面部表情是人们日常社会交流的核心载体，它不仅传达情绪，还反映意图与社会意义。然而，长期以来神经科学研究对面部表情的生成机制远不如对表情识别理解的深刻。传统观点认为大脑中存在两套独立系统：边缘/内侧额叶主导情绪性表情，而外侧额叶主导随意性动作（如咀嚼）。这种“二元分工”模型并未直接来自于系统性实验，而是基于病灶病例推断。为此，有必要构建一个能够在自然面部动作生成过程中全面监测各脑区活动、并解释不同动作编码方式的神经机制框架。

2026年1月8日，洛克菲勒大学神经系统实验室研究人员在 Science（IF=45.8）上发表了题为 “Facial gestures are enacted through a cortical hierarchy of dynamic and stable codes” 的论文。该研究通过创新的成像与行为诱发设计系统性揭示了大脑如何生成面部表情及其动态编码特性。

研究选用了猕猴（macaque）作为实验模型，因为其面部肌肉控制结构与人类高度相似，利用功能磁共振成像（fMRI）结合行为诱发刺激监测神经活动，同时精准记录面部动作。为了覆盖不同类型的面部动作，实验设计了三类行为任务：

威胁表情（threat）：具有社会意义的威胁信号；

嘴唇接触（lipsmacking）：典型的社交行为；

咀嚼（chewing）：非情绪、随意动作。

通过这些任务，研究人员分析了不同脑区在执行动作前后、动作过程中以及动作稳定性方面的神经活跃模式。

图1 在自然社会范式中，面部表情具有可辨识性

研究人员首先发现面部运动并非由分离系统控制，而是通过多区域联合作用实现。传统观点认为情绪性表达与随意性面部动作分别由不同脑区控制，本研究却发现内侧扣带运动皮层（cingulate motor cortex）、外侧初级与前运动皮层（primary/premotor cortex）以及初级体感皮层（somatosensory cortex）均参与了所有三类面部动作的生成，显示这些区域并非相互独立，而是构成一个动态联动的面部运动网络。

图2 皮层面部运动区域的单细胞活动与选择性

然后是不同区域采用不同编码策略，形成“动态–稳定”的分层编码体系。外侧区域（如初级运动皮层）：展现快速、时变的神经动力学响应，主要与肌肉运动执行细节相关；

内侧区域（如扣带皮层）：呈现较慢、更稳定的编码模式，可能与行为意图、社交语境等高级信息相关。这种“动态编码 + 稳定编码的层级协同”机制说明大脑在面部动作生成中并非简单执行运动，而是在动作的社会意义与运动细节之间进行综合协调。

图3 面部动作的群体编码

最后是动作准备阶段，即出现复杂神经模式。研究发现，在面部表情实际发生之前，各参与区域就开始编码行为计划，这表明大脑提前开始构建面部动作的语义与执行框架，而非仅在肌肉开始运动时才激活控制网络。

图4 手势动作中的运动解码与特征性神经关联

图5 跨皮层面部动作的稳定与动态编码

这一系统性研究提出了一个崭新的理论框架，将面部表达生成描述为一个多区域协同工作、时间结构分层的连续网络过程，彻底更新了简化的二分控制模型。研究不仅在认知与行为神经科学上加深了对面部动作控制的理解，还指出该机制具有以下潜在应用前景：

临床神经康复：对于面瘫、脑损伤后社交交流能力受损的患者，理解并区分不同编码机制可能有助于更精准的康复设计；

脑机接口：对于解码社交信号、构建自然表达交互的脑机通信设备，这一网络模型提供了更丰富的神经信号解释层次；

情绪与社会行为研究：未来结合感知与生成机制，有望揭示“情绪如何在大脑中形成并用于社会沟通”的更完整模型。

参考文献

Ianni, G. R., Vázquez, Y., Rouse, A. G., Schieber, M. H., Prut, Y., & Freiwald, W. A. (2026). Facial gestures are enacted through a cortical hierarchy of dynamic and stable codes. Science (New York, N.Y.), 391(6781), eaea0890. https://doi.org/10.1126/science.aea0890

资讯来源

https://medicalxpress.com/news/2026-01-ai-clearer-picture-functional-mri.html

解读：许志宇

审核：富柄淇