摘要：身份識別在日常生活中具有重要作用。身份識別可以單獨通過面孔或語音來完成，也可以通過面孔和語音共同完成。文章首先從面孔和語音兩個方面分別對身份識別的腦功能成像研究進行介紹，包括對身份整體性的識別和對種族、年齡、性別、熟悉性等身份亞成分的識別，然后對面孔和語音在身份識別中的關(guān)系進行介紹，最后進行了總結(jié)和展望。
　　關(guān)鍵詞：身份識別，面孔，語音，腦功能成像。
　　分類號：B842
　　
　　人們要與他人交流就必須能夠再認他人，即識別他人的身份。身份識別使得人們對他人的認識具有連貫性、一致性，從而為有效、準確的交流提供了可能。人類在識別他人身份方面具有很高的技能。例如，在缺乏其他線索的情況下，也能夠迅速辨別他人身份。
　　近年來，隨著認知神經(jīng)科學(xué)的興起和發(fā)展，采用腦功能磁共振成像(functional MagneticResonance Imaging，fMRI)技術(shù)(以正常人為考察對象)和神經(jīng)心理學(xué)方法(以腦損傷病人為考察對象)對身份識別的研究越來越多，文章將綜述這兩個領(lǐng)域的研究，并對未來研究方向進行展望。
　　
　　1　概述
　　
　　人們在看到他人面孔、聽到他人聲音的時候，就可提取與此人有關(guān)的性別、年齡、熟悉性、職業(yè)，甚至個性等個人身份信息，這就是通常所說的身份識別。它在日常生活中有重要作用。目前，對身份識別還沒有統(tǒng)一的定義，但研究者們普遍認為，身份識別的典型表現(xiàn)是，同一個人的面孔和語音再次呈現(xiàn)的時候能夠得到再認。因此，對身份識別的研究，也主要采用再認的實驗范式，包括對身份整體性的再認和對身份亞成分(subcomponent ofidentity)的再認，如性別、種族等。
　　身份識別主要包括兩個方面：面孔身份識別和語音身份識別。20世紀80年代以來，面孔身份識別始終是認知神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點問題之一，受到研究者的極大關(guān)注。在身份識別方面，語音與面孔有相似性，有些研究稱之為“聽覺面孔”(auditory face)。Belin發(fā)現(xiàn)，類似于對面孔呈現(xiàn)特異反應(yīng)的梭狀回(fusiform gyms)，顥上溝(superiortemporal sulcus)對語音有特異性反應(yīng)。這個研究，使得人們開始關(guān)注語音的身份識別。
　　關(guān)于身份識別的腦成像研究大都采用了重復(fù)啟動(repetition priming)范式。在這種范式中，實驗者首先給被試呈現(xiàn)面孔或語音刺激，間隔一段時間后，再次呈現(xiàn)此面孔或語音。這樣，與所呈現(xiàn)刺激加工相關(guān)的腦區(qū)，會對刺激產(chǎn)生適應(yīng)性，從而對刺激的再次出現(xiàn)表現(xiàn)出較弱的腦區(qū)活動。因此，初次呈現(xiàn)條件相對于再次呈現(xiàn)條件，表現(xiàn)出活動顯著減弱的腦區(qū)就被認為是與身份識別密切相關(guān)的腦區(qū)。有些研究采用即時重復(fù)啟動(immediate repetition)范式，在這種范式中，同一面孔或語音的兩次呈現(xiàn)之間沒有其他刺激出現(xiàn)；有些研究采用間隔重復(fù)啟動(10ng-lag repetition)范式，在這種范式中，同一面孔或語音的兩次呈現(xiàn)之間還有其他刺激出現(xiàn)�，F(xiàn)階段的研究主要采用間隔重復(fù)啟動范式。
　　
　　2　身份識別的腦機制研究
　　
　　身份識別不僅包括對一個人身份整體性的識別，而且包括對其種族、性別、熟悉性、自我／他人等身份亞成分的識別。下面分別描述與這兩種識別有關(guān)的腦機制研究。
　　
　　2．1　身份整體性識別的腦機制
　　相對于身份亞成分的識別，對身份整體性的識別更為重要。以下從面孔和語音兩個方面分別介紹關(guān)于身份整體性識別的腦機制研究。
　　Winston等對面孔身份識別的研究，采用重復(fù)啟動范式。他們采用的刺激圖片包含4種情況：同一或不同個體的相同或不同表情，實驗采用非面孔圖片作為控制條件。實驗由兩個階段組成，第一階段的任務(wù)是，被試看到物體圖片時做按鍵反應(yīng)；第二階段的任務(wù)是，被試看到女性面孔圖片時做按鍵反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當同一個體的圖片再次呈現(xiàn)時，梭狀回和顳上溝的激活表現(xiàn)出明顯的降低，表明梭狀回和顳上溝是與面孔身份整體性識別密切相關(guān)的區(qū)域。Hoffman等的實驗要求被試注意所呈現(xiàn)圖片中面孔的個體性一眼神方向(eye gaze)，或者是整體性一身份信息。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試對面孔身份識別的時候，枕下回(inferior OCtipital gyrus)和梭狀回出現(xiàn)了更大的激活。Henson等的實驗也證明了梭狀回與身份整體性的識別是密切相關(guān)的。
　　相比之下，語音身份識別的研究首先開始于腦損傷病人，這些病人能夠感知到實驗材料中說話者所敘述的語音內(nèi)容，但是不能再認說話者的身份。近年來，研究者運用腦功能成像技術(shù)也對正常人的身份識別過程進行了考察。在Kriegstein等的一項腦功能成像研究中，實驗者向被試播放語句，這些語句由不同的個體讀出。在實驗中，被試判斷是語句重復(fù)還是說話者重復(fù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與語句重復(fù)相比，說話者重復(fù)的時候，大腦右側(cè)顳上溝前部(anterior superior temporal)和右側(cè)一部分楔前葉(precuneus)的活動顯著，表明語音身份整體性的識別與大腦右側(cè)顳上溝前部和右側(cè)一部分楔前葉密切相關(guān)。Belin等也對語音身份整體性識別進行了腦功能成像研究，在實驗中，主試向被試播放語音，這些音節(jié)由不同的發(fā)音者發(fā)出。被試聽音節(jié)而不做任何的反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當是發(fā)音者重復(fù)，而不是音節(jié)重復(fù)時，大腦右側(cè)顳上溝前部的激活顯著。這一研究驗證了Kriegstein等人的研究結(jié)果。從上述實驗可見，右側(cè)顳上溝前部是與語音身份識別密切相關(guān)的區(qū)域。
　　負責面孔身份識別和語音身份識別的腦區(qū)雖然有所不同，但研究結(jié)果都顯示了顳區(qū)對身份整體性識別具有重要作用。另外，與語音身份識別相比，對面孔身份的識別，多了一個腦區(qū)的參與，這個腦區(qū)為梭狀回。這是因為，面孔身份識別必然涉及到對面孔的加工，而梭狀回對面孔加工具有高度特異性，因此面孔身份識別與梭狀回的活動聯(lián)系緊密。
　　
　　2．2　身份亞成分識別的腦機制
　　雖然對身份整體性的識別有重要的作用，但是對身份亞成分的識別也是不可忽視的，否則人們同樣難以與他人進行正常、合理的交流。以下對身份亞成分識別的腦功能成像研究進行介紹。
　　2．2．1　種族識別研究
　　當有面孔呈現(xiàn)到個體面前的時候，個體會猜想這張面孔屬于哪個種族，是亞洲人、非洲人還是美洲人，是否與自己屬于同一種族，這就是種族身份識別。行為學(xué)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與對其他種族面孔的識別相比而言，人類對自己種族的面孔進行識別的時候，不僅所用反應(yīng)時更少，而且準確率更高，即人類對同種族面孔的識別具有優(yōu)越性。
　　Golby等對此進行了一項腦功能成像研究。實驗刺激材料為圖片，這些圖片的內(nèi)容分別為歐洲美國人面孔、非洲美國人面孔、古董收音機圖片和 注視點，各種刺激隨機呈現(xiàn)。實驗被試為歐洲美國人和非洲美國人，在掃描過程中，被試按鍵以確定自己注意到了刺激。掃描實驗結(jié)束后，把掃描時呈現(xiàn)的刺激與新刺激混合在一起，然后再次呈現(xiàn)給被試，讓他們判斷哪些刺激是之前出現(xiàn)過的，以確認其在掃描過程中對刺激的注意。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對其他種族面孔的識別相比，識別本種族面孔的時候，梭狀回平均信號發(fā)生顯著改變，說明對同種族面孔的識別具有一定的優(yōu)越性(superiority)。
　　人們對不同種族的人的身份識別有所不同，即對同種族的人的身份識別具有優(yōu)越性，而且在同種族內(nèi)部這種優(yōu)越性也與對他人的熟悉程度有關(guān)。Kim等人對梭狀回的人類種族面孔識別進行了研究。他們的實驗被試為高加索美洲人。在實驗中，主試向被試隨機呈現(xiàn)4種不同的面孔，分別是被試熟悉的東方韓國人面孔、不熟悉的東方韓國人面孔、熟悉的高加索美洲人面孔、不熟悉的高加索美洲人面孔。實驗任務(wù)讓被試對所呈現(xiàn)的圖片中的面孔的熟悉性做出判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試對熟悉面孔的辨認沒有種族差異，但對不熟悉面孔辨認時，梭狀回的激活有顯著差異。實驗表明人類對不熟悉面孔的辨認有種族優(yōu)越性，優(yōu)先識別與自己同種族的面孔。
　　從上述研究可見，梭狀回對面孔的識別有種族優(yōu)越性，但實驗所采用的刺激材料都是種族差異明顯的面孔。面孔間的差異減少到何種程度，人類就不能分辨出這些面孔是屬于不同種族的，目前還沒有相關(guān)研究。相對于面孔種族身份識別，語音種族身份的識別沒有腦成像研究。
　　2．2．2　性別識別研究
　　當個體聽到他人語音的時候首先會感受其性別，這就涉及到性別身份加工。面孔與語音識別的腦成像研究雖然開始于20世紀80年代，但一直沒有關(guān)于性別身份識別方面的報告，把性別身份識別獨立出來進行研究是近年來才出現(xiàn)的，還缺乏比較一致的研究結(jié)果。
　　有些fMRI研究發(fā)現(xiàn)，人類在識別男性聲音和女性聲音時沒有顯著差別。Orfanidou等向被試播放由不同性別的個體分別發(fā)出的真詞和假詞，并讓被試對詞的真假性做出判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對真詞和假詞加工的腦區(qū)域存在顯著差異，而對不同性別的語音識別卻沒有顯著差異。
　　有些研究得出相反的結(jié)果。Hunter等的研究采用性別模糊范式(語音的中心頻率在135Hz到181Hz之間，其中50％的評估者認為語音是由男性發(fā)出的，另外50％的評估者認為是由女性發(fā)出的。)和性別清晰范式(男性語音的中心頻率在101.09Hz到114.01Hz之間，女性語音的中心頻率在197.7Hz到225.84Hz之間)。刺激材料采用的是語句，這些語句的內(nèi)容分為3個維度，即視覺、聽覺和運動。實驗過程中讓被試對講話者的性別做出判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，女性語音和男性語音相比，顯著激活了右側(cè)顳上溝前部，而男性語音與女性語音相比，楔前葉的活動顯著。Lattner等也進行了腦功能成像研究，在實驗中，主試向被試隨機呈現(xiàn)男性語音和女性語音，這些語音按照不同的標準又可分為自然語音和人工語音兩種。在實驗過程中，被試辨別所播放語音為自然語音或者是人工語音。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，女性語音與男性語音相比，在左側(cè)顳上回(superiortemporal gyms)后部和丘腦(thalamus)有顯著激活。在精神分裂癥病人身上也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即病人的聽覺幻想具有性別差異，他們不考慮真實性別是什么，所幻想語音中的71％被認為是男聲，23％被認為是女聲。
　　上述可見，從大多數(shù)研究來看，女性語音比男性語音激活更多的腦區(qū)，也導(dǎo)致一些腦區(qū)更大的激活。相對于語音性別身份識別，還沒有面孔性別身份識別的腦成像研究報告。
　　2．2．3　熟悉性識別研究
　　對于他人的面孔和語音，個體不僅能識別其種族、性別，而且可以識別其是否是自己熟悉的人，與自己的熟悉程度如何等，這就是對他人熟悉性的識別。一張從沒有見過的面孔和從沒有聽過的語音是新穎的、不熟悉的，而多次見過或聽過的就是熟悉的，熟悉的面孔和語音又有不同的熟悉程度，例如有些研究采用的是被試家人的面孔和語音，有些研究采用的是被試同事的面孔和語音，有些研究采用的是名人的面孔和語音。
　　Leveroni等的研究采用3種刺激材料，分別是名人面孔、不熟悉面孔和剛學(xué)習(xí)過的面孔。在實驗中，被試看到所呈現(xiàn)面孔是剛剛學(xué)習(xí)過的面孔時做按鍵反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，識別熟悉面孔和識別不熟悉面孔相比，雙側(cè)前額葉(profrontal lobe)、單側(cè)顳葉(1ateral temporal lobe)和顳葉內(nèi)側(cè)(mesialtemporal lobe)的激活有顯著差異。Schwartz等對杏仁核(amygdale)的熟悉性識別進行了研究，他們的實驗在每個組塊中給被試呈現(xiàn)熟悉的面孔或者是熟悉與不熟悉都有的面孔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與不熟悉面孔的識別相比而言，熟悉面孔的識別在杏仁核有顯著的激活。Pierce等在一項有關(guān)自閉癥病人的研究中也發(fā)現(xiàn)，與自閉癥病人相比，正常人對熟悉面孔的加工更多的激活扣帶回后部(posteriorcingulate)、杏仁核、前額葉包括扣帶回前部(anteriorcingulate)。
　　相對于面孔熟悉性的研究，關(guān)于語音熟悉性的研究主要來自Kriegstein等。在Kriegstein等的實驗中，依次給被試呈現(xiàn)語句，這些語句可分為被試熟悉的和不熟悉的。實驗由4個階段組成，相應(yīng)的實驗任務(wù)分別是，從每個組塊中分辨熟悉語音、不熟悉語音、熟悉語音發(fā)出的具有某一特定語義內(nèi)容的句子和不熟悉語音發(fā)出的具有某一特定語義內(nèi)容的句子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相較于不熟悉的語音，當給被試呈現(xiàn)熟悉語音時，梭狀回出現(xiàn)顯著激活，而呈現(xiàn)不熟悉語音的時候，顳上溝后部、右側(cè)下頂葉(inferior parietal lobe)和杏仁核的激活顯著。Kriegstein等在隨后一項研究中發(fā)現(xiàn)，與對不熟悉語音的識別相比，對熟悉語音識別的時候，梭狀回、顳上溝前部和后部激活顯著。郝貴峰等的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與接受不熟悉聲音刺激相比，被者在接受熟悉聲音刺激時，后扣帶回、丘腦、右顳中回　(middle temporal gyms)和右前額中回(middle prefrontal gyrus)前部顯著激活，在接受不熟悉聲音刺激時，左楔前葉、枕葉(occipital lobe)和楔葉顯著激活。
　　從以上研究中可以發(fā)現(xiàn)，對熟悉面孔的識別主要激活的是顳區(qū)前部。而關(guān)于語音熟悉性的研究發(fā)現(xiàn)對熟悉語音的識別不僅能夠激活顳上溝，而且能夠激活梭狀回，以及梭狀回與顳上溝之間的區(qū)域。關(guān)于這個現(xiàn)象，研究者們認為，當熟悉的語音呈現(xiàn)在耳邊時，人們會自發(fā)想到擁有這個熟悉語音的個體，包括這個個體的面孔，所以對熟悉語音的識別激活了對面孔識別有特異性的區(qū)域，而不熟悉語音不能使人們想到他人面孔，所以不熟悉語音不能激活梭狀回。 　　目前對熟悉性身份識別的研究雖然得出了一些一致的結(jié)果，但是隨著被試對刺激材料的熟悉程度的不同又有所差異。
　　2．2．4　自我／他人識別研究
　　自我／他人面孔的識別有所不同，人類不能直接看到自己的面孔，但是與他人說話的時候卻時時刻刻看著他人的面孔，我們對他人面孔甚至比對自我面孔更加熟悉。
　　關(guān)于自我面孔識別的研究最有影響的是Keenan等的實驗，他們發(fā)現(xiàn)右半球是自我面孔加工的優(yōu)勢區(qū)域。實驗采用兩種刺激材料，即“自我一著名”面孔(被試自己的面孔和著名人物的面孔合成)和“熟悉一著名”面孔(被試熟悉的面孔和著名人物的面孔合成)，要求被試對所呈現(xiàn)面孔是否是自己的面孔做出判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與右手按鍵相比，左手按鍵的時候，被試更傾向于把“自我一著名”面孔識別為自己的面孔。Keenan等對癲癇病人的研究同樣發(fā)現(xiàn)右半球是自我面孔識別的優(yōu)勢半球。Lucina等的研究也發(fā)現(xiàn)，自我面孔的加工更多需要的是右半球的額下回和頂下回(inferiorparietal gyms)，這就說明了右半球是自我面孔識別的優(yōu)勢半球。
　　但Turk等用與Keenan等相似的實驗卻得出相反的結(jié)果，即左半球是自我面孔識別的優(yōu)勢半球。實驗以割裂腦病人為被試，以“自我－著名”和“熟悉－著名”兩種合成圖為刺激材料考察自我面孔識別情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當合成面孔圖片呈現(xiàn)在左腦時，被試更多地判斷為自我面孔；圖片呈現(xiàn)在右腦的時候，被試更多地判斷為熟悉同事的面孔。
　　另一些研究同時否認了Keenan和Turk的研究結(jié)果，認為左腦和右腦都有自我面孔識別的能力。Kircher等分別進行了兩個實驗，在第一個實驗中，主試把被試的自我面孔和新奇面孔混合，讓被試分辨自我面孔和新奇面孔；在第二個實驗中，主試把是把新奇面孔和實驗中合作者的面孔相混合，讓被試分辨新奇面孔和合作者面孔。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對自我面孔辨別的時候，海馬(hippocampus)、腦島(insula)、扣帶回前部有顯著激活。這個實驗表明，自我面孔識別是大腦左右側(cè)共同活動的結(jié)果。Platek等采用圖片作為刺激材料，這些圖片分別是有關(guān)自我面孔、熟悉面孔和不熟悉面孔的。在實驗中，被試辨別3種面孔。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對熟悉的他人面孔識別相比較而言，對自我面孔的識別顯著激活右側(cè)額上回、內(nèi)側(cè)額葉、下頂葉和左側(cè)顳中回。
　　從上述研究可見，對自我面孔的識別涉及多個腦區(qū)，不能簡單地說是哪個大腦半球主導(dǎo)的。
　　相應(yīng)的關(guān)于語音的自我／他人身份識別方面，F(xiàn)emyhougy等研究發(fā)現(xiàn)關(guān)于自我語音身份識別的能力與說話者自己在一段對話中說話的頻率和發(fā)言次數(shù)成正比，但目前還沒有腦成像方面的研究。
　　身份亞成分不僅包括上面介紹的種族、性別等，而且包括年齡、身高、體重等，但目前還沒有年齡、身高、體重的認知神經(jīng)科學(xué)研究。
　　
　　3　身份識別中面孔和語音的關(guān)系
　　
　　在日常生活中，語音與面孔的加工是隨時進行的。通常，這兩者并不是單獨呈現(xiàn)，而是同時呈現(xiàn)的，這就提供了關(guān)于他人身份的冗余信息。大腦同時要對面孔和語音做出加工。
　　有些研究者認為，同時呈現(xiàn)面孔和語音時，對身份的識別不是在原水平上分別進行，而是與其他個人相關(guān)信息在更高水平的超模型上得以結(jié)合，這些相關(guān)信息的結(jié)合可能發(fā)生在顳葉前部。
　　Bruce和Young提出的面孔識別模型認為面孔識別經(jīng)過4個階段，分別是結(jié)構(gòu)編碼、面孔再認單元(FRU)、信息儲存和姓名生成。面孔再認單元提供結(jié)構(gòu)編碼和個體身份節(jié)點(PINs；個體身份節(jié)點是用來儲存有關(guān)個體信息的)的連接，面孔和語音的連接涉及個體身份節(jié)點。面孔和語音的結(jié)合過程是自上而下的加工，高水平的加工可以通過反饋作用調(diào)控較低水平的加工。Snowden等研究發(fā)現(xiàn)，無論信息是以面孔還是以語音的方式呈現(xiàn)，對于前顳葉受損的病人，都難以識別個體，所以前顥葉被認為是個體身份信息得以結(jié)合的區(qū)域。
　　但是現(xiàn)在大部分研究表明，面孔與語音的結(jié)合發(fā)生在早期加工階段，其結(jié)合過程是自下而上的加工，不是自上而下的加工，也不存在所謂的超模型。
　　Kriegstein等進行的一系列研究說明語音和面孔的結(jié)合是發(fā)生在早期加工階段的。他們對面孔失認癥病人的研究發(fā)現(xiàn)，失認癥病人對熟悉語音再認的行為表現(xiàn)不及正常人，但是在梭狀回和顳上溝之間的區(qū)域的激活是正常的；對熟悉面孔反應(yīng)的區(qū)域，激活強度不及正常人的。這個研究從側(cè)面說明，語音和面孔的結(jié)合是發(fā)生在早期加工階段，并不依賴自上而下的加工，而是自下而上的加工機制。面孔和語音身份識別之間的聯(lián)系是神經(jīng)的自動連接，需要面孔和語音的同時呈現(xiàn)，而不是超模型水平的結(jié)合。
　　
　　4　總結(jié)和展望
　　
　　隨著認知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，面孔和語音身份識別成為近幾年來研究的熱點問題之一。關(guān)于面孔身份識別的研究越來越深入，不僅包含身份整體性的識別，也包含身份亞成分的識別。相比之下，對語音身份識別的研究卻剛起步。在語音身份識別方面，關(guān)于自我／他人身份識別、種族身份識別等都還是空白。性別身份識別方面也不很一致。對于語音物理特征等的變化的研究也是剛剛起步，如語音多大程度的變化人們才可以識別為同一身份等都還有待進一步研究。
　　身份識別不只是簡單的再認，而且涉及到注意、記憶等多種心理機能。身份識別的研究應(yīng)該與這些心理機能相互結(jié)合，才能達到完善的水平。
　　身份識別能力不是與生俱來的，是在后天成長中逐漸發(fā)展起來的，而人類在成長過程中識別他人身份的能力是怎樣獲得并進一步發(fā)展的，即身份識別的發(fā)展性研究目前也還是空白。

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