李甜甜 吕 勇

(天津师范大学心理与行为研究院，天津 300074)



高低特质焦虑水平个体面部表情觉知阈限的测量*

李甜甜 吕 勇

(天津师范大学心理与行为研究院，天津 300074)

该研究采用后掩蔽范式，将自信心评定法与心理物理学的方法相结合，测得了高、低特质焦虑水平个体的6种基本表情(愤怒、厌恶、恐惧、高兴、悲伤、惊讶)的觉知阈限，并进行了比较。结果发现：在恐惧表情条件下，高特质焦虑个体的觉知阈限显著小于低特质焦虑个体的，在其他表情条件下，高、低特质焦虑个体的觉知阈限没有显著差异；在低特质焦虑组，愤怒表情的觉知阈限显著大于厌恶、恐惧和高兴的，恐惧和高兴表情的觉知阈限显著小于愤怒、悲伤和惊讶的。在高特质焦虑组，愤怒表情的觉知阈限显著大于厌恶、恐惧和高兴的，高兴表情的觉知阈限小于愤怒、悲伤和惊讶的，恐惧表情的觉知阈限显著小于其他表情的；女性的觉知阈限显著小于男性的。因此，较低特质焦虑水平的个体，高特质焦虑水平的个体觉知恐惧表情的能力更强；面部表情觉知存在性别差异，女性的觉知能力较男性更强。

面部表情；觉知；阈限；特质焦虑；性别差异

1 引言

视觉觉知(visual awareness；visual consciousness)，是指看见的主观经验，与无意识的视觉加工相反(Block，2001)。看见面部表情的主观经验即面部表情觉知。

在以往的研究中，众多研究者对面部表情加工与多种个体情绪障碍类型的关系进行了研究，发现特殊被试在面部表情加工上的表现与常人不同。如：Gray等人研究发现，亨延顿病人加工厌恶情绪的能力低于正常人(Gray，Young，Barker，Curtis，& Gibson，1997)；抑郁症患者加工愤怒表情的能力低于正常人(Mendlewicz，Linkowski，Bazelmans，& Philippot，2005)；社会恐怖症的个体存在对威胁信息的注意偏向(Mogg & Bradley，2002)；高特质焦虑的个体识别恐惧表情的正确率显著高于低特质焦虑的个体(Surcinelli，Codispoti，Montebarocci，Rossi，& Baldaro，2006)。因此，个体的情绪障碍类型影响面部表情加工。

在众多研究中，焦虑个体得到了最多研究者的注意。研究者使用点探测范式对焦虑个体的威胁性信息的注意偏向进行研究时发现，相比于高兴和中性情绪，高焦虑水平的个体更倾向于注意愤怒情绪(Bradley，Mogg，Falla，& Hamilton，1998)。Fox等人使用外空间线索范式研究发现，相对于低焦虑个体，高焦虑个体在对恐惧面孔之后的靶刺激进行探测时比对中性和高兴面孔之后的靶刺激判断时，反应时更长(Fox，2002)。这说明高焦虑个体比低焦虑个体更难从威胁性信息上转移注意力，换句话说，高焦虑个体会短时间内固着在威胁信息上。另外，在对模糊的面孔情绪图片进行分类判断时，较低焦虑水平的个体，高焦虑水平的个体更倾向于将模糊的面孔表情判断为威胁性的(Richards et al.，2002)。在情绪分类任务中，较低焦虑水平的个体，高焦虑水平的个体在恐惧表情的分类任务中的正确率更高(Surcinelli，Codispoti，Montebarocci，Rossi，& Baldaro，2006)。Mathews认为，对于焦虑个体来说，认知系统处于一个高度警惕的模式，会优先对具有威胁性的信息进行自动编码。这种偏向表现为对环境中威胁信息的早期的注意定向和快速探测(Mathews，1990)。

综上所述，不管使用何种范式，研究结果都发现焦虑个体在对面部表情进行加工时，存在着对威胁性信息的偏向。但是这些研究都是针对面部表情的意识加工进行的，对于面部表情的加工处于无意识状态或者刚刚进入意识状态时，其加工的机制如何，焦虑被试会不会产生威胁性信息的偏向，还未有人对其进行研究。根据以上研究的证据，该研究假设高特质焦虑水平的个体对面部表情觉知也存在威胁性信息的偏向。具体表现为，高特质焦虑水平的个体较低特质焦虑水平的个体对于恐惧表情的觉知所需的面孔呈现时间更短，即阈限值更小。因此，该研究选取了高、低特质焦虑水平的被试，使用心理物理学的方法对所有面部表情的觉知阈限进行了测量，以期对焦虑个体加工面部表情的特点进行更全面地了解。心理物理学方法测量阈限的原理是，按一定的梯级增加或减少刺激强度来测定阈限，渐增系列和渐减系列是分开进行的。当被试报告感觉不到刺激时，主试就按一定梯级增加刺激强度。当增加到被试感觉到了时，又按一定的梯级来减少刺激强度。直到达到一个先定的标准或先定的实验次数为止。求出各转折点的平均数就是所求的阈限值。

Ohman在1993年提出的后掩蔽范式是操纵情绪刺激意识水平最常用的方法(Esteves & Ohman，1993)。在后掩蔽范式中，情绪刺激呈现很短的时间(几十毫秒)，紧接着将一个呈现时间在50ms以上的中性面孔作为掩蔽刺激，最后请被试报告出情绪刺激(Whalen et al.，1998)。被试对靶刺激面孔的判断成绩往往处在随机水平(Morris，Öhman，& Dolan，1998)，这说明后掩蔽刺激对于阻断情绪面孔刺激进入意识水平是有效的。该研究也使用了后掩蔽范式。

在后掩蔽范式中，被试的任务是对面孔表情图片的表情有无进行判断，有时被试无法确定表情的有无，便要随便猜测一个。如果猜测正确，猜测结果就会混淆在正确判断的结果中。在测量面部表情觉知阈限时，得出的阈限值就会小于实际的值。若引入自信心评定的方法，更精确地区分被试对自己判断的把握大小，后期数据处理时便能将猜测的部分划入无意识加工的范畴。因此，该研究将自信心评定法与心理物理学的方法结合起来。当被试判断错了靶刺激的表情或者被试判断对了靶刺激的表情但是自信心评定水平为1、3或5时，下一个trial中靶刺激的呈现时间会增加17ms；当被试对靶刺激的表情判断对了且自信心评定水平为7或9时，下一个trial中靶刺激的呈现时间会减少17ms，直到所有的靶刺激都呈现完毕。最后用阶梯法算出每种表情的觉知阈限。

以往研究发现，面部表情识别存在性别差异，相比于男性，女性的面部表情识别能力更强(Rehnman & Herlitz，2006)。在面部表情觉知的过程中，也可能存在性别差异。综上所述，该研究在改进后掩蔽范式的基础上，使用心理物理学的方法探讨了被试的性别和特质焦虑水平是否会对面部表情觉知阈限产生影响。

2 方法

2.1 特质焦虑量表及计分方式

由Charles D.Spielbergei等人编制的STAI(状态-特质焦虑量表)是测量状态焦虑和特质焦虑的常用量表，该量表由两部分共40个项目组成，其中第1-20项为状态焦虑量表(S-AI)，用来测量个体即刻的或者最近某一特定时间内的恐惧、紧张、忧虑和神经质的体验或感受，其得分代表了个体当前的焦虑状态；第21-40项为特质焦虑量表(T-AI)，主要用来评定个体经常的情绪体验，其得分代表了个体特质焦虑的情况。量表上的得分越高，反映了受试者的焦虑水平越高(Spielberger & Gorsuch，1983)。该研究中采用T-AI量表测量个体的特质焦虑水平。此量表为1-4级评分(1-几乎没有，2-有些，3-经常，4-几乎总是如此)，由受试者根据自己的体验选取合适的等级。计算出特质焦虑量表的累加分值，最小值为20分，最大值为80分。根据评分标准，男生总分在56分以上、女生总分在57分以上即为高特质焦虑被试。总分在30分以下的为低特质焦虑被试(Spielberger & Gorsuch，1983)。

2.2 被试

从天津某高校随机选取被试1587人，根据问卷得分选取高特质焦虑的被试40名(男女各半)，平均年龄为20±2.6岁。另选取问卷得分最低的40名(男女各半，得分都在30分以下)被试作为低特质焦虑的被试，平均年龄为21±2.9岁。所有被试无神经系统或精神疾病史，视力或矫正视力正常，无色盲、色弱，均为右利手。所有被试先前均未参加过类似实验，实验后获得一定的实验报酬。

2.3 实验材料

实验材料选自中国化面孔情绪图片系统(Chinese Facial Affective Picture System，CFAPS)。该系统对每张图片所属情绪类型进行了评定，并基于评定的情绪类型对其所表达的情绪强度进行了1-9的评分(1为最弱，9为最强)。因此，该系统每张图片均包含情绪类型、认同度和强度这三个指标。认同度指参评者中认为该图片属于此种情绪类型的人数占参评者总人数的百分比，该系统中所有图片的认同度都大于60%；强度指标是指所有参评者对其多表达的情绪强度评分的平均数(王妍，罗跃嘉，2005)。

根据该系统的指标，该研究在平衡性别和强度后，选取认同度在70%以上的愤怒、厌恶、恐惧、高兴、悲伤和惊讶的面孔情绪图片各20张(男女各半)作为实验材料，120张平静的面孔情绪(无表情)图片(男女各半)作为填充材料。另选取20张平静面孔图片经过处理后作为掩蔽刺激。掩蔽刺激的处理方法借鉴了Kiss和Eimer在2008年对掩蔽刺激进行的改进，即用Photoshop软件在每张中性面孔的中心选取180×220像素大小的区域，然后将这一区域平均分成10*10的100等份，打乱顺序后重新排列组合，这样局部的面部特征(鼻子、眼睛、嘴)依然是完整的，但整体的面部结构是杂乱的，不会提供任何面部表情的信息(Kiss & Eimer，2008)。所有面孔情绪图片无外部特征(头发、耳朵、胡须、眼镜等)，并且在大小、背景、对比度、明度等物理属性上基本一致。经单因素方差分析发现，面孔情绪图片强度的主效应不显著，F(5，119)=1.19，p>0.05，6种面孔情绪图片的强度值见表1。

表1 6种面孔情绪图片的强度值

2.4 实验程序

实验程序由E-Prime软件编制。在每个trail中，首先在灰色的屏幕上呈现白色的十字注视点(500ms-1500ms间随机)，然后呈现情绪面孔，接着呈现掩蔽刺激(200ms)，之后呈现提示，让被试对面孔做出有无表情的判断，并对判断做自信心水平的5点评定，被试做出反应后提示消失，间隔1000ms后进入下一个trial。实验流程见图1。

该实验分为递增序列和递减序列两个实验阶段，一半被试先做递增序列，再做递减序列，另一半被试先做递减序列，再做递增序列。每个序列有6个block，每种表情一个block。在每个block中，共有40张面孔图片，包括20张有表情的面孔图片和20张无表情的面孔图片，其中无表情的面孔图片作为填充材料，不做分析。每个block的面孔图片按随机顺序呈现。Block的顺序及被试的按键反应都进行了被试间平衡。

图1 实验流程图

面孔图片的呈现时间设置如下：递减序列实验中，面孔图片的初始呈现时间是100ms，递增序列实验中，面孔图片的初始呈现时间是17ms，之后有表情面孔图片的呈现时间根据被试的判断发生变化，若被试在进行有无表情判断时判断正确，且自信心评定为7或9，则下一个trial中面孔图片的呈现时间会减少17ms，若被试在有无表情判断时判断错误或自信心评定为1、3或5，则下一个trial中面孔图片的呈现时间会增加17ms；中性面孔图片的呈现时间跟随上一个trail的图片呈现时间，不受被试判断的影响。

2.5 数据处理

用阶梯法求得每个被试在做递增序列实验和递减序列实验中得到的阈限值，两者的平均数作为最终的阈限值，用SPSS16.0软件对数据进行方差分析。

3 实验结果

对数据进行6(面部表情类型：愤怒，厌恶，恐惧，高兴，悲伤，惊讶)×2(特质焦虑水平：高、低)×2(性别：男，女)三因素重复测量方差分析发现，情绪类型的主效应显著，F(5，380)=19.79，p<0.05，η2=0.21。进一步多重比较发现，愤怒表情的觉知阈限显著大于其他所有情绪的，恐惧和高兴表情的阈限显著小于愤怒、悲伤和惊讶的。性别的主效应显著，F(1，76)=16.09，p<0.05，η2=0.18，女性的觉知阈限(32.07±6.19)显著小于男性(40.96±12.40)的。情绪类型和特质焦虑水平的交互作用显著，F(5，280)=2.22，p<0.05，η2=0.03。进一步简单效应分析发现，在恐惧表情条件下，高特质焦虑被试的觉知阈限显著小于低特质焦虑被试的，在其他表情条件下，高、低特质焦虑被试的觉知阈限没有显著差异；在低特质焦虑组，愤怒表情的觉知阈限显著大于厌恶、恐惧和高兴的，恐惧和高兴表情的觉知阈限显著小于愤怒、悲伤和惊讶的。在高特质焦虑组，愤怒表情的觉知阈限显著大于厌恶、恐惧和高兴的，恐惧表情的觉知阈限显著小于其他表情的，高兴表情的觉知阈限小于愤怒、悲伤和惊讶表情的。各条件下的面部表情觉知阈限见表2。

表2 各条件下面部表情的平均阈限值(ms)

4 讨论

该研究结果发现，相比于低特质焦虑水平的个体，高特质焦虑水平个体的恐惧表情的觉知阈限更低，即高特质焦虑水平个体觉知恐惧表情需要更短的呈现时间。在觉知其他表情时，高低特质焦虑的个体没有显著差异。面部表情觉知阈限存在性别差异，女性被试的觉知阈限显著小于男性的。

该研究发现的高特质焦虑个体对恐惧表情的觉知偏向与之前关于焦虑个体注意偏向的研究一致。对威胁性信息的警觉对于人类的生存具有重要的意义，因此，人类优先加工潜在威胁信号的能力不断得到进化(Williams，2006)。高焦虑个体将更多的日常情景看作是威胁性的，这导致了更多的恐惧经验。他们倾向于将他人的恐惧面孔看作是环境中面临威胁和危险的信号(Surcinelli，Codispoti，Montebarocci，Rossi，& Baldaro，2006)。故恐惧的表情能够得到最快的加工。

值得注意的是，该研究发现高特质焦虑个体的觉知偏向并没有表现在所有负性表情上，如愤怒表情。Bradley等人研究发现，高焦虑水平的个体对愤怒表情也存在注意偏向(Bradley，Mogg，Falla，& Hamilton，1998)。恐惧表情并不是唯一代表威胁性信息的表情，愤怒的表情也代表威胁和危险性信息的信号(Surcinelli，Codispoti，Montebarocci，Rossi，& Baldaro，2006)。但是在该研究中愤怒表情没有产生注意偏向，这是因为该研究的实验范式与注意偏向的实验范式不同，且采用的因变量指标也不同。研究愤怒情绪的注意偏向一般采用的是点探测范式，因变量的指标是反应时和正确率，但是该研究采用的是后掩蔽范式，因变量的指标采用的是觉知阈限值。此外，Richards等人在对焦虑个体情绪分类任务的研究中，也没有发现高焦虑个体对愤怒表情的加工偏向(Richards et al.，2002)。

该研究发现，面部表情觉知阈限存在性别差异，女性的觉知阈限较男性更低。女性在面部表情加工中较男性更具优势，很多研究都达成了此共识。首先，这种性别差异存在一定的生理基础。在大脑的单位容积内，女性的灰质比更高，男性的白质比更高。灰质与认知加工有关，因此女性在言语加工、情绪加工上更具优势(Gur，Dixon，Bilker，& Gur，2002)；其次，面部表情加工的性别差异与人类的进化有关。自古至今，女性较男性照顾孩子更多，在孩子学会说话之前，女性需要靠识别他们的表情去理解孩子，从而使他们得到更好地照顾，这就使得女性在进化过程中，优先选择进化识别面孔情绪的能力(Saavedra-Rodríguez & Feig，2013)；再次，相比男性，女性更容易受到情绪的感染(Wild，Erb，& Bartels，2001)，她们对情绪刺激更加的敏感(Orozco & Ehlers，1998)。而且女性更多地注视眼部的信息，眼部往往包含了有助于正确识别表情的有效信息(Hall，Hutton，& Morgan，2010)。

对于高低特质焦虑的被试来说，恐惧表情的觉知需要的呈现时间都比其他表情短，这得到了很多以往研究的支持。识别环境中的威胁信息，并且快速地做出行为反应，有利于人类的生存和进化。恐惧表情作为出现潜在威胁的信号，总会得到人类快速的、自动化的加工(Reinders et al.，2006)。人类已经进化出了对恐惧表情快速反应的特殊的神经系统(Williams，McGlone，Abbott，& Mattingley，2005)。

该研究发现，高兴的觉知阈限也较低，这与以往研究结果相契合。一般情景下，个体处于积极的情绪之中，而不是平静的情绪，即具有积极的起点效应(Fredrickson & Cohn，2008)。Leppanen和Hietanen(2004)认为，之所以会出现高兴表情的识别优势，是由于人类存在积极预期的倾向性，即倾向于把他人看得更为友善，这使得人们对高兴的表情更为敏感。而且通过眼部或者嘴部的局部特征就能辨别积极情绪，但消极情绪则需要嘴部、眼睛和眉的结合进行辨识，所以人类对于积极情绪的觉知会更快。这解释了该研究中高兴表情的觉知阈限值较低的现象，表明高兴情绪在人类机体中存在着重要的作用。

值得注意的是，该研究发现，愤怒表情的觉知阈限最高。Grimshaw等(2004)研究发现，愤怒表情的辨识难于愉快表情的辨识，这与该研究的结果相一致。然而也有研究发现，人类对于面孔识别存在负性倾向，即在认知加工中负性刺激(愤怒、恐惧)会获得优先权(罗跃嘉，吴建辉，2005)。不管是高焦虑被试还是低焦虑被试，该研究都没有发现愤怒面孔加工的负性倾向，这是由于研究任务设置与实验测量方式的差异导致的。任务要求的差异会产生不同结果，Pessoa等(2002)发现，当对被试的任务要求发生变化(是否关注面孔)时，中性和愉悦、恐惧表情引起的大脑激活存在差异。正如该研究对被试的任务要求是判断有无表情，并没有要求被试判断表情的类别。大量研究表明，人类加工系统中存在对威胁性信息进行评估的系统，威胁性信息只有超过一定阈值才会激发负性情绪偏向(Mathews & Maeleod，2002)，而且罗跃嘉等人也证实当刺激的威胁程度足够大时，才会出现负性情绪偏向(罗跃嘉，吴建辉，2005)。而该研究发现，在面部表情觉知的过程中，被试表现出了恐惧表情的偏向性，没有表现出愤怒表情的偏向性，说明此任务中的愤怒表情还没有达到足够大的威胁程度，无法产生偏向。另一方面，愤怒表情作为一种攻击性的表情，不利于人际互动和社会交往，人们倾向于将其进行压抑，在日常生活中并不常见，因此其觉知起来会比较困难。

随着生活节奏变快，生活压力变大，高特质焦虑的个体越来越多。高特质焦虑被试对恐惧表情的敏感性高已经得到了很多研究者的证实。该研究从面部表情觉知的角度再一次证明了恐惧表情对于高特质焦虑个体的特殊性。有助于了解高特质焦虑个体的表情加工特点，进而对特质焦虑个体的诊断和治疗提供依据。但该研究仅从行为层面对面部表情觉知阈限进行了测量，将来为更深入地了解特质焦虑个体面部表情觉知的心理机制，可用ERP、fMRI等脑科学技术进一步对其进行研究。

5 结论

该研究采用后掩蔽范式，将自信心评定法和心理物理学的方法相结合，测量了高、低特质焦虑水平个体的6种基本表情的觉知阈限。结果发现：相比于低特质焦虑水平的个体，高特质焦虑水平个体觉知恐惧表情的能力更强，在其他表情上，高低特质焦虑个体的表现没有差异；面部表情觉知阈限存在性别差异，女性的觉知能力高于男性。

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Measuring the Facial Expression Awareness Threshold of High and Low Trait Anxiety Levels of Individual

Li Tiantian Lv Yong

(Academy of Psychology and Behavior，Tianjin Normal University，Tianjin 300074)

This study used backward masking paradigm，method of confidence assessment combined with the methods of psychophysics，measured high and low trait anxiety of individuals of 6 basic facial expressions(anger，disgust，fear，happiness，sadness，and surprise)threshold of awareness，and were compared.The results showed that individuals with high trait anxiety levels had a lower awareness threshold of fear than those with low trait anxiety levels.No significant differences were observed between individuals with high and low trait anxiety levels with regard to the other expressions.On high trait anxiety，the threshold value of anger was significantly higher than those of disgust，fear，and happiness.The threshold values for happiness were significantly lower than those of anger，sadness，and surprise.The threshold values for fear were significantly lower than those of other expressions.On low trait anxiety，the threshold value of anger was significantly higher than those of disgust，fear，and happiness.The threshold values for happiness and fear were significantly lower than those of anger，sadness，and surprise.Therefore，compared with low trait anxiety levels of individual，high trait anxiety of individuals has the better detection ability of facial expression；The facial expression awareness thresholds differ by gender，females showed significantly better detection ability than males.

facial expression；awareness；threshold；trait anxiety；gender differences

天津师范大学博士研究生学术新人项目(2014BSXR)。

吕勇，E-mail：ly6312@163.com。

B842.5

A

1003-5184(2016)05-0421-06