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面部情感識別是人類重要的社交能力。這一能力讓我們能夠迅速而準確地識別他人的基本情感如快樂、恐懼等。而這種社交能力在自閉癥譜系障礙等社會認知障礙中常常受到影響。盡管面部情感識別在社交互動中具有重要作用，但起源尚不明確。

近日，為探討這一能力的遺傳性及其在靈長類動物大腦中的內(nèi)在機制，中國科學院心理研究所蔣毅團隊聯(lián)合深圳先進技術(shù)研究院戴輯團隊，通過人類雙生子設(shè)計，利用行為、功能核磁共振成像，結(jié)合獼猴在體電生理記錄，跨物種地研究了面部情緒感知的遺傳性和神經(jīng)基礎(chǔ)，深化了對于情緒感知雙通道模型的認知，闡明了靈長類情緒腦的起源與功能發(fā)展。

該研究采用經(jīng)典的雙生子設(shè)計，探討人類面部情感識別能力的遺傳和環(huán)境影響。雙生子分為同卵和異卵兩類，分別具備100%和50%的基因相似度，因而是研究遺傳作用的理想對象。實驗中，研究人員通過讓志愿者觀察包含不同空間頻率信息的情緒面孔發(fā)現(xiàn)，遺傳因素調(diào)控面部情緒知覺中的低空間頻率加工，而高空間頻率（HSF）加工則主要受環(huán)境影響。這一發(fā)現(xiàn)提出了遺傳與環(huán)境在面部情感識別中的不同作用，提示了低空間頻率和高空間頻率可能具有不同的處理機制。

研究發(fā)現(xiàn)，低空間頻率主要涉及面部情感的整體特征，而高空間頻率則關(guān)注細節(jié)和變化。研究進一步通過fMRI發(fā)現(xiàn)，低空間頻率的情感識別與杏仁核的功能具有遺傳關(guān)聯(lián)，而高空間頻率則不存在這種關(guān)聯(lián)。這表明低空間頻率和高空間頻率在面部情感識別中具有不同的神經(jīng)基礎(chǔ)，反映了它們在情感處理過程中的功能分工。研究通過對獼猴杏仁核進行在體的單細胞記錄發(fā)現(xiàn)，杏仁核存在加工低空間頻率和高空間頻率的不同的神經(jīng)元，證實了低空間頻率和高空間頻率在面部情感感知中的區(qū)別。

該研究提供了面部情感識別中低空間頻率和高空間頻率處理的遺傳和神經(jīng)證據(jù)，表明低空間頻率的識別能力主要通過進化獲得且受先天和遺傳模塊的調(diào)控，而高空間頻率的能力則在成長過程中通過學習獲得。這一發(fā)現(xiàn)為“先天與后天”之爭提供了新視角，強調(diào)了面部情感識別能力的復雜性。

該研究揭示了低空間頻率情感識別能力的遺傳特性，為尋找社會認知障礙的內(nèi)表型提供了線索。同時，研究面部情感識別的遺傳機制和神經(jīng)基礎(chǔ)，將有助于更深入地探討這些障礙的成因和相關(guān)治療方法。

面部情感識別能力既受到遺傳因素的影響又受到環(huán)境的影響。低空間頻率和高空間頻率的處理機制在情感識別中有著明顯分工，而遺傳學和神經(jīng)科學的結(jié)合揭示了這一能力的復雜起源。這些發(fā)現(xiàn)幫助研究人員探討人類社交行為的基礎(chǔ)，為研究和干預社會認知障礙提供了新方向。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到科技創(chuàng)新-2030重大項目、國家自然科學基金、中國科學院相關(guān)項目以及廣東省、深圳市等的支持。

論文鏈接

研究的整體思路：基于雙生子的行為、功能核磁共振成像實驗及基于獼猴的電生理實驗