葉嘉城 林云強 丁頁
【摘要】研究者從自閉譜系障礙兒童社交定向的神經基礎研究出發,梳理了自閉譜系障礙兒童面孔線索社交定向的表現和影響因素。相關臨床行為研究表明,自閉譜系障礙兒童社交定向異常主要表現在缺少對面孔的關注,較少的眼神接觸、交替與追隨,而面孔情緒、眼睛注視方向和面孔偏轉方向則是影響自閉譜系障礙兒童面孔線索加工的關鍵要素。
【關鍵詞】自閉譜系障礙;面孔線索;社交定向;證據
【中圖分類號】G610 【文獻標識碼】A ? 【文章編號】1004-4604(2021)10-0047-05
自閉譜系障礙(Autism Spectrum Disorder)是一種廣泛性發展疾病,社會交往障礙是其核心特征之一?!?〕自閉譜系障礙社交動機論認為,自閉譜系障礙兒童在處理各類社會與非社會線索的過程中,對社會性線索處理的優先級不像典型發展兒童那樣高。這種對社會線索的優先注意能力被稱為社交定向,具體表現是個體通過調整眼部和頭部,以感知覺(視覺、聽覺)自發地趨向各種社會性線索(如眼睛注視方向、面孔偏轉方向、身體姿勢),做出定向反應?!?〕
在日常社交中,面孔線索是重要的非言語類社會線索之一,包括面孔偏轉方向、眼睛注視方向、情緒等。它們蘊含著豐富的社會信息,如話輪轉換、意圖和情感等?!?〕有研究發現,面孔偏轉方向、眼睛注視方向和情緒會對典型發展個體的社交定向產生顯著影響,這些單獨的線索可以在幾秒鐘內被個體準確地感知,從而促進個體情感狀態的變化,推動個體開展社交互動。〔4〕本研究從自閉譜系障礙兒童社交定向的神經基礎研究出發,系統梳理自閉譜系障礙兒童面孔線索社交定向異常的表現及其影響因素,以期為后續相關研究的開展提供新思路。
一、基于“社交腦”假說的自閉譜系障礙兒童社交定向異常
關于自閉譜系障礙兒童社交定向異常的神經科學研究大多基于“社交腦”假說(Social Brain Hypothesis)。“社交腦”假說提出,典型發展個體對社交線索和環境的社交定向是由特定神經系統網絡處理的。這個網絡包括眶額和內側前額葉皮質、顳上皮質、顳極、杏仁核、楔前葉、顳頂葉連接、前扣帶回和島葉。額葉和扣帶回區涉及了社會認知、社會反饋和社會行為等層面信息的處理。〔5〕梭狀回參與了面部的檢測與識別。枕下回或枕面部區域構成了一個處理社會注意力的神經網絡,負責眼睛注視方向與偏轉的早期感知。〔6〕顳上溝負責察覺眼部和嘴部的運動?!?〕總的來說,這些區域都與個體社交定向密不可分。相關研究者通過運用腦電圖、事件相關電位、功能核磁共振成像等技術,發現了自閉譜系障礙兒童的社交定向異常特征。
有研究者通過功能核磁共振成像技術發現14個月的自閉譜系障礙兒童的大腦似乎存在高度連通性,表明自閉譜系障礙兒童的大腦在發育早期就出現了異常,因為大腦連通性越強,意味著社交定向異常越嚴重。〔8〕還有研究者發現,自閉譜系障礙兒童在6-9個月時腦軸外積液明顯增多,在12-15個月和18-24個月時持續升高,特別是額葉的腦積液表現更明顯??梢哉f,在6個月時檢測到的腦軸外積液量可以預測自閉譜系障礙的嚴重程度。相關研究說明自閉譜系障礙兒童在發育早期即存在社交腦損傷?!?〕
有研究者通過腦電圖技術發現了自閉譜系障礙兒童與典型發展兒童在探索動態社會刺激時的不同,主要表現為自閉譜系障礙兒童額葉上回右眶部、額葉中回雙側眶部、右側扣帶回中部、左側枕上回和左側顳上回的θ頻段的高連通性。對于α波段,有研究者發現來自額葉中回右眶部和左楔的驅動力增加,而來自右側顳上回的連通性降低,說明自閉譜系障礙兒童具有與典型發展兒童不同的社交定向功能連接模式。〔10〕也有研究者在一項關于自閉譜系障礙兒童對情緒化面孔社交定向的研究中發現,自閉譜系障礙兒童社交定向時的大腦和小腦中邊緣和顳葉皮層區域的活動與典型發展兒童存在顯著差異。自閉譜系障礙兒童評價表情時并沒有激活大腦皮層的“面部區域”,也沒有激活左側杏仁核區和左側小腦。這可能源于自閉譜系障礙兒童社交定向神經網絡發育異常?!?1〕當個體注意力由面孔線索(眼睛注視方向)引導時,典型發展兒童的額頂葉注意網絡、視覺加工區和紋狀體的活動增加,而自閉譜系障礙兒童僅表現出頂葉上葉的活動增加。這些結果表明,在自閉譜系障礙兒童的大腦中,面孔線索并不像在典型發展個體大腦中那樣被賦予特殊地位,表明自閉譜系障礙兒童參與社交定向的神經回路受到了損傷?!?2〕
綜合上述基于面孔線索刺激任務的研究發現,自閉譜系障礙兒童在嬰幼兒期就表現出異常的社交腦發育模式,早期的發育缺陷影響了其社交定向能力的發展。
二、自閉譜系障礙兒童面孔線索加工的社交定向異常表現
已有研究結果表明,自閉譜系障礙兒童在發展早期即出現與典型發展兒童或其他障礙類型兒童不同的社交定向特征,主要表現為對面孔線索的不敏感,如較少的面孔關注等。
1.自閉譜系障礙兒童社交定向時缺少對面孔的關注
林云強以社交主題電影片段作為刺激材料,結合眼動技術研究自閉譜系障礙兒童的觀影表現,發現自閉譜系障礙兒童對影片中社交核心區域的前進入時間延長,前注視次數增加,而對社交核心區域的注視時間較短,且注視次數不足。與此同時,自閉譜系障礙兒童對卡通人物的頭部區域搜索較慢,關注時間較短,加工掃描注視情況較少,且對無關區域關注過多。還有研究者以家庭電影為刺激材料,探索自閉譜系障礙兒童早期社會和非社會信息社交定向的特點,發現自閉譜系障礙兒童對社交畫面的注意較少,對社交場景中的人物缺少目光追隨,特別是缺乏對社交人物面孔的關注?!?3〕以上研究結果均表明自閉譜系障礙兒童存在社交定向上的損傷,主要表現在缺乏對社交核心區域的關注,尤其是面孔部位?!?4〕
2.自閉譜系障礙兒童社交定向時存在對眼部線索的注意異常
有研究者以15名2歲自閉譜系障礙兒童為實驗組,36名典型發展兒童和15名發育遲緩但無自閉譜系障礙的兒童為對照組,記錄各組兒童觀看視頻時的眼動情況。結果顯示,與兩個對照組相比,自閉譜系障礙兒童對他人眼睛的注視明顯較少,而對嘴巴的注視較多。自閉譜系障礙兒童對眼睛的注視與他們的障礙程度相關,對眼睛的注視越少,障礙程度越嚴重。〔15〕自閉譜系障礙個體對非社會線索的偏好已被確定為診斷自閉譜系障礙的有力預測因子。〔16〕總體來說,臨床行為研究證實了自閉譜系障礙個體的社交定向異常,并進一步論證了神經影像學研究的猜想,即自閉譜系障礙兒童在社會刺激注意或感覺處理方面受損。
三、面孔線索對自閉譜系障礙兒童社交定向的具體影響
綜合上述神經影像學和臨床行為研究可以發現,自閉譜系障礙兒童的社交定向可能會受到面孔情緒類型、眼睛注視方向和面孔偏轉方向等面孔線索的影響。目前,關于面孔線索對自閉譜系障礙兒童社交定向影響的研究大多基于外顯行為指標,包括行為正確率和反應時間等,還有的研究應用眼動技術,將社交興趣區的前注視次數、首進入時間、注視點時間、注視次數等數據作為分析自閉譜系障礙兒童社交定向能力的有效指標。
1.自閉譜系障礙兒童對正性情緒化面孔存在社交定向偏好
人類面孔情緒蘊含著豐富的社會信息。與中性情緒相比,當面孔呈現出憤怒、恐懼、驚奇等情緒時,會帶來更多社會線索。研究表明,面孔情緒會影響自閉譜系障礙兒童的社交定向。
有研究者通過對14名自閉譜系障礙兒童和17名典型發展兒童的眼動分析發現,相較于中性情緒,自閉譜系障礙兒童更容易被帶有情緒的面孔吸引,但被吸引程度比典型發展兒童低。這表明面孔情緒能夠對自閉譜系障礙兒童的社交定向產生影響,增加自閉譜系障礙兒童對面孔線索的注意?!?7〕林云強等人以情緒圖片群作為刺激材料,比較了自閉譜系障礙兒童與典型發展兒童間的眼動差異,發現自閉譜系障礙兒童和典型發展兒童對高興情緒目標的首進入時間都顯著快于對憤怒情緒目標的首進入時間,表明自閉譜系障礙兒童對正性面孔表現出更強的社交定向?!?8〕
2.自閉譜系障礙兒童對動態眼睛注視方向的社交定向能力較弱
有研究者使用靜態刺激圖片,通過逐步改變圖片中主角的眼睛注視方向(正視被試或是注視其他對象),比較自閉譜系障礙兒童與典型發展兒童在觀察復雜場景圖片時的眼動差異。研究結果顯示,自閉譜系障礙兒童與典型發展兒童在各區域的平均注視時間與注視次數上差異不顯著,即自閉譜系障礙兒童能夠對靜態眼睛注視方向線索進行較好的社交定向。〔19〕也有研究者選取電影片段作為實驗材料,比較典型發展兒童與自閉譜系障礙兒童在觀看影片中社會互動場景時的眼動差異。該研究發現,典型發展兒童的視線會以影片中主角眼神的方向作為轉換視線的線索,視線會在兩個主角的眼神之間轉換,并以這樣的方式來理解影片的意義;而自閉譜系障礙兒童在觀看影片時不會以影片主角的眼神為線索,視線轉換的發生也與影片中所提供的信息不合,較少注視人物的眼部與嘴部。這表明自閉譜系障礙兒童對動態眼部線索的社交定向能力較差。研究者進一步對各部位的注視時間、自閉譜系障礙程度及社會適應能力進行分析發現,凝視嘴部的時間越多,自閉譜系障礙兒童的社會適應能力越強,社會互動缺陷越少;反之則社會適應能力越弱?!?0〕
3.面孔偏轉方向比眼睛注視方向線索更具社交定向優勢
對典型發展兒童的研究發現,面孔偏轉方向是個體開展社交定向的一大關鍵影響因素,相較于未偏轉面孔,偏轉四分之三的面孔更具注意吸引優勢。面孔偏轉方向還可用于預測眼睛的注視方向。〔21〕有研究者發現,自閉譜系障礙兒童更容易感知加工未發生偏轉的面孔,且相較于眼睛注視方向,自閉譜系障礙兒童更易定向識別面孔偏轉方向所帶來的注意方向指向性線索。
有研究者發現,在注視跟蹤準確性方面,自閉譜系障礙兒童和典型發展兒童之間沒有顯著差異,表明面孔偏轉是自閉譜系障礙兒童社交定向的關鍵線索?!?2〕林云強和童葉瑩在一項關于面孔偏轉對自閉譜系障礙兒童情緒覺察影響的研究中發現,自閉譜系障礙兒童在社交定向過程中更容易覺察未發生偏轉的面孔。〔23〕還有研究者發現,自閉譜系障礙兒童在社交定向時對面孔偏轉方向的依賴性大于對眼睛注視方向的依賴性。該研究共有兩種情境,一種是直接轉動面孔方向,另一種是只改變眼睛注視方向。研究者使用眼動設備記錄10個月大的自閉譜系障礙高風險嬰兒(高風險組)和無自閉譜系障礙家族史的嬰兒(低風險組)在互動過程中的眼動數據。結果發現,低風險組嬰兒在兩種情況下的注視跟蹤準確度都比較高,而高風險組嬰兒在轉動面孔方向時的注視跟蹤準確度明顯高于另一種情況?!?4〕
四、總結與展望
神經基礎研究發現,自閉譜系障礙兒童在早期即存在社交腦異常發育模式,這影響了其社交定向能力的發展。臨床行為研究進一步發現,自閉譜系障礙兒童社交定向受損主要表現為缺少對面孔的關注,較少的眼神接觸、交替與追隨等。多數研究表明,面孔情緒、眼睛注視方向和面孔偏轉方向會影響自閉譜系障礙兒童的社交定向。然而,目前對自閉譜系障礙兒童社交定向的研究還未達成一致結論,這可能和研究所采用的被試、實驗材料、實驗范式的差異有關。
首先,自閉譜系障礙兒童個體間差異較大,研究者沒有對自閉譜系障礙兒童進行被試間、被試內生理年齡或是智力上的匹配,就很可能會造成較大的被試內行為表現差異。其次,各項研究所選用的實驗材料存在較大差異,比如有些研究以動態視頻或者自然情境下的社交互動作為實驗材料,并搭配眼動儀器,操作難度較大,可能會降低數據效度;部分研究選用靜態圖片作為實驗材料,任務難度較小,但眼動數據采集的生態效度會有所下降。總體來說,在更加生態的實驗情境下(如添加面孔偏轉與眼睛方向的動態變化過程),自閉譜系障礙兒童似乎無法理解主試面孔偏轉方向和眼睛注視方向之間的關系,自閉譜系障礙兒童無法將眼睛注視方向或面孔偏轉運動作為個體的注意或興趣狀態的線索,社交定向較弱。〔25〕最后,研究選用的實驗范式不同也會造成結果上的偏差。部分研究采用視覺搜索(Visual Search)或視覺探測(Visual Probe)范式,要求被試做出手部反應,而另一部分研究采用注視偏好范式(Gaze Preference Paradigms),僅要求被試自由觀看,不需要做出手部反應。此外,自閉譜系障礙兒童對面孔偏轉方向或眼睛注視方向改變的理解還需要做進一步的循證研究,因為在生活中這些面孔線索往往是同時呈現或改變的,各類面孔特征對自閉譜系障礙兒童社交定向的相互作用效果需要更多研究加以驗證。因此,后續研究可以進一步探討各類面孔線索對自閉譜系障礙兒童社交定向的影響,尤其是這些面孔線索間的相互作用。
在實踐層面,自閉譜系障礙兒童社交定向能力受損會導致過少的社會性信息輸入,造成早期經驗的缺乏,還會使其共同注意能力下降,進而對社會認知的發展產生影響。有研究表明,社交定向能力良好是兒童開展學習活動的先決條件,也是大腦發育及行為發展的重要基礎?!?6〕因此,教師可以考慮從改善最基本的核心技能——社交定向能力出發,促進自閉譜系障礙兒童的社交能力發展。人類面孔作為自閉譜系障礙兒童生活中最常見的非口語社交線索,可以作為培養自閉譜系障礙兒童社交定向能力的有效媒介之一。
參考文獻:
〔1〕American Psychiatric Association.Diagnostic and statistical manual of mental disorders(DSM?5)〔M〕.New York:American Psychiatric Pub,2013:50-59.
〔2〕DAWSON G,MELTZOFF A N,OSTERLING J,et al.Children with autism fail to orient to naturally occurring social stimuli〔J〕.Journal of Autism and Developmental Disorders,1998,28(6):479-485.
〔3〕ADAMS A,MAHMOUD M,BALTRUSAITIS T,et al.Decoupling facial expressions and head motions in complex emotions〔M〕.New York:New York Institute of Electrical and Electronics Engineers,2015:355-361.
〔4〕HO P K,NEWELL F N.Turning heads:The effects of face view and eye gaze direction on the perceived attractiveness of expressive faces〔J〕.Perception,2020,49(3):330-356.
〔5〕JONKER F A,JONKER C,SCHELTENS P,et al.The role of the orbitofrontal cortex in cognition and behavior〔J〕.Rev Neurosci,2015,26(1):1-11.
〔6〕NUMMENMAA L,CALDER A J.Neural mechanisms of social attention〔J〕.Trends in Cognitive Sciences,2009,13(3):135-143.
〔7〕KIETZMANN T C,POLTORATSKI S,KONIG P,et al.The occipital face area is causally involved in facial viewpoint perception〔J〕.Journal of Neuroscience,2015(35):16398-16403.
〔8〕SUPEKAR K,UDDIN L Q,KHOUZAM A,et al.Brain hyperconnectivity in children with autism and its links to social deficits〔J〕.Cell Reports,2013,5(3):738-747.
〔9〕SHEN M D,NORDAHL C W,YOUNG G S,et al.Early brain enlargement and elevated extra?axial fluid in infants who develop autism spectrum disorder〔J〕.Brain,2013,
136(9):2825-2835.
〔10〕SPERDIN H F,COITO A,KOJOVIC N,et al.Early alterations of social brain networks in young children with autism〔J〕.Elife,2018(7):1-23.
〔11〕CRITCHLEY H D,DALY E M,BULLMORE E T,et al.The functional neuroanatomy of social behaviour:Changes in cerebral blood flow when people with autistic disorder process facial expressions〔J〕.Brain,2000,123(11):2203-2212.
〔12〕GREENE D J,COLICH N,IACOBONI M,et al.Atypical neural networks for social orienting in autism spectrum disorders〔J〕.Neuro Image,2011,56(1):354-362.
〔13〕MAESTRO S,MURATORI F,CAVALLARO M C,et al.How young children treat objects and people:An empirical study of the first year of life in autism〔J〕.Child Psychiatry and Human Development,2005,35(4):383-396.
〔14〕林云強,曹漱芹.動態情境任務中自閉癥兒童社交定向的眼動研究〔J〕.中國特殊教育,2013(9):33-39.
〔15〕JONES W,CARR K,KLIN A.Absence of preferential looking to the eyes of approaching adults predicts level of social disability in 2?year?old toddlers with autism spectrum disorder〔J〕.Arch Gen Psychiatry,2008,65(8):946-954.
〔16〕ELSABBAGH M,MERCURE E,HUDRY K,et al.Infant neural sensitivity to dynamic eye gaze is associated with later emerging autism〔J〕.Current Biology,2012,22(4):338-342.
〔17〕MAGRELLI S, JERMANN P,NORIS B,et al.Social orienting of children with autism to facial expressions and speech:A study with a wearable eye?tracker in naturalistic settings〔J〕.Frontiers in Psychology,2013(4):1-16.
〔18〕林云強,曹賢佳,朱慧敏,等.面孔群持續時間對自閉癥兒童表情威脅知覺影響的眼動研究〔J〕.中國特殊教育,2019(3):61-68.
〔19〕FREETH M,CHAPMAN P,ROPAR D,et al.Do gaze cues in complex scenes capture and direct the attention of high functioning adolescents with ASD evidence from eye?tracking〔J〕.Journal of Autism and Developmental Disorders,2010,40(5):534-547.
〔20〕KLIN A, JONES W,SCHULTZ R,et al.Defining and quantifying the social phenotype in autism〔J〕.American Journal of Psychiatry,2002,159(6):895-908.
〔21〕KAISLER R E,LEDER H.Combined effects of gaze and orientation of faces on person judgments in social situations〔J〕.Frontiers in Psychology,2017(8):259-268.
〔22〕BEDFORD R,ELSABBAGH M,GLIGA T,et al.Precursors to social and communication difficulties in infants at?risk for autism:Gaze following and attentional engagement〔J〕.Journal of Autism and Developmental Disorders,2012,42(10):2208-2218.
〔23〕林云強,童葉瑩.面孔偏轉對自閉癥兒童表情覺察影響的實驗研究〔J〕.中國特殊教育,2016(12):33-40.
〔24〕THORUP E,NYSTROM P,GREDEBACK G,et al.Altered gaze following during live interaction in infants at risk for autism:An eye tracking study〔J〕.Mol Autism,2016,12(7):1-10.
〔25〕PERNER J,FRITH U,LESLIE A M,et al.Exploration of the autistic child’s theory of mind:Knowledge,belief,and communication〔J〕.Child Dev,1989,60(3):688-700.
〔26〕TOMASELLO M.The cultural origins of human cognition〔M〕.Harvard:Harvard University Press,2009:121-134.