Il movimento dinamico dell'età accelera l'impressione dell'età facciale? Percezione dell'età dal movimento facciale: studi sulle donne giapponesi

Astratto

impressione più giovanilediavvicinarsi all'anti-invecchiamento da un diverso punto di vista del visomovimento.

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introduzione

Il volto di un individuo è una fonte di informazioni che comunica la conoscenza del proprio individuocaratteristiche come il sesso e l'età, così come le loro condizioni fisiche e mentali, come ad esempiocome stato di salute ed emozioni [1,2]. In particolare, la giovinezza del viso sta emergendo come importantefattore motivante nell'imminente società del super-invecchiamento [3]. Inoltre, tra i caucasici, l'etàl'impronta del viso è stata proposta come biomarcatore dell'invecchiamento [4,5] e sembra più vecchiorispetto alla propria età effettiva è associata a un aumento della mortalità [4,6]. Quindi, l'importanza del visola giovinezza va oltre un alto senso di bellezza ed è rilevante per la salute e il benessere.Precedenti studi sull'impressione dell'età basata sulla forma del viso [7,8] e l'aspetto della pelle [9–16] è stato riportato. Mentre la forma del viso non può essere modificata facilmente, l'aspetto della pelle sìessere controllato dai cosmetici. Di conseguenza, le persone (soprattutto le donne) sono molto interessate al loropropria condizione della pelle. Precedenti studi hanno riferito principalmente sulle condizioni statiche della pelleindagando gli effetti di caratteristiche morfologiche e tonali, quali rughe, cedimenti,macchie e irregolarità di colore [9–16]. Tuttavia, la pelle del viso con cui interagiamo nella vita reale lo èci muoviamo costantemente durante la conversazione e percepiamo varie impressioni dal movimentofacce. In effetti, potremmo avere l'esperienza di sentirci sia giovani che vecchi in momenti fugacinelle nostre conversazioni. Pertanto, per chiarire l'impressione generale, nella vita reale lo ènecessario considerare gli effetti del movimento della pelle.

Al contrario, alcuni rapporti si sono concentrati sulle informazioni sul movimento facciale inidentificazione della persona e riconoscimento delle espressioni facciali. Per quanto riguarda l'effetto del movimentoinformazioni sull'identificazione della persona, è emerso che il tasso di risposta corretta era più altoper le immagini video che per le immagini fisse [17,18] e che le persone possono discriminare entrambi traindividui e tra maschi e femmine dalle sole informazioni basate sul movimento [19]. Intermini dell'effetto sul riconoscimento delle espressioni facciali, la velocità con cui cambiano contribuiscealla percezione delle emozioni [20], e le informazioni sul movimento facciale aumentano la correttezzatasso di risposta per il riconoscimento dell'espressione facciale [21]. Pertanto, le informazioni sul movimento facciale sono unindizio importante per il riconoscimento del volto e delle espressioni facciali. Tuttavia, ci sono pochi rapportiper quanto riguarda gli effetti del movimento del viso e della pelle sull'impressione dell'età. Gli studi precedenti hannofocalizzato sulla motilità dei muscoli, come i muscoli facciali e scheletrici. Tuttavia, ciò che noivedere nelle espressioni facciali degli altri non sono i muscoli ma i tessuti molli della pelle che ricopronoing i muscoli. È noto che questi tessuti molli della pelle perdono viscoelasticità con l'età.22]. LàPertanto, la motilità della superficie cutanea quando si adotta un'espressione deve cambiare con l'età. Unopuò chiedersi come una leggera differenza nel movimento della pelle possa influenzare l'impressione generale delviso. È noto che il riconoscimento del volto umano è mediato dalle aree corticali specifiche del voltoil cervello e le sue capacità diventano abili con l'esperienza [23,24], consentendo agli esseri umani dirilevare anche lievi differenze, come la posizione delle parti facciali (ad esempio, la distanza tragli occhi e la bocca). Pertanto, si può presumere che percepiamo l'età da lievi differenzemovimento della pelle. Basandoci sul presupposto che l'invecchiamento causi un declino del movimento della pelle, noiha ipotizzato che il movimento facciale crea intrinsecamente un'impressione vivace e giovanile sugli altri, ma il deterioramento del movimento della pelle legato all'età può attenuare l'effetto giovanile di questoimpressione.

Materiali e metodi

dinamiche e lo sguardo dell'osservatore durante il giudizio sull'età. Inoltre, riportiamo brevemente l'effetto digli angoli sull'impressione dell'età dei modelli, in cui c'era un pronunciato effetto di movimentoidentificato.

Dichiarazione etica

Tutti i test dimostrativi relativi a questo studio sono stati eseguiti secondo il protocolloapprovato dal comitato etico di POLA Chemical Industries, Co., Ltd., in conformitàcon la Dichiarazione di Helsinki (Approvazione n. 2015-G-005; 16 gennaio 2015). Scrittoè stato dato il consenso informato (come indicato nel modulo di consenso PLOS ONE) alla pubblicazionequesti dettagli del caso. Due partecipanti utilizzati come immagini nelle figure hanno dato il consenso informatocompreso il permesso di utilizzare le immagini del volto in una pubblicazione online ad accesso aperto.

Partecipanti

Un totale di 112 donne giapponesi di età compresa tra 20 e 49 anni hanno partecipato come osservatori che hanno valutato l'etàimpressioni. È stato riferito che, come un declino della funzione percettiva visiva, un declino della capacitàl'adattamento alla luce e all'oscurità si osserva gradualmente dagli anni '40 e diventa più pronunciatooltre i 50 anni [25]. Inoltre, è stato riferito che a seguito della valutazione della reazionetempo alle schede memorizzate per ogni fascia di età in termini di velocità di elaborazione cognitiva del percepitoinformazioni, è stato confermato che il tempo di reazione era più lungo negli anni '50 che in altrigruppi più giovani [26]. Per questi motivi, in questo studio, i criteri di esclusione per i soggetti inlo studio precedente era impostato per essere sulla cinquantina o più tardi.Tabella 1mostra la ripartizione per età delosservatori

Stimoli

I modelli facciali erano 80 donne giapponesi di età compresa tra 20 e 69 anni (divise in cinque gruppi di etàcon incrementi di 10-anni, con 16 modelli facciali in ciascuna fascia di età).Tabella 1mostra la rotturagiù per età. Tutti i modelli non erano familiari all'osservatore. Al fine di eliminare l'influenza didifferenze individuali nel trucco, alle modelle è stato chiesto di partecipare a questo esperimentosenza trucco.

Ogni modello ha espresso i movimenti facciali dalla faccia neutra (N) all'abbassamento del mento con aperturaespressione della bocca (Ia); espressione del viso rimpicciolita verticalmente (Ib); dalla faccia neutra (N) all'orizzontaleespressione a bocca aperta (IIa); espressione della bocca che si chiude orizzontalmente (IIb); e dalfaccia neutra (N) all'espressione della guancia gonfia (IIIa) all'espressione della guancia che si restringe (IIIb) in modo chel'espressione cambia ogni secondo usando un metronomo impostato a 60 battiti al minuto (bpm) (Fico1). Ogni espressione è stata insegnata ai modelli in base all'unità di azione definita dal visoSistema di codificazione dell'azione proposto da Ekman et al. [27]. Dal momento che l'intensità dell'espressione faccialevariava tra i modelli, gli effetti sull'età percepita sono stati confrontati all'interno dell'eserciziocondizione.

Poiché l'area della pelle del viso cambia a seconda dell'angolo di osservazione, l'effetto del movimentopuò variare a seconda dell'angolo di osservazione. In questo studio, il volto è stato fotografatoa quattro angoli: (a) anteriore, (b) 45˚ ruotato a destra nell'imbardata, (c) 33˚ ruotato a destra nell'imbardata ebeccheggio sotto, e (d) ruotato di 33˚ a destra nell'imbardata e beccheggio sopra (Figura 2A). Questi quattro angolisono stati selezionati come gli angoli di osservazione facciale che incontriamo nella vita quotidiana. Inoltrela direzione frontale, abbiamo usato la direzione orizzontale e la direzione obliqua su e giù,che è un composto dell'asse di rotazione, considerando l'applicazione ad altri angoli. Notache per mettere a fuoco il rapporto tra dinamica facciale ed età, cambiamenti nelil fattore registrato degli angoli di osservazione è stato ignorato intenzionalmente nell'analisi.

Fig 1. Sequenza di espressioni facciali utilizzate come stimoli.La fotografia N mostra un'espressione facciale neutra; Ia, mento abbassato con espressione a bocca aperta; Ib, verticalmenteespressione facciale ridotta; IIa, espressione della bocca che si apre orizzontalmente; IIb, espressione della bocca che si chiude orizzontalmente; IIIa, espressione delle guance gonfie; IIIb, guancia rimpicciolitaespressione. I numeri romani I, II e III indicano le espressioni della bocca che si allungano e si restringono verticalmente, le espressioni della bocca che si allungano e si restringono orizzontalmente,e le espressioni delle guance che si gonfiano e si restringono, rispettivamente. Le espressioni facciali cambiavano ogni secondo. La lunga freccia sopra le fotografie dei volti mostra il flusso del tempo.

Un video del modello del volto è stato registrato con una telecamera (GV90C, Biblioteca, Giappone) installata pressoi quattro angoli sopra descritti.Figura 2Bmostra le condizioni di installazione delle telecamere eluci. 

Figura 2.(A) Punto di vista utilizzato come stimolo. Le espressioni facciali che cambiano dinamicamente sono state filmate con una videocamera digitale da quattro diverse direzioni: (a) 0˚ rotazione(davanti), (b) ruotato di 45˚ a destra nell'imbardata (lato destro), (c) ruotato di 33˚ a destra nell'imbardata e beccheggio sopra (a destra verso l'alto) e (d) ruotato di 33˚ a destra nell'imbardata e beccheggio sotto(a destra in basso). (B) Layout dell'attrezzatura per filmare con una videocamera digitale. Le espressioni facciali che cambiano dinamicamente sono state filmate con una videocamera digitale da quattrodiverse direzioni: (a) vista dall'alto del layout dell'attrezzatura, (b) vista frontale del layout dell'attrezzatura.

Fig 3. Due tipi di condizioni di stimolo.Le fotografie mostrano due condizioni di stimolo: Espressione in movimento dinamico mostrata da un video clip di nove secondi a una velocità di30 fotogrammi al secondo (fps) contenenti nove processi di espressione facciale come "stimolo dinamico" ed espressioni facciali statiche mostrate da nove immagini statiche tratte dafile video al massimo grado di espressione facciale, con una velocità di 1 fps come "stimolo statico".

Sono stati prodotti due tipi di stimoli: un film per un totale di nove secondicui erano collegate le immagini in movimento di N-Ia-Ib, N-IIa-IIb e N-IIIa-IIIb. Questi eranodefiniti come "stimoli dinamici". Un altro video di nove secondi ha collegato le nove immagini fisse almomenti in cui l'intensità di ogni espressione facciale era massima. Questo era il "staticostimolo" (Figura 3). I fotogrammi con la massima intensità di espressione sono stati definiti utilizzando il filevideo frontale come segue: il fotogramma con la distanza massima o minima tra il trichione gnathion per i movimenti verticali; il telaio con la distanza massima o minimatra il soffitto sinistro e destro per i movimenti orizzontali; e la cornice in cui l'areaoccupato dal viso era il più grande o il più piccolo per i movimenti delle guance che si gonfiavano e si restringevano.La dimensione del viso è stata impostata come quella che sembra essere a una distanza alla quale gli umani parlano con ciascunoaltro su base giornaliera. La larghezza della faccia (distanza orizzontale tra le arcate zigomatiche) era12 cm (11,421 gradi di angolo visivo) per ciascun modello di volto su un display a cristalli liquidi a colori da 24-pollici(Color Edge CX2414, EIZO, Giappone). La dimensione dello stimolo era di 700 pixel in orizzontale e 800 pixelpixel verticalmente. Gli stimoli del volto sono stati osservati a una distanza di osservazione di 60 cm.I seguenti due punti sono stati considerati nella creazione di stimoli visivi per confermare gli effetti dimovimento della pelle solo sull'impressione dell'età, escluse altre caratteristiche dei volti. All'inizio, da allorale espressioni facciali hanno avuto un impatto sostanziale sulla distorsione della stima dell'età[28], in questo studio, faccialei movimenti sono espressi come movimenti semplici e indipendenti, come verticale e orizzontaleespressioni della bocca che si allungano e si restringono e espressioni delle guance che si gonfiano e si restringono. InInoltre, le espressioni facciali statiche apparivano come uno "stimolo statico", composto da nove staticiimmagini (1 fps ciascuna) tratte da videoclip, con ogni espressione facciale alla sua massima intensità.

Il secondo punto è che la diminuzione della funzione motoria dei muscoli facciali, non della pelledinamica, può inibire il movimento della pelle mentre il modello crea espressioni facciali. Pertanto, essoera necessario impiegare un modo per escludere la durata complessiva del movimento come fattore. Nel nostrostudio, il movimento facciale è stato controllato temporalmente durante la registrazione in accordo con ilmetronomo, in modo che i movimenti facciali prescritti potessero essere espressi al momento giusto. ILi modelli sono stati addestrati a variare le loro espressioni facciali prima dell'esperimento. Inoltre, unomodello facciale la cui intensità e tempistica dell'espressione deviavano dal disegno dello sperimentatorenazione è stata esclusa in anticipo.

Specifica della posizione facciale per la stima dell'età analizzando i dati dello sguardo

Per specificare la posizione del viso in cui gli osservatori stimano inconsciamente l'età degli altri, ilgli sguardi dei 112 osservatori sopra descritti sono stati registrati con un sistema di tracciamento oculare (TobiiPro X2-30) (Tobii, Stoccolma, Svezia). La frequenza di campionamento del sistema di tracciamento oculare era di 30 Hze la fissazione è stata determinata per mezzo di un filtro basato sulla velocità (filtro Tobii I-VT [29], Velocsoglia di sicurezza di 30 gradi/secondo e durata minima della fissazione di 67 ms). I sei successivisono state selezionate le regioni di interesse (ROI): occhi, naso, bocca e area circostante gli occhi,comprese sopracciglia, guance e fronte (Figura 4). Rapporti del tempo di fissazione dello sguardo per le sei ROI ini volti sono stati calcolati durante la stima dell'impressione dell'età. I due tipi di stimoli(dinamico e statico) e gli angoli di osservazione del volto sono stati integrati e analizzati.

Test di percezione dell'età

In primo luogo, agli osservatori è stato detto a quale gruppo di età appartenevano i modelli, e poi lo sono statipermesso di osservare la stimolazione dinamica o la stimolazione statica per 9 s. A loro è stato assegnato uncompito di scelta forzata a due alternative per rispondere a quale metà del gruppo di età - primo o secondo -modello di appartenenza premendo gli appositi tasti (Figura 5). L'osservatore osservava i voltidi tutti gli 80 modelli come apparivano su un display, una volta per ogni modello, e ne valutava l'etàimpressioni. Le immagini video dei modelli osservate dall'osservatore sono state selezionate casualmenteda otto diversi file video di espressioni facciali. Erano presenti quattro immagini facciali in movimento e quattro staticheprese da quattro diverse direzioni. L'ordine in cui ogni immagine è stata presentata eracasuale, e il numero di stimoli presentati era controbilanciato dai modelli facciali e dalla vistaing angoli.

Fig 5. Un esempio della procedura dell'esperimento cognitivo dell'età.Dopo aver guardato la parte introduttiva del film, agli osservatori è stato chiesto di fissare i loro sguardiun punto centrale su un display a cristalli liquidi (LCD) per 0.2 s, osserva lo stimolo dinamico o lo stimolo statico per 9 s e rispondi a quale metà della fascia di età, la prima oseconda metà, il modello apparteneva premendo un pulsante.

Per valutare gli effetti dei movimenti facciali dei modelli sulle loro impressioni sull'età, il perè stata calcolata la percentuale dei modelli appartenenti alla seconda metà della fascia di età; un doppio sensoanalisi della varianza (ANOVA) con facce dinamiche e statiche, e le cinque diverse fasce di etàera condotto; ed è stato eseguito il test di confronto multiplo con la correzione di Bonferroni. Noiha anche esaminato i fattori associati all'angolo di osservazione nei modelli il cui movimento faccialementi hanno influenzato in modo significativo l'impressione di età. Sono state eseguite tutte le analisi statisticheutilizzando SPSS, versione 24.0 (IBM, Armonk, NY, USA).