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CQWU/JL/JWB/ZY012-14
毕业论文(设计)开题报告
论文（设计）题目： 面孔识别与汽车识别中的N170效应
系 别： 教育科学学院
年 级： 2008级
专业(班）： 应用心理学
学 号： 200811034004
学生姓名： 孙婉鑫
指导教师： 罗文波
2011 年5 月
重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告
题目
面孔识别与汽车识别中的N170效应
系（院）
专 业
教育科学学院应用心理学
年 级
2008级
开题日期
2011.05.28
学 号
200811034004
姓 名
孙婉鑫
指导教师
罗文波
1 选题的目的和意义
在人类的生活中，面孔是非常重要的一类刺激，是一项特殊的非言语刺激。人属于高度社会性的生物，在日常交往中，我们需要准确和快速地识别不同的人，这是保证我们正常社交活动的前提，是我们社会生活的重要技能。通过面孔，首先我们可以识别面孔所属个体的身份的信息。我们能记住许多熟悉的人都面孔，即使是长时间过后，我们依然能准确辨认；我们也很容易学习新面孔，可以在众多的面孔之中挑出某个曾经有一面之缘的人；即使是完全陌生的面孔，我们也可以发现它们的不同并进行辨别。除了识别人的身份信息之外，我们还可以从面孔中得知面孔所属的个体的年龄、性别、情绪状态、种族等信息[1],[2]。
在面孔识别的事件相关电位（ERP）研究中，一些学者发现颞枕部的一个潜伏期约为170ms的负波（N170）与面孔特征的结构分析有关。面孔和其他物体之间的N170差异被称作N170面孔特异性效应[3],[4]。面孔识别的认知神经研究也主要围绕着N170反映上述认知模型中的哪一阶段展开讨论。N170是在面孔和其他物体类别刺激呈现后的130～200ms记录到的，并在160～170ms达到峰值的一种脑电负成分。
N170成分很可能反映识别过程中的刺激类别加工。N170能够被面孔以外的其他刺激所诱发，而且不同刺激诱发的N170波幅间存在显著差异。这些研究结果暗示，N170可能跟物体的类别信息加工相关。Haxby等(2001)指出，不同物体类别特征广泛分布于高级视觉皮层内，对不同物体类别的反应是由于分布于视觉皮层内的不同特征被提取并做出与类别相对应的反应模式。有研究发现，所有视觉类别刺激都诱发了N170成分,并且非面孔物体类别之间有着面孔与一些物体类别(如面孔和车子)之间同样显著的N170幅度差异[5]。还有实另一验显示在执行搜索作业时，汽车的N170有接近面孔N170的趋势[3]，[6]。
本研究的目的就是用事件相关电位方法来考察面孔刺激是否能诱发显著不同于与汽车的N170，以此来验证面孔特异性假说。
2 国内外研究现状
2.1 研究背景概述
随着认知神经科学的发展以及无创性脑成像和电生理技术的进步，面孔识别的研究有了很大的发展，吸引了神经生理学、认知心理学、社会心理学和计算机科学等多学科的科学家的关注。很多认知方面的心理学家为此提出了面孔识别的认知模型，这些模型都试图解释面孔是如何被识别的，陌生的面孔是如何成为熟悉的面孔。到目前为止，影响较大的模型是Bruce-Young基于大量的行为实验和日常观察以及临床结果，于1986年提出来的认知模型。根据Bruce-Young的模型，第一阶段为面孔结构编码阶段。在此阶段，对面孔的结构特征进行编码。此阶段之后是两条独立的通道：第一条通道是有关视觉处理的，包含表情分析、面孔语言分析和直接视觉处理3个平行的处理单元；第二条通道是有关面孔识别的，包含面孔识别单元、个体特征单元和名字产生单元3个串行的处理过程。这种分离与神经心理学的发现是一致的。根据对面孔失认症病人的研究，存在陌生和熟悉的面孔的分离、面孔识别与表情的分离、面孔识别与面孔语言的分离等。这两条分离通道的输出结果最后都进入认知系统，以便对信息进行整合和作出决策[3],[7]。
事件相关电位（event-related brain potential，ERP）直接反映了神经的电活动,具有实时性和无创性的特点,它将刺激事件、心理反应和脑电活动有机地联系起来。ERP技术为人们提供了一种面孔知觉及识别过程中时时了解大脑加工特性的一种方法。ERP可用于标记面孔知觉及识别的连续过程。在面孔识别的事件相关电位（ERP）研究中，一些学者发现颞枕部的一个潜伏期约为170ms的负波（N170）与面孔特征的结构分析有关。虽然大部分刺激都能在相应的潜伏期诱发一个负波，但是面孔诱发的负成分具有显著的波峰，有别于其他刺激。面孔和其他物体之间的N170差异被称作N170面孔特异性效应[3],[5]。
随着国内外对面孔和其他视觉类别物体识别的研究逐渐增多，研究者们对这一成分本质的探讨也逐渐深入，研究的焦点问题集中于：N170反映面孔结构编码还是面孔特征编码的讨论；N170反映面孔特异性信息加工还是一般性类别信息加工的讨论；N170是否受注意的影响，等等。
2.2 面孔特异性概述
近年来，不少研究者在进行面孔识别ERP研究的过程中发现，在枕颞部有一个潜伏期约为172ms的负波，称为N170。研究者认为这个成分与面孔特征的结构分析有关，而与性别、年龄和种族等因素无关，代表了面孔识别的特异性，反映了Bruce和Young提出的面孔认知模型中的结构编码[3],[6] 。
N170成分很可能反映识别过程中的刺激类别加工。N170能够被面孔以外的其他刺激所诱发,如车子，房屋，鞋子，家具，工具，路标，花朵，印刷字词（Rossion et al.,1999;Camel&bentin,2002;Itier & Taylor,2004;Marina,2008)，不同刺激诱发的N170波幅间存在显著差异(如,家具vs.车子,Carmel& Bentin,2002;路标vs.工具,Itier&Taylor,2004)。这些研究结果暗示,N170可能跟物体的类别信息加工相关。Haxby等(2001)指出,不同物体类别特征广泛分布于高级视觉皮层内,对不同物体类别的反应是由于分布于视觉皮层内的不同特征被提取并做出与类别相对应的反应模式。Rossion等的研究(1999)发现,所有视觉类别刺激(面孔、车子、房子、鞋子、椅子等)都诱发了N170成分,并且非面孔物体类别之间(如车子和鞋子)有着面孔与一些物体类别(如面孔和车子)之间同样显著的N170幅度差异[8]。
2.2.2
正电子发射断层扫描和功能性磁共振研究发现正常人面孔加工的部位可能位于梭状回（右侧为主），而一般物体的识别加工脑区范围更广。彭小虎等（2004）的实验中，仅有一半数量的被试出现N170效应，认知任务显著影响N170的波幅。这个结果表明了：1.N170是否是反映了面孔识别的特异性还有待研究；2.面孔识别并非是单纯的右脑优势，本次实验提供了支持半球之间两维观点的新电生理学证据；3.面孔识别加工的脑区不仅只限于梭状回，顶叶后部偏右的皮层下结构也应该是面孔识别加工时候的一个脑区[9]。
吴文等的研究通过呈现人面孔，狗面孔和手机照片（其中一半是倒立的），区别按键学习的和未学习的刺激。结果显示相对于狗面孔和手机照片，对人面孔反应的识别率最低，反应时最长，且受刺激的影响最明显。同时结果也显示了三类刺激均可诱发N170，而且倒立人面孔诱发的N170潜伏期延长，波幅增加明显。
早在上个世纪70年代，Yin(1969)的研究中就比较了面孔和房屋的倒置效应（inversion effect）。所有客体在被垂直旋转180度呈倒置状态时，和正立的条件相比，我们对它的加工能力都有所下降，这个现象被称为倒置效应[1]。由此我们可知，面孔的倒立效应 (face invert effect，FIE)是指当面孔倒立时，与面孔相关的信息提取和判断发生困难，难以识别。虽然倒置也影响其他物体的识别，但这种影响对面孔来说显得特别严重。面孔倒立效应是面孔识别中最突出的特征，无论是面孔照片还是面孔简图的命名、分类、匹配等任务中均可见到，并成为面孔加工识别研究的热点。
2.3对已有研究的评价
目前，已有大量专注于面孔特异性的研究，并得到了结果。这些研究不仅发现了图片加工的大脑半球优势效应，还通过ERP等技术对大脑加工时的脑区做了具体的定位。但是，以往的研究中，关于面孔特异性是否存在，仍然在争议中，而且不同的实验中，面孔与汽车引起的N170有不同的结果。本研究将面孔和汽车图片作为刺激材料，考察二者引起的脑电是否有不同。
3 本研究的主要内容及创新之处
3.1 研究内容
本研究内容就是通过呈现面孔图片和汽车图片，要求被试对面孔和汽车做出不同的按键反应，以观察被试在看两种图片时脑电的变化。
3.2 研究创新之处
本研究假设人在汽车识别中，脑电N170的变化是基于对车的标识有认识，而做出反应的，而在本次实验中，实验材料所用的汽车图片将汽车上的标识用photoshop软件进行掩盖，然后再来讨论面孔刺激与汽车刺激中170是否存在显著不同。
4.3本选题研究技术路线、方法和要解决的关键问题
4.3.1 研究技术路线
（1）查阅与相关理论依据和实证研究文献资料；
（2）撰写文献综述；
（3）编写实验程序，进行实验；
（6）实验数据的处理与分析；
（8）撰写正式论文。
4.3.2 研究方法及要解决的关键问题
4.3.2.1 文献综述法
查阅已有的文献资料，撰写文献综述。
4.3.2.2 实验法
4.2.1 被试选择
重庆文理学院学生20人，男女各半，视力或矫正视力正常，无精神病史，非面孔失认症患者。
4.2.2 实验材料
中国情绪图片系统选取中性情绪图片60张，无标识的汽车图片60张。
4.2.3 实验仪器
电脑、ERP设备
4.2.4 实验设计
本实验为单因素被试内设计。随机呈现汽车图片和面孔图片，要求被试对出现的刺激进行按键反映。按键在被试间进行平衡。
4.2.5 实验程序
4.2.5.1 练习阶段
练习一个20trials，使其达到熟练程度，此外，让被试熟悉并练习按键，然后进入正式实验。
4.2.5.2 正式实验阶段
首先是注视点“+”300ms,然后随机呈现空屏500-900ms中任意时间，接着目标刺激呈现1000ms，这时要求被试判断出现的刺激是汽车还是面孔，并且做出按键反映。随着按键而消失如果没有按键反应，则1000ms后自动消失，此时再次呈现空屏，然后再进入下个trial。
4.2.6 数据分析
行为上分析刺激反映的正确率，脑电上比较两种不同图片的ERP差异，观察二者诱发的ERP成分差异，主要关注N170、VPP几个成分的潜伏期和波幅是否存在差异。
4.3.2.3要解决的关键问题
（1）设计和编写面孔刺激图片与汽车刺激图片实验程序，
（2）实验的施测，
（3）对实验结果进行分析和讨论，探讨面孔与汽车引起的N170的变化，并进行解释。
5 研究计划安排
确定选题，收集文献资料：2011.5.5——2011.5.10
撰写开题报告与拟开题时间：2011.5.11——2011.5.28
调查研究、实验：2011.5.28——2011.9.30
形成论文（设计）初稿：2011.9.30.——2011.12.30
论文（设计）修改、定稿、打印：2011.12.30——2012.2.20
提交论文（设计）、做好答辩准备：2012.2.20——2012.3.30
参加答辩：2012.3.30——2012.4.30
参考文献
[1] 李晓白,朱棋,刘嘉.行为遗传学:解决面孔特异性问题争论点新思路[J].心理科学进展.2009,17(2):284-293.
[2] 张磊,耿亮,韩志伟.面孔识别的特异性研究[J].甘肃警察职业学院学报,2008,6(3):66-80.
[3] 杜英春.面孔识别特异性的事件相关电位研究[D].天津师范大学,2004.
[4] 王妍,罗跃嘉.面孔表情的ERP研究进展[J].中国临床心理学杂志,2004,12(4):428-431.
[5] 李明芳,张烨,张庆林.面孔识别中脑电成分N170的研究概述[J].心理科学进展,2010,18(12):1942-1948.
[6] 杜英春,吕勇.面孔加工特异性的事件相关电位研究[J].心理与行为研究.2005,3(4):268-274.
[7] 彭小虎,罗跃嘉,魏景汉,王国锋.面孔识别的认知模型与电生理学证据[J].心理科学进展,2002,10(3):241-247.
[8] Carmel,D.,&Bentin,S.(2002).Domain specificity versusexpertise:factors influencing distinct rocessing of faces.Cognition,83,1–29.
[9] 彭小虎,王国锋,魏景汉,罗跃嘉.面孔识别特异性脑机制的ERP研究[J].航天医学与医学工程,2002,17(6):438-443.
[10] 吴文,罗跃嘉,刘湘江.事件相关电位早成分析及行为学变化在大脑中对面孔识别特异性的作用[J].中国临床康复,2004,8(16):3049-3051
[11] Benjamin Dering,Clara D.Matin,Guillaume Thierry.Is the N170 peak of visual event-related brain potentials car-selective[J].Cognitive neuroscience and neuropsychology.2009,20:902-906
6、指导教师意见：
指导教师（签名）：
年 月 日
7、开题审查小组审查意见：
教研室主任或组长签名：
年 月 日
开题审查小组组成名单
组成
姓名
职称
所在单位
签字
组长（非指导教师）
成
员
说明：1、开题报告应在教师指导下由学生独立撰写，交指导教师审阅，并接受学校和系（院）检查。
2、开题报告不需要在本手册上填写，应按照该格式另行装订成册。
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