面孔识别在人们的日常交往中具有重要的作用,人们从幼儿开始就自动地接受面孔加工的训练,到成人时积累了大量的面孔加工专门化的经验。凭借这些专家知识,人们不仅能轻而易举地识别成百上千张面孔,而且即使在面孔图像残缺不全或者极端模糊的情况下,也能凭借视觉和记忆信息识别出该张面孔。这种依靠低级视觉信息处理与高级认知加工(如：记忆的提取、注意力的转移和先验知识的获取)相结合的面孔识别方式被称为“自上而下(top-down)"的加工。近年来,随着功能核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术的成熟,越来越多的研究者将其应用于对面孔加工神经机制的研究。目前对于top-down面孔加工的fMRI研究主要集中于探讨来自于前额叶高级认知皮层的信号对位于枕颞结合部腹侧的传统面孔加工脑区(梭状回面孔区)神经活动的影响。但是对于这种top-down信号是如何调制初级视觉皮层的神经反应的,目前尚不清楚。为了对这一问题进行较为深入的探讨,本研究对虚幻面孔感知的神经机制进行研究。同以往的研究方法相比,该研究在多个方面进行了较大的改进,主要体现在以下三点：第一,在刺激物的选取上,采用汉字作为面孔研究的对照条件。这一改进的优点在于人们对于面孔和汉字都具有丰富的专门化加工经验,而且对于它们都是在个体水平上进行识别；第二,采用“倒相关”的实验范式对虚幻面孔感知的神经机制进行研究。该实验设计要求受试者根据预先的期望(面孔或者汉字)从没有任何实际信息的纯噪声图片中分别“探测”面孔和汉字。这一改进的优点在于,由于纯噪声图片中没有任何面孔或者汉字信息,这样在后续的面孔与汉字激活对比中就大大减少了bottom-up信息对top-down加工的影响；第三,在算法方面,本研究采用多体素模式分析(multivariate pattern analysis, MVPA)方法分析实验任务与被试大脑激活模式的关系,并改进了一种测试分类器各个输入维度对分类影响程度的方法,用于生成敏感性图,其目的是判断大脑中的体素对当前任务分类的重要性。这一改进的优点在于,对视觉皮层不同条件下引起的反应模式进行分析,而不是像传统方法(广义线性模型)那样只对个别感兴趣脑区的激活强度进行对比。通过这些方法,我们有以下发现：(1) top-down信号不但能调节高级视觉脑区的活动,而且还能影响初级视觉皮层的神经活动,且随着初级视觉神经区等级的提升,初级视觉神经区受top-down信号调制的程度也在不断提升。这一发现与以前研究提出的在视觉皮层存在面孔和汉字加工的等级模型是一致的。(2)随着初级视觉神经区等级的提升,面孔期望相对汉字期望在初级视觉神经区引起的反应也在逐步增强。最后,对该研究方向的发展进行了展望。