嬰兒面孔偏好理論模型述評

摘要 在嬰兒早期的視覺經驗中，面孔是最特殊的一類刺激，小嬰兒從出生開始就喜歡看面孔，這種現象稱為面孔偏好。面孔偏好的發展反映了嬰兒知覺能力的發展規律，具有重要的社會化意義。該文系統介紹了線性系統模型、右腦優勢模型、CONSPEC理論、視覺模塊理論和非特異化識別理論5種最主要的嬰兒面孔偏好理論，并對這些理論的區別和聯系進行了探討。最后，對面孔偏好研究的新趨勢和未來方向進行了評價和展望。

關鍵詞 面孔偏好，面孔識別，嬰兒，知覺。

分類號 B844

1 引言

在嬰兒早期的視覺經驗中，面孔是最有特點的一類刺激。盡管嬰兒早期無論視敏度還是視覺對比敏感性和成人相比都要差得多，但他們已經能夠分辨出面孔和其它刺激的差別。與其它刺激相比，小嬰兒更喜歡注視面孔，研究者將嬰兒的這種分辨、關注面孔的行為稱為“面孔偏好”(Face Preference) [1，2]。

在語言出現之前，通過面孔進行溝通是嬰兒與撫養者早期交流的重要方式之一。因此，在過去的幾十年中，發展心理學家們對這種行為表現出了濃厚的興趣。早在上個世紀60年代，研究者們就對嬰兒的面孔偏好進行了研究。在30多年的研究中，研究者對以下兩個問題取得了基本一致的看法：（1）出生幾小時甚至幾分鐘的嬰兒就能夠表現出面孔偏好[3]；（2）面孔偏好在嬰兒1歲以內，隨著年齡的增加呈現類似“U”型的發展曲線。這種偏好在1個月左右的嬰兒身上“似乎”消失了，或者較難觀察到，而2個月及更大的嬰兒則重新出現這種偏好[1]。×

然而迄今為止，嬰兒面孔偏好研究中還有很多問題尚無一致結論，如嬰兒為什么會偏好面孔？這種偏好主要受遺傳影響還是環境影響？這些問題仍是研究者們爭論的熱點。我國在嬰兒面孔偏好這一領域的研究幾乎是空白，嬰兒面孔偏好的研究對我們來說有著重要的意義，首先，面孔偏好并不是孤立的現象，它反映了嬰兒知覺發展的規律，有研究者認為，面孔偏好和包括語言在內的很多能力的發展軌跡類似[4]，因此，對面孔偏好的研究有助于我們發現和揭示嬰兒認知發展的規律；其次，研究者在一些動物身上也發現了類似的知覺偏好現象，如剛剛出生的小雞會偏好與其同類相似的物體[1]，這說明知覺偏好是一個跨種系存在的普遍現象，是動物和人類在生命早期生存、交流的方式之一，具有重要的社會化意義；第三，面孔偏好的研究結果對我們進行有關嬰兒知覺－注意系統的研究設計有很大幫助，同時這些結果對嬰兒早期教育也可以起到指導作用。

2 嬰兒面孔偏好的主要理論模型

對于嬰兒面孔偏好的產生原因，研究者們提出了很多理論，其中最主要的有以下幾個：

2.1 線性系統模型

Banks及其同事提出的“線性系統模型”（Linear system model，簡稱LSM）理論是一個關于嬰兒視覺偏好的理論。該理論與其它常見理論相比，沒有采用行為研究結果進行推論，而是更接近一個定義嚴格的數學模型。線性系統模型認為由于嬰兒視覺能力有限，特別是他們的視覺對比敏感性較差，所以只有刺激中所呈現的某些圖形信息能夠到達嬰兒中樞神經系統的“決策中心”。Banks等人根據抵達決策中心的這些信息，也就是嬰兒實際上所見到的而不是刺激所呈現的信息，來預測嬰兒的偏好。這種預測的推導是一個復雜的數學過程，但通俗來講，該模型的本質很簡單：“嬰兒的視覺偏好，僅僅受注視高度可視化圖形的傾向所支配”[5]。所謂“高度可視化的圖形”，指的是圖形的邊緣、角度、高對比的區域、大的細節等，這與嬰兒偏好研究所得到的結論基本保持一致。

線性系統模型同時考慮到了刺激和嬰兒視覺系統的特點。因此，該模型認為嬰兒大腦中并不存在面孔偏好中樞，嬰兒偏好面孔只是由于組成面孔的各要素，如臉型、眼睛、鼻子、嘴巴等的物理能量特性，對他們視覺產生的綜合作用恰好可以和其較弱的對比敏感性相匹配，從而能夠被嬰兒觀察到。

盡管LSM可以解釋一些嬰兒視覺研究得到的結果。但該理論并不具備普遍適用性，在Slater的研究中，他使用物理特性匹配的水平線條和豎直線條作為刺激材料給嬰兒呈現，發現嬰兒偏好觀看水平線條圖案。這種現象用LSM無法解釋。為此，Kleiner(1987)對LSM進行了修正并提出了一個順序的兩階段LSM模型。修正后的線性系統模型認為嬰兒視覺系統首先對刺激的物理能量特性進行比較，如果兩個刺激的物理能量特性相同，再比較它們的結構特征。在這種情況下，圖形的結構成為影響視覺偏好的最重要因素[6]。Easterbrook (1999)采用視覺追蹤方法考察了新生兒對內部元素相同，但排列組合有所差別的類面孔圖形與只有輪廓沒有內部元素的“白面孔”圖形的偏好情況，結果發現無論類面孔圖形的內部元素怎樣進行排列組合，嬰兒并不偏好這些圖形中的某一個，而當這些圖形與白面孔相比時，嬰兒偏好前者。這一結果支持線性系統模型的假設。但Easterbrook的研究沒有解釋圖形內部結構是否會影響嬰兒的視覺偏好。

2.2 右腦優勢模型

de Schonen和Mathivet (1990)的研究發現4~9個月大的嬰兒進行面孔識別任務時存在明顯的“左眼視野優勢”，也就是說，當面孔同時在嬰兒的左眼視野和右眼視野中出現時，嬰兒識別左眼視野中的圖形速度更快，由此de Schonen和Mathivet認為右半腦在嬰兒面孔偏好中起到重要的作用。造成這種現象的原因可能有兩個，第一，右半腦比左半腦更適合處理平面圖形信息，因為這些圖形包含的空間信息較少，適合視覺能力有限的1至6個月大的嬰兒觀察。第二，右半腦的發育早于左半腦。隨著嬰兒視覺對比敏感性的增強，面孔經驗使得右半腦的面孔識別機制首先出現。然后，隨著時間發展，左半腦也從這些經驗中受益，位于左半腦的面孔識別機制也逐漸發展起來。這個結論得到了腦成像技術的驗證，近期的腦成像研究發現，在識別面孔時，大腦兩側的梭狀回都得到了激活。

de Schonen的右腦優勢模型推測嬰兒右半腦在處理低頻空間信息，特別是像整體面孔這類圖形時具備優勢（但右半腦在對面孔做精細識別，如識別表情時并無優勢）。該模型還強調在面孔偏好過程中經驗的重要性，右腦優勢模型可以解釋一些有視覺缺陷的嬰兒在識別面孔時出現障礙的情況，因為一般視覺障礙可能阻礙右半腦的信息加工，從而進一步造成面孔偏好困難[7，8]。

2.3 CONSPEC和CONLERN理論

Morton和Johnson(1991)提出的CONSPEC和CONLERN理論是嬰兒面孔偏好中最重要的理論之一，該理論包括CONSPEC和CONLERN兩個不同的機制。CONSPEC從嬰兒出生的一刻即開始發揮作用，該機制“包括有關同類（Conspecifics）視覺特征的結構信息……（同時這些）……信息無需有機體通過特定的刺激經驗而獲得”[1]，也就是說，人類大腦中天生就有包含同類視覺特征的結構信息，其中最主要的就是人類面孔的信息。在嬰兒1個月左右時，CONSPEC的功能迅速弱化，CONLERN機制則開始發展，因此，處于這一交替階段的嬰兒對面孔的偏好表現得并不明顯。到了2個月左右，嬰兒在第二個機制CONLERN的驅動下，重新表現出對面孔的偏好。CONLERN對嬰兒的行為有重要的影響，它作為一個非特異化的機制在大腦皮層水平上發揮作用，在CONSPEC機制讓嬰兒關注同類面孔的基礎上，促進了嬰兒對面孔特征的學習。

這兩個機制中，CONSPEC對CONLERN有引導和指向作用，在嬰兒2個月后的視覺發展過程中，CONLERN機制起到了重要的作用。所以，嬰兒在不同年齡階段表現出的面孔偏好是由不同的內部機制控制的，剛剛出生的嬰兒主要受到內在加工傾向的制約，隨著年齡的增長，原有的內在加工傾向在視覺偏好中的決定作用變小，而經驗、記憶變得比較重要。因此，1個月大的嬰兒注視一張面孔，可能是因為面孔顯示出一系列極其突出的刺激，而4個月的嬰兒注視一張面孔，是因為對面孔本身感興趣[1，9]。

CONSPEC和CONLERN理論到今天已經得到了相當多的實驗驗證，如Valenza等 (1996)給新生兒同時呈現Config和反向Config圖形，發現他們更喜歡看前者[2]。Myowa-Yamakoshi和Tomonaga (2001)讓出生兩周的公長臂猿觀看類面孔圖形和非面孔圖形，發現它們偏好類面孔圖形，這說明人類大腦中天生的CONSPEC是種系進化的結果，在其它類人猿中也存在相似的面孔偏好機制[10]。因為CONSPEC和CONLERN理論能夠很好地解釋嬰兒面孔偏好發展的規律，并使相當一部分原本互相矛盾的研究結論得到了統一，所以受到了研究者們的普遍關注。

2.4 視覺模塊理論

Nelson(2001)認為人類大腦中先天存在所謂的視覺識別中樞，但該中樞在新生兒階段并不指向特定的刺激，嬰兒偏好面孔是因為他們能夠接觸到環境中大量的面孔刺激，在這些經驗的作用下，視覺識別中樞逐漸特異化為專門識別面孔。這種現象同時也存在于其它物種，如猴子和鳥類中。Nelson認為這種轉變過程和人類語言的發展類似。人類在剛剛出生時，可以分辨一系列語言的語音，但隨著年齡的增長，他們出現了知覺窗變窄現象，1歲左右的嬰兒只能分辨自己的母語語音。在Nelson對嬰兒面孔偏好的研究中，他也發現了若干支持其理論的證據。首先，人類嬰兒和成人相比，分辨猴子面孔的能力更強，他們能夠分辨出不同種系的猴子的面孔，而長時間暴露在人類面孔經驗中的成人分辨猴子面孔的能力很差，其次，成人辨別倒置面孔的能力不如4個月大的嬰兒；第三，在成人中存在已經得到普遍認可“其他人種效應”，即成人分辨其他人種面孔的能力較差，而相比較而言，兒童這方面的能力比較強。第四，腦成像研究表明，在進行面孔偏好時，大腦中的梭狀回受到激活，這說明大腦中存在所謂的“識別中樞”。最后，有研究表明，受虐待的兒童識別面部表情的能力要差于沒有受過虐待的兒童，這說明面部表情經驗可以影響識別表情能力的發展[4]。

Nelson的理論和Karmiloff-Smith的看法頗為類似，Karmiloff-Smith認為人腦存在先天基礎，這些先天基礎就是對特定輸入的注意偏向和加工原則。最初的偏向把嬰兒的注意引向某些輸入，建立有關的表征。先天的原則制約著嬰兒對這些輸入的加工，并決定以后學習的性質。但這些先天的素質并非像一些先天論者所認為的那樣是詳細的規定和預成的知識。事實上，不管先天成分是什么，只有通過環境的推動才能形成能力的一部分[11]。

2.5 非特異化識別理論

Turati等人(2004)認為嬰兒的面孔偏好并非一種領域特殊的遺傳機制的結果，而是一種非特殊性的偏好行為，它遵循以下兩個標準：首先也是最重要的一點，刺激圖形各元素要遵循“頂部優勢”（Top-Heavy）原則排列，即以圖形的水平中線為準，中線上部的元素數量要多于中線下部的元素數量，而人面孔內部元素的排列正好符合該原則；第二點，刺激圖形的元素排列具有某種一致性，即內部元素的排列方式或外部輪廓的形狀存在某種一致性[12，13]。Turati (2002)給新生兒同時呈現三種配對圖形，分別為：頂部元素多的非面孔圖形和底部元素多的非面孔圖形；頂部元素多的非面孔圖形和頂部元素多的類面孔圖形；頂部元素多的非面孔圖形和底部元素多的類面孔圖形，結果發現，第一種情況下新生兒偏好前者，第二種情況下差異不顯著，第三種情況下新生兒偏好前者。這一發現驗證了嬰兒識別圖形時的“頂部優勢”原則[14]。然而對于第二點——“刺激圖形元素排列的一致性”問題，研究者尚未找到明確的解釋。

嬰兒的這種非特異化面孔偏好并不直接影響嬰兒隨后的面孔學習，但它間接地促進了嬰兒的面孔偏好發展，因為它限制了環境中其它信息的輸入，使嬰兒的注意力集中在面孔類刺激上[15，16]。

2.6 面孔偏好理論比較

從圖1中我們可以看到這五種面孔偏好理論之間的相互關系。線性系統模型是一個廣義的視覺偏好模型，它關注的是嬰兒的視覺行為，而非專門針對面孔偏好。換句話說，在嬰兒早期接觸到的各種視覺刺激中，只有那些能夠滿足線性系統模型的刺激才能被嬰兒的視覺中樞覺察到。只有在能夠“看到”的基礎上，才有進一步討論嬰兒偏好什么的可能性。因此，我們可以把線性系統模型看作整個嬰兒面孔偏好理論的前提。

圖1 嬰兒面孔偏好理論示意圖

當嬰兒能夠“看到”相應的刺激后，是什么原因導致他們對其中一些產生了偏好，而對另外一些沒有產生偏好。這是后面四個理論要解決的問題。其中，這四個理論又分為兩大陣營，右半腦優勢理論和CONSPEC理論都強調大腦中先天機制的重要性，而視覺模塊理論和非特異化識別理論則更重視后天環境經驗的作用。在前者來看，嬰兒受到種系進化和遺傳的影響，出生時大腦中就有特殊的面孔識別機制，這些機制在嬰兒早期引導他們更多地關注面孔，隨著面孔刺激經驗的積累，逐漸使得嬰兒大腦中產生了相應的神經中樞，但這種后天環境的作用相當有限。而后者則認為，嬰兒大腦中并不存在天生的“面孔識別機制”，他們只是存在一種廣泛的識別傾向，也可以說是一種視覺識別模塊，該模塊并不專門為面孔所設。在嬰兒早期經驗的各種刺激中，由于他們接觸面孔的機會最多，或者說面孔恰好符合嬰兒偏好的刺激規則，所以嬰兒才對面孔產生了持續的偏好。他們大腦中面孔識別中樞是由長時間的后天經驗塑造的[17]。

由此我們可以看出，這兩派理論有分歧，也有共識。他們都認為嬰兒面孔識別中樞是在先天成分和后天經驗的相互作用下形成的，他們都認為這種交互作用的最終結果在嬰兒大腦中形成了專門用于進行面孔識別的神經中樞。二者爭論的焦點是在面孔識別中樞的形成過程中，究竟是先天預成成分起主導作用還是后天經驗起主導作用。

3 面孔偏好的理論進展

近年來，嬰兒面孔偏好研究除了進一步驗證已有的理論外，還出現了一些新的趨勢，主要表現如下：

第一，腦成像技術得到廣泛應用。腦成像技術取代以往的行為研究方法，新技術的應用一方面可以驗證以往行為研究的結果，另一方面也用來探索一些新的問題。如Halit等人(2003)的ERP研究發現3個月大嬰兒和成人相比，進行面孔識別時大腦活動存在差異，但隨著嬰兒年齡增長，12個月大的嬰兒識別面孔時大腦激活和成人類似。這說明嬰兒大腦皮層中的面孔識別中樞在經驗作用下不斷發展[18]。

第二，原有的研究主要集中在新生至6個月大左右的嬰兒身上，橫向研究較多，追蹤研究較少。近期的研究開始更多地關注年齡較大的嬰兒，甚至兒童的面孔偏好，同時也出現了一些追蹤研究，對嬰兒面孔偏好能力的發展進行了考察。如Gamé等人(2003)對2~6個月大嬰兒的視覺追蹤研究發現，在嬰兒的前6個月成長過程中，類面孔刺激相對其它抽象刺激而言一直受到嬰兒的關注[19]。Pascalis（2001）對5歲和8歲的兒童識別正常和倒置的人類和動物面孔的研究表明，8歲兒童識別人類正常面孔的能力要強于5歲兒童，這說明識別正常面孔的能力伴隨年齡發展而發展。而兒童在識別人類或其它動物的倒置面孔時，沒有表現出這種發展跡象[20]。

第三，研究者對面孔偏好中的其它問題表現出更大的興趣。比如Brookes等(2001)對3個月大的嬰兒對任意語音－面孔的聽覺、視覺配對研究發現，嬰兒對以前接觸過但重新組合的語音和面孔刺激的興趣要大于完全陌生的刺激組合，這說明3個月大的嬰兒能夠學習并記憶任意的語音－面孔聯系[21]。

4 總結與展望

嬰兒期的面孔偏好是兒童早期發展過程中的一個重要現象，它體現了嬰兒知覺以及其它一系列認知能力的發展規律，它是人類在生命早期生存、交流的方式之一，具有重要的社會化意義。對于嬰兒面孔偏好的成因和機制，研究者們已經達成以下共識：（1）新生兒和幾個月大的嬰兒面孔偏好的機制是不同的；（2）在嬰兒面孔偏好的發展過程中，經驗起到至關重要的作用；（3）在經驗的促進下，嬰兒大腦皮層中最終形成了和成人類似的面孔識別中樞；（4）由于進化的壓力，嬰兒大腦中先天存在某種“表現為”偏好面孔和類面孔圖形視知覺模塊。

盡管已有的研究已經取得了很多成果，但還有一些問題沒有得到解決：（1）研究者們爭論的焦點集中在嬰兒大腦中先天的視知覺模塊的性質，它究竟是專門用來識別面孔刺激的，還是廣泛用來識別各種視覺刺激，而面孔恰好是這些刺激中最容易識別的一類？（2）幾乎所有的研究者都強調面孔經驗在嬰兒早期視覺經驗中的重要性，但這種經驗是否存在類似語言發展的關鍵期？如果有所謂的關鍵期，那么該關鍵期為期多長時間？這是所有的研究者都沒能解決的問題；（3）研究者們普遍認為不斷接觸面孔經驗導致嬰兒大腦中形成面孔識別中樞，但這種推論是否正確，尚無實驗結果加以驗證。

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Review on the Theories of Infant Face Preference

Chen Guang，Zhu Bi

(Institute of Development Psychology， Beijing Normal University， Beijing 100875， China)

Abstract: Face is the most special stimuli in infants’ early visual experience. Young infants preferentially attend to face-like stimuli at birth. This is so-called face preference. It seems likely that the development of face preference reflects the development of infants’ perceptional process and has important social meanings. The article introduces five main infant face preference theories， including: Linear system model， Right Hemisphere Advantage Model， CONPEC Theory， Vision Module Theory and Nonspecific Bias Theory. Not only the relationship but also the argument of these theories is discussed. Finally， some commentaries on new research orientation are provided.

Key words: face preference， face recognition， infant， perception.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文