六个月大的孩子在识别面孔的时候,能够辨别什么程度的细节?

7 个月大的宝宝,当爹剃了胡子孩子哭了起来
为什么当爸爸脸上的胡子没有了,孩子看起来非常难以接受?


这个问题挺好玩的不知道为什么现在这类问题都没人答了。。=。=
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小孩子尤其是出生不久的小孩,用夸张一点的话说,他们的大脑完全称得上是一团乱麻,很多大脑内的神经联结还没形成,很多功能还在发育。视力这种高级感知功能在出生后的几个月还是处于成长发育中,视力相当于我们成人的重度近视。根据皮亚杰的认知阶段理论,6个月大的孩子还处于感知阶段的初期。

感知运算阶段(感觉-动作期,Sensorimotor Stage,0-2岁)这个阶段的儿童的主要认知结构是感知运动图式,儿童借助这种图式可以协调感知输入和动作反应,从而依靠动作去适应环境。通过这一阶段,儿童从一个仅仅具有反射行为的个体逐渐发展成为对其日常生活环境有初步了解的问题解决者。

比如阳光穿过窗帘投在墙上的影子,我们眼中是这样

而在幼儿眼中是这样

或者是婴儿床的木护栏,在他们眼中是这样

但是,我们不难发现很多家长,尤其是母亲,都会说他们的孩子特别喜欢盯着人脸看。我们生活中也会遇到小孩子盯着我们脸看的情景,不由会去做一些鬼脸去逗弄小孩。那么既然之前说了小孩的视力非常差,几乎是重度近视,那么为什么又能分辨出人脸呢?

人脸,在他们眼中是这样

虽然上面的视力是刚出生几周的幼儿视力,并不是6各月时期的视力,不过我们可以发现,在这个时期的幼儿眼中,世界基本就是由光,阴影以及各种形状轮廓所构成的,人脸也不例外。

而这个时期幼儿视力最清晰的距离为6英寸 (上图为12英寸距离的视力状况),大概是15厘米的距离,如下

这就表现出了自然的神奇之处,仿佛就是在告诉幼儿注意看这张脸,这将是你生命中最重要的人之一。

有研究找了一个10天大的婴儿,先给他们看如下的一张图片

我们可以发现,右边的图像象征一张简易化的人脸,而左边则是倒着的图像。可以预测到结果就是婴儿更注意看右边的“人脸”。那么是什么吸引婴儿去看这张“人脸”而不看左边的图呢?研究人员又给婴儿看了一张图 (清晰度问题,左边的图应该是略微模糊的真实人脸,而不是我们看到的一团黑。。),如下

左边是一张模糊的人脸,而右边则是明暗阴影显著的卡通人脸,结果发现婴儿更注意右边的人脸。因此,可以发现其实不是人脸吸引了婴儿,而是我们脸部的五官所形成的光影对比吸引了婴儿的注意力。

所以,当婴儿盯着亲人,或者路人的脸看时,并不是意味着我们长得好看,而是我们的眼眶,鼻子,颧骨,毛发所形成的阴影引起了他们的兴趣,而这个时期的婴儿并不知道这些代表着什么。

之后,研究者又给一个6周大的幼儿看了同样的图片,

结果发现这个阶段的婴儿更注意右边的人脸图而不是卡通人脸,因为短短的几周时间,是婴儿脑中神经元联结发育的重要阶段,这个时期他们已经开始使用大脑中的高级系统来分析世界,他们开始发现世界不是仅仅“一个东西”,他们发现声音和画面是相联系的(比如母亲的嘴唇和声音),在几个月大的时候,幼儿便会开始尝试分辨眼中的各种事物,会被逗笑,会试着发出“baba,mama”的声音。

看到这,应该也了解了为什么爸爸剃了胡子小孩却认不出来,因为胡子是他们分辨爸爸的重要特征之一。

有研究通过脑成像实验发现虽然婴儿分辨事物的能力非常差,仍使用着初级的视觉系统,但是他们在分辨人脸方面却与成人不相上下。而这些例子,其实也在另一方面说明了造物的神奇把。


感谢几位的邀请。

我先点评下楼上两位回答。第一,说小白鼠的不太适合;因为两个物种的大脑结构太不一样了。人的皮层很丰富,哪怕对于孩子而言都是非常强效的。所以直接对比白鼠不太合适。

第二, @叶赌徒写得很对。我来具体分析下为什么。

的确,哪怕是新生儿都很喜欢观察面孔(Johnson et al., 1991)。

长这样的都能吸引注意。

正如上面回答所说,在新生儿眼中一切都是模糊的。这个模糊有几个原因,一个是皮层不够成熟,也有神经修剪未完成所导致。无论如何,孩子眼中的面孔其实非常模糊。正如我之前文章提到的一样,面孔的识别其实依靠空间频率信息。由于模糊,其实高空间频率信息受损严重,但是低频还能保存。所以说新生儿判断父母面孔时候是依靠低空间频率信息,也就是大维度的明暗对比。所以父亲剃了胡子之后,嘴部突然明亮起来,孩子自然认识不出来啦!不信看图!

左边是新生儿眼中的面孔,右边是原图。

你看在新生儿的眼中,胡子是很明显的(红圈)。倘若剃掉了不是变化巨大么?

当然,最近也有研究表示(McKone et al., 2012),我们对于儿童面孔识别有可能低估了不少。也就是说虽然他们不成熟但是不代表那么不成熟。不过无论如何,对于新生儿而言,的确是识别能力很依赖于低空间频率,而且还有很强可塑性(也就是对人脸的专一性不足)。但是不少细节程度是不足够的,而且会很依赖于看到的实时画面,而不是依靠内心中的一个模板(他们这方面未成熟),所以说细节丧失严重。

希望您对认知神经科学以及视知觉和面孔识别能有兴趣!

有兴趣的读者不妨读读我新发售的书《看脸》。你可以在这读到更多有趣的,关于面孔识别的内容。知乎专栏有介绍。

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参考文献

Johnson, M.H., Dziurawiec, S., Ellis, H.D., Morton, J. (1991).
Newborns" preferential tracking of face-like stimuli and its subsequent
decline. Cognition, 40, 1-19.

McKone, E., Crookes, K., Jeffery, L., Dilks, D. D. (2012). A critical review of the development of face recognition: Experience is less important than previously believed. Cognitive neuropsychology, 29(1-2), 174-212.


这个问题好有趣, @叶赌徒和 @华沙两位都好专业~~~~

年轻的爸爸妈妈们常常会想:孩子眼中的世界到底是什么样的呢?他能看到我吗? 他看到的我是什么样呢?在这里,我会整理一下从出生到周岁,小朋友的视觉发展。

对于刚出生的小宝宝来说,不管是光线,物体,动作,人物,都是一篇混沌,睁开眼睛能看见的就是灰色了。但是据最新瑞典科学家的实验,小宝宝在出生2-3天之后,就可以接收到爸爸妈妈的面部了,而且极有可能看到面部的表情。但是,一定要记住,最好是能把和宝宝的距离控制在30公分以内。超过60公分,他就什么都看不到了。 但是,小宝宝对于光线是非常敏感的,所以,你可以看到他的小身体会朝着灯啊,有光的窗子的方向转动
小建议:最佳的距离是20-25厘米,每天这么看着他,他就会慢慢适应你的脸了。另外,这段时间,最好不要换发型。

1-2个月
1-2个月后,在他的灰色世界中,会新增加一些离他很近的东西。他可以区别两种对比度比较大的颜色,比如说在绿色中认出黄色。 随着时间的推移,他的目光开始专注于身边的东西,这个时候他已经学会了怎么样从左边看到右边,或者从右边看到左边。
小建议:因为小朋友已经开始认识颜色,所以我们可以给他提供一些颜色鲜艳的玩具,图画,或者书籍,当然也可以把房间刷上鲜艳的颜色。 这个时候可以训练小朋友观察事物的运动,爸爸妈妈可以把玩具慢慢地移到他的眼睛前面。还有一个特别好的练习,就是爸把妈妈把小朋友的头慢慢慢慢地移动,比如从左到右,从下到上,当然,一定要轻一点。

3-4个月
这个阶段的小朋友对于光线和颜色的感知能力增加,他可以看到身边东西的更多细节了,眼睛也能够更好地去感受事物的运动。这个时候,他会经常摇晃自己的小脑袋,让自己的眼睛从这个东西落到那个东西上!当然,他开始尝试去抓每一个他看见的东西,尽管有些很远,所以经常有小朋友一直哭 爸爸妈妈都不知道是为什么。。。
小建议:建议爸爸妈妈可以边移动物体边让小朋友看,或者让他的小摇篮换一个位置,让他从另一个角度去观察世界。还可以边走路边说话,看看你的小朋友会用什么样的表情看你。
5-6个月

这个时候的小朋友开始建立明暗和距离的感觉。 于是他就开始抓你的头发了,因为他知道这个东西在我能抓到距离以内。他也慢慢开始把自己能看见得东西和手上的动作联系起来,比如说,他开始用嘴来感知。:任何拿到的东西都放进嘴里。 好消息:他的视力已经达到0.8了,而我们标准时1.0
小建议:小朋友6个月的时候,爸爸妈妈可以带他去做人生第一次视力检查。 特别是爸爸妈妈有遗传性视力问题的,越早发现,纠正治愈的机会就越大

7-8个月
小朋友开始熟悉他所处的房间,已经可以追随那些移动的物体了。依然是放东西到嘴里,这个时候也很喜欢用手指去指物体。吸引他目光的不仅是近处的东西,还有远处的物体。
小建议:游戏时间到!你遮住脸发出声音,再打开,他一定会哈哈大笑。(我就是用这一招,逗得全世界的小朋友大笑。)关于小朋友和捉迷藏的 可以看看这个
https://zhuanlan.zhihu.com/p/22388153
把玩具放在他能触及的地方,再把玩具放在远一点的地方,让他感知距离的变化。也可以玩模仿游戏,鼓起腮帮子,睁大眼睛,做个鬼脸让他来模仿你吧!

9-10个月

9-10个月, 小朋友的视力越来越接近成年人了。他们的目光可以停留,可以移动,就算爸爸妈妈站的有点远,他也能够认出来了。对于颜色,他也能够基本分清了。

小建议: 这个时候的小朋友对事物有了熟悉不熟悉的概念了,所以我还是很鼓励爸爸妈妈和小朋友玩捉迷藏(上面那篇文章有讲),然后你也可以给小朋友的小毯子 小玩具取名字 ,你说名名字,让他来指。

11-12个月

我们的小朋友马上就会迎来自己的周岁生日了。
这个时候,他已经拥有了和成年同样清楚的视野。
他也可以捕捉到那些足够远的物体了,更学会用自己的手指去指。也基本上能够从远处辨认自己认识的人了。

小建议: 鼓励你的小朋友多问问题,比如: 这个是什么,那个是什么? 同样要教他表达自己的需要,但是千万别像卢梭写得一样:“培养奴隶主”,表达需要跟发号命令可不一样。还有就是不要过早地让他开始学习走路,对于小朋友来说,慢慢爬行的过程中,手眼并用是一个非常好的关于视觉以及平衡能力的练习。


以我自己的养育经验来答,一个月以内的婴儿几乎看不清,只能看到光,所以他们喜欢盯着灯,或者窗户等有光线的地方看,如楼上所言,视力应该是高度近视的那种。满月以后,喜欢看黑白对比强烈的东西,比如白墙上的黑色相框,大白脸(如果是脸很黑的人会怎样?比如最近的古仔)上黑色眼睛和五官阴影,这个时候大概是黑白色盲的阶段。三个月,视力大概可以延伸到三四米以外,颜色也能看到越来越多,最喜欢看的仍然是人脸和各种对比强烈的黑白色。四个月的视力已经很好了,可以看卡通画,各种色彩丰富的画,看得懂颜色而且很开心。六个月的视力基本和成人差不多了吧,只不过他们太小了,所以世界也很小,他们只注意看眼前的和有声音的东西,当然在此之前他们一直是用耳朵来听这个世界更多一些。哦,对了,胡子,他们记住了身边亲近人的面孔是很不容易的,要重复看很多遍,然后才有一个辨识的轮廓印在他脑子里,就像人脸识别的密码锁一样,有一点东西对不上,比如你摘掉了眼镜,或者带了个帽子,sorry,人脸解锁失败,你不是我的爸爸,wawawawa……宝宝泪奔……


看过一个ted talk,印度有一个医疗项目是给一些先天失明的人做手术使他们能第一次获得视力,这些人先天白内障什么的但视觉系统完好。
然后医生从拆线第一天开始把他们领到屏幕前做测试,屏幕上是一些几个形状,有运动的,有静止的,有三维的和平面的,还有交叉重叠的。
我觉得非常神奇的事情是,这些人一开始都不能分辨直线和点,世界在他们眼中就像是没信号的模拟电视机,一堆噪音。然后几小时他们能区分明度差异、辨别点线、曲线,角,好像是一天后能辨别方形、圆形这些几何形体,再然后能辨别重叠的几何和色彩,空间意识是几天后才建立的。
大脑发育完整的成年人需要一两周才能理解双目获得的视觉信息,婴儿对视觉的理解是什么样的我觉得应该不是从模糊到清晰或者从黑白到彩色。
首先婴儿连左右上下的概念都没有啊,他们只有对光的变化的应激而已。
我有2个小孩,以我的观察,在2-3月建立上下左右的平面意识,只有在平面意识的基础上才能理解基础形状,4月才能建立空间意识,5月能理解双目的深度和色彩。
所以不见得是眼睛和视神经的发育,而是大脑认知的发育,基于这一点我们可能无法用图像表达婴儿眼中的世界,可能他们看到的和我们看到的是同样的图像,但是他们不能理解。


不想复习,偷懒来答下题~
我只从人类视觉(human vision)发育的角度简要回答一下,不涉及大脑发育过程。
我们都知道视觉的形成首先是因为视网膜上分布着杆状体(robs)和锥状体(cones), 其中杆状体对光敏感,锥状体对颜色敏感。
我们能够通过物体的“特征”区分空间里的物体,这种能力就是空间视觉(Spatial Vision)的能力。衡量空间视觉能力的两个重要指标是对比度灵敏度(contrast sensitivity)和敏锐度(acuity)。
其中,敏锐度就是对细节的感知能力,比如看视力表能“看清”第几行,就是能够区分多小的细节。
新生儿的这一能力可以通过下图看出:(对成人而言,acuity&<20/200就是法定的“盲”)

新生儿由于锥状体发育不全,所以对acuity的区分很差。随着锥状体的成熟——延展并迁移形成中央凹(fovea)——视觉信号才能更好的传到大脑皮层进行感知。在说明另一指标contrast sensitivity之前,要先介绍一下空间频率(Spatial Frequency)的概念。SF是指视网膜上视角的每度(c / deg)的亮/暗周期数。如下面所示,亮暗变化越密集,SF越大。

成人的视觉比较容易分辨3c/deg左右SF的目标。小于或超出这个值,就需要更大的contrast来弥补。

下图分别为低通(模糊)和高通(边缘)的图,这两张图只有当他们的对比度比较大的时候才能分辨。

contrast sensitivity就是衡量视觉对SF光栅敏感度的。相对于成人,幼儿视觉整体的contrast sensitivity比较低,就像你看一张低对比度的图,灰成一片。其次,他们对SF的需求更低,也就是更容易分辨低通的图。
总结一下,在视觉相关的部件发育完全之前,幼儿的世界特点是——灰(low contrast)糊(low acuity)。也就可以理解新生儿对这个世界的恐惧了吧。眼前的妈妈一天比一天清晰起来,真的是太好的事。

附科普文
Infant Vision: Birth to 24 Months of Age
谢谢~


艾特高票答案@叶赌徒
视频是2004年discovery和雅培合作推出的
Health The Baby Human (雅培育儿心发现) 中的 To Think一期

答案的下面我会上一些这一期节目的截图
这个问题不简单,因为不仅仅要求婴儿的视觉,而且还要有推理和联系的能力

完整看完这一期节目就会得到解答
六个月大的婴儿视觉的清晰度是没有问题的,但是在图像的存储和 [父亲]与[胡子]的关系认知方面还不够健全,同时视频中婴儿的哭闹并不是害怕,而是因为困惑或焦虑导致的,就比如你突然发现自己银行账户里的钱莫名其妙没了一样,有点世界观重塑的意思。


知乎第一答。主要是问题的诱惑力,以及那种所谓科学的回答。
记得还在躺着的时候如何识别人,基本是靠唇形识别人的(上边两个脸型模糊没印象)。后果就是一直以这种方式识别,如果长胡子就认不得了。
参考《东成西就》,这个片是别人告我梁朝伟(之前看过好多他的片的也)演的欧阳锋,然后我去看的片,一直到片尾唇形正常才恍然大悟——原来是他。还有一个好像是《家有喜事》中的张国荣,也是片尾才知道。


如圖


家里人告诉我我小的时候看到戴眼镜的女的抱着我就要奶吃……想来应该是看不清五官吧,不过我会说话比较早,所以记得大概是十个月左右的时候还是挺能看清东西的。(弄断了妈妈的口红涂在了镜子上……


别说了,我都快30了还很难识别人脸,同事,同学,舍友换件马甲我就不认得了


有个名词叫做“客体恒常性”,意思是“即使一个东西暂时不能被我们所见,所触摸,所感知那东西依然存在。”也可以简单理解为鱼的七秒记忆。

小孩子要一岁半到两岁左右才会有这个概念,在那之前如果他看不到那个东西,那么他就会认为他从这世界上消失了。

所以,有孩子以后,你每次离开他身边,在他心里你就死了。


能准确的分辨出是否为人脸。


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