为什么乐观的人看世界都更美好？Nature子刊《communications psychology》证实面部肌肉的神经反馈直接重塑情绪认知

我们总以为，判断一张脸是否快乐，靠的是眼睛——视觉信息如光线般直接，被大脑精密解读。然而认知科学的发现令人意外：我们的嘴角是否上扬、颧肌是否牵动，竟也在悄然改变着我们眼中世界的“表情”。这便是“面部反馈假说”——情绪不单由外而内被识别，也由内而外被身体塑造。

更值得深思的是，这种身体与视觉的对话发生在怎样的时间窗口？是视觉信息刚抵达大脑的早期瞬间，还是稍晚当我们在无意识中模仿对方表情之时？两种时机如同两种不同的“对话开端”：一种是在信息尚未清晰时就预先提供线索，另一种则是在信息整合阶段加入身体的注脚。两者究竟如何塑造我们最终的认知判断？

为探究这一时间谜题，国外研究团队采用高精度面部神经肌肉电刺激技术，结合脑电图，在“Electrical stimulation of smiling muscles reduces visual processing load and enhances happiness perception in neutral faces”这项研究中，首次将面部反馈的时序效应置于神经处理的微观时间尺度下进行检验。

本研究采用高精度脑电与面部电刺激同步记录范式，系统探究面部反馈在情绪识别中的时序作用机制。共招募51名健康成人参与者，实验核心设备为ANT Neuro公司的eego™ sports 64导脑电系统与双通道电刺激系统的整合平台。参与者需在三种电刺激条件下(早期：面孔呈现前后250毫秒；晚期：呈现后500-1000毫秒；无刺激对照)对计算机生成的标准化面部表情(中性/快乐/悲伤)进行快速情绪判断。

图1 试次结构与刺激示例。a 单个试次结构示意图。每个试次以注视点开始，随后呈现中性、快乐或悲伤的面孔(持续1000毫秒)。在呈现扰乱面孔后，被试通过按键判断所感知的面部情绪为快乐或悲伤。fNMES刺激分为早期(面孔出现前后250毫秒)、晚期(面孔出现后500–1000毫秒)或无刺激(关闭)三种条件。b 女性身份的面部表情示例：悲伤(左)、中性(中)、快乐(右)。c 电极放置示意图：显示双侧颧大肌上的电极定位。

在实验执行中，我们通过预实验确定的面部模仿发生时间窗，实现了对颧大肌激活的毫秒级精确控制。脑电数据采集以512Hz采样率连续记录，并采用包含独立成分分析(ICA)与双减法去除电刺激伪影的专用流程进行预处理。数据分析采用多层级方法：行为层面通过广义线性混合模型检验刺激条件对情绪判断的影响；神经层面通过大规模单变量分析提取N170成分，并计算感觉运动区与视觉区的β频段相干性，系统考察早期视觉加工与晚期多感觉整合的神经机制。

图2 自动FACS编码结果。显示在关闭(上)、早期(中)、晚期(下)三种fNMES条件下，AU6(眼轮匝肌，即脸颊上提肌)、AU12(嘴角提肌，即颧大肌)、AU15(嘴角降肌，即降口角肌)和AU4(眉降肌，即皱眉肌)随时间变化的强度。

本研究通过行为与神经数据，揭示了面部反馈在情绪识别中的多阶段作用机制。行为上，fNMES成功诱发微笑，并特异性地提高将中性面孔判断为“快乐”的概率。这一效应在早期和晚期刺激条件下均显著，且强度相当，表现出时序普适性。

图3 fNMES对情绪选择判断的影响.a 箱线图显示在不同fNMES条件下，被试将快乐面孔(左)和悲伤面孔(右)判断为“快乐”的百分比。无论是否存在fNMES，被试均保持高准确率，能稳定将快乐面孔判断为快乐，将悲伤面孔判断为悲伤。b 左侧箱线图与右侧概率密度图共同展示了被试在各fNMES条件下将中性面孔判断为“快乐”的百分比及概率分布。

神经机制分析显示，早期fNMES显著降低了反映面部编码的N170振幅，且N170与行为判断的关系发生逆转：刺激条件下，更小的N170预测更高的“快乐”判断概率。这表明早期反馈通过减轻视觉加工负荷直接塑造情绪感知。

图4 N170振幅与情绪选择判断之间的关系。a 无刺激条件(左)与早期fNMES条件(右)下，所有被归类为快乐(绿色)和悲伤(红色)的面孔所诱发的N170波形。波形图及地形图呈现了大规模单变量分析所识别电极在面孔出现后150–200毫秒内的平均响应，阴影区域表示标准误。b 基于模型推导的边际均值，展示了在无刺激(左)和早期fNMES条件(右)下，fNMES与N170振幅共同预测单试次情绪选择的结果。

晚期fNMES则调节了感觉运动区与视觉区之间的β频段相干性，改变了神经功能连接模式，但其变化不直接预测行为结果。这表明晚期反馈参与更复杂的多感觉整合，其与行为输出的关系更为间接。

图5 中央区与左侧枕叶区域对中性面孔响应的β频段相干性。a 相干性图谱分别显示：在无刺激条件下(左)，被判断为快乐与悲伤的中性面孔的相干性差异；早期刺激vs.无刺激(中)、晚期刺激vs.无刺激(右)的对比差异。绿色边界标识的簇状区域表示从对比分析中识别出的、刺激出现后650毫秒起在β频段上具有显著差异的相干性。b 各fNMES条件下，被判断为快乐(绿色)和悲伤(红色)的中性面孔的平均相干性值。在无刺激条件下，被判断为快乐的面孔表现出更强的相干性；而在晚期fNMES条件下，该模式发生反转。早期fNMES条件也呈现相似趋势。

面部不仅是情绪的显示器，更是情绪的建构者——这项研究发现，一个被人工诱发的微笑，能在面孔被识别的最初250毫秒内，通过降低大脑视觉皮层的处理负荷(N170减弱)，系统性地将一张中性面孔“染”上快乐的色彩；而在稍晚的认知整合阶段，同样的微笑信号则重塑了大脑感觉与视觉区域的“对话”模式(β频段相干性改变)。这揭示了一种精妙的双阶段机制：身体并非被动反映情绪，而是通过前置的预测性调节与后续的跨模态整合，主动参与了情绪现实的构建。

文章信息

引用：Baker, J., Ngo, H. V. V., Efthimiou, T. N., Elsenaar, A., Mehu, M., & Korb, S. (2025). Electrical stimulation of smiling muscles reduces visual processing load and enhances happiness perception in neutral faces. Communications Psychology, 3(1), 94.

DOI: 10.1038/s44271-025-00281-y