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方法文章

用于研究内隐社会偏见的电影后阈下测量（PMSM）

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DOI：

10.3791/60817

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2020年2月29日

 , 
1Department of Neuroscience and Biomedical Engineering, Aalto University, 2Advanced Magnetic Imaging (AMI) Centre, Aalto NeuroImaging, Aalto University, 3Department of Media, School of Arts Design and Architecture, Aalto University, 4International Laboratory for Social Neuroscience, Institute of Cognitive Neuroscience, National Research University Higher School of Economics, 5Department of Film and Media, Stockholm University of the Arts

本文内容

摘要

本方案描述了利用电影在功能性磁共振成像期间研究隐性社会偏见相关脑机制的方法。当在电影结束后短暂地亚阈值呈现主角的面部图像时，会引发基于观影过程中所获得的主角信息而产生的内隐反应。

摘要

新的知识不断从社会环境中获得，这种环境会影响人们彼此之间的反应方式。这类反应通常以隐含的方式发生，处于阈下感知水平，通过快速呈现刺激物可实验性地分离出相关的脑机制。已有研究表明，对属于不同种族、人种或性别的面部进行阈下呈现，可用于成功探究社会性隐含反应。然而，许多隐含反应是基于先前获得的关于这些面部的信息（例如性取向、政治观点和社会经济地位），而不仅仅依赖于外貌特征。本文介绍了一种名为“观影后阈下测量”（post-movie subliminal measurement, PMSM）的新方法。当观众观看一部具有社会吸引力的电影时，会获得有关主角的知识，并熟悉其身份和世界观。在电影结束后对主角面部进行阈下呈现，会引发一种依赖于观众所学内容的隐含神经反应。由于存在大量描绘各种不同身份人物的电影，PMSM 方法能够以一种接近真实社会感知的方式，研究大脑中复杂的隐含偏见。

引言

近期研究表明，在与他人初次见面的前32–100毫秒内，人们便已形成初步的社会判断1,2,3,4,5,6,7。研究者广泛采用阈下呈现面孔的方法，来探究不同种族和民族群体之间存在的内隐偏见（例如，向来自这两个群体的受试者分别呈现肤色不同的高加索裔美国人和非裔美国人面孔）8,9,10,11,12,13,14。然而，社会群体的特征不仅限于面部的物理特征15。

面部感知被证明对上下文线索具有高度敏感性（例如，身体姿势16、面部眼神方向17、对面部的先验知识18、所呈现面部的视觉背景19、单独呈现面部或与其他面部同时呈现20）。这些因素均会影响面部感知。Weiser 和 Brosch21 在其系统性综述中建议，应通过使实验室实验更接近真实生活环境，来在更自然的情境下研究面部感知。事实上，即使是识别他人这样简单的任务，当使用更接近真实感知情境的视频片段而非静态图像时，其识别准确性也更高22。

在过去的几十年中，脑成像研究已证实，视频片段可被成功用于研究真实的社会知觉23,24,25,26,27,28,29。本方法基于上述研究结果以及额外发现，后者表明电影叙事能够暂时将观众带入主角的世界30。该实验方案结合了电影观看与阈下刺激呈现，作为一种在自然条件下研究内隐社会偏见形成的替代方法。

本文介绍了这种新方法——观影后潜意识测量（post-movie subliminal measurement, PMSM）的操作方案。当观看一部具有社会互动性的电影时，观众会逐渐了解主角，并熟悉其身份与世界观。与其他叙事艺术形式相比，电影的独特之处在于其能在较短时间内呈现一个引人入胜、丰富且复杂的故事。此外，电影的视听与影像特性能够使观众之间的大脑活动趋于同步23,25,29,31。因此，采用电影作为刺激材料有助于确保受试者以高度相似的方式接收信息。

PMSM 方法表明，当在电影播放后（而非播放前）向受试者亚阈值呈现主角的面部时，能够成功诱发内隐的神经反应。这些反应依赖于观众在观影过程中获得的关于主角性格及其内隐社会观念的知识。由于现有大量电影描绘了各种社会角色，PMSM 方法使得研究大脑复杂的内隐观念成为可能，其研究方式更接近于真实生活中的社会认知过程。

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方案

该方案已获得阿尔托大学研究伦理委员会的批准。

1. 受试者筛选与准备

  1. 根据年龄、利手性和教育水平匹配所招募的不同参与者组别（此处为异性恋组和同性恋组）。确保所有参与者能够完全理解电影的语言，并能在无字幕的情况下舒适地观看电影。或者，可考虑播放参与者母语的电影。
    1. 排除在过去几年内已观看过计划使用电影的参与者，因为这可能影响基线测量结果。理想情况下，应招募此前未观看过该电影的参与者。可通过让参与者从一份电影片名列表（包括本实验拟使用的电影名称以及另外20个其他电影名称）中勾选其在过去几年内看过的影片来实现。
  2. 遵循所在机构关于对健康参与者开展非医学实验的伦理指南，参与者应未服用精神科药物且无当前神经系统疾病诊断。招募具有正常或矫正视力的参与者进行fMRI扫描。招募非吸烟者以及能够在整个实验过程中保持静止不动的人员，以避免因不必要的头部运动而污染fMRI数据。
  3. 尽量在每天相近的时间段对所有参与者进行扫描，优选上午或傍晚早期（上午9:00至下午5:00），并在扫描前避免大量饮用咖啡或进食。
  4. 采用盲法招募，以确保参与者的反应真实，不受情绪调控的影响。不要告知参与者实验的真实目的（例如，研究异性恋与同性恋受试者之间的内隐偏见）。例如，可告知参与者实验是关于观看电影的，研究的真实目的将在实验结束后才予以说明。排除那些事先已知晓研究目的的参与者。
  5. 进行行为测量，例如内隐联想测验（Implicit Association Task, IAT）32，以确认实验组存在内隐偏见。利用该测量确保各组确实表现出偏见，因为内隐偏见的强度存在个体差异。为防止参与者提前猜测实验目的，应在扫描完成后实施IAT测试。

2. MRI室外操作步骤

  1. 到达后，向参与者简要介绍实验的各个阶段、潜在风险以及实验数据的使用方式。简报结束前，询问参与者是否有关于实验的疑问，并告知将在后续提供进一步解释。请参与者阅读实验说明并签署知情同意书。
  2. 请参与者从衣物中移除所有金属物品，或（更佳选择）更换为无金属的实验服，以确保安全进入fMRI磁体区域。使用金属探测设备对参与者进行扫描，确认未遗留任何金属物品（如手表、腰带等）。应遵守MRI的标准禁忌症规定33。
  3. 请参与者进入fMRI实验室，以调试视频投影仪和音频系统。指导参与者平躺在fMRI检查床上。播放一段示例视频，确保图像清晰可见，音频音量舒适且清楚。如有任何不适反馈，应相应调整。确保耳机声音输出正常。
  4. 连接与fMRI兼容的眼动追踪系统。眼动追踪用于确保受试者在实验过程中保持注意力，避免在扫描期间入睡或走神。眼动追踪仅用于数据质量控制。确认追踪稳定后，启动校准程序，开始记录眼动数据。
  5. 告知受试者实验即将开始，扫描过程将持续约30分钟。指导参与者：1）放松身心，如同在家中观看电视节目；2）遵循指令幻灯片的引导，完成扫描过程中的各个步骤。启动fMRI扫描。
  6. 扫描完成后，将参与者转移至另一房间，进行额外的行为测量（例如，评估他们在电影不同片段中对角色的认同程度，或通过IAT测量隐性偏见）。
  7. 所有数据收集完毕后，向参与者说明实验的真实目的，并回答任何其他问题。

3. 磁共振成像（MRI）检查过程

注意：在fMRI扫描期间，参与者将观看一段时长30分钟的视听内容，其中包括指导性幻灯片、4分钟电影前阈下刺激测量（用于基线）、20分钟电影、4分钟电影后阈下刺激测量，以及结束幻灯片。在本节中，请遵循该方案，熟悉创建刺激材料各个部分以及呈现顺序所需的步骤。由于阈下刺激阶段中面部图像的闪现持续时间为40 ms（相当于一个视频帧的时长），因此可以使用现成的视频编辑软件（例如AVID Media Composer软件或Adobe Premiere Pro编辑软件）来制作阈下刺激材料，并在需要时对电影进行剪辑。在使用锁定时间精确控制顺序呈现刺激材料时，应采用与fMRI刺激呈现兼容的软件（例如Presentation软件，Neurobehavioral Systems Inc.，美国加利福尼亚州奥尔巴尼）。

  1. 潜意识测量的两个4分钟时段（基线期和观影后）完全相同。在此阶段不要向参与者说明其性质或目的，并在扫描开始时展示以下指导语幻灯片：
    "接下来您将看到一段校准视频。该视频用于校准MRI扫描仪对您反应的检测。这段视频仅持续4分钟，看起来类似于电视屏幕上的白噪声。请将视线固定在屏幕中央的标记上，直到收到其他通知为止"。
    注意：4分钟的刺激时段包含白噪声，实际上被划分为16个各15秒的区块。这16个白噪声区块包含两种类型：静息区块（无潜意识闪现的白噪声）和条件区块（伴随主角面部闪现的白噪声）。刺激结构示意图见图1。
  2. 为创建4分钟的潜意识刺激材料，首先准备一段15秒的白噪声视频。白噪声作为掩盖刺激，用于遮蔽快速闪现的面部图像。由于大脑对面部呈现非常敏感，即使面部是潜意识呈现的，也必须使用有效的掩蔽方法。因此，请使用具有显著扭曲和动态变化的动态白噪声视频，而非均匀的静态白噪声（例如，包含随机分布的小型黑白点的噪声）。
    1. 通过在动态白噪声中插入主角面部的10次闪现，创建15秒的条件区块。潜意识闪现应持续40毫秒，从条件区块起始处开始，每隔1,500毫秒插入一次。
    2. 主角面部应正对摄像机，表情中性。如有可能，从电影中截取一帧画面（例如角色的特写镜头），或从互联网上搜索该演员的照片。确保演员的外貌与其在电影中的形象相似（例如，发型、胡须或配饰无明显差异）。确保面部表情中性，图像清晰且照明良好。
    3. 调整图像，使其居中位于屏幕中央。避免使用面部尺寸过小或分辨率低的图像。确保面部背景中无显著干扰物，例如其他人、文字或其他可识别的视觉元素。如有此类元素，应将其裁剪或遮蔽，以生成中性图像。在插入前将图像由彩色转为黑白。
    4. 当白噪声静息区块和条件区块（含面部闪现）准备就绪后，将其重复复制，以构建完整的4分钟潜意识刺激序列，按静息区块起始的顺序依次排列。最终应得到总长4分钟、包含16个各15秒区块的刺激材料（即8个静息区块和8个条件区块）。
    5. 在4分钟潜意识测量视频的屏幕中央添加一个注视标记，确保其清晰可见。在4分钟视频开始前额外添加一个持续2秒的注视标记，以便参与者能够轻松定位并开始任务。
  3. 在基线期（即观影前4分钟潜意识测量）结束后，插入一张文字幻灯片，提示电影即将开始，标明电影时长，并提醒参与者保持放松、自由观看。例如：
    "谢谢！校准已成功完成！现在您将观看一部20分钟的电影。请尽量放松，享受故事情节。"
  4. 选择一部情感丰富、引人入胜且以人物为中心的电影（即具有明确主角和强烈冲突）。例如，先前一项关于社会偏见的研究中，向同性恋和异性恋受试者播放了一部关于同性恋神父的电影。故事讲述了一位神父在作为天主教神职人员履行信仰的愿望与渴望被另一位男性所爱的情感之间的挣扎。
    注意：影片可以是纪录片或剧情片，可以是短片或电视剧的独立集。重要的是影片需具备清晰的起承转合结构，易于理解与跟随。也可从较长影片中剪辑出较短版本。例如，本研究中使用的同性恋/异性恋实验刺激材料，是由专业电影制作人（第一作者）从一部名为《神父》（导演：Antonia Bird，1994年）的长片中剪辑而成的20分钟版本。电影内容越贴近目标受试群体，观影过程的参与度就越高。
  5. 观影结束后，应重复进行4分钟的潜意识测量（PMSM），以观察观看电影后对主角面部的内隐神经反应相较于观影前是否发生偏移（vs. 观影前）。为此，请插入以下幻灯片：
    "谢谢！我们即将完成实验。在结束测量前，我们需要再次校准MRI设备对您反应的检测。这段视频仅持续四分钟，看起来类似于电视屏幕上的白噪声。请将视线固定在屏幕中央的标记上，直到收到其他通知为止"
  6. 最后，播放4分钟的PMSM刺激视频（与观影前基线测量所用的4分钟视频完全相同）。

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结果

以下是采用Afdile等人已发表文章中的PMSM方法所得出的部分结果34。该研究考察了同性恋与异性恋受试者（15名异性恋者，14名同性恋者）在观看电影并意识到主角为同性恋者后对其产生的内隐偏见，使该主角对同性恋参与者而言属于“内群体”，而对异性恋参与者而言属于“外群体”。与我们的IAT结果一致，该因素在两组中均表现出显著性，即异性恋受试者内隐地更偏好异性恋而非同性恋，而同性恋受试者则内隐地更偏好同性恋而非异性恋（异性恋组均值 = -0.26，同性恋组均值 = 0.3，t = 3.72，p < 0.01）。两组的结果均显著偏离零值（同性恋组：p = 0.0059；异性恋组：p = 0.043）。

我们的结果揭示了同性恋群体中存在显著更大的差异 与双侧额上回（sFG）、右侧颞顶交界区（rTPJ）、前扣带皮层（ACC）、双侧额极（FP）和内侧前额叶皮层（mPFC）在异性恋受试者观看电影后面部表情刺激时的反应。 图2

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讨论

本文概述了一种利用电影后潜意识测量（PMSM）方法研究内隐大脑活动的新技术。在最近发表的一项研究中，该方法表明：1）内隐大脑反应具有动态性；2）个体能够持续从社会环境中学习，并基于情境知识（而不仅限于面部特征）形成判断。因此，在研究内隐偏见时（例如呈现属于不同民族、性别或种族群体的面孔时），所提出的PMSM方法可作为传统方法的一种替代方案。PMSM使实验环境更接近真实生活中的社会知觉过程，其结果基于自然观察条件得出。

本方案采用功能磁共振成像（fMRI）技术，但也可使用其他神经影像学方法进行心理生理相互作用分析（PMSM），包括脑电图（EEG）或脑磁图（MEG）。此处介绍的实验设计适用于两组间的比较，但在进行多组或组内比较时，PMSM 同样没有应用限制。此外，PMSM 还可进一步扩展，用于测量对多个面孔的隐式反应（例如电影中的主角和反派角色），从而更深入地揭示被试群体的心理特征（例如测量对电影中持有对立世界观的两个角色的隐式反应）。

对于希望研究社会知觉的其他方面及其与记忆和偏见之间相互作用的研究人员，例如在自然条件下注意和情...

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本工作由芬兰科学院资助，资助编号为[259952，276643]。我们感谢Mikko Sams提供的指导，感谢Enrico Glerean、Jussi Alho和Anna Äimälä在数据方面的协助，感谢Johan Westö在可视化方面的帮助，以及感谢芬兰埃斯波市阿尔托大学Aalto神经成像中心先进磁成像（AMI）中心的Marita Kattelus和Toni Auranen所提供的帮助与支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
3T 西门子 MAGNETOM SkyraSiemens Healthcare, Erlangen, GermanyMRI 设备，使用标准的 20 通道头颈接收线圈
Avid Media Composerhttps://www.avid.com/media-composer用于创建刺激材料的视频编辑软件。
EAR-tipEtymotic Research, ER3, IL, USA适用于 MRI 的耳塞
FSL 软件https://www.win.ox.ac.uk/, 版本 5.0.9用于分析数据的软件。
Panasonic PT-DZ110X 投影仪Panasonic Corporation, Osaka, Japan刺激材料通过背投方式投射到半透明屏幕上
Presentation 软件Neurobehavioral Systems Inc., Albany, California, USA用于在 fMRI 扫描期间呈现刺激材料的软件
Sensimetrics S14 插入式耳机Sensimetrics Corporation, Malden, Massachusetts, USA听觉刺激通过 Sensimetrics S14 插入式耳机传递

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