自閉癥兒童面部表情識別研究綜述*

劉艷虹 霍文瑤 胡曉毅

(北京師范大學特殊教育系 北京 100875)

人類最重要的非言語加工技能之一就是理解他人面部表情的能力［1］。通過識別面部表情可以理解他人的心理狀態(tài)，因此解讀表情就成為人類知覺的一項重要的非言語任務(wù)。自閉癥的核心特征包括社會交往和溝通缺陷、刻板興趣和行為兩方面。面部表情識別能力是社會交往的基礎(chǔ)。自閉癥兒童通常在面部表情識別方面存在著嚴重的缺陷。因而，圍繞著自閉癥兒童面部表情識別的相關(guān)研究成為研究熱點之一。本文對國內(nèi)外有關(guān)自閉癥兒童面部表情識別的文獻進行梳理，系統(tǒng)介紹了自閉癥兒童面部表情識別的特征、理論基礎(chǔ)及干預(yù)方法，以便為后續(xù)相關(guān)的理論和實踐研究提供參考依據(jù)。

一、自閉癥兒童面部表情識別的特征

(一)自閉癥兒童面部表情識別能力發(fā)展遲滯

普通兒童的情緒發(fā)展經(jīng)歷五個階段:識別真實面部表情照片，識別面部表情簡筆畫，識別基于情境的面部表情，識別基于愿望的面部表情，識別基于信念的面部表情。雖然與同齡正常兒童相比，自閉癥兒童在一些情緒識別任務(wù)中表現(xiàn)不佳，但其相關(guān)的發(fā)展性研究卻證實自閉癥兒童的面部表情識別能力與普通兒童一樣，隨著年齡的增長逐漸發(fā)展，但速度較為緩慢［2］。自閉癥兒童的情緒識別能力與其認知水平有較大關(guān)系，且個體間差異明顯。Baron -Cohen［3］、Begeer［4］、Ashleigh Hillier［5］等人的研究表明自閉癥兒童幾乎不能識別復雜情緒，如尷尬、嫉妒等;與復雜情緒的識別相比，自閉癥兒童在識別基本情緒時較為容易，但對不同類型的基本情緒的識別也有較大差異;在基本情緒中，自閉癥兒童識別害怕、傷心這兩種負性情緒時比較困難，而對高興情緒的識別與普通兒童差異不大。

(二)自閉癥兒童采用局部加工方式識別面部表情

普通兒童識別面部表情時采取整體加工方式，即可以綜合面部不同部位的信息進行綜合判斷，而自閉癥兒童傾向于采用局部加工方式，更多地將注意力集中于鼻子或嘴巴等部位。有研究表明自閉癥者在面部表情識別時回避對眼睛的注視，而更多地將注意力集中在面部下半部分，如嘴巴［6-7］。另有研究表明自閉癥者無面孔倒置效應(yīng)，他們在識別倒立和正立的面部時成績無任何差異，面部表情呈現(xiàn)方式對他們的識別無任何影響。［8］

(三)自閉癥兒童的物體認知優(yōu)于面孔認知

對自閉癥兒童進行事件相關(guān)電位(Event -Related Potential，簡稱ERP)研究發(fā)現(xiàn)，他們對物體的認知優(yōu)于面孔認知，在識別物體時非常感興趣且準確率很高，而對人的面孔卻表現(xiàn)不出興趣，識別準確率很低。研究者要求自閉癥兒童對面部表情圖片進行分類時發(fā)現(xiàn)，他們更傾向于用裝飾物(帽子、眼鏡等)進行分類，如他們可能把兩個戴眼鏡的表情歸類為同一種情緒。［9-10］

(四)自閉癥兒童以“非情感”方式識別表情

當面部表情和情境線索不一致時，正常兒童傾向于運用情境線索進行判斷，而自閉癥兒童傾向于運用面部表情進行判斷。Maureen Dennis 的研究表明與普通童相比，高功能自閉癥兒童在理解真實情境中人物的情緒方面較差。［11］對他們來說，面部表情是獨立存在的，識別靜態(tài)的面部表情圖片和識別動態(tài)中個體的情緒是完全不同的加工過程，面部表情并不是一個可以有效與他人交流和溝通的手段，他們更愿意以“非情感”的方式識別表情。［12］

二、自閉癥兒童面部表情識別的理論

(一)“心理理論薄弱”論

心理理論是Premack 和Woodruff 在對黑猩猩進行研究后首先提出的［13］。它指人類具有的直覺性的表征、理解和推測他人心理狀態(tài)(包括愿望、信念、喜好和情緒等方面)的能力，這種直覺性的認知能力是人們推測、想象和進行社會交往的心理基礎(chǔ)。［14］普通兒童在兩歲之后就可以理解愿望、情緒和行為之間的聯(lián)系，到四五歲時可以意識到自己與他人的錯誤信念，能夠理解不同的人具有不同的信念。［15］但自閉癥兒童不論在哪個年齡階段，都表現(xiàn)出心理理論能力障礙。他們無法理解愿望和信念如何導致某種情緒的發(fā)生，這一缺陷直接影響了他們的面部表情識別。Baron - Cohen 的研究證明自閉癥兒童在識別復雜情緒和某些基本情緒時存在困難，而通常這些情緒是由愿望和信念引發(fā)的。［16］這一觀點得到了國外研究者如Nina Wong［17］、Erin A.Heerey［18］等人和國內(nèi)研究者焦青［19］的驗證。

(二)“弱中心統(tǒng)合”理論

弱中心統(tǒng)合理論由Frith 提出。研究者認為自閉癥個體在認知過程中，傾向于關(guān)注事物的局部而非整體。［20］這一理論很好地解釋了為什么許多自閉癥兒童觀察事物時細致入微，但卻無法把握其整體特征。自閉癥個體在處理聽覺信息、視覺信息和語言信息時都存在弱中心統(tǒng)合。與聽覺信息相比，面部表情識別是視覺信息中的一個重要方面。因而，相關(guān)的研究較為集中于自閉癥個體對視覺和語言信息的加工過程。一般情況下，個體在識別他人的面部表情時，通常觀察其眼睛、嘴巴、眉毛、鼻子等部位，并結(jié)合其身體姿勢進行判斷，而自閉癥個體可能將注意力集中于他人面孔的下半部分。Thomas 通過對比自閉癥兒童、智力落后兒童和言語障礙兒童對基本表情的識別，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童與其他兩類兒童相比，在面部表情信息加工過程中只注意嘴部變化［21］，Bruno Gepner 的研究也證實了這一點。［22］

(三)“社會腦”假設(shè)

社會腦假設(shè)是由L. Brothers 提出的一種腦認知進化理論。社會腦是人類理解他人面部表情和心理狀態(tài)的神經(jīng)機制，它在人的社會認知發(fā)展中起著重要作用［23］。社會腦包括眶前額葉皮質(zhì)、顳上回、杏仁核復合體、右側(cè)頂葉、基底神經(jīng)節(jié)、側(cè)頂枕葉聯(lián)合區(qū)等部位。在面部表情識別過程中起作用的主要是梭狀回、杏仁核及顳上回。在功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，簡稱fMRI)研究中，發(fā)現(xiàn)梭狀回對面部激活優(yōu)于對物體的激活，因而研究者認為梭狀回是對面孔反應(yīng)的特定區(qū)域。K. Pierce［24］對照了普通兒童和自閉癥兒童在面部表情識別過程中梭狀回的激活狀況，結(jié)果表明與普通兒童相比，自閉癥兒童的梭狀回、顳上回和杏仁核激活水平較低。

三、自閉癥兒童面部表情識別的干預(yù)

(一)基于面部表情圖片的干預(yù)

研究者對自閉癥人群進行面部情緒識別能力的干預(yù)廣泛運用了面部表情圖片這一教具，在計算機輔助技術(shù)中也包括對圖片的大量運用。與計算機輔助技術(shù)相比，面部表情圖片更為方便、快捷。根據(jù)圖片來源，可以把面部表情圖片分為真人照片和簡筆畫兩種。

1.基于真人照片的干預(yù)

自閉癥兒童在真實情境中最需要識別的是人的真實面部表情。因此，在對其面部表情識別能力進行評估和干預(yù)時，許多研究者都采用了人的面部表情照片作為材料。美國研究者多以Ekman 和Friesen 的面部情感圖片作為實驗材料，還有少數(shù)研究者會使用自己拍攝的照片。Ekman 和Friesen 的面部情感圖片包括高興、憤怒、悲傷、害怕、厭惡、驚訝6種基本的面部表情，涵蓋了不同年齡、國家、性別的人群。直到現(xiàn)在，這些圖片還被作為最為標準化的面部表情圖片而被廣泛使用。Christian Ryan 的一項旨在提高自閉癥兒童面部情緒識別能力的研究就是以Ekman 的面部表情圖片作為干預(yù)和評估的材料。［25］作者從Ekman 的面部表情圖庫中選取了24張照片，每種情緒各4 張，匯編成一本書的形式。Macdonald 的研究也采用了同樣的干預(yù)材料。［26］而B?lte 等的研究中，將Ekman 的圖片與研究者自己拍攝的圖片混合起來作為實驗材料。［27］

與美國具有一份標準的面部表情圖片庫不同，我國并沒有統(tǒng)一可供研究者使用的真人面部表情圖，研究者所使用的材料大多數(shù)是由自己拍攝并經(jīng)過標準化制作而成。通常的步驟是，根據(jù)研究者的需要選取表演能力比較強的男女兒童或成人，為其提供引發(fā)特定情緒的情境，拍攝其面部表情并運用電腦統(tǒng)一制作成大小、光線明暗等一致的圖片。隨后選取正常人群對這些照片進行識別，識別率在一定程度(通常是90%)之上的照片被保留下來，作為評估和干預(yù)所用的材料。如顧麗萍、嚴淑瓊等的研究都使用這種方法自制實驗材料。［28-29］

2.基于卡通圖片的干預(yù)

有研究表明自閉癥兒童對卡通人物面部表情的加工不同于真人面部表情的加工，表現(xiàn)出與普通兒童相同的加工策略。如Rosset 等研究者將真人面部、卡通人臉、非人卡通面部作為實驗材料，對自閉癥兒童卡通面部表情和真人面部表情加工的異同進行了研究。結(jié)果表明雖然自閉癥兒童對真人面部表情的識別準確率高于對卡通人物表情的識別，但他們在識別卡通人物圖片時采用了整體加工方式，而非局部加工方式，這一點與普通兒童面部表情加工過程一致。［30］Grelotti 運用fMRI 評估了一名自閉癥男孩識別卡通圖片面部和真人圖片面部時杏仁核的激活狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該男孩在識別卡通圖片表情時杏仁核激活程度與普通兒童相似，而識別真人圖片表情時杏仁核未被激活，這一研究在神經(jīng)影像學層面對Rosset 的研究做了補充［31］。但關(guān)于這方面的研究較少，還需要更多研究證實。

(二)基于計算機輔助技術(shù)的干預(yù)

Swettenham 總結(jié)了依托電腦軟件進行面部表情識別的優(yōu)勢:只需要打開電腦并運行軟件就可以進行學習，兒童面對的對象是電腦軟件，學習環(huán)境也相對單一，不包含社會因素;由于電腦軟件的程序性，整個訓練過程前后一致且可預(yù)測;學生只須點擊鼠標就可進行自由學習，并可以根據(jù)個體情況隨意調(diào)整學習進度，這樣在軟件學習過程中學生本身處于主動地位。正是由于存在這些優(yōu)點，使得基于電腦動態(tài)軟件進行的面部表情識別訓練因其有效性、標準性、易推廣性而受到研究者們的親睞。［32］研究也發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童在面對電腦時，表現(xiàn)出了比面對玩具更多的熱情。與人工指導相比，他們接受電腦訓練時的動機、注意、反應(yīng)時、學習能力、問題解決能力都顯著提高，且行為問題也得到了改善?；陔娔X輔助技術(shù)的干預(yù)主要包括交互式技術(shù)(Interactive Technology)和3D 動畫兩種形式。

1.交互式技術(shù)的運用

交互式技術(shù)在改善自閉癥個體的評估和診斷，理解自閉癥的本質(zhì)以及幫助研究者開展相關(guān)研究方面非常有幫助。自閉癥個體對交互式技術(shù)有興趣且頻繁使用。2004 年，Baron-Cohen 設(shè)計了一個以電腦為載體的高度結(jié)構(gòu)化的多媒體交互系統(tǒng)，稱為心理認知系統(tǒng)(Mind Reading，簡稱為MR)，其目的是提高自閉癥人群的情緒和心理認知能力。這一系統(tǒng)包括412 種情緒和心理狀態(tài)，分為24 個情緒組和6種發(fā)展水平(從4 歲到成年)。情緒庫包括3 個版塊:一是情感圖書館，允許學習者隨意瀏覽不同的情緒組、玩面孔游戲、讀故事、添加備注及比較不同的情緒狀態(tài);二是學習中心，以更結(jié)構(gòu)化和直接化的方式，如課程、小測驗和獎勵系統(tǒng)來實施情緒識別教學;三是游戲中心，包括5 類教育性游戲，使學生在玩游戲的同時能學習識別情緒。整個軟件適用于不同功能水平的自閉癥兒童和成人。Golan 和Baron-Cohen 通過一些研究對MR 在提高自閉癥兒童和成人的情緒識別能力上的有效性進行了驗證。［33］他們以19 名阿斯伯格綜合癥成人作為實驗組，對其識別復雜情緒的能力進行了研究，結(jié)果顯示實驗組的復雜情緒識別能力與控制組相比有顯著提高，但維持效果和泛化效果不明顯。隨后兩位研究者又開展了一項相似的研究，結(jié)果證明干預(yù)有效，且能泛化到軟件中沒有涉及到的面部表情和聲音中。通過這兩項研究可以發(fā)現(xiàn)，MR 在提高高功能自閉癥兒童及成人的面部情緒識別上具有顯著作用，且具有一定的泛化效果，但對低功能自閉癥兒童的作用尚不明確。

2000 年，Silver 研制的一款“情緒訓練員”(Emotion Trainer)軟件，其目的是幫助自閉癥人群學習識別并預(yù)測他人的情緒。該系統(tǒng)由五個部分組成，在程序的每一個頁面都呈現(xiàn)一個面孔、一個場景或物體的圖片，并配有一個簡單的問題以及兩個或四個選擇按鈕。程序中沒有聲音，所以需要兒童具有足夠好的閱讀技巧來解答問題。在第一部分會呈現(xiàn)面部表情的照片，并詢問學習者是否為所呈現(xiàn)表情，學習者點擊屏幕上的按鈕可做出選擇;第二部分呈現(xiàn)的是引發(fā)某種表情的情境，學生據(jù)此判斷表情;第三部分呈現(xiàn)的是圖片中人物心里想要什么和實際中獲得了什么，并詢問他是高興還是傷心;第四部分與第二部分相似，但心理狀態(tài)超越了物質(zhì)層面，如凱西認為墓地鬧鬼會感到害怕;第五部分呈現(xiàn)了一種物品或一件具體事件，圖片中人物對物品或事件具有喜歡和不喜歡兩種感情，兩種感情分別和物品或事件相結(jié)合能產(chǎn)生某種情緒，學生需要判斷這是哪種情緒。如麗莎很討厭蛇，今天她在公園了看見一條蛇，便表現(xiàn)出了厭惡的面部表情。該系統(tǒng)重視學習結(jié)果在真實情境中的遷移。同時，Silver 本人也評估了“情緒訓練員”在自閉癥面部表情識別干預(yù)中的有效性，結(jié)果表明他對自閉癥兒童的面部表情識別的干預(yù)效果是有效的，且具有較好的泛化效果。［34］

2.3D 系列動畫的運用

受英國教育部委托，Baron- Cohen 開發(fā)了一部高質(zhì)量的3D 兒童系列動畫——運輸者(The Transporter)。其理論依據(jù)是心理理論和極端男性大腦理論。整套動畫包括15 個關(guān)鍵情緒主題，每集動畫持續(xù)5 分鐘，關(guān)注某一種關(guān)鍵的情緒或心理狀態(tài)。其目的在于提高3—8 歲自閉癥兒童的情緒識別和理解能力。與心理認知系統(tǒng)相似，“運輸者”不僅包括了學習模塊，也包括測驗?zāi)K。Baron -Cohen 認為以交通工具為動畫片的角色符合自閉癥兒童特點。自閉癥的典型癥狀之一就是重復、刻板的行為，而交通工具的運行軌跡也是由一系列規(guī)則所限制的，比如火車只能沿著軌道運行，這與自閉癥群體刻板、僵化的思維方式不謀而合，因此Baron - Cohen認為通過這一干預(yù)形式，可以提高自閉癥人群的面部情緒識別能力，他在2009 年的研究也證實了這一點。［35］

四、小結(jié)

國內(nèi)外研究者對自閉癥兒童面部表情識別的特征及相關(guān)理論做了大量研究，并在此基礎(chǔ)上運用圖片、計算機輔助系統(tǒng)對自閉癥個體進行面部表情識別的干預(yù)，取得了積極的效果?？傮w來看，國內(nèi)研究者對自閉癥兒童面部表情識別的研究還未系統(tǒng)化，較為零散地介紹了國外研究成果，實證研究較少。相對于國內(nèi)對自閉癥兒童面部表情識別的研究，國外研究更為全面和深入。理論層面，國外研究者結(jié)合了行為學和神經(jīng)生理學研究方法，不僅考察了自閉癥兒童面部表情識別的特征，而且深入探討其內(nèi)在機制，構(gòu)建了自閉癥兒童表情識別缺陷的幾種理論。實踐層面，研究者開發(fā)了標準化的面部表情圖片庫，設(shè)計出一系列旨在促進自閉癥兒童面部表情識別能力的計算機軟件和動畫片，并利用圖片和軟件進行了廣泛的實證研究來證明其有效性，同時注重干預(yù)的泛化效果，這些為我國研究者今后開展相關(guān)研究提供了重要的啟示。

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