板倉召二

(同志社大學(xué),日本 京都府 602-8580)

大多數(shù)關(guān)于復(fù)雜社會認(rèn)知的研究都是在人類和靈長類動物中進(jìn)行的,由于社會互動的復(fù)雜性,人類和靈長類動物都依賴視覺信號。視覺信號系統(tǒng)對靈長類動物的聯(lián)盟、戰(zhàn)術(shù)欺騙、互惠等生存方式的形成非常重要[1]。人類眼神交流是溝通和社會互動的重要基礎(chǔ)[2],注視跟隨能力是嬰兒發(fā)展的“前端”能力,因為它有助于理解他人的想法、感受和意圖[3]。嬰兒注視跟隨行為,已成為認(rèn)知、發(fā)展、社會、比較心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的核心課題。

板倉召二團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)注視跟隨是共同注意的基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊通過給定線索范式發(fā)現(xiàn)黑猩猩、猩猩和嬰兒能跟隨該范式的所有線索;還通過注視偏好的一系列研究發(fā)現(xiàn)了注視跟隨的機(jī)制是由于目光接觸引起心率增加,并隨著時間的推移引發(fā)注視跟隨,但該機(jī)制中也可能存在嬰兒對互動的獎勵期望。這些發(fā)現(xiàn)為推斷嬰兒大腦活動,進(jìn)行嬰兒社會發(fā)展的心理干預(yù)提供理論和現(xiàn)實(shí)支持。本文圍繞嬰兒的注視跟隨機(jī)制,從多個視角進(jìn)行交流、探討和成果展示。

1 注視跟隨概念界定

1.1 注視跟隨的概念 注視跟隨是人類(和動物)跟隨他人注視的能力,這種能力對社會互動至關(guān)重要,因為它能幫助理解他人的意圖和興趣。注視跟隨能力最早出現(xiàn)在嬰兒三個月大的時候[4],且十個月大的注視跟隨能力預(yù)示著后期的心理理論能力和語言習(xí)得的發(fā)展[3,5]。

1.2 注視跟隨和共同注意的關(guān)系 注視跟隨是共同注意的基礎(chǔ)。注視跟隨和共同注意是兩種不同但密切相關(guān)的能力(可能具有不同的發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育過程)。注視跟隨可以定義為一個個體(X)跟隨另一個個體(Y)的注視方向到達(dá)空間中的某個位置(不是物體)的能力,見圖1a;但共同注意還有一個額外的要求,即X跟隨Y注視的方向(關(guān)注的焦點(diǎn))對象(Z),見圖1b。因此,共同注意需要額外的計算來處理注意的對象,而不僅僅是注視的方向。即X看到了Y所看到的東西,這就是共同注意[1,6]。

圖1 注視跟隨(a)和共同注意(b)Figure 1 Gaze following (a) and joint attention (b)

2 注視跟隨的相關(guān)范式

2.1 注視范式 圖2呈現(xiàn)了注意的方向:A.相互注視和轉(zhuǎn)移注視;B.注視跟隨;C.共同注視,即有要被所有人共同看到的目標(biāo);D.分享注視,即他們彼此知道他們在看什么;E.心理理論注視,結(jié)合之前的A—D注意過程和高階認(rèn)知策略(包括經(jīng)驗和同理心),來確定一個人之所以關(guān)注特定的刺激,是因為他們打算用這個物體做什么,或者認(rèn)為這個物體具有某些用途。

圖2 注意的方向Figure 2 Gaze direction

2.2 給定線索范式 為了研究人類和靈長類動物用什么線索來識別其他人(或動物)在看什么,Itakura 等[7-10]開展了相關(guān)研究:實(shí)驗開始時,實(shí)驗者雙手放在身體兩側(cè),看著黑板的中央;當(dāng)實(shí)驗者確信被試正看著他的臉時,他就會輕敲并注視,指向并注視,只注視或瞥一眼正確的對象,為了引起實(shí)驗對象的注意,實(shí)驗者叫她的名字并開始試驗。實(shí)驗提示條件如圖3所示,受試者可以選擇兩個選項中的一個,我們需要測試他們是否可以選擇正確的一個,實(shí)驗者最初注視方向是在實(shí)驗板的中心,然后看一眼正確的刺激。

3 注視跟隨的相關(guān)實(shí)驗及結(jié)果

3.1 實(shí)驗一 卷尾猴實(shí)驗[7]。如圖4A所示:桌子上展示了食物,呈現(xiàn)給定線索范式的5種線索,測試對象為5種靈長類動物和人類嬰兒。結(jié)果見圖4B:獼猴能跟隨輕敲和指向線索,卷尾猴能跟隨輕敲到第四個眼-頭共同注視的線索,黑猩猩和人類能追隨所有的線索。

圖4 卷尾猴實(shí)驗及結(jié)果Figure 4 Capuchin monkey experiments and results

3.2 實(shí)驗二 以11種靈長類動物為研究對象,測試它們是否會看實(shí)驗者看到或指向的位置。如圖5所示,實(shí)驗者與黑猩猩進(jìn)行目光接觸,然后立即看/指向黑猩猩的后面或左右方向。結(jié)果發(fā)現(xiàn):黑猩猩和猩猩的正確反應(yīng)率高于其他物種,并且在注視監(jiān)測任務(wù)上的正確反應(yīng)與持續(xù)專注于實(shí)驗的時間長度之間存在很高的相關(guān)性;只有黑猩猩和猩猩能夠跟隨實(shí)驗者指示的方向[11]。

圖5 11種靈長類動物的注視跟隨實(shí)驗Figure 5 Gaze-following experiments in 11 primates

3.3 實(shí)驗三 如圖6所示[12]:嬰兒躺在母親的手臂上,看著電腦屏幕;在屏幕上呈現(xiàn)兩種刺激,在基線條件下,嬰兒可以自由地看這些刺激,并測量它們的注視時間。在第一種有無/母親指向的實(shí)驗條件下,被試進(jìn)行了兩次試驗:如圖6A所示,第一次試驗中,嬰兒在看屏幕,母親指著兩張圖片中的一張;第二次試驗中,作為基準(zhǔn),母親什么都不做,嬰兒可以自由地看刺激物。結(jié)果發(fā)現(xiàn),嬰兒的注視時間比有母親指出的第一次試驗的時間要短。第二種有/無閃爍的實(shí)驗條件下,如圖6B所示,第一次試驗中,兩幅圖片中一幅會閃爍,在第二次試驗中,作為基準(zhǔn),兩幅圖片都不會閃爍,嬰兒和之前一樣被母親抱著看屏幕,測量嬰兒看每張圖片的時間。

結(jié)果發(fā)現(xiàn):在基線條件下,嬰兒觀看兩幅圖片的時間幾乎相同,見圖7。在實(shí)驗條件有/無母親指向下,嬰兒的注視時間有顯著的不同。在第二次試驗中也有顯著的差異,雖然母親沒有指向這兩種刺激中的任何一種,但嬰兒看著母親之前指向刺激的時間更長。在閃爍的實(shí)驗條件下,第一次試驗中注視時間有顯著的不同,但在第二次試驗中沒有顯著不同。結(jié)果表明,母親指向和閃爍的刺激物可以吸引嬰兒的注意,但母親的指向影響了下一個刺激物。刺激物的特定物理變化一旦不再存在,嬰兒就對左右圖片的注視時間沒有顯著差異。因此,母親的視覺注視對嬰兒來說是非常重要的經(jīng)驗。

4 注視跟隨的機(jī)制

4.1 目光接觸促進(jìn)注視跟隨 為什么嬰兒會產(chǎn)生注視跟隨,其背后的機(jī)制究竟是什么呢?Senju等[13]的研究如圖8所示:模特抬起頭,與嬰兒進(jìn)行眼睛接觸(B);或者沒有目光接觸(C),注視桌子上兩個物體中的一個物體。測試嬰兒是否會跟隨注視。結(jié)果顯示,嬰兒只有在有目光接觸時才會跟隨注視。

圖8 Senju團(tuán)隊關(guān)于嬰兒注視跟隨的實(shí)驗Figure 8 The experiment on infant gaze-following by Senju group

Senju等[2]的快速通道調(diào)制器模型如圖9所示,目光接觸首先通過皮層下通道處理,然后通過皮層通道處理。成人FMRI研究表明,皮層下激活預(yù)測后期直接注視的皮層處理,皮層下過程可能與目光接觸的促進(jìn)作用有關(guān)。

在成年人群體中,目光接觸可以通過提高心率[14]和皮膚電導(dǎo)[15]來測量生理喚醒。在兩秒鐘內(nèi),非常短的生理喚醒的增加達(dá)到了最大值。在眼神交流之后,這意味著在每天的社交活動中,短暫的眼神交流會增加覺醒。因此我們認(rèn)為,嬰兒的生理喚醒可能通過目光接觸而增加。圖10顯示了實(shí)驗操作的三種情況:目光接觸行為(b),沒有目光接觸(c),擺動即臉左右擺動(d),然后實(shí)驗人員看著其中一個物體,研究問題是目光接觸會根據(jù)這些情況引起不同的心率反應(yīng)嗎?結(jié)果顯示,只有目光接觸能引起注視跟隨(圖11A),而目光接觸增加了心率(圖11B)。因此,目光接觸對注視跟隨的促進(jìn)作用可能與心率的增加有關(guān)[16]。

圖10 目光接觸與注視跟隨Figure 10 Eye contact and gaze following

注:*P<0.05。x軸表示錄像階段,y軸表示每小時每分鐘的節(jié)拍數(shù),誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)誤差。圖11 不同情況下的注視比例(A)和每個階段的平均心率(B)Figure 11 The proportion of gaze following in each condition(A)and mean heart rate during each phase for each condition(B)

4.2 心率在目光接觸影響注視跟隨中的調(diào)節(jié)作用 為什么目光接觸會增加生理喚醒呢?之前的研究表明,獎勵期待會導(dǎo)致心率增加、瞳孔擴(kuò)張和皮膚電導(dǎo)增加等生理反應(yīng)[17-18]。假設(shè)目光接觸會誘發(fā)獎勵事件的期望,所以才會增加生理喚醒,那如果嬰兒在沒有目光接觸的情況下期待注視互動,嬰兒的心率是否會增加?相關(guān)實(shí)驗流程見圖12。第一階段操縱了人臉是否可靠這一自變量(圖12A):可靠的條件是圖片中的人真的在看目標(biāo),物體出現(xiàn)與看的人的注視方向一致;在不可靠注視條件下,圖片中的人沒有看目標(biāo),物體出現(xiàn)在看的人的注視方向的另一邊。第二階段在3種條件下探究注視跟隨的產(chǎn)生條件(圖12B):從基線階段開始,然后是動作階段和注視階段;動作階段包括目光接觸(EC)、無提示(NC)和擺動(SV)三個條件。研究問題為:當(dāng)嬰兒認(rèn)為臉是可靠的(注視互動是根據(jù)經(jīng)驗而可預(yù)測的)時候,他們的心率會增加嗎[19]?

注:A.第一階段(操縱人臉是否可靠);B.第二階段(注視跟隨的產(chǎn)生條件)。圖12 目光接觸與生理喚醒的實(shí)驗流程Figure 12 Experimental of eye contact and physiological arousal

結(jié)果顯示:當(dāng)嬰兒在可靠和不可靠的情況下進(jìn)行目光接觸時,就會發(fā)生注視跟隨,見圖13A;目光接觸與心率增加有關(guān)(圖13B)。因此,可靠性和目光接觸都會使6個月大的嬰兒心率增加。進(jìn)一步實(shí)驗結(jié)果顯示,目光接觸和可靠性對注視跟蹤的影響受到心率增加的調(diào)節(jié),即情境信息被整合到生理狀態(tài)中,可以反映行為執(zhí)行前的獎勵期望(一種想要互動的期望)。見圖14。

注:A.目光接觸與注視跟隨;B.目光接觸與心率。圖13 目光接觸與生理喚醒的實(shí)驗結(jié)果Figure 13 Experimental results of eye contact and physiological arousal

圖14 通過交流提示條件(EC、NC、顫抖)和可靠性(可靠、不可靠)預(yù)測注視跟隨的回歸模型(左),以及心率增加中介交流提示條件和可靠性與注視跟隨之間關(guān)系的中介模型(右)Figure 14 Left regression model predicting gaze following by communicative cue conditions (EC, NC, shivering) and reliability(reliable, unreliable), and the right mediation model shows that the HR increase mediates the relationship between communicative cue conditions and reliability and gaze following

5 結(jié)語

研究發(fā)現(xiàn):注視跟隨是很多動物共有的,跟隨眼睛注視的能力是進(jìn)化的產(chǎn)物;其次,注視跟隨的機(jī)制是目光接觸引起心率增加,并隨著時間的推移導(dǎo)致注視跟隨。同時研究者也發(fā)現(xiàn),該機(jī)制中也可能存在著對互動的獎勵期望。由此可見,通過這一系列的實(shí)驗可以推斷出嬰兒大腦的活動,而不需要直接測量嬰兒大腦,為將來嬰兒的社會發(fā)展進(jìn)行心理干預(yù)提供了理論和實(shí)踐支持。