自閉特質(zhì)個(gè)體生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力研究

孫耀挺， 張 龍， 汪 凱

(安徽醫(yī)科大學(xué) 第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 認(rèn)知與神經(jīng)精神疾病安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安徽省神經(jīng)精神疾病與心理健康協(xié)同創(chuàng)新中心, 合肥 230032)

自閉特質(zhì)個(gè)體生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力研究

孫耀挺， 張 龍， 汪 凱

(安徽醫(yī)科大學(xué) 第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 認(rèn)知與神經(jīng)精神疾病安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安徽省神經(jīng)精神疾病與心理健康協(xié)同創(chuàng)新中心, 合肥 230032)

為評(píng)價(jià)自閉特質(zhì)個(gè)體生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力，采用自閉特質(zhì)問(wèn)卷(AQ)篩查出自閉特質(zhì)組和對(duì)照組各35人，進(jìn)行時(shí)距判斷任務(wù)的生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力測(cè)試。結(jié)果表明，在包含社會(huì)性線索的完整生物運(yùn)動(dòng)序列實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組主觀相等點(diǎn)(PSE)值為-0.095±0.336，自閉特質(zhì)組PSE值為0.104±0.252，兩組PSE值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.796，P<0.05)。自閉特質(zhì)組PSE值為正值，與“0”比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.434，P<0.05)，即具有時(shí)距壓縮效應(yīng)。在去除社會(huì)性線索的雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列實(shí)驗(yàn)中：對(duì)照組PSE值為-0.079±0.250，自閉特質(zhì)組PSE值為-0.083±0.306，兩組之間PSE值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.061，P=0.951)。自閉特質(zhì)個(gè)體對(duì)完整生物運(yùn)動(dòng)信息感知存在缺陷，表明自閉特質(zhì)影響個(gè)體對(duì)于完整生物運(yùn)動(dòng)信息的加工。

自閉癥譜系障礙；自閉特質(zhì)；生物運(yùn)動(dòng)；時(shí)距判斷任務(wù)；主觀相等點(diǎn)

AbstractTo explore biological motion perception in individuals with autistic traits, we screened 35 individuals with high autistic traits by AQ as autistic traits (AT) group. Another 35 individuals with low autistic traits were included as controls. All subjects took the time lag judgment task to test their abilities of biological motion perception. As results, in biological motion task with social cues, there was a significant difference between the control group and AT group (-0.095±0.336vs0.104±0.252,t=-2.796,P<0.05) regarding the PSE values. The PSE value of the AT group was positive. Compared with "0", the difference was statistically significant (t=2.434,P<0.05), which means a "time distance" compression effect. In biological motion task without social cues, there was no significant difference between control group and AT group (-0.079±0.250vs-0.083±0.306,t=0.061,P=0.951) regarding the PSE values. In conclusion, the individuals with high AT have deficit in perceiving biological motion with social cues. These results implicate that autistic traits can affect the ability to perceive biological motion.

KeywordsASD(Autism spectrum disorders); autistic trait; biological motion; time lag judgment task; PSE

自閉癥譜系障礙(Autism spectrum disorders，ASD)是一組以社會(huì)交往障礙、語(yǔ)言交流障礙及重復(fù)刻板行為為主要特征的嚴(yán)重發(fā)育性精神疾病[1]。ASD患者存在普遍的社會(huì)認(rèn)知功能障礙，包括情緒識(shí)別、生物運(yùn)動(dòng)信息感知、心理理論、道德判斷及決策等[2]。自閉特質(zhì)(autism traits)是指在正常人群中廣泛存在的、類似于ASD患者臨床癥狀的一系列認(rèn)知特征和行為特點(diǎn)，如情感交流障礙、社交障礙、注意缺陷及強(qiáng)迫癥狀[3]。大量的研究表明ASD是一種連續(xù)性的、可量化的發(fā)育性疾病，而這種連續(xù)性在正常人群中也普遍存在，即自閉特質(zhì)個(gè)體[4-5]。由于ASD患者存在配合度低、智力低下等問(wèn)題，自閉特質(zhì)個(gè)體為研究ASD認(rèn)知功能受損及其機(jī)制提供了新的途徑。

生物運(yùn)動(dòng)(biological motion)指的是生物體(人類或動(dòng)物)身體任何一個(gè)部位在空間上的整體性移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作，如步行、奔跑、揮手等[6]。生物運(yùn)動(dòng)信息具有倒置效應(yīng)，即將生物運(yùn)動(dòng)信息垂直翻轉(zhuǎn)后，觀察者對(duì)它的認(rèn)知能力受損，造成任務(wù)成績(jī)下降，如感知偏向、動(dòng)作識(shí)別等障礙[7]。研究表明在物理呈現(xiàn)時(shí)間相等的情況下，被試感知到的正立的包含有生物運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)序列的呈現(xiàn)時(shí)間要長(zhǎng)于倒立的不含有生物運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)序列，即時(shí)距延長(zhǎng)效應(yīng)[8]。因此，在相關(guān)研究中，當(dāng)生物運(yùn)動(dòng)刺激倒置后，我們可將其作為非生物運(yùn)動(dòng)刺激。先前有關(guān)ASD患者生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力的研究結(jié)果不一，但是自閉特質(zhì)個(gè)體的生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力并無(wú)相關(guān)研究。本研究采用時(shí)距辨別任務(wù)對(duì)自閉特質(zhì)個(gè)體進(jìn)行評(píng)估，以了解其生物運(yùn)動(dòng)信息感知能力的特點(diǎn)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

在安徽醫(yī)科大學(xué)本科生中發(fā)放中文版自閉特質(zhì)問(wèn)卷[9](Autism-spectrum quotient，AQ)，共1000份，去除規(guī)律作答及漏答問(wèn)卷，回收有效問(wèn)卷925份，問(wèn)卷有效率為92.5%，其中男生498人，女生427人。AQ是國(guó)外常用的定量測(cè)量自閉特質(zhì)的工具之一，包含5個(gè)子量表：社交技巧、言語(yǔ)交流、細(xì)節(jié)注意、注意轉(zhuǎn)換及想象力，涵蓋了自閉癥的主要臨床表現(xiàn)及行為特點(diǎn)。AQ量表共包含50個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包括四個(gè)選項(xiàng)，即“完全同意”、“部分同意”、“部分不同意”、“完全不同意”，被試對(duì)每個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行選擇[10]。計(jì)分范圍為50～200分，計(jì)分越高說(shuō)明自閉特質(zhì)越明顯。所有被試排除精神類疾病、重大軀體疾病及精神類藥物用藥史。本研究所有參與行為學(xué)實(shí)驗(yàn)的被試都簽署知情同意書，且在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后支付其一定報(bào)酬。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)使用筆記本電腦播放視覺(jué)刺激動(dòng)畫，實(shí)驗(yàn)程序由Matlab軟件結(jié)合Psychtoolbox工具包編寫。被試者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一直保持距離電腦屏幕約50 cm。本實(shí)驗(yàn)采用Wang等人的研究范式[11]，實(shí)驗(yàn)共包括2組：1)完整生物運(yùn)動(dòng)序列及對(duì)應(yīng)的非生物運(yùn)動(dòng)序列視覺(jué)刺激。用攝像機(jī)拍攝真人行走的視頻，然后將演員主要關(guān)節(jié)的位置編碼為數(shù)字，將數(shù)字對(duì)應(yīng)為可運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)，從而形成完整生物運(yùn)動(dòng)序列。將完整生物運(yùn)動(dòng)序列倒置180°形成對(duì)應(yīng)的非生物運(yùn)動(dòng)序列。2)雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列及對(duì)應(yīng)的非生物運(yùn)動(dòng)視覺(jué)刺激。雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列是將完整生物運(yùn)動(dòng)序列每個(gè)光點(diǎn)的起始位置在單一空間內(nèi)隨機(jī)化分布，但保留光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和光點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系。對(duì)應(yīng)的非生物運(yùn)動(dòng)序列是將雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列倒置180°形成。所有視覺(jué)刺激均為灰色背景下的白色運(yùn)動(dòng)光點(diǎn)。2組視覺(jué)刺激不同在于，完整生物運(yùn)動(dòng)序列被試可以觀察出生物運(yùn)動(dòng)信息為行走的人形，即具有社會(huì)性線索而雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列被試不能觀察出運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)序列為何物，即不具有社會(huì)性線索。

每個(gè)試次中均含有一個(gè)生物運(yùn)動(dòng)序列和一個(gè)非生物運(yùn)動(dòng)序列，二者的播放順序隨機(jī)，其中一個(gè)序列呈現(xiàn)時(shí)間為1000 ms(生物運(yùn)動(dòng)或者非生物運(yùn)動(dòng)序列)，另外一個(gè)序列呈現(xiàn)時(shí)間可能為100、400、700、1000、1300、1600及1900 ms中任意一種，即每個(gè)試次中2種運(yùn)動(dòng)序列呈現(xiàn)時(shí)間差值為±900、±600、±300或0 ms中任意一種。因此，時(shí)間差共有7種，每種時(shí)間差值共呈現(xiàn)20次，總共140個(gè)試次。試次之間有500 ms的間歇。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)

本研究采用時(shí)距辨別任務(wù)，一個(gè)試次中生物運(yùn)動(dòng)序列和對(duì)應(yīng)的非生物運(yùn)動(dòng)序列呈現(xiàn)結(jié)束后，被試須做出強(qiáng)迫性二選一，判斷哪一個(gè)運(yùn)動(dòng)序列(前一個(gè)還是后一個(gè))呈現(xiàn)的時(shí)間更長(zhǎng)，并做出按鍵反應(yīng)。被試被告知不能用心中默數(shù)的方法來(lái)判斷時(shí)間長(zhǎng)短，應(yīng)全憑自身主觀感受。雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列任務(wù)與完整生物運(yùn)動(dòng)序列任務(wù)做法一致。

1.2.3 結(jié)果計(jì)算

將每個(gè)被試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果代入到Boltzmann函數(shù)中，建立坐標(biāo)系和函數(shù)圖像。坐標(biāo)系的橫軸為生物運(yùn)動(dòng)序列播放時(shí)間減去非生物運(yùn)動(dòng)序列播放時(shí)間，兩者的時(shí)間差值從-900 ms到+900 ms，總共有7種時(shí)間差值，分別將其賦值-3到+3，坐標(biāo)系橫軸單位長(zhǎng)度為300 ms?？v軸為選擇生物運(yùn)動(dòng)序列為“長(zhǎng)”的百分比。統(tǒng)計(jì)值為主觀相等點(diǎn)(Point of subjective equality，PSE)，即被試主觀上認(rèn)為兩個(gè)刺激的持續(xù)時(shí)間相等時(shí)的點(diǎn)，PSE是由Boltzmann方程的中點(diǎn)計(jì)算而來(lái)(f(x)=1/(1+exp[x-x0/ω])，縱坐標(biāo)為50%時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值。PSE值若為負(fù)，代表被試感知正立的生物運(yùn)動(dòng)序列持續(xù)時(shí)間大于倒置的非生物運(yùn)動(dòng)序列，即時(shí)距延長(zhǎng)。PSE值的絕對(duì)值乘以300是具體的時(shí)距延長(zhǎng)效應(yīng)，單位是ms。PSE值若為正則相反，代表被試感知正立的生物運(yùn)動(dòng)序列持續(xù)時(shí)間小于倒置的非生物運(yùn)動(dòng)序列，即時(shí)距壓縮。研究表明，生物運(yùn)動(dòng)信息能夠延長(zhǎng)時(shí)距知覺(jué)，并且這種時(shí)距延長(zhǎng)效應(yīng)與生物運(yùn)動(dòng)的整體形狀信息以及觀察者的主觀意識(shí)無(wú)關(guān)[11]。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，自閉特質(zhì)組和對(duì)照組PSE值、AQ和年齡均為正態(tài)分布，均值間的差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；自閉特質(zhì)組和對(duì)照組PSE值和客觀相等點(diǎn)“0”比較采用單樣本t檢驗(yàn)，自閉特質(zhì)組和對(duì)照組性別差異采用卡方檢驗(yàn)。P<0.05表示兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組被試基本信息比較

根據(jù)以往研究經(jīng)驗(yàn)，取AQ得分大于130分的被試作為自閉特質(zhì)組，共35人(男性17人，女性18人)，其AQ平均分為136.69±5.40，平均年齡為19.31±0.676。取AQ得分小于100分的個(gè)體作為對(duì)照組，共35人(男性19人，女性16人)，AQ平均分為90.60±6.11，平均年齡為19.34±0.906。兩組被試的AQ得分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-33.587，P< 0.001)，年齡及性別比構(gòu)成差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 兩組被試生物運(yùn)動(dòng)加工能力比較

在完整生物運(yùn)動(dòng)序列實(shí)驗(yàn)中，自閉特質(zhì)組和對(duì)照組PSE值相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t= -2.796，P< 0.05)，見(jiàn)表1；對(duì)照組PSE值和客觀相等點(diǎn)“0”相比較，差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。自閉特質(zhì)組PSE值為正，和客觀相等點(diǎn)“0”相比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.434，P< 0.05)，即存在時(shí)距壓縮，見(jiàn)圖1。

表1 自閉特質(zhì)組與對(duì)照組生物運(yùn)動(dòng)結(jié)果

注：PSE值為完整生物運(yùn)動(dòng)序列中主觀相等點(diǎn)；PSE_S為雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列中主觀相等點(diǎn)

在雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照組和自閉特質(zhì)組PSE值相比較差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.061，P>0.05)，見(jiàn)表1。對(duì)照組和自閉特質(zhì)組PSE值和客觀相等點(diǎn)“0”相比較差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖2)。

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，自閉特質(zhì)個(gè)體對(duì)完整生物運(yùn)動(dòng)信息的感知存在缺陷，具體表現(xiàn)為對(duì)于完整生物運(yùn)動(dòng)信息的時(shí)距壓縮效應(yīng)；而自閉特質(zhì)個(gè)體對(duì)雜亂生物運(yùn)動(dòng)信息的感知與對(duì)照組無(wú)顯著差異。

圖1 完整生物運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)函數(shù)曲線

圖2 雜亂生物運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)函數(shù)曲線

完整生物運(yùn)動(dòng)序列和雜亂生物運(yùn)動(dòng)序列的區(qū)別在于前者可以被觀察出是行走的人形，保留了明顯的社會(huì)性信息[6]。結(jié)合兩個(gè)研究范式，可以推測(cè)自閉特質(zhì)個(gè)體對(duì)完整生物運(yùn)動(dòng)信息的加工受損，可能是由于自閉特質(zhì)影響了個(gè)體對(duì)生物運(yùn)動(dòng)中社會(huì)性信息的加工提取。生物運(yùn)動(dòng)信息感知是人類與生俱來(lái)的能力，其在實(shí)際生活及社會(huì)交往中具有重要意義，對(duì)于人類適應(yīng)環(huán)境相當(dāng)重要。有學(xué)者通過(guò)眼動(dòng)的研究發(fā)現(xiàn)，僅僅2個(gè)月大的嬰兒便能將生物運(yùn)動(dòng)信息和隨機(jī)運(yùn)動(dòng)信息分辨出來(lái)，并且表現(xiàn)出對(duì)生物運(yùn)動(dòng)信息(社會(huì)性信息)更感興趣[12]。ASD患者的典型特點(diǎn)就是社會(huì)性信息加工相關(guān)的社會(huì)功能受損，而自閉特質(zhì)個(gè)體也表現(xiàn)出了類似的行為特點(diǎn)[13]。因此，本研究結(jié)果可以在ASD患者中進(jìn)一步驗(yàn)證。

生物運(yùn)動(dòng)信息的加工主要涉及顳上溝后部(posterior superior temporal sulcus，pSTS)。神經(jīng)影像學(xué)研究顯示，與非生物運(yùn)動(dòng)刺激相比，當(dāng)呈現(xiàn)給被試生物運(yùn)動(dòng)刺激時(shí)，被試的顳上溝及鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)激活的程度更高[14]。當(dāng)被試觀察光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)序列時(shí)，個(gè)體大腦的pSTS區(qū)參與其中，且光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)序列的復(fù)雜性越大被試pSTS區(qū)激活程度越高[15]。而自閉特質(zhì)人群pSTS區(qū)的結(jié)構(gòu)和功能均存在異常[16]，且pSTS區(qū)是社會(huì)認(rèn)知功能的重要區(qū)域[17]。因此我們推測(cè)自閉特質(zhì)人群的完整生物運(yùn)動(dòng)信息的加工受損可能與pSTS區(qū)功能異常有關(guān)。

研究還表明，在正常發(fā)育人群中，對(duì)于生物運(yùn)動(dòng)信息的感知更加依靠生物運(yùn)動(dòng)整體性信息的加工。然而生物運(yùn)動(dòng)整體性信息的加工會(huì)受到觀察者自身因素的影響，例如自閉特質(zhì)分?jǐn)?shù)或者是生物運(yùn)動(dòng)刺激的因素影響，諸如光點(diǎn)打亂或者光點(diǎn)倒置。當(dāng)整體性信息被削減或者不能被感知的情況下，局部性生物運(yùn)動(dòng)信息會(huì)部分的補(bǔ)償完整性生物運(yùn)動(dòng)信息的缺失。

本研究中使用的是以時(shí)距判斷為任務(wù)的生物運(yùn)動(dòng)信息感知實(shí)驗(yàn)，而并非直接對(duì)生物運(yùn)動(dòng)信息作出判斷。且樣本的選擇均為在校本科生，存在一定的樣本選擇偏差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否得到推廣有待考證。在今后對(duì)于自閉特質(zhì)個(gè)體腦機(jī)制的研究方面，有必要進(jìn)行功能磁共振和腦電相關(guān)的研究。

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Biological motion processing in individuals with high autistic traits

SUN Yao-ting, ZHANG Long, WANG Kai

(Department of Neurology, the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University; Anhui Province Key Laboratory of Cognition and Neuropsychiatric Disorders; Collaborative Innovation Center for Neuropsychiatric Disorders and Mental Health, Hefei 230032, China)

R749； B842

A

2095-1736(2017)05-0074-04

2017-07-24；

2017-08-07

國(guó)家自然科學(xué)基金(91232717)

孫耀挺，碩士研究生，研究方向?yàn)樽蚤]特質(zhì)個(gè)體的社會(huì)認(rèn)知，E-mail: 340245490@qq.com

汪 凱，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檎J(rèn)知神經(jīng)心理學(xué) ，E-mail: wangkai1964@126.com

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.05.074