表情作为传递情绪与沟通的关键方式，其识别机制一直备受关注。为探究人类识别不同面部表情的内在机制，中国科学院心理研究所认知科学与心理健康全国重点实验室蒋毅团队与中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所戴辑团队开展合作，通过人类双生子研究设计，结合行为、功能核磁共振成像（fMRI）等技术及猕猴在体电生理记录，跨物种研究了面部情绪感知的遗传性和神经基础。
情绪识别的进化之谜
面部表情识别包含基本情绪和复合情绪的识别。这些情绪通常通过特定面部表情特征表现，且基本表情的识别具有全球一致性，即使在与世隔绝的文化中也是如此。达尔文曾指出，人类的表情在进化中保留，是天生的、固有的，且能被全人类理解。当代研究也发现，识别基本情绪的能力早在婴儿期就开始显现，猴子等非人类物种也具有识别面部表情的能力，这表明面部表情识别能力很可能是不断进化而来的。
随着神经科学技术的发展，研究人员开始探索面部情绪识别的大脑机制。研究表明，杏仁核等脑区在情绪识别中起关键作用。杏仁核是情感脑区，在进化上保守、受遗传调控，且猴子等非人类物种也有这一脑区。因此，可以合理假设面部表情识别可能由基因塑造，并在灵长类动物大脑中形成了固有神经回路。然而，要进一步明确这一能力究竟由遗传因素决定，还是主要通过后天社会经验习得，还需通过实验来回答。
采用双生子研究方法
实验采用了经典的双生子研究方法，被试对象分别为同卵双生子和异卵双生子。两者受环境影响大致相同，但遗传结构不同。基于这一特点，研究人员可以估算出基因和环境对该变量个体差异的贡献。被试者在实验中观看一系列情绪面孔图片，并辨别这些面孔的情绪是快乐还是恐惧。通过Morph软件，这些情绪面孔被沿着一个连续变化的维度进行融合，以探究不同空间频率信息在面部情绪识别中的作用。
研究中，0%和100%的融合水平分别对应典型的快乐面孔和恐惧面孔，50%的融合水平则对应两种情绪等比例混合的面孔。接着，研究人员再基于这些面孔生成不同空间频率的面孔类别，让被试者识别面孔表达的不同情感。空间频率是情绪面孔加工中非常重要的一个基本视觉属性。低空间频率情绪面孔主要涉及面部情绪的整体特征，用于对情绪的快速而粗略地感知，可以帮助人们在短时间内识别潜在的威胁或积极信号。高空间频率情绪面孔主要包含局部的精细特征，能够帮助人们更精确地理解。
此外，研究团队还对部分被试者大脑杏仁核进行fMRI扫描，考察面孔情绪识别能力与杏仁核的功能、结构之间的遗传关联。
遗传与环境共同调控
研究团队发现，面部情感识别能力既受到遗传因素的调控，也受到环境因素的影响。具体来说，低空间频率情绪面孔的识别能力主要通过进化获得，且受先天和遗传模块的调控，而高空间频率情绪面孔的识别能力则在成长过程中通过学习获得。
这一发现为长期以来的“先天与后天”之争提供了新视角，揭示了遗传和环境在情绪识别中的不同作用。同时，这一发现为理解面部情感识别的个体差异提供了新见解，特别有助于解释为什么某些人在面部情感识别能力方面较差，并为研究孤独症谱系障碍等社会认知障碍的成因提供了重要线索。
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