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一、引言
在报纸、杂志和书中的很多文章能引起情绪,带给读者愉悦或感伤。尽管对阅读过程本身已了解很多,但阅读过程中情绪内容的影响却知之甚少。要确定情绪词在语言理解中的作用,建立起完整的情绪词加工理论,需要进一步考察情绪词加工的认知神经机制。但是,情绪内涵与人的特定的情绪如快乐、悲伤、生气或恐惧无直接的关系[1]。有研究者把情绪内涵作为语义属性的一个方面[2]。他们认为语义属性(颜色、形状、功能等)、语义范畴(生物,非生物)和加工通道(视觉,听觉)是语义系统的重要组成部分,因为情绪内涵不依赖于加工通道和所加工物体的语义范畴。
在过去十多年里,心理学和神经科学领域研究者们仔细研究加工情绪材料时引起的生理,自我报告和行为的反应。行为研究表明,相比中性词,积极词和消极词引发更短的反应时间,更高的正确率,并且启动情绪效应。本文对情绪词加工脑机制的有关研究进行综述,并针对今后的研究提出建议和展望。
二、情绪词加工的神经定位研究
(一)额叶和扣带回
研究者使用fMRI、PET等神经成像技术检测了加工情绪词相关的大脑活动,发现在左额叶和后扣带回区域的激活。例如,Maddock等人运用fMRI比较加工威胁性词和中性词时的大脑活动。他们发现和中性词相比,加工威胁性词激活了左侧压后皮层(left retrosplenial cortex)。但没有发现支持右半球假说或两半球假说的证据。Maddock等人在后续研究中发现,与中性词相比,评估愉快或不愉快情绪时,激活了腹侧额叶(rostral frontal)和后扣带回(posterior cingualte);但无法根据所得数据区分这两个区域的作用。
(二)杏仁核
来自动物实验和功能性神经成像的研究证明,在情绪加工(尤其是恐惧相关刺激)中存在着皮层下的捷径通路,即丘脑-杏仁核-皮层通路。杏仁核附着在海马的末端,呈杏仁状,是边缘系统的一部分。在情绪,特别是恐惧中,具有重要作用。研究者首先发现杏仁核对威胁性的刺激(令人害怕的面孔或者动物袭击)的特殊反应,并且一度认为杏仁核是侦察消极刺激的组织。但是近来fMRI研究也证明了杏仁核参与积极信息(开心的面孔或者高唤醒的积极事物)的加工。Tabert等人使用情绪判断任务,要求被试从三个消极词(或中性词)中选择最消极的词,发现消极词比中性词在右侧杏仁核增强的活动;但是,在再认记忆任务中没有发现这样的激活差异。Hamann和Mao要求被试注意看词并且体验词所表达的情绪内涵,发现积极词和消极词比中性词在左侧杏仁核有增强的激活。
三、情绪词加工的大脑偏侧化
近三十年来,情感神经学一直讨论大脑怎样加工情绪词的问题。目前,存在右半球优势说和愉悦度优势说两种理论,各自都获得大量的实验支持。前者认为右半球负责所有情绪的知觉,表达及体验,而不管情绪词的愉悦度。比如,实验表明右边球损伤病人比左半球损伤病人更难识别情绪图片。再比如,Laurian等发现被试在辨别情绪性面孔和中性面孔时,主要是右侧顶叶区域显示出对不同情绪材料有不同反应。而作为对照,当被试辨别不涉及情绪内容的面孔时,大脑活动是双侧对称的。愉悦度优势说认为大脑左右半球均参与情绪的加工,左半球负责加工积极情绪(positive emotions),右半球加工消极情绪(negative emotions)。一些研究发现,左脑损伤损害了积极情绪的知觉,右脑损伤损害了消极情绪的知觉。Van Strien和Luipen利用速示器单侧视野呈现字母,字母呈现前在视野中央呈现一个情绪词作为启动词,要求被试在报告了单侧视野的字母后回忆启动词。结果发现,当消极词作为启动词时,出现左视野/右脑实验成绩的提高,而以积极词作为启动词时,却是右视野/左脑的成绩较好。然而,愉悦度优势说内部分化为两种不同的观点。一种依然坚持愉悦情绪的加工主要依靠左半球,而不愉悦情绪的加工主要依靠右半球。第二种观点严格区分了情绪知觉和情绪体验。右半球主要负责愉悦和非愉悦情绪的知觉,对于情绪体验,左半球负责积极情绪的加工,而右半球负责消极情绪的加工。
四、情绪词加工时间过程的研究
电生理研究更适合于捕捉情绪词识别的实时知觉和认知过程。一些研究已经检测了情绪效应的不同ERP成分。通过比较词的不同维度的情绪内涵的加工差异,可以推测加工词的情绪内涵的时间过程。
(一)情绪词的早期加工
到现在为止,关于情绪内容对词加工早期 (<300ms)ERP的影响,文献提供了不同的结果。一些研究没有发现早期时窗的情绪差异,表明词的情绪内涵或者无关,或者加工相对较晚,仅出现在词的意义被整合进较高水平的语义加工之后,并且晚期ERP成分如P3或LPP加工的ERP研究的变化反映了有意识的回忆。这些结果可能也反映了早期情绪作用 (<300ms)对刺激复杂性敏感的可能,因此在知觉上简单的刺激如词不会出现。相反,一些研究报告了情绪词和中性词之间的早期ERP差异。
1、Pl,N1,P2,N2
早期ERP成分在多大程度上受刺激的非物理特征的影响仍是一个有争议的问题。在视觉词汇加工中,传统理论认为在词呈现最初的150-200ms之内,有书面词汇的特定知觉特征提取,而没有语义相关的特征提取。运用其包含情绪内容的他类型的视觉刺激,例如面孔或图片,情绪刺激和中性刺激在呈现300ms内有显著的ERP差异,有些甚至出现在100ms内。一些研究报告了情绪词和中性词之间的惊人的早期ERP差异,偶尔在 100-200ms的Pl-N1时窗发现由情绪内容调节的ERP,扩展到200-260的P2-N2时窗。但是尽管大量ERP研究用不同的实验设计、任务和被试发现了区分情绪、中性词的早期成分 (<300ms),这些结果的正确性仍有争议,因为很多研究者认为词义通达不会早于词呈现200到300ms。如果对情绪意义不同的词的皮层反应主要基于条件反射,极快速的区别情绪、中性刺激可以预期发生在语义通达前。
2、早期后部负波(Early posterior negativity,EPN)
近来有研究发现情绪词比中性词有增强的EPN。比如,使用RSVP范式,被试阅读以1HZ或3HZ快速系列视觉呈现的大量名词,在刺激呈现200至300ms之间,在枕-颖部对情绪词有增强的ERP反应,将积极、消极名词从中性名词中分离出来。而最近Kissler等人]研究发现,注意干扰任务并不影响词加工中的情绪内容的EPN效应。他们向被试随机呈现积极、中性和消极形容词与名词,最初的任务是默读词,随后计算形容词或名词的数目。在阅读和计数过程中,不管词是属于目标还是非目标类别,情绪高唤醒词(积极和消极)比中性词都诱发更大波幅的EPN(240-300ms),说明对非情绪特征(判断是名词还是形容词)的注意并未影响情绪内容对EPN的作用。因此,情绪EPN效应是一个情绪词加工中的非常强的、可复制的现象,它对来自词的非情绪的语法加工任务的干扰并不敏感。
(二)情绪词的后期加工
1、N400
N400是一个在词汇语义加工领域得到广泛研究的晚期成分。但是由词的情绪内容调节的N400很少被研究。N400成分反映了在更大背景内的语义整合,这一整合或者由被试对句子内容的期望引起,或者由其他语境因素引起,如被试的情绪状态。一些研究发现了对情绪词的N400或类似N400(N400-like)的ERP反应的调节。例如,Kiehl等人评估了精神病人和正常被试加工抽象-具体、积极-消极词的相似性与差异。在行为上,两组都对积极词的反应比消极词更快更准确。在皮层反应上,两组都对积极词比消极词诱发了更大波幅的N350(300-400ms),而且,效价的差异在左半球更显著。一般,大的N400波幅反映了语义期待的违反和语境整合的困难。但是,大量研究表明一个词的情绪内容和被试的情绪状态可以影响N400,积极词比消极词有更好的语义整合。与这一研究结果一致,Kiefer等人研究了情绪状态 (mood state)对积极和消极形容词的皮层加工的作用,结果发现当被试处于积极情绪时,积极词的波幅比消极词减小,表明促进了对积极形容词的语义整合。也就是说,积极材料的启动效应比消极材料的启动效应更大。
2、晚期正成分(Late positive potential,LPP)
LPP被认为反映了持续注意、刺激评价或记忆编码所需要的认知加工负荷。研究发现情绪内容增强的LPP效应在中央-顶部500ms左右达到最大值。关于情绪内涵对LPP的主要作用,研究并不一致。一些研究支持LPP情绪唤醒驱动加工,高唤醒的积极词和消极词比中性词有增强的LPP,LPP反映了唤醒维度的作用。人们认为,LPP波幅的增加反映了对情绪唤醒的刺激投入的注意资源的增加。研究显示刺激的知觉加工的增加同LPP波幅的增加相互联系。情绪刺激跟人类的生存和繁衍密切相关。由于这个重要性,情绪刺激激发了在大脑的进取和防御动机系统中的活动,并吸收注意资源,维持注意的加工,这些导致了LPP波幅的增加,这一假设也得到了中文词汇实验的支持。
另一些研究支持LPP效价驱动加工,LPP仅选择性地对积极词有增强的ERP反应。Kissler等人认为,积极形容词与增强的LPP相联系,这表明积极信息吸引更多的注意,并且导致比消极和中性信息更深的刺激编码。Herbert等人将其解释为对积极形容词的选择性的易化加工,说明健康被试有一种对积极信息的自然倾向。而且,在情绪词的研究中,LPP模式与被试的记忆成绩相对应,对积极词的记忆成绩更好。
五、小结与展望
总的来说,目前人们对情绪词加工的脑机制进行了大量的研究,这些研究通过不同的实验设计说明,额叶的某些区域、扣带回的某些区域,杏仁核等部位都会影响情绪词加工。但是,由于各个研究自身存在的某些缺陷,加上人脑本身又是极其复杂,这一问题以及大脑偏侧化问题仍未阐述清楚,存在分歧。不同的研究者采用不用的实验范式,应考虑影响情绪词加工的因素,比如刺激材料的重复(会减弱N400或LPP波幅),阀上阀下呈现情绪词导致ERP差异,词性以及不同任务差异,避免得出片面的情绪研究结论。在未来的研究中,需要充分考虑将ERP 与其它脑成像技术,生理学测量与行为实验、自我报告等研究方法相结合,从而避免某一项测验的主观性。语言本来具有大脑偏侧化,而情绪性的语言也存在偏侧化,应该考虑研究的落脚点究竟是语言还是情绪。同时,注意选择标准化的刺激材料,以及避免因为年龄,性别,利手等个体差异也是需要认真考虑的。当然,句法加工的脑定位研究要真正取得进展,除了利用各种手段控制无关因素外,还要依赖于脑成像技术的进一步发展与成熟。
参考文献:
[1]Jackson, M. A.C., Crosson, B. Emotional Connotation of Words: Role of Emotion in Distributed Semantic Systems [J]. Progress in Brain Research, 2006(156): 205-216.
[2]Crosson, B, Radonovich, K., Sadek, J.R., Gokcay, D. Bauer, R.M., et al. Left-hemisphere Processing of Emotional Connotation during Word Generation [J]. Neuroreport, 1999(10): 2449-2455.
在报纸、杂志和书中的很多文章能引起情绪,带给读者愉悦或感伤。尽管对阅读过程本身已了解很多,但阅读过程中情绪内容的影响却知之甚少。要确定情绪词在语言理解中的作用,建立起完整的情绪词加工理论,需要进一步考察情绪词加工的认知神经机制。但是,情绪内涵与人的特定的情绪如快乐、悲伤、生气或恐惧无直接的关系[1]。有研究者把情绪内涵作为语义属性的一个方面[2]。他们认为语义属性(颜色、形状、功能等)、语义范畴(生物,非生物)和加工通道(视觉,听觉)是语义系统的重要组成部分,因为情绪内涵不依赖于加工通道和所加工物体的语义范畴。
在过去十多年里,心理学和神经科学领域研究者们仔细研究加工情绪材料时引起的生理,自我报告和行为的反应。行为研究表明,相比中性词,积极词和消极词引发更短的反应时间,更高的正确率,并且启动情绪效应。本文对情绪词加工脑机制的有关研究进行综述,并针对今后的研究提出建议和展望。
二、情绪词加工的神经定位研究
(一)额叶和扣带回
研究者使用fMRI、PET等神经成像技术检测了加工情绪词相关的大脑活动,发现在左额叶和后扣带回区域的激活。例如,Maddock等人运用fMRI比较加工威胁性词和中性词时的大脑活动。他们发现和中性词相比,加工威胁性词激活了左侧压后皮层(left retrosplenial cortex)。但没有发现支持右半球假说或两半球假说的证据。Maddock等人在后续研究中发现,与中性词相比,评估愉快或不愉快情绪时,激活了腹侧额叶(rostral frontal)和后扣带回(posterior cingualte);但无法根据所得数据区分这两个区域的作用。
(二)杏仁核
来自动物实验和功能性神经成像的研究证明,在情绪加工(尤其是恐惧相关刺激)中存在着皮层下的捷径通路,即丘脑-杏仁核-皮层通路。杏仁核附着在海马的末端,呈杏仁状,是边缘系统的一部分。在情绪,特别是恐惧中,具有重要作用。研究者首先发现杏仁核对威胁性的刺激(令人害怕的面孔或者动物袭击)的特殊反应,并且一度认为杏仁核是侦察消极刺激的组织。但是近来fMRI研究也证明了杏仁核参与积极信息(开心的面孔或者高唤醒的积极事物)的加工。Tabert等人使用情绪判断任务,要求被试从三个消极词(或中性词)中选择最消极的词,发现消极词比中性词在右侧杏仁核增强的活动;但是,在再认记忆任务中没有发现这样的激活差异。Hamann和Mao要求被试注意看词并且体验词所表达的情绪内涵,发现积极词和消极词比中性词在左侧杏仁核有增强的激活。
三、情绪词加工的大脑偏侧化
近三十年来,情感神经学一直讨论大脑怎样加工情绪词的问题。目前,存在右半球优势说和愉悦度优势说两种理论,各自都获得大量的实验支持。前者认为右半球负责所有情绪的知觉,表达及体验,而不管情绪词的愉悦度。比如,实验表明右边球损伤病人比左半球损伤病人更难识别情绪图片。再比如,Laurian等发现被试在辨别情绪性面孔和中性面孔时,主要是右侧顶叶区域显示出对不同情绪材料有不同反应。而作为对照,当被试辨别不涉及情绪内容的面孔时,大脑活动是双侧对称的。愉悦度优势说认为大脑左右半球均参与情绪的加工,左半球负责加工积极情绪(positive emotions),右半球加工消极情绪(negative emotions)。一些研究发现,左脑损伤损害了积极情绪的知觉,右脑损伤损害了消极情绪的知觉。Van Strien和Luipen利用速示器单侧视野呈现字母,字母呈现前在视野中央呈现一个情绪词作为启动词,要求被试在报告了单侧视野的字母后回忆启动词。结果发现,当消极词作为启动词时,出现左视野/右脑实验成绩的提高,而以积极词作为启动词时,却是右视野/左脑的成绩较好。然而,愉悦度优势说内部分化为两种不同的观点。一种依然坚持愉悦情绪的加工主要依靠左半球,而不愉悦情绪的加工主要依靠右半球。第二种观点严格区分了情绪知觉和情绪体验。右半球主要负责愉悦和非愉悦情绪的知觉,对于情绪体验,左半球负责积极情绪的加工,而右半球负责消极情绪的加工。
四、情绪词加工时间过程的研究
电生理研究更适合于捕捉情绪词识别的实时知觉和认知过程。一些研究已经检测了情绪效应的不同ERP成分。通过比较词的不同维度的情绪内涵的加工差异,可以推测加工词的情绪内涵的时间过程。
(一)情绪词的早期加工
到现在为止,关于情绪内容对词加工早期 (<300ms)ERP的影响,文献提供了不同的结果。一些研究没有发现早期时窗的情绪差异,表明词的情绪内涵或者无关,或者加工相对较晚,仅出现在词的意义被整合进较高水平的语义加工之后,并且晚期ERP成分如P3或LPP加工的ERP研究的变化反映了有意识的回忆。这些结果可能也反映了早期情绪作用 (<300ms)对刺激复杂性敏感的可能,因此在知觉上简单的刺激如词不会出现。相反,一些研究报告了情绪词和中性词之间的早期ERP差异。
1、Pl,N1,P2,N2
早期ERP成分在多大程度上受刺激的非物理特征的影响仍是一个有争议的问题。在视觉词汇加工中,传统理论认为在词呈现最初的150-200ms之内,有书面词汇的特定知觉特征提取,而没有语义相关的特征提取。运用其包含情绪内容的他类型的视觉刺激,例如面孔或图片,情绪刺激和中性刺激在呈现300ms内有显著的ERP差异,有些甚至出现在100ms内。一些研究报告了情绪词和中性词之间的惊人的早期ERP差异,偶尔在 100-200ms的Pl-N1时窗发现由情绪内容调节的ERP,扩展到200-260的P2-N2时窗。但是尽管大量ERP研究用不同的实验设计、任务和被试发现了区分情绪、中性词的早期成分 (<300ms),这些结果的正确性仍有争议,因为很多研究者认为词义通达不会早于词呈现200到300ms。如果对情绪意义不同的词的皮层反应主要基于条件反射,极快速的区别情绪、中性刺激可以预期发生在语义通达前。
2、早期后部负波(Early posterior negativity,EPN)
近来有研究发现情绪词比中性词有增强的EPN。比如,使用RSVP范式,被试阅读以1HZ或3HZ快速系列视觉呈现的大量名词,在刺激呈现200至300ms之间,在枕-颖部对情绪词有增强的ERP反应,将积极、消极名词从中性名词中分离出来。而最近Kissler等人]研究发现,注意干扰任务并不影响词加工中的情绪内容的EPN效应。他们向被试随机呈现积极、中性和消极形容词与名词,最初的任务是默读词,随后计算形容词或名词的数目。在阅读和计数过程中,不管词是属于目标还是非目标类别,情绪高唤醒词(积极和消极)比中性词都诱发更大波幅的EPN(240-300ms),说明对非情绪特征(判断是名词还是形容词)的注意并未影响情绪内容对EPN的作用。因此,情绪EPN效应是一个情绪词加工中的非常强的、可复制的现象,它对来自词的非情绪的语法加工任务的干扰并不敏感。
(二)情绪词的后期加工
1、N400
N400是一个在词汇语义加工领域得到广泛研究的晚期成分。但是由词的情绪内容调节的N400很少被研究。N400成分反映了在更大背景内的语义整合,这一整合或者由被试对句子内容的期望引起,或者由其他语境因素引起,如被试的情绪状态。一些研究发现了对情绪词的N400或类似N400(N400-like)的ERP反应的调节。例如,Kiehl等人评估了精神病人和正常被试加工抽象-具体、积极-消极词的相似性与差异。在行为上,两组都对积极词的反应比消极词更快更准确。在皮层反应上,两组都对积极词比消极词诱发了更大波幅的N350(300-400ms),而且,效价的差异在左半球更显著。一般,大的N400波幅反映了语义期待的违反和语境整合的困难。但是,大量研究表明一个词的情绪内容和被试的情绪状态可以影响N400,积极词比消极词有更好的语义整合。与这一研究结果一致,Kiefer等人研究了情绪状态 (mood state)对积极和消极形容词的皮层加工的作用,结果发现当被试处于积极情绪时,积极词的波幅比消极词减小,表明促进了对积极形容词的语义整合。也就是说,积极材料的启动效应比消极材料的启动效应更大。
2、晚期正成分(Late positive potential,LPP)
LPP被认为反映了持续注意、刺激评价或记忆编码所需要的认知加工负荷。研究发现情绪内容增强的LPP效应在中央-顶部500ms左右达到最大值。关于情绪内涵对LPP的主要作用,研究并不一致。一些研究支持LPP情绪唤醒驱动加工,高唤醒的积极词和消极词比中性词有增强的LPP,LPP反映了唤醒维度的作用。人们认为,LPP波幅的增加反映了对情绪唤醒的刺激投入的注意资源的增加。研究显示刺激的知觉加工的增加同LPP波幅的增加相互联系。情绪刺激跟人类的生存和繁衍密切相关。由于这个重要性,情绪刺激激发了在大脑的进取和防御动机系统中的活动,并吸收注意资源,维持注意的加工,这些导致了LPP波幅的增加,这一假设也得到了中文词汇实验的支持。
另一些研究支持LPP效价驱动加工,LPP仅选择性地对积极词有增强的ERP反应。Kissler等人认为,积极形容词与增强的LPP相联系,这表明积极信息吸引更多的注意,并且导致比消极和中性信息更深的刺激编码。Herbert等人将其解释为对积极形容词的选择性的易化加工,说明健康被试有一种对积极信息的自然倾向。而且,在情绪词的研究中,LPP模式与被试的记忆成绩相对应,对积极词的记忆成绩更好。
五、小结与展望
总的来说,目前人们对情绪词加工的脑机制进行了大量的研究,这些研究通过不同的实验设计说明,额叶的某些区域、扣带回的某些区域,杏仁核等部位都会影响情绪词加工。但是,由于各个研究自身存在的某些缺陷,加上人脑本身又是极其复杂,这一问题以及大脑偏侧化问题仍未阐述清楚,存在分歧。不同的研究者采用不用的实验范式,应考虑影响情绪词加工的因素,比如刺激材料的重复(会减弱N400或LPP波幅),阀上阀下呈现情绪词导致ERP差异,词性以及不同任务差异,避免得出片面的情绪研究结论。在未来的研究中,需要充分考虑将ERP 与其它脑成像技术,生理学测量与行为实验、自我报告等研究方法相结合,从而避免某一项测验的主观性。语言本来具有大脑偏侧化,而情绪性的语言也存在偏侧化,应该考虑研究的落脚点究竟是语言还是情绪。同时,注意选择标准化的刺激材料,以及避免因为年龄,性别,利手等个体差异也是需要认真考虑的。当然,句法加工的脑定位研究要真正取得进展,除了利用各种手段控制无关因素外,还要依赖于脑成像技术的进一步发展与成熟。
参考文献:
[1]Jackson, M. A.C., Crosson, B. Emotional Connotation of Words: Role of Emotion in Distributed Semantic Systems [J]. Progress in Brain Research, 2006(156): 205-216.
[2]Crosson, B, Radonovich, K., Sadek, J.R., Gokcay, D. Bauer, R.M., et al. Left-hemisphere Processing of Emotional Connotation during Word Generation [J]. Neuroreport, 1999(10): 2449-2455.