表情和声调进行多模态呈现。情境 vignette（小 vignette）辅助情绪诱发，且针对青少年组进行了情境适宜性调整。该范式严格控制了语言内容的变异，以 isolate（隔离）年龄相关差异。录制设备包括Canon 90D摄像机（60帧/秒，1080p分辨率）和Sennheiser MKH416枪式麦克风。

面部动作单元（FAUs）通过Affectiva的AFFDEX 2.0算法（嵌套于iMotions软件）进行自动化提取，该算法基于面部动作编码系统（FACS; Ekman & Friesen, 1978b），测量20个与情绪表达相关的FAU激活概率（0-100范围）。为控制个体面部结构差异，数据以中性表达为基线进行标准化。声音线索通过Praat软件提取，包括时长（用于计算 speech rate，即语速）、基频均值（F0，感知为 pitch，音高）、强度均值（intensity，音量）和谐波性（harmonicity，声音清晰度）。为控制声道发育和性别的差异， pitch 和 intensity 数据以中性表达为基线进行标准化。

统计分析采用线性混合效应模型（linear mixed-effects models），以年龄组、目标情绪及其交互作用为固定效应，目标句和性别为协变量，被试为随机截距。采用似然比检验评估效应显著性，并使用Benjamini-Hochberg false discovery rate（错误发现率）程序进行多重比较校正。

研究结果显示，面部表情方面存在显著的年龄组与情绪的交互作用。

面部动作的年龄相关差异首先体现在原典型表情相关的面部动作上。对于快乐情绪，颧大肌提升（Cheek Raiser, AU6）和口角提升（Lip Corner Puller, AU12）的激活随年龄增长而增加，早期和中期青少年显著低于成年初期个体。对于恐惧情绪，眉毛外侧提升（Outer Brow Raiser, AU2）和下颚下落（Jaw Drop, AU26）的激活也呈现类似的年龄递增模式，两个青少年组均显著低于成年初期个体。这些发现表明，特定情绪相关的面部动作单元激活可能在青少年期及之后持续成熟。

其次，年龄差异体现在面部动作的分化使用上。成年初期个体选择性地将鼻唇沟加深（Nose Wrinkler, AU9）和上唇提升（Upper Lip Raiser, AU10）专用于快乐表达，而青少年组则在不同情绪间无差别地使用这些动作。同样，上睑提肌（Upper Lid Raiser, AU5）的选择性使用也随年龄增加而更集中于恐惧表达。值得注意的是，早期青少年表现出独特的模式：仅在10-11岁组中，眼睑闭合（Eyes Closure, AU43）在悲伤表达中的使用显著多于其他情绪，这表明早期青少年可能采用不同的面部动作组合来传达特定情绪。

声音线索方面，研究发现早期青少年在多个声学参数上与年长组存在显著差异。

早期青少年的声音谐波性显著高于中期青少年和成年初期个体，表现为更清晰、更尖锐的音质。语速方面，早期青少年显著慢于另外两个年龄组。在声音强度上，存在年龄组 – 情绪交互作用：早期青少年在表达快乐时比中性状态使用了更大的声音强度，且显著强于成年初期个体（边缘性地强于中期青少年）。基频均值方面存在边缘性的年龄组主效应（p=0.06），成年初期个体倾向于比中期青少年更多地使用 pitch 区分情绪表达与中性状态。这些结果表明，声音情绪表达的年龄相关变化可能主要发生在早期到中期青少年阶段，之后基本达到成人样水平。

研究讨论部分，研究人员首先从理论层面阐释了发现的意义。

关于面部表情的年龄差异，研究指出快乐与恐惧的原典型面部动作激活不足可能与青少年期社交经验积累、社会期望的学习内化有关，也可能受到青少年期 heightened self-consciousness（高度自我意识）的影响，导致其表情更为收敛。面部动作分化使用能力的成熟，可能反映了情绪概念和语义理解的精细化发展（Nook & Somerville, 2019），以及符合社会显示规则的灵活调节能力的提升（Cole, 1986; Saarni, 1984）。声音线索的变化模式与既往儿童-成人对比研究一致（Gérard & Clément, 1998; Morningstar et al., 2017），提示声道解剖结构约束和/或不同的行为规范可能是潜在机制。

研究强调了其跨领域启示。在跨代际互动中，青少年的非典型非言语表达可能导致成人对其情绪意图的误读，进而影响亲子关系质量。在临床实践中，基于成人表达模式的主观判断和客观测量工具可能需要年龄特异性调整才能有效应用于青少年群体。在情绪知觉/识别研究中，使用单一成人表达刺激的范式可能因忽略表达信号的年龄变异性而限制结论的推广性。

研究局限性包括：实验室控制情境与自然情境的差异、样本的人口学同质性（主要为白人、高收入家庭）、以及横断面设计无法排除队列效应或确定发展轨迹。未来研究需纳入纵向设计、更广泛文化背景的样本，以及自然istic（自然主义）情境中的自发表达。

研究结论部分明确指出：青少年有意沟通情绪意图时所使用的面部动作和声音线索模式与成年初期个体并不等同。青少年表现出特定面部动作单元激活水平降低和选择性使用不足，同时在声音上呈现更大声、更慢速、更高谐波性的特征。这些发现挑战了非言语表达信号有意调节的年龄不变性假设，表明青少年可能仍在学习以更符合成人社会文化规范的方式非言语地沟通情绪。承认青少年与成人在情绪传达方式上的差异，对跨代际互动、临床/教育实践以及技术开发具有重要价值。