4-11 歲自閉癥譜系障礙兒童面孔加工的時(shí)程分析

黃欣欣，陳順森，金麗，龍細(xì)連

(閩南師范大學(xué) 應(yīng)用心理研究所，福建 漳州363000)

一 問題的提出

社會(huì)交往障礙是自閉癥譜系障礙(autism spectrum disorders，ASD)的核心特異性障礙，這已成為業(yè)界的共識［1-2］，而社會(huì)認(rèn)知的缺陷是導(dǎo)致社交障礙的重要原因［3］?！八殓R假說”認(rèn)為，鏡像神經(jīng)元功能障礙可能是自閉癥者觀察能力薄弱、模仿表現(xiàn)不佳、心理理論缺乏及社會(huì)認(rèn)知受損的根源。弱中樞統(tǒng)合理論認(rèn)為，自閉癥者存在注意障礙，無法捕捉和理解周圍的社會(huì)性刺激信息，從而無法與人溝通，表現(xiàn)出社會(huì)交往障礙。面孔是一種重要的社交刺激，是情感信息的重要來源。對面孔加工的好壞直接關(guān)系到社交的成敗。研究發(fā)現(xiàn)，由于對面孔信息注意不足和注視行為異常，觀看面孔刺激的動(dòng)機(jī)減弱，ASD 者對面孔信息感知能力普遍較低［4-6］，不能理解基本表情［7-9］。

以往研究表明，ASD 兒童對比正常兒童，對面孔的覺察更加緩慢，注視時(shí)間更少，ASD 幼兒在面孔選擇性注意、面孔識別、面孔加工理解等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)都比正常兒童差［10］。單獨(dú)呈現(xiàn)面孔時(shí)，ASD兒童覺察到面孔所用時(shí)間與正常兒童相近，而對面孔觀察時(shí)間少于正常兒童，但是，ASD 兒童面孔捕獲的方式和視覺注意的保持存在異常［11］。然而，以往眼動(dòng)研究多集中于對ASD 兒童總體觀看時(shí)間的探討，關(guān)注了被試對面孔加工的時(shí)間總量的投入情況。臨床觀察和日常生活中發(fā)現(xiàn)，自閉癥對面孔的反應(yīng)通常是發(fā)現(xiàn)面孔之后再主動(dòng)回避，因此，僅僅從時(shí)間總量的投入并不能發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童面孔加工的特點(diǎn)。這就需要對他們面孔加工的整個(gè)過程進(jìn)行更精細(xì)的時(shí)程分析，從而發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童面孔加工空間是在哪一時(shí)程里開始區(qū)別于正常兒童。典型自閉癥兒童不僅存在社會(huì)交往障礙，其言語能力也存在障礙，聾啞兒童也沒有言語溝通能力，他們雖然也有社會(huì)交往困難，但其社交動(dòng)機(jī)仍然具備，日常生活中主要依靠對肢體語言的觀察與利用，因此，本研究將聾啞兒童、正常發(fā)展兒童設(shè)置為對照組，在對自閉癥兒童面孔加工的時(shí)間總量進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析自閉癥兒童對面孔加工的時(shí)程特點(diǎn)。

二 研究方法

(一)被試者

從某自閉癥訓(xùn)練中心招募24 名ASD 兒童，其中男生18 人，女生6 人，年齡4—11 歲(M =7.96，SD =2.12)，依據(jù)《中國精祌障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)(第三版)》由醫(yī)院臨床診斷為自閉癥，全部視力正?；虺C正視力正常，排除遺傳疾病、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)損傷或重要感覺發(fā)作、重大身體殘障。

從某幼兒園和小學(xué)選取32 名正常兒童(Typically Developing，TD)，其中男26 人，女生6 人，年齡6—11 歲(M=8.19，SD=1.49)。全部視力或矯正視力正常，經(jīng)過學(xué)生檔案查詢與班主任訪談，排除發(fā)展障礙、神經(jīng)疾病等其他疾病。

從某特殊學(xué)校招募21 人聾啞兒童(Deaf Mutism，DM)，其中男生14 人，女生7 人，年齡6-11歲(M=9.29，SD=1.45)。

由于受低功能自閉癥兒童言語能力、理解力的限制，無法對ASD 組被試的智商進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評估，因而未能將被試者智商進(jìn)行匹配。

(二)材料

8 張面孔圖片，源自中國化面孔情緒圖片系統(tǒng)［12］，均為目光平視的正面圖，面孔規(guī)格640×480 像素，采用Photoshop 處理成灰白圖像(如圖1)，隨機(jī)呈現(xiàn)于屏幕左半部或右半部，整屏圖片規(guī)格為960 ×720 像素，計(jì)算機(jī)分辨率為1024 ×768 像素。

圖1 實(shí)驗(yàn)材料示例

(三)儀器

使用Tobbi 120 系列眼動(dòng)儀以及相配軟件包，記錄每個(gè)被試在觀看實(shí)驗(yàn)材料的眼動(dòng)過程。眼動(dòng)儀與一臺聯(lián)想電腦天逸F40 連接并受其控制。該系統(tǒng)取樣率為120Hz，借助看屏幕上一個(gè)紅色跳動(dòng)的小球的運(yùn)動(dòng)來對每位被試雙眼進(jìn)行9 點(diǎn)校準(zhǔn)。在1°視角內(nèi)注視持續(xù)100ms 以上確定為注視。

(四)研究設(shè)計(jì)

采用3(被試類型:ASD、DM、TD)×6(時(shí)程:0-500ms、501-1000ms、1001-1500ms、1501-2000ms、2001-2500ms、2501-3000ms)兩因素混合設(shè)計(jì)。被試類型為組間變量，時(shí)程為組內(nèi)變量。

(五)實(shí)驗(yàn)程序

整個(gè)實(shí)驗(yàn)在自閉癥培訓(xùn)機(jī)構(gòu)或?qū)W校比較安靜的地方進(jìn)行。(1)被試者坐在距離眼動(dòng)儀顯示器55 ～65cm 的椅子上。對每位被試者雙眼進(jìn)行9 點(diǎn)校準(zhǔn)。(2)觀看圖片。指導(dǎo)語“請認(rèn)真觀看圖片”，向每位被試隨機(jī)呈現(xiàn)面孔圖片，每張呈現(xiàn)3000ms，接著呈現(xiàn)1000ms 白屏。(3)不要求被試者進(jìn)行任何反應(yīng)，圖片呈現(xiàn)完即可結(jié)束實(shí)驗(yàn)離開。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)間共計(jì)2 分鐘左右?？紤]到自閉癥兒童和聾啞兒童的特殊性，由家長或手語教師協(xié)助說明指導(dǎo)語并確保安全。

(六)分析指標(biāo)

采用Tobii 興趣區(qū)橢圓形工具確定面孔加工興趣區(qū)。根據(jù)已有研究［13］，確定以下分析指標(biāo):首次注視前時(shí)間(time to first fixation，TFF)、注視時(shí)間(fixation duration，F(xiàn)D)、注視點(diǎn)數(shù)(fixation count，F(xiàn)C)、首次注視時(shí)間(first fixation duration，F(xiàn)FD)、觀看時(shí)長(observation length，OL)。

三 結(jié)果

(一)被試者對面孔的覺察與加工

表1 面孔覺察與面孔加工的指標(biāo)

3 組兒童在面孔覺察和加工的各項(xiàng)眼動(dòng)指標(biāo)見表1。方差分析結(jié)果顯示，三組兒童覺察面孔的時(shí)間(TFF)、面孔注視時(shí)間(FD)、面孔觀察時(shí)長(OL)、面孔注視點(diǎn)數(shù)(FC)都存在明顯的組間差異，事后均值檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，正常組(TD)的TFF 明顯少于ASD 組(p ＜0.05)、聾啞組(p ＜0.05)，但ASD 組和聾啞組差異不明顯;正常組的FD、OL 明顯長于ASD 組(p ＜0.05)、聾啞組(p ＜0.05)，但ASD 組與聾啞組差異不明顯(p ＞0.05);ASD組的FC 明顯少于正常組(p ＜0.05)、聾啞組(p＜0.05)，但正常組與聾啞組差異不明顯(p ＞0.05)。三組兒童對面孔的首次注視時(shí)間(FFD)不存在明顯差異，F(xiàn)(2，74)=1.508，p ＞0.05。

(二)面孔加工的時(shí)程變化

以面孔為興趣區(qū)，將全程3000ms 平均劃分為6 個(gè)時(shí)程，分別為時(shí)程1(0ms-500ms)、時(shí)程2(501ms-1000ms)、時(shí)程3(1001ms-1500ms)、時(shí)程4(1501ms -2000ms)、時(shí)程5(2001ms -2500ms)、時(shí)程6(2501ms-3000ms)，了解三組兒童面孔加工的各時(shí)程變化(表2)。

表2 對面孔注視時(shí)間、觀察時(shí)長、注視點(diǎn)數(shù)的時(shí)程變化

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，面孔注視時(shí)間(FD)被試類型主效應(yīng)明顯，F(xiàn)(2，74)=8.364，MSE =51778，p ＜0.01，η2=0.184，ASD 組和聾啞組注視時(shí)間明顯低于正常組(p ＜0.05)，自閉癥組與聾啞組不存在明顯差異(p ＞0.05)。時(shí)程主效應(yīng)明顯，F(xiàn)(5，370)= 42.860，MSE =4715，p ＜0.001，η2=0.367，被試對時(shí)程1 的面孔注視時(shí)間明顯少于其他時(shí)程，對時(shí)程2 的面孔注視時(shí)間明顯多于其他時(shí)程，隨后各時(shí)程對面孔的注視時(shí)間均明顯遞減。兩因素交互作用不明顯，F(xiàn)(10，370)=0.691，p ＞0.05，η2=0.018(圖2)。

圖2 三組兒童面孔注視時(shí)間時(shí)程變化圖

對面孔觀察時(shí)長(OL)被試類型主效應(yīng)明顯，F(xiàn)(2，74)=11.393，MSE =45157，p ＜0.001，η2=0.235，自閉癥組和聾啞組的觀察時(shí)長明顯低于正常組(p ＜0.05)，自閉癥組與聾啞組不存在明顯差異(p ＞0.05)。時(shí)間段主效應(yīng)明顯，F(xiàn)(5，370)=52.552，MSE =5097，p ＜0.001，η2=0.415，被試對時(shí)程1 的面孔觀察時(shí)長明顯少于其他時(shí)程(p ＜0.05)，時(shí)程2 和時(shí)程3 并無明顯差異(p ＞0.05)，而隨著時(shí)間推移，前一時(shí)程的觀察時(shí)長均明顯多于后一時(shí)程的觀察時(shí)長(p ＜0.05)。兩因素交互作用不明顯，F(xiàn)(10，370)=0.682，p＞0.05，η2=0.018(圖3)。

圖3 三組兒童面孔觀察時(shí)長時(shí)程變化圖

面孔注視點(diǎn)數(shù)(FC)被試類型主效應(yīng)明顯，F(xiàn)(2，74)=9.761，MSE =1.067，p ＜0.001，η2=0.209，自閉癥組對面孔注視點(diǎn)數(shù)明顯少于聾啞組(p ＜0.05)、正常組(p ＜0.05)，正常組與聾啞組差異不明顯(p ＞0.05)。時(shí)程主效應(yīng)明顯，F(xiàn)(5，370)=26.844，MSE=0.119，p ＜0.001，η2=0.266，時(shí)程1 的面孔注視點(diǎn)數(shù)與時(shí)程5、時(shí)程6差異均不明顯(p ＞0.05)，但明顯少于其他時(shí)程(p ＜0.05)，從時(shí)程2 開始，隨著時(shí)間的推移，前一時(shí)程的注視點(diǎn)數(shù)明顯多于后一時(shí)程的注視點(diǎn)數(shù)(p ＜0.05)，但時(shí)程2 和時(shí)程3，時(shí)程5 和時(shí)程6差異不明顯。兩因素交互作用不明顯，F(xiàn)(10，370)=0.552，p ＞0.05，η2=0.015(圖4)。

圖4 三組兒童面孔注視次數(shù)時(shí)程變化圖

四 討論

與以往研究［14］相同，本研究發(fā)現(xiàn)，ASD 兒童覺察到面孔的時(shí)間明顯長于正常兒童，對面孔的注視時(shí)間、觀看時(shí)間均明顯少于正常兒童，表明ASD兒童對對社交信息缺乏興趣，面孔是最具有社交意義的社交刺激，對人類面孔刺激的不敏感，且對面孔加工的持續(xù)時(shí)間太少，使他們不易從面孔中理解他人的心理狀態(tài)和意圖，影響了ASD 兒童社交能力的發(fā)展。

本研究發(fā)現(xiàn)，不論是整體上還是分時(shí)程，ASD組、聾啞組兒童對面孔的注視時(shí)間(FD)、觀看時(shí)間(OL)都明顯少于正常兒童，但是三組被試在不同時(shí)程對面孔的注意時(shí)間分配的趨勢大體是一致的。在刺激呈現(xiàn)的最初500ms，三組被試對面孔加工的各項(xiàng)指標(biāo)都處于最低點(diǎn)，而ASD 組與正常組在時(shí)程2(501ms-1000ms)上升到峰值，隨后的4個(gè)時(shí)程逐漸衰減，ASD 組呈直線急劇衰減趨勢，而正常組衰減趨勢相對和緩;聾啞組兒童的各項(xiàng)指標(biāo)在時(shí)程2 也得以陡升，但時(shí)程3(1001ms-1500ms)才是其峰值，隨后逐漸衰減。這意味著ASD 對面孔的視覺加工的時(shí)間量的投入明顯少于對照組，而其模式與對照組并無明顯差別。雖然，以往研究［15］認(rèn)為ASD 被試對面孔的加工不同于正常被試。但是，如果這種差異只是表現(xiàn)為時(shí)間和次數(shù)的數(shù)量不足，而加工模式并無異常，那么，在康復(fù)訓(xùn)練與日常生活中，如何增強(qiáng)自閉癥兒童對面孔的興趣就顯得重要了。

五 結(jié)論

本研究對ASD 兒童整體面孔加工覺察時(shí)間(TTF)長于正常兒童，面孔注視時(shí)間(FD)長于正常兒童的整體面孔加工基礎(chǔ)上進(jìn)行時(shí)間段分析發(fā)現(xiàn)，ASD 兒童在時(shí)段1 至?xí)r段6 的加工中，對面孔注視時(shí)間(FD)、觀看時(shí)間(OL)均少于正常兒童和聾啞兒童，但是每個(gè)時(shí)間段的面孔加工模式和注意分配方式與正常兒童一致。

［1］GESCHWIND D H.Advances in autism［J］.Annual review of medicine，2009(60):367-380.

［2］陳順森，白學(xué)軍，張日昇. 自閉癥譜系障礙的癥狀、診斷與干預(yù)［J］.心理科學(xué)進(jìn)展，2011，19(1):60-72.

［3］林崇德，張文新. 認(rèn)知發(fā)展與社會(huì)認(rèn)知發(fā)展［J］.心理發(fā)展與教育，1996(1):50-55.

［4］DAWSON G，WEBB S J，MCPARTLAND J.Understanding the nature of face processing impairment in autism:insights from behavioral and electrophysiological studeies［J］.Developmental neuropsychology，2005(27):403-424.

［5］CHEVALLIERET C，GREZES J，MOLESWORTH C，BERTHOZ S，HAPPE F.Selective social anhe-donia in high functioning autism［J］.Journal of autism and developmental disorders，2012a(42):1504-1509.

［6］CHEVALLIERET C，KOHLS G，TROIANI V，BRODKIN E S，SCHULTZ R T.The social motivation theory of autism［J］.Trends in cognitive sciences，2012b(16):231-239.

［7］PELPHREY K A，SASSON N J，REZNICK J S，PAUL G，GOLDMAN B D，PIVEN J.Visual scanning of faces in autism［J］.Journal of autism and developmental disorders，2002(32):249-261.

［8］MCPARTLAND J C，WEBB S J，KEEHN B，DAWSON G.Patterns of visual attention to faces and objects in autism spectrum disorder［J］.Journal of autism and developmental disorders，2011(41):148-157.

［9］TANAKA J W，WOLF J M，KLAIMAN C，KOENIG K，COCKBURN J，HERLIHY L，E，et al. The perception and identi?cation of facial emotions in individuals with autism spectrum disorders using the Let’s Face It［J］.Journal of child psychology and psychiatry. 2012(53):1259–1267.

［10］陳順森.自閉癥幼兒面孔加工特點(diǎn)的眼動(dòng)研究:社會(huì)認(rèn)知缺陷指標(biāo)的探索［D］.博士學(xué)位論文.天津:天津師范大學(xué).2012.

［11］金麗，陳順森.自閉癥兒童面孔加工的異常:來自眼動(dòng)的證據(jù)［J］.漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011(4):128-132.

［12］王妍，羅躍嘉.大學(xué)生面孔表情材料的標(biāo)準(zhǔn)化及其評定［J］.中國臨床心理學(xué)雜志，2005(13):396-398.

［13］VANDER GEEST J N，KEMNER C，VERBATEN M N，VAN ENGELAND H.Gaze behaviour of children with pervasive developmentaldisorder toward human faces:a fixation time study［J］.Journal of child psychology and psychiatry，2002(43):669-678.

［14］RIBY D M，HANCOCK P J B.Do faces capture the attention of individuals with Williams syndrome or autism?evidence from tracking eye movements［J］.Journal of autism and developmental disorders，2009(39):421-431.

［15］RIBY D M，HANCOCK P J B.Viewing it differently:social scene perception in Williams syndrome and autism［J］.Neuropsychologia，2008(46):2855-2860.