人类疼痛表情研究进展(2)
FACS基于面部的肌肉解剖，将面部活动的形态改变分为44个基本运动单元(Action Unit，AU)，涵盖了包括皱眉肌、眼轮匝肌、鼻肌、提上唇肌、颊肌、口轮匝肌、笑肌、降下唇肌、降口角肌、颈阔肌等表情肌的舒缩活动。对于一些经常同时出现的AU，或者当单独提取其中某个AU无实际意义时。可将这些AU以成组的方式进行记录。在使用FACS对疼痛表情进行编码时，既需细致观察面部的哪些局部特征发生了改变，也需鉴别是哪些肌群的活动导致了这种改变(各AU代表的面部运动具体参见Ekman&Friesen：Investigator'sguide to the Facial Action Coding System)。同时，通过对表情运动强度的等级划分，FACS将面部活动的强弱程度分为5个等级(A-E)。目前FACS作为疼痛表情编码的主要工具，其客观性和准确性已被越来越多的研究者所认可。
除FACS之外，近年来也相继出现了其他表情编码系统。例如，基于面部表情微观分析的Max编码系统，以形态改变(appearance change，AC)为基本单位。其编码的疼痛表情有：眉猛烈下沉、两眉头之间的膨出、鼻根变宽、眼睛紧闭、上下唇的活动使嘴巴呈方形或矩形(Izard，2002)。可见，各表情编码系统在表情编码上各有侧重，特定的疼痛表情研究需要选取适当的编码系统才有助于科学准确地描述疼痛表情特征。
这些严格遵循神经解剖学基础的表情编码系统的诞生和发展，为量化研究疼痛表情提供了诸多可行的途径。其中FACS侧重于将面部运动分割为最小的运动单位，是一个尽最大可能区分面部运动的综合系统，也是一种能区分所有可观察到的面部行为的测量图式(孟昭兰，2005)。因此本文将着重介绍基于FACS编码的疼痛表情特征，并对未来的研究方向提出一些建议。
3 基于FACS编码的疼痛表情特征
3.1 疼痛表情的一般特征
对人类疼痛表情特点进行科学详尽的描述，一直是各个时期研究者努力所向。100多年前，达尔文提到：“人在疼痛时嘴巴和眼睛的活动有：嘴巴紧闭、嘴唇收缩、牙关紧咬、双眼因恐惧和惊愕而充满敌意地注视、眉用力收缩。”Leventhal和Sham(1965)发现，产痛时的强烈不适可引起产妇前额、眉毛、眼睑的特殊改变。Boucher(1969)证实，恐惧、疼痛和悲伤的表情具有可以被区分的特征性表现。Williams提到，观察者对疼痛的判断主要依靠被试的面部线索，包括皱眉、眨眼、脸颊提升、提上唇等面部活动。尽管经验性描述能够展现疼痛表情的部分特征，却难以细致地揭示疼痛表情特征的全貌。以FACS为代表的表情编码系统的出现。为系统地研究疼痛表情特征提供了有效的手段。
3.2 基于FACS编码的疼痛特征性AU
以FACS为编码方法，Craig。Prkachin和Grunau(1992)提取了4组疼痛相关的核心AU，即：AU4(皱眉)、AU6_7(眼周肌群收缩、脸颊提升)、AU9_10(皱鼻、提上唇)、AU43(闭目)。Kunz，Chen，Lautenbacher，Vachonpresseau和Rainville(2011)通过对健康被试施以热痛刺激，发现了7组与疼痛相关的AU，并统计了这些AU在被试中出现的频率，结果见表1。此外，其他基于FACS编码的疼痛表情研究也对疼痛表情特征作出了阐述。如Hiortsio(1969)认为，8组AU在疼痛应激下持续存在。Craig(1985)发现，健康被试在受到冷加压刺激的情况下，面部将出现6组疼痛AU。Arif-Rahu和Grap(2010)在交流困难患者中发现13个与疼痛密切相关的AU，进一步强调了疼痛表情是对重症患者进行疼痛评估的重要线索。在表2中对上述三项研究中出现的疼痛AU进行了汇总，可见，不同研究中发现的疼痛相关AU并非完全重叠。个体本身的年龄、性别、种族、文化背景、教育程度等独立变量对疼痛表情的呈现可能有不同程度的影响。Price(2000)证实了疼痛表情及疼痛体验在不同性别及不同文化背景之间差别很大。Keogh和Holdcroft(2002)对疼痛表情的性别差异进行了详细论述，他们认为，与男性相比，女性会在面部表达更强烈、更丰富的疼痛情绪，这种差异与性激素水平、发育程度和环境等因素相关。Matheson(1997)请未经训练的观察者以不同年龄组人群的疼痛表情为依据，以此评估各组被试的疼痛强弱程度，结果发现，观察者将老年人的疼痛等级评判得更高，也更接近被试对疼痛的自我评估，这说明年龄变量也会影响疼痛表情表达。
此外，具有社会交流价值的疼痛表情，易受到社会因素的影响。Baeyer论述了社会因素对儿童疼痛表情的作用，他认为，在中性观察者和陌生人面前，疼痛表情会被压抑；而在照顾者面前，儿童的疼痛表情会放大，但这种“放大”在Williams看来则是“压抑表情的释放”。Craig和Patrick(1985)对72名冷加压器刺激下的女性志愿者进行分组，研究她们的面部表情、对疼痛的自我评估等是否会受到表演者面部表情及疼痛自评的影响，该研究认为社会因素确实能够影响被试的疼痛表达和自我评估。总之，既往研究证实，疼痛表情因受到年龄、性别、社会因素、文化背景等多种因素的影响，在表情表达的强烈程度等方面存在一定的差异，疼痛表情在不同个体之间表现出共性和个性并存的特性。
3.3 疼痛特征性AU表达的心理和神经机制
疼痛表情的相通性和迥异性是在长期的人类进化历程中形成，但其中所包含的心理和神经机制还不是十分明了。目前大多数研究侧重于一种或几种疼痛应激下AU出现的数量或频次。以及性别、年龄、社会关系等变量与疼痛AU表达之间的关系，尽管这些研究启发了相关领域对于疼痛表情的探索，然而对于这些AU改变的神经生理和心理机制，可供参考的研究还不是很多。
而就疼痛本身的神经生理机制来看，疼痛AU的解读还可以进一步深入。由于疼痛和人体的其他高级功能一样，需要经过高级中枢的整合才能实现，因此疼痛表情作为疼痛的外显形式，也受到神经系统高级中枢调控。既往研究中，学者将疼痛划分为三个维度，即：感觉维度、情绪维度和认知维度。感觉维度是指机体受到疼痛刺激时，对疼痛发生的位置、强烈程度、性质、时间过程等作出的快速判断(韩济生，2012)：而情绪维度是指疼痛所带来的不愉快感和其它不良情绪(Kunz et al.，2012)；认知维度则包含了个体所获得的疼痛经验，以及对疼痛的主观认识和对未来的期许(韩济生，2012)。疼痛的三个维度从外周到中枢，都具有神经解剖学的物质基础。外周的Aδ类纤维和C类纤维分别投射到脊髓背角深层的广动力(wide dynamic range。WDR)神经元和脊髓背角浅层的伤害特异性神经元，传递疼痛的感觉维度信号和情绪维度信号。前者通过新脊丘束投射到丘脑外侧核群，之后到达初级和次级躯体感觉皮层(韩济生，2012)；后者通过旧脊丘束上行，经(1)边缘结构和丘脑内侧核群(2)躯体感觉丘脑和皮层区一皮层边缘通路，最终到达前扣带回皮质和皮质下的情绪相关结构(Price，2000)。疼痛认知维度信号的处理则位于前额叶、后顶叶以及运动相关皮层(韩济生，2012)。当然，上述神经解剖结构之间亦存在着广泛而复杂的联系，因此疼痛的感觉、情绪和认知维度是相辅相成的，对于具备高级神经系统及复杂中枢整合功能的人类而言，这三个维度共同构成较为完整的疼痛体验。 (杨悦颖 杨海波 王晓琳 舒婧 王志强 谢敬聃 于生元)
除FACS之外，近年来也相继出现了其他表情编码系统。例如，基于面部表情微观分析的Max编码系统，以形态改变(appearance change，AC)为基本单位。其编码的疼痛表情有：眉猛烈下沉、两眉头之间的膨出、鼻根变宽、眼睛紧闭、上下唇的活动使嘴巴呈方形或矩形(Izard，2002)。可见，各表情编码系统在表情编码上各有侧重，特定的疼痛表情研究需要选取适当的编码系统才有助于科学准确地描述疼痛表情特征。
这些严格遵循神经解剖学基础的表情编码系统的诞生和发展，为量化研究疼痛表情提供了诸多可行的途径。其中FACS侧重于将面部运动分割为最小的运动单位，是一个尽最大可能区分面部运动的综合系统，也是一种能区分所有可观察到的面部行为的测量图式(孟昭兰，2005)。因此本文将着重介绍基于FACS编码的疼痛表情特征，并对未来的研究方向提出一些建议。
3 基于FACS编码的疼痛表情特征
3.1 疼痛表情的一般特征
对人类疼痛表情特点进行科学详尽的描述，一直是各个时期研究者努力所向。100多年前，达尔文提到：“人在疼痛时嘴巴和眼睛的活动有：嘴巴紧闭、嘴唇收缩、牙关紧咬、双眼因恐惧和惊愕而充满敌意地注视、眉用力收缩。”Leventhal和Sham(1965)发现，产痛时的强烈不适可引起产妇前额、眉毛、眼睑的特殊改变。Boucher(1969)证实，恐惧、疼痛和悲伤的表情具有可以被区分的特征性表现。Williams提到，观察者对疼痛的判断主要依靠被试的面部线索，包括皱眉、眨眼、脸颊提升、提上唇等面部活动。尽管经验性描述能够展现疼痛表情的部分特征，却难以细致地揭示疼痛表情特征的全貌。以FACS为代表的表情编码系统的出现。为系统地研究疼痛表情特征提供了有效的手段。
3.2 基于FACS编码的疼痛特征性AU
以FACS为编码方法，Craig。Prkachin和Grunau(1992)提取了4组疼痛相关的核心AU，即：AU4(皱眉)、AU6_7(眼周肌群收缩、脸颊提升)、AU9_10(皱鼻、提上唇)、AU43(闭目)。Kunz，Chen，Lautenbacher，Vachonpresseau和Rainville(2011)通过对健康被试施以热痛刺激，发现了7组与疼痛相关的AU，并统计了这些AU在被试中出现的频率，结果见表1。此外，其他基于FACS编码的疼痛表情研究也对疼痛表情特征作出了阐述。如Hiortsio(1969)认为，8组AU在疼痛应激下持续存在。Craig(1985)发现，健康被试在受到冷加压刺激的情况下，面部将出现6组疼痛AU。Arif-Rahu和Grap(2010)在交流困难患者中发现13个与疼痛密切相关的AU，进一步强调了疼痛表情是对重症患者进行疼痛评估的重要线索。在表2中对上述三项研究中出现的疼痛AU进行了汇总，可见，不同研究中发现的疼痛相关AU并非完全重叠。个体本身的年龄、性别、种族、文化背景、教育程度等独立变量对疼痛表情的呈现可能有不同程度的影响。Price(2000)证实了疼痛表情及疼痛体验在不同性别及不同文化背景之间差别很大。Keogh和Holdcroft(2002)对疼痛表情的性别差异进行了详细论述，他们认为，与男性相比，女性会在面部表达更强烈、更丰富的疼痛情绪，这种差异与性激素水平、发育程度和环境等因素相关。Matheson(1997)请未经训练的观察者以不同年龄组人群的疼痛表情为依据，以此评估各组被试的疼痛强弱程度，结果发现，观察者将老年人的疼痛等级评判得更高，也更接近被试对疼痛的自我评估，这说明年龄变量也会影响疼痛表情表达。
此外，具有社会交流价值的疼痛表情，易受到社会因素的影响。Baeyer论述了社会因素对儿童疼痛表情的作用，他认为，在中性观察者和陌生人面前，疼痛表情会被压抑；而在照顾者面前，儿童的疼痛表情会放大，但这种“放大”在Williams看来则是“压抑表情的释放”。Craig和Patrick(1985)对72名冷加压器刺激下的女性志愿者进行分组，研究她们的面部表情、对疼痛的自我评估等是否会受到表演者面部表情及疼痛自评的影响，该研究认为社会因素确实能够影响被试的疼痛表达和自我评估。总之，既往研究证实，疼痛表情因受到年龄、性别、社会因素、文化背景等多种因素的影响，在表情表达的强烈程度等方面存在一定的差异，疼痛表情在不同个体之间表现出共性和个性并存的特性。
3.3 疼痛特征性AU表达的心理和神经机制
疼痛表情的相通性和迥异性是在长期的人类进化历程中形成，但其中所包含的心理和神经机制还不是十分明了。目前大多数研究侧重于一种或几种疼痛应激下AU出现的数量或频次。以及性别、年龄、社会关系等变量与疼痛AU表达之间的关系，尽管这些研究启发了相关领域对于疼痛表情的探索，然而对于这些AU改变的神经生理和心理机制，可供参考的研究还不是很多。
而就疼痛本身的神经生理机制来看，疼痛AU的解读还可以进一步深入。由于疼痛和人体的其他高级功能一样，需要经过高级中枢的整合才能实现，因此疼痛表情作为疼痛的外显形式，也受到神经系统高级中枢调控。既往研究中，学者将疼痛划分为三个维度，即：感觉维度、情绪维度和认知维度。感觉维度是指机体受到疼痛刺激时，对疼痛发生的位置、强烈程度、性质、时间过程等作出的快速判断(韩济生，2012)：而情绪维度是指疼痛所带来的不愉快感和其它不良情绪(Kunz et al.，2012)；认知维度则包含了个体所获得的疼痛经验，以及对疼痛的主观认识和对未来的期许(韩济生，2012)。疼痛的三个维度从外周到中枢，都具有神经解剖学的物质基础。外周的Aδ类纤维和C类纤维分别投射到脊髓背角深层的广动力(wide dynamic range。WDR)神经元和脊髓背角浅层的伤害特异性神经元，传递疼痛的感觉维度信号和情绪维度信号。前者通过新脊丘束投射到丘脑外侧核群，之后到达初级和次级躯体感觉皮层(韩济生，2012)；后者通过旧脊丘束上行，经(1)边缘结构和丘脑内侧核群(2)躯体感觉丘脑和皮层区一皮层边缘通路，最终到达前扣带回皮质和皮质下的情绪相关结构(Price，2000)。疼痛认知维度信号的处理则位于前额叶、后顶叶以及运动相关皮层(韩济生，2012)。当然，上述神经解剖结构之间亦存在着广泛而复杂的联系，因此疼痛的感觉、情绪和认知维度是相辅相成的，对于具备高级神经系统及复杂中枢整合功能的人类而言，这三个维度共同构成较为完整的疼痛体验。 (杨悦颖 杨海波 王晓琳 舒婧 王志强 谢敬聃 于生元)