《Brain Sciences》：Visual Attention to Emotional Faces in Children: An Eye-Tracking Study of Social Visual Attention
编辑推荐：
目标：对情绪面孔的视觉注意为研究发展过程中的定向、视觉探索和注意投入提供了一个有用的框架。本研究旨在描述神经典型儿童视觉注意的视觉空间组织特征，并检验该模式如何受到社会和情绪因素的调节。20名儿童（8-12岁）参与了一项情绪面部表情的被动观看范式，同时使用眼动
目标：对情绪面孔的视觉注意为研究发展过程中的定向、视觉探索和注意投入提供了一个有用的框架。本研究旨在描述神经典型儿童视觉注意的视觉空间组织特征，并检验该模式如何受到社会和情绪因素的调节。20名儿童（8-12岁）参与了一项情绪面部表情的被动观看范式，同时使用眼动追踪仪（120赫兹）记录其眼动。方法：研究人员分析了基于兴趣区（眼睛、嘴巴、鼻子、面部整体以及非社会区域）的眼动指标，包括首次注视时间、注视次数和总注视时长，以及作为视觉扫描全局指标的总眼跳次数。结果：结果表明，存在具有统计学意义的兴趣区依赖性交互作用，涉及情绪表情、观察者性别、刺激性别和刺激种族/民族，揭示了视觉注意的区域特异性调制。一致地，研究人员观察到对眼部区域的优先处理，特别是对于愤怒表情，这与更高的注视重复率和持续时间相关，而高兴和惊讶表情则与对嘴巴区域的注意分配增加相关。与观察者性别和刺激特征相关的差异反映了区域特异性的调制。相比之下，全局眼跳动力学在不同实验条件下保持相对稳定，并且未显示出观察者性别、刺激性别、种族/民族或情绪表情的显著影响。结论：综上所述，这些发现表明，儿童期对情绪面孔的视觉注意遵循一种相对稳定的空间组织，其特征是优先处理眼部区域，以及与情绪表情和刺激特征相关的区域特异性调制。
**研究背景与问题**
对情绪面孔的社会性注意是人类社会认知的核心组成部分，支持情感状态识别、意图推断和人际行为调节等过程。尽管该领域已取得进展，但儿童在面孔加工过程中视觉注意的组织方式，特别是其如何受性别和种族/民族调制，仍未得到充分描述。这一空白至关重要，因为注视分配模式反映了对人类刺激进行解释所必需的基本感知和社会机制。在典型发展过程中，视觉社会认知源于神经生物成熟与社会经验的相互作用。从生命最初几个月起，儿童就表现出对面孔的优先定向和对情绪线索的敏感性，这些过程在整个童年期逐渐精细化。然而，对于神经典型儿童视觉注意的视觉空间组织特征，以及社会因素（如刺激性别、种族/民族）和情绪效价如何共同调制这种模式，仍缺乏系统的表征。特别是在巴西等具有高度种族多样性的社会文化背景下，这一研究尤为必要。
**研究目的与方法概述**
本研究旨在描述8至12岁儿童在情绪面部表情兴趣区上的视觉注意视觉空间行为，并调查在情绪分类过程中注意如何在全脸和信息性面部区域之间分配。作为次要目标，研究考察了面部刺激的社会特征（性别和种族/民族）以及与不同情绪效价的交互作用的调制效应。研究人员采用了结合神经心理学评估和眼动追踪测量的混合设计。研究招募了20名神经典型儿童（12名男孩，8名女孩），年龄8-12岁。样本来自巴西米纳斯吉拉斯州立大学伦理委员会批准的队列。关键的技术方法包括：1. 使用基于速度阈值识别（I-VT）算法的眼动追踪系统（120赫兹采样率）记录被动观看情绪面孔刺激时的眼动；2. 定义多个兴趣区（AOIs），包括眼睛、嘴巴、鼻子、全脸及非社会区域；3. 提取并分析多项眼动指标：首次注视时间（TTFF，反映初始定向）、注视次数（NF，反映视觉探索）、总注视时长（TFD，反映持续注意）以及总眼跳次数（反映全局视觉扫描）；4. 采用线性混合效应模型（LMMs）进行数据分析，以处理数据的层次结构并检验观察者性别、刺激性别、刺激种族/民族、情绪表情和兴趣区之间的交互作用。
**研究结果**
**3.1 社会人口学和神经心理学数据**
在神经心理学评估中，各组在大多数调查领域表现相似。在面孔记忆（MF）子测试中观察到显著的性别差异，女孩组表现更高。然而，受试者工作特征（ROC）曲线分析表明该指标在个体水平上的判别性能较差，表明男孩和女孩的分数分布存在大量重叠。在情感识别（AR）、心理理论（ToM）和社会反应量表第二版（SRS-2）得分上，未观察到显著的组间差异。
**3.2 眼动**
**3.2.1 定向视觉注意**
线性混合效应分析揭示了显著的交互作用。情绪表情与兴趣区（AOI）的交互作用表明，早期注意定向主要由情绪表情和特定面部区域之间的相互作用决定。愤怒面孔引发了向眼部区域的最短定向潜伏期，而惊讶和轻蔑表情则与相对较长的潜伏期相关。刺激性别与情绪表情与兴趣区的三向交互作用显著，表明早期注意的空间分配因面部刺激的性别和所显示的情绪表情而异。种族/民族与情绪表情与兴趣区的三向交互作用也显著，表明情绪信息的提取因刺激种族/民族而异。观察者性别的影响有限，未对更高阶的交互作用有显著贡献。
**3.2.2 视觉探索与眼动动力学**
**注视次数（NF）**
分析显示存在显著的二向交互作用，包括观察者性别×兴趣区、刺激性别×情绪表情、刺激性别×兴趣区、种族/民族×兴趣区以及情绪表情×兴趣区。观察者性别×兴趣区的交互作用表明，注视分配在不同面部区域因参与者性别而异。刺激性别也调制了视觉探索。情绪表情显著影响了跨兴趣区的注视分布。在所有情绪表情中，全脸兴趣区始终获得最高的注视次数，其次是眼部区域。愤怒面孔引发了对眼睛最多的注视次数，而高兴和悲伤面孔引发的眼部注视次数相对较少。在嘴巴兴趣区，惊讶、高兴和厌恶产生了相对较高的注视次数，而愤怒则引发了最低值。
**总注视时长（TFD）**
总注视时长随兴趣区依赖性效应而变化。观察到观察者性别×兴趣区、刺激性别×兴趣区、种族/民族×兴趣区、情绪表情×兴趣区以及刺激性别×情绪表情×兴趣区的显著交互作用。女性参与者在社会信息性面部区域（包括眼睛、嘴巴、鼻子和全脸）表现出更长的注视时长，而男性参与者则将更多观看时间用于非社会区域。刺激性别也调制了持续的视觉投入。情绪表情是跨面部区域注视时长的主要决定因素。在眼部区域，愤怒表情引发了最长的注视时长。相比之下，嘴巴区域的情绪调制呈现相反的模式，高兴、厌恶、中性和轻蔑表情引发的注视时长大于愤怒表情。刺激性别×情绪表情×兴趣区的显著交互作用表明，情绪表情对注视时长的影响因所观看面孔的性别而异。
**注意投入与视觉探索**
注视次数和总注视时长揭示了基本一致的视觉注意分配模式。在所有条件下，全脸和眼部兴趣区始终获得最高的注视次数和最长的注视时长。视觉注意主要受兴趣区依赖性效应调制。情绪表情是跨面部区域注视分布的主要决定因素。总注视时长揭示了情绪效应更复杂的组织，特别是其对刺激性别与情绪表情交互作用的敏感性。
**3.2.3 视觉加工动力学**
动态视觉加工由每个面部刺激呈现期间产生的总眼跳次数索引。混合效应分析未发现涉及观察者性别、刺激性别、种族/民族或情绪表情的显著交互作用，表明全局视觉扫描行为在不同实验条件下保持稳定。
**讨论与结论**
本研究的发现表明，8至12岁神经典型儿童对情绪面孔的视觉注意遵循一种相对稳定的空间模式，其特征是优先将注意分配给社会信息性面部区域，特别是眼睛。这一模式与先前将眼部区域确定为社会和情绪信息主要来源的眼动追踪证据一致。眼动指标（首次注视时间、注视次数和总注视时长）的综合分析表明，这些指标反映了支撑视觉社会注意过程的互补成分。情绪表情是与视觉注意分布变化最一致的变量之一。愤怒表情与眼部区域更高的重复率和更长的注视时长相关，而高兴和惊讶等情绪则表现出对嘴巴区域注意分配的增加。与观察者性别相关的差异体现在视觉探索模式中，尽管在明确的神经心理学测量中未检测到差异。女孩在社会相关面部区域表现出更大的投入，而男孩则表现出对非社会区域更多的探索。刺激种族/民族与跨面部和非面部区域的视觉注意分配的微小变化相关。这些效应幅度有限，可能反映了所呈现刺激的特征。尽管注视次数和总注视时长表现出高度一致的空间模式，但总注视时长揭示了情绪效应更复杂的组织。特别是，仅针对总注视时长观察到的显著刺激性别×情绪表情×兴趣区交互作用表明，持续的注意投入可能比注视频率对情绪内容和刺激特征之间的微妙交互作用更敏感。与基于注视的指标相比，总眼跳次数在不同实验条件下保持显著稳定。
**结论**：综上所述，这些发现表明，儿童期对情绪面孔的视觉注意遵循一种相对稳定的空间组织，其特征是优先处理社会信息性面部区域（特别是眼睛），以及与情绪表情和刺激特征相关的区域特异性调制。首次注视时间、注视次数和总注视时长等多种眼动指标的结合，提供了对社会注意互补成分的全面表征，揭示了情绪效应主要通过跨面部子区域的注意空间分配变化来表达，而非通过视觉投入的普遍增加。此外，总注视时长对情绪表情与刺激性别交互作用的更高敏感性，凸显了在研究社会注意时结合多种眼动指标的重要性。总体而言，这些发现提供了关于巴西儿童对情绪面孔视觉注意模式的规范性证据，并可能有助于未来对典型和非典型发展过程中社会注意的研究。
