面部情感识别（facial emotion recognition）是人类重要的社交技能，这一能力让我们能够迅速而准确地识别他人的基本情感，例如快乐、恐惧等。这种社交能力在自闭症谱系障碍（ASD）等社会认知障碍中常常受到严重影响。尽管面部情感识别在社交互动中扮演着至关重要的角色，但其起源至今仍不明确。本研究旨在探讨这一能力的遗传性及其在灵长类动物大脑中的内在机制。
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11月8日，中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院戴辑团队，联合中国科学院心理研究所蒋毅团队，在National Science Review在线发表了题为“Genetic and Neuronal Basis for Facial Emotion Perception in Humans and Macaques”的研究论文。该研究通过人类双生子设计，利用行为、核磁共振成像（fMRI），结合猕猴在体电生理记录，跨物种地研究了面部情绪感知的遗传性和神经基础，深化了对情绪感知双通道模型的理解，并阐明了灵长类情绪脑的起源及其功能发展。
图1. 研究的整体思路：基于双生子的行为、功能核磁共振成像实验以及基于猕猴的电生理实验
遗传与环境的贡献
本研究采用经典的双生子设计，研究人类面部情感识别能力的遗传和环境影响（图1）。双生子分为同卵和异卵两类，分别具备100%和50%的基因相似度，因而是研究遗传作用的理想对象。在该实验中，研究人员让志愿者观察包含不同空间频率信息的情绪面孔，发现遗传因素调控面部情绪知觉中的低空间频率（LSF）加工，而高空间频率（HSF）加工则主要受环境影响（图2）。这一发现突出了遗传与环境在面部情感识别中的不同作用，提示LSF和HSF可能是不同的处理机制。
图2. 行为实验设计及基于双生子的行为实验结果
LSF与HSF的区分
低空间频率（LSF）主要涉及面部情感的整体特征，而高空间频率（HSF）则关注细节和变化。该研究进一步通过fMRI发现，LSF的情感识别与杏仁核的功能具有遗传关联，而HSF则没有这种关联。这表明LSF和HSF在面部情感识别中具有不同的神经基础，反映了它们在情感处理过程中的功能分工。通过对猕猴杏仁核进行在体的单细胞记录，发现杏仁核存在加工LSF和HSF的不同神经元，进一步证实了LSF和HSF在面部情感感知中的区别。
先天与后天的争议
这些研究结果提供了面部情感识别中LSF和HSF处理的遗传和神经证据，表明LSF的识别能力主要是通过进化获得，且受先天和遗传模块的调控，而HSF的能力则是在成长过程中通过学习获得。这一发现为长期以来“先天与后天”之争提供了新的视角，强调了面部情感识别能力的复杂性。
对自闭症谱系障碍的启示
本研究还揭示了LSF情感识别能力的遗传特性，这一发现为寻找社会认知障碍（如ASD）的内表型提供了重要线索。了解面部情感识别的遗传机制和神经基础，将有助于更深入地探讨这些障碍的成因和相关治疗方法。
展望
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供 稿：脑认知与脑疾病研究所
责 编：王 淼
审 校：林一程
