兒童的人際運動同步*

張琳琳 魏坤琳 李 晶

兒童的人際運動同步*

張琳琳1,2魏坤琳3李 晶1,2

(1中國科學(xué)院行為科學(xué)重點實驗室, 中國科學(xué)院心理研究所, 北京 100101)(2中國科學(xué)院大學(xué)心理學(xué)系, 北京 100049) (3北京大學(xué)心理與認知科學(xué)學(xué)院, 北京 100080)

人際運動同步是一種“社會膠粘劑”, 能促進兒童產(chǎn)生更多的親社會行為。兒童的人際運動同步能力隨著年齡的增長不斷提升, 其同步表現(xiàn)受到運動方式、節(jié)奏刺激類型、同步對象等因素影響。在人際運動同步過程中, 時間感知、運動計劃和運動執(zhí)行三大認知因素參與其中, 既制約著個體同步能力的發(fā)展, 也影響個體同步的表現(xiàn)。孤獨癥作為一種神經(jīng)發(fā)育性障礙, 孤獨癥兒童表現(xiàn)出異常的人際運動同步。未來的研究不僅要探討孤獨癥兒童人際運動同步的異常機制, 還要更多關(guān)注人際運動同步訓(xùn)練在孤獨癥群體中的實際應(yīng)用和干預(yù)效果。

人際運動同步, 親社會行為, 認知機制, 孤獨癥

1 引言

人際運動同步(interpersonal motor synchroni- zation)是指兩人或者多人在互動的過程中, 動作同時發(fā)生并保持一致的現(xiàn)象(Bernieri et al., 1988)。它普遍存在于各種社會情境中, 例如閱兵方陣整齊劃一地齊步走, 聚光燈下舞者集體翩翩起舞, 以及齊聲朗誦、集體合唱等等。雖然與他人的動作保持同步看起來稀疏平常, 但真正完成人際運動同步既要感知他人的動作, 同時還要在空間和時間上協(xié)調(diào)自己的動作保持同步, 整個過程需要精確的時間感知能力、精準的運動計劃和執(zhí)行能力(Dahan et al., 2016; Hoehl et al., 2021; Konvalinka et al., 2010; Mills et al., 2019), 并非一件易事。特別是對于嬰幼兒來說, 要做到人際運動同步需要相當(dāng)長的發(fā)展歷程(Repp & Su, 2013)。

近些年來, 人際運動同步是一個非常熱門的研究課題, 引發(fā)了音樂認知、社會心理學(xué)、發(fā)展心理學(xué)、認知神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注(Kragness & Cirelli, 2021)。其中一個重要原因是人際運動同步能夠促進親社會行為。既往成人研究發(fā)現(xiàn)各種各樣的人際運動同步(如同步按鍵、同步擊鼓、齊步走、跳舞等)都會促進親社會性(Cirelli, 2018; Macpherson et al., 2020; Mogan et al., 2017; Rauchbauer & Grosbras, 2020; Rennung & G?ritz, 2016), 例如能增加參與者的親密感(Tarr et al., 2016)、信任感(Launay et al., 2013)和合作性行為(Reddish et al., 2013; Wiltermuth & Heath, 2009)等。這一結(jié)果在兒童身上也同樣得到驗證。有研究發(fā)現(xiàn), 12個月大的嬰兒在搖椅子時, 相較于異步搖晃, 他們更喜歡同步搖晃的社交伙伴(Tun?gen? et al., 2015); 14個月大的嬰兒隨著音樂與實驗人員同步彈跳或者異步彈跳時, 同步組的嬰兒對實驗人員表現(xiàn)出更多的助人行為(Cirelli et al., 2014);研究還發(fā)現(xiàn)短時間的同步擊鼓可以增強4歲兒童與同伴之間的合作(Rabinowitch & Meltzoff, 2017),增進8～9歲兒童之間的親密感和相似感(Rabinowitch & Knafo-Noam, 2015)。總之, 人際運動同步為兒童的成長與發(fā)展帶來了積極的親社會效應(yīng)。

該領(lǐng)域的研究主要集中在揭示人際運動同步促進親社會行為的原因上(Feniger-Schaal et al., 2021; Vicaria & Dickens, 2016), 已有研究者分別從社會認知、神經(jīng)生理和演化心理學(xué)等角度給出理論解釋。例如, 社會認知理論認為, 人際運動同步的積極結(jié)果可能與自我?他人邊界模糊有關(guān)(Cross et al., 2019; Valdesolo & Desteno, 2011)。神經(jīng)生理學(xué)理論認為, 人際運動同步與腦間同步、內(nèi)啡肽和催產(chǎn)素的釋放有關(guān)(Hu et al., 2017; Launay et al., 2016; Shamay-Tsoory et al., 2019)。演化心理學(xué)認為, 同步化運動增強了團體之間的聯(lián)系, 從而促進群體合作(Brown, 2000; Hagen & Bryant, 2003; Reddish et al., 2013)。但目前這些機制探討大多集中在成人身上, 尚缺乏對兒童人際運動同步的系統(tǒng)探究, 特別是兒童人際運動同步的發(fā)展軌跡及其特點并不清楚, 兒童人際運動同步的影響因素以及同步過程中的認知成分缺乏系統(tǒng)梳理。

本文將從三個方面來總結(jié)兒童人際運動同步領(lǐng)域的研究成果。首先, 本文將闡述兒童同步能力的發(fā)展過程; 其次, 將梳理影響兒童人際運動同步績效的因素, 包括運動方式(手指、頭、腳等)、節(jié)奏刺激類型(如視覺刺激、聽覺刺激)和同步對象(如機器人、成人、兒童)等實驗操控條件的影響, 以及時間感知、運動計劃和運動執(zhí)行三大認知因素的制約。最后, 將探討神經(jīng)發(fā)育性障礙的特殊群體——孤獨癥兒童的人際運動同步的特點及制約因素。由于社會互動缺陷和溝通障礙是孤獨癥兒童的核心癥狀, 因此其人際運動同步的發(fā)展軌跡存在一些特異性表現(xiàn), 理清孤獨癥兒童與健康兒童在人際運動同步行為中的異同不僅能夠幫助我們理解兒童人際運動同步的發(fā)展軌跡, 同時還對人際運動同步在孤獨癥兒童中的實際應(yīng)用和干預(yù)效果具有啟發(fā)意義。

2 兒童同步能力的發(fā)展過程

2.1 兒童同步化運動的先決條件及其發(fā)展

節(jié)奏感知能力是兒童完成人際運動同步的先決條件(Trainor & Cirelli, 2015), 它的發(fā)展可以追溯到嬰兒早期。有研究發(fā)現(xiàn), 2個月大的嬰兒就能識別出簡單節(jié)奏中的速度變化(Baruch & Drake, 1997)。當(dāng)音樂節(jié)拍發(fā)生變化(從兩拍變成三拍或者從三拍變?yōu)閮膳?時, 7個月大的嬰兒會表現(xiàn)出驚訝(Hannon & Johnson, 2005)。

盡管人類在嬰兒早期就獲得了一定的節(jié)奏感知能力, 但要將節(jié)奏與動作完美同步在一起, 還需要漫長的時間。例如, 5個月大的嬰兒, 開始出現(xiàn)跟隨外部節(jié)奏刺激晃動身體的跡象(Zentner & Eerola, 2010); 但2歲的嬰幼兒仍然無法做到與外部刺激同步(Zentner & Eerola, 2010); 直到4歲, 兒童才能夠?qū)幼骱唵尾⑶夜?jié)奏速度在其能力范圍之內(nèi)(300～400 ms)的外部節(jié)奏保持同步(Provasi & Bobin-Bègue, 2003; Rose, 2016)。有橫向研究(4～95歲)表明, 兒童6～7歲時同步的準確性和穩(wěn)定性有很大提升, 同步能力大致與成人相當(dāng)(McAuley et al., 2006; Repp & Su, 2013)。隨著年齡的增長, 兒童的同步能力不斷增強, 同步行為的穩(wěn)定性和準確性都逐漸提高(Clizbe & Getchell, 2010; Drake et al., 2000; Fitzpatrick et al., 1996; Getchell, 2007; McAuley et al., 2006)。

綜上所述, 嬰兒早期出現(xiàn)、幼兒期發(fā)展得更精準的節(jié)奏感知能力, 以及幼兒期才發(fā)展的動作與節(jié)奏同步能力, 共同為兒童人際運動同步的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)(Trainor & Cirelli, 2015)。

2.2 兒童人際運動同步的發(fā)展軌跡

目前兒童運動同步的前期研究主要集中在兒童如何與外部刺激同步, 而少有研究探討兒童人際運動同步。實際上, 人類在兒童早期就會呈現(xiàn)自發(fā)性的人際運動同步行為(Cuadros et al., 2020)。例如當(dāng)同伴在一旁擊鼓時, 2歲兒童會自發(fā)地跟隨對方開始擊鼓或者停止擊鼓(Endedijk et al., 2015)。當(dāng)主試要求2.5歲的兒童分別跟隨節(jié)拍器、動態(tài)活動的擊鼓機以及成人同步敲鼓時, 如果外部節(jié)奏速度比兒童內(nèi)在自發(fā)速度(400 ms)更慢, 兒童只有在與成人同步擊鼓的條件下才會自發(fā)地調(diào)整其敲擊速度。而在另外兩種非人際的條件下(節(jié)拍器、擊鼓機), 兒童無法根據(jù)節(jié)奏變化調(diào)整其速度(Kirschner & Tomasello, 2009)。這表明, 相較于單純的外部刺激同步, 人際運動同步對兒童來說可能更容易。

然而有研究者發(fā)現(xiàn), 兒童3歲時在聯(lián)合任務(wù)中表現(xiàn)出人際與非人際相當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)水平(Endedijk et al., 2015; Meyer et al., 2010)。研究者讓2.5歲和3歲的兒童做一個連續(xù)按鍵任務(wù), 該任務(wù)有單獨按鍵、與實驗人員一起聯(lián)合按鍵兩個條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 3歲兒童無論是單獨按鍵還是聯(lián)合按鍵, 其行為表現(xiàn)相差無幾; 但2.5歲兒童與成人一起按鍵時, 他們的按鍵準確率比單獨按鍵時更低(Meyer et al., 2010)。

綜上所述, 兒童2歲就呈現(xiàn)出自發(fā)的人際運動同步, 直到3歲才表現(xiàn)出人際和非人際相當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)水平。

3 兒童人際運動同步的影響因素

在實驗室情境下, 兒童人際運動同步常用的任務(wù)有彈跳(bouncing)、手指打節(jié)拍(tapping)、拍手(clapping)、敲鼓(drumming)、搖椅子(rocking)、蕩秋千(swing)、行進(marching)等。在此過程中, 兒童的同步表現(xiàn)會受到兩大層面的影響。第一層面是實驗操控條件的影響, 包括運動方式、節(jié)奏刺激類型和同步對象; 第二層面是同步運動背后認知因素的制約, 包括時間感知、運動計劃和運動執(zhí)行。

3.1 實驗操控條件的影響

根據(jù)實驗?zāi)康? 研究者在實驗過程中會操縱不同的變量, 如運動方式(手指、頭、腳等)、節(jié)奏刺激類型(如聽覺、視覺、觸覺等)、同步對象(機器人、成人、兒童等), 來探究兒童人際運動同步的影響因素。

3.1.1 運動方式的影響

由于實驗任務(wù)的不同, 被試使用的身體部位也各不相同。有研究認為兒童之所以無法達到與成人相當(dāng)?shù)耐剿? 很大可能是因為運動能力沒有完全發(fā)育好(Trainor & Cirelli, 2015)。而成人研究發(fā)現(xiàn)運動方式對同步表現(xiàn)確實存在影響。有研究比較了成人的手和腳(Aschersleben & Prinz, 1995; Fujii et al., 2011)、手指和鼓槌(Madison et al., 2013; Manning et al., 2016)、優(yōu)勢手和非優(yōu)勢手(Lor?s et al., 2012; Studenka & Zelaznik, 2008)、拍手和彈跳(Tranchant et al., 2016)、點頭和手指以及腳(潘祿, 2016)等不同效應(yīng)器對運動同步的影響, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)敲擊鼓槌比敲擊手指更穩(wěn)定(Madison et al., 2013; Manning et al., 2016), 優(yōu)勢手的同步表現(xiàn)要優(yōu)于非優(yōu)勢手(Lor?s et al., 2012; Studenka & Zelaznik, 2008), 拍手比彈跳的同步準確性更高(Tranchant et al., 2016), 點頭對于同步化的促進效果最強, 手指打節(jié)拍次之, 用腳打拍子最弱(潘祿, 2016)。由于各個身體部位的物理特性(如質(zhì)量大小和質(zhì)量分布)不同, 因此在使用這些部位做節(jié)奏性運動時, 其固有頻率也各不相同。有研究發(fā)現(xiàn)質(zhì)量較大的效應(yīng)器(如軀干和腿)傾向于與較慢的節(jié)奏速度同步, 而質(zhì)量較小的效應(yīng)器(如手指)傾向于與較快的節(jié)奏速度同步(Toiviainen et al., 2010)。還有研究認為運動所需的力量越小, 同步運動的穩(wěn)定性越高(Carson et al., 2009), 例如彈跳需要在運動過程中對抗重力的影響, 因此同步的穩(wěn)定性差(Tranchant et al., 2016)。此外, 動作的復(fù)雜性、運動過程中是否需要協(xié)調(diào)身體的各個關(guān)節(jié)和部位等都對同步表現(xiàn)產(chǎn)生一定影響(Manning et al., 2016)。

運動方式對同步化運動的影響在兒童行為研究中也得到了證實。有研究要求4.5～6.5歲的兒童用6種方式做節(jié)奏性同步運動, 分別是優(yōu)勢手或非優(yōu)勢手單手拍膝蓋, 雙手同時或交替拍膝蓋, 坐姿或站姿狀態(tài)下雙腳交替打節(jié)拍。結(jié)果發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢手的同步表現(xiàn)要優(yōu)于非優(yōu)勢手, 雙手交替拍膝蓋要比雙手同時拍膝蓋、坐姿狀態(tài)下雙腳交替打節(jié)拍的同步準確性更高; 對比雙腳交替打節(jié)拍, 兒童站姿下的同步準確性要高于坐姿(Tsapakidou et al., 2001)。因此運動方式是兒童人際同步行為表現(xiàn)的一個潛在影響因素。

3.1.2 節(jié)奏刺激類型的影響

除了運動方式, 同步化運動還會受到節(jié)奏刺激類型的影響。在早期成人研究中發(fā)現(xiàn), 相較于和具有一定節(jié)奏屬性的視覺閃光同步, 與聽覺節(jié)奏刺激同步的穩(wěn)定性更高(Glenberg et al., 1989)。當(dāng)同時呈現(xiàn)聽覺和視覺兩種節(jié)奏刺激時, 聽覺刺激的競爭力更強(Aschersleben & Bertelson, 2003), 例如當(dāng)被試在跟隨視覺閃光同步時, 播放干擾聲音, 被試更容易被干擾聲音吸引, 并跟隨聲音刺激按鍵反應(yīng)(Repp & Penel, 2004)。Hove等人的多項研究表明, 與聲音刺激相比, 當(dāng)引入動態(tài)型的視覺刺激(如上下運動或者旋轉(zhuǎn)運動的橫條、手指運動的動態(tài)圖片和漸入漸出的雪花動態(tài)效果)作為同步化運動的刺激線索時, 被試在與聲音刺激同步時表現(xiàn)最好, 其次是手指動態(tài)圖片和上下運動或旋轉(zhuǎn)運動的橫條, 閃光和雪花動態(tài)效果最差(Hove et al., 2007; Hove & Risen, 2009; Hove et al., 2010)。

在兒童運動同步過程中, 聽覺和動態(tài)節(jié)奏刺激顯示出類似的優(yōu)勢。在一項針對6～7歲兒童的節(jié)奏按鍵實驗中, 兒童分別跟隨聲音、閃光、彈跳小球三種節(jié)奏刺激類型做按鍵反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 兒童在聲音節(jié)奏刺激中的同步表現(xiàn)最好, 其次是彈跳小球, 閃光的同步表現(xiàn)最差(Mu et al., 2018)。

3.1.3 同步對象的影響

兒童人際運動同步所指向的對象(如機器人、同齡伙伴和成人)對兒童的同步表現(xiàn)也存在影響。有研究顯示2.5歲的兒童分別跟隨動態(tài)的擊鼓機和成人同步擊鼓時, 如果節(jié)奏速度為600 ms (該速度比兒童內(nèi)在自發(fā)速度400 ms更慢), 在與成人同步擊鼓的情況下, 兒童能夠自發(fā)的調(diào)整其敲擊速度。但當(dāng)對面是擊鼓機時, 兒童則沒有顯示出調(diào)整的跡象(Kirschner & Tomasello, 2009)。類似的, 如果對面的成人是兒童的母親, 即使是1.5歲的兒童, 在節(jié)奏速度為600 ms時, 也會顯示出自發(fā)調(diào)整速度的跡象; 但如果對面是擊鼓機的話, 則沒有調(diào)整的跡象(Yu & Myowa, 2021)。這說明人際運動同步有積極的社會伙伴效應(yīng), 與最親密的照顧者進行同步化運動, 對兒童的同步表現(xiàn)促進效果最大(Yu & Myowa, 2021)。

有研究發(fā)現(xiàn)同齡伙伴和成人對兒童同步表現(xiàn)的影響程度存在不同。當(dāng)5～12歲的兒童組成同齡或者混齡的二人組同步敲鼓時, 他們同步的準確率都比和成人一起敲鼓時更小(Kleinspehn- Ammerlahn et al., 2011)。這說明同步對象動作的熟練程度和精確程度, 對兒童的同步化行為有顯著影響。由于成人的動作更精確、更具可預(yù)測性, 且能夠適應(yīng)兒童動作的不穩(wěn)定, 從而使得成人和兒童之間的同步效果更好(Endedijk et al., 2015)。

綜上, 兒童在人際運動同步過程中所采取的運動方式、跟隨的節(jié)奏刺激類型以及面對的同步對象都會影響兒童的同步表現(xiàn)。

3.2 同步運動背后認知因素的制約

除了實驗操控條件的影響, 兒童人際同步運動還受到背后認知因素的制約。人際運動同步過程中, 個體需要從環(huán)境和同伴那里獲得線索, 形成節(jié)奏感知和時間感知; 此外還需要計劃自身的動作, 并同時對自己動作的結(jié)果進行預(yù)期; 在執(zhí)行動作時, 還要同時監(jiān)控對方的行為反應(yīng), 并根據(jù)雙方的同步情況調(diào)整自己的運動和節(jié)奏感知, 從而更好地與他人保持同步(Semin & Cacioppo, 2008; Su et al., 2020; Vesper et al., 2010)。由此可見, 人際運動同步包含三大認知因素：時間感知、運動計劃和運動執(zhí)行。這些因素既制約著個體同步能力的發(fā)展, 也影響著個體人際運動同步的表現(xiàn)。

3.2.1 時間感知和節(jié)奏感知(Timing Perception and Rhythm Perception)

要完成同步化行為, 個體就需要保持內(nèi)部節(jié)奏和外部刺激在時間上的協(xié)調(diào)一致(Provasi & Bobin-Bègue, 2003)。而在努力做到與刺激序列同步之前, 個體要先具備感知刺激序列時間間隔及節(jié)奏模式的能力。

節(jié)奏感知是人從外界刺激的時間組織中提取出節(jié)奏特征的過程, 它分為兩個層面：一是對刺激序列中規(guī)律的組織方式的感知, 例如音樂中的節(jié)拍(如4/4拍, 以4拍為一個循環(huán)的組); 二是對等時性脈沖(isochronous pulse)的感知, 如音樂中的固定速度(tempo)、跳舞或做體操的節(jié)拍式動作(潘祿, 2016; Patel, 2006)。個體節(jié)奏感知和時間感知的主流認知模型是時鐘模型。該模型認為認知系統(tǒng)中存在著以節(jié)拍器和累積器為基礎(chǔ)模塊的內(nèi)部時鐘, 其中節(jié)拍器以穩(wěn)定的時間間隔發(fā)出信號, 累積器則對節(jié)拍器所產(chǎn)生的信號進行數(shù)量上的累加, 用以表征主觀時間(潘祿, 2016)。根據(jù)這一理論模型, 人對時間的準確估計依賴于人體內(nèi)部的節(jié)奏振蕩機制(潘祿, 2016; 萬群等, 2010)。節(jié)奏感知能力在同步行為中的作用主要體現(xiàn)在較好的節(jié)奏感知能力可以讓個體對下一個節(jié)拍的到來產(chǎn)生準確的預(yù)期, 并由此能較好地計劃自身運動、保持與外部節(jié)奏的同步。

3.2.2 運動計劃與運動預(yù)測(Motor Planning and Prediction)

在同步化運動過程中, 如果個體感知到外部節(jié)奏刺激之后, 再做出運動反應(yīng), 其產(chǎn)生的運動一定會落后于節(jié)拍的時間點。這是因為感知覺信號傳入中央神經(jīng)系統(tǒng), 再由中樞發(fā)出神經(jīng)指令控制運動, 大概有150 ms的延時(Repp & Su, 2013)。因此個體要做到與外部節(jié)奏刺激的同步, 不能先感知、再反應(yīng), 必須要提前發(fā)出運動指令(例如按鍵的動作指令)來克服感知運動系統(tǒng)中的延遲, 從而完成同步化行為(Kurgansky & Shupikova, 2011; Repp, 2005; Repp & Su, 2013)。這種對感知進行預(yù)期、并根據(jù)預(yù)期做出運動反應(yīng)的機制可以用運動控制系統(tǒng)內(nèi)模型(Internal Model)中的前饋模型(Forward Model)來解釋(Blakemore & Decety, 2001; Wolpert & Ghahramani, 2000; Wolpert & Kawato, 1998)。即在下一個節(jié)拍來臨之前, 大腦發(fā)放運動指令拷貝(Efference Copy)、形成動作預(yù)期(Wolpert & Flanagan, 2001), 這個預(yù)期需要剛好將動作與下一個節(jié)拍在時間點上發(fā)生重疊。研究發(fā)現(xiàn)在同步化運動中, 個體的預(yù)期不僅能克服感知運動系統(tǒng)所造成的滯后, 還往往會使動作提前幾十毫秒發(fā)生(Repp, 2005)。這種預(yù)期趨勢(Anticipation Tendency)被稱為負平均異步(Negative Mean Asynchrony) (Repp, 2005; Repp & Su, 2013), 即相對于節(jié)拍點, 動作反應(yīng)發(fā)生的時間不是正值或零, 而是一個負值。有研究認為負平均異步的發(fā)生是因為從大腦到耳朵的神經(jīng)傳導(dǎo)速度比大腦到手的傳導(dǎo)速度更快(Aschersleben & Bertelson, 2003; Bia?uńska et al., 2011), 也有研究者認為是觸覺和本體覺的感覺登記的速度比聽覺慢帶來的結(jié)果(Wohlschl?ger & Koch, 2000)?？傊? 預(yù)期是同步運動的核心特點之一, 也是完成同步化行為的重要環(huán)節(jié)(Repp, 2005)。

兒童是否在較早時期就會發(fā)展出運動預(yù)期？一項針對7～8歲兒童和成人的視覺運動同步研究發(fā)現(xiàn)兒童早期就已發(fā)展出和成人相當(dāng)?shù)膬?nèi)模型機制來幫助他們有效適應(yīng)環(huán)境(Kurgansky & Shupikova, 2011)。在該研究中, 兩組被試需要分別跟隨500～2000 ms的視覺刺激做同步按鍵任務(wù), 該實驗將同步行為分為起始階段和同步階段, 起始階段指的是從對視覺刺激做出反應(yīng)到能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定同步之間的過渡。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 7～8歲兒童在起始階段的同步適應(yīng)曲線和成人類似, 這意味著兒童此時已經(jīng)具備和成人相當(dāng)?shù)膬?nèi)模型, 能夠?qū)ν獠看碳さ陌l(fā)生形成預(yù)期并提前做出反應(yīng)(Kurgansky & Shupikova, 2011)。

當(dāng)同步運動中同時存在著社會互動因素即人際運動同步時, 個體不僅需要對外部刺激做出預(yù)測性反應(yīng), 還需要在與同伴互動的過程中監(jiān)視和預(yù)測對方的動作、并根據(jù)對方的動作反饋不斷調(diào)整自身的行為(Meyer & Hunnius, 2020; Sebanz & Knoblich, 2021)。有研究發(fā)現(xiàn)兒童在人際協(xié)調(diào)(Interpersonal Coordination)過程中監(jiān)測他人行為時, 感覺運動區(qū)(鏡像神經(jīng)元)激活增加(Ménoret et al., 2014)。還有研究表明, 嬰兒的感覺運動系統(tǒng)不僅在監(jiān)測時被激活, 在預(yù)期他人的行為時也會被激活(Southgate et al., 2010; Stapel et al., 2010)。例如, 9個月大的嬰兒在預(yù)期他人的目標導(dǎo)向行動時可以檢測到運動神經(jīng)的活動(Southgate et al., 2010)。一項2.5歲兒童的聯(lián)合行動(Joint Action)研究證明了行動預(yù)測對人際協(xié)調(diào)成功的重要性(Meyer et al., 2015), 能夠更準確的預(yù)測同伴運動的兒童, 在人際協(xié)調(diào)的過程中會表現(xiàn)出更少的變異性。

3.2.3 運動執(zhí)行和運動噪音(Motor Executing and Motor Noise)

在同步化運動中, 運動計劃(Motor Planning)的下一步是運動執(zhí)行(Motor Executing)。但個體在執(zhí)行運動指令的過程中會不可避免地產(chǎn)生運動噪音(Motor Noise) (Friston, 2010), 從而給同步運動帶來額外的變異性。運動噪音的大小與神經(jīng)元發(fā)放的變異性密切相關(guān)(Jones et al., 2002)。同時它還和肌肉纖維的變異性、感知外部世界的不確定性(Faisal et al., 2008; Wolpert, 2007)、運動幅度(Jones et al., 2002; van Beers, 2009)相關(guān)。運動的幅度和強度越大, 肌肉發(fā)出的力量越強, 其力量的變異性就會越大, 運動噪音也會越大(Jones et al., 2002; van Beers, 2009)。

運動執(zhí)行能力, 特別是運動噪音, 會影響同步運動的績效。與成年人相比, 兒童執(zhí)行各種運動任務(wù), 如抓握(Kuhtz-Buschbeck et al., 1998)、肘部彎曲(Jansen-Osmann et al., 2002)和快速目標導(dǎo)向的手臂運動(Yan & Thomas, 2002)時, 都表現(xiàn)出更大的運動變異性。因此, 兒童人際運動同步中的不穩(wěn)定性, 很有可能和兒童的運動噪音過大相關(guān)。此外, 由于兒童的運動控制能力和協(xié)調(diào)能力比較差, 如果同步化運動的動作比較復(fù)雜, 也會影響運動同步的表現(xiàn)。

綜上, 兒童人際運動同步的表現(xiàn)不僅受到運動方式、節(jié)奏刺激類型、同步對象等實驗操控條件的影響, 還受到時間感知、運動計劃和運動執(zhí)行三大認知因素的影響。在同步運動過程中, 個體要想獲得好的同步表現(xiàn), 既要有良好的時間感知和節(jié)奏感知能力, 提前對自己的動作結(jié)果形成預(yù)期, 還要在動作執(zhí)行過程中盡量減少運動噪音, 并能根據(jù)雙方的同步情況及時做出調(diào)整。

4 人際運動同步的非典型發(fā)展

孤獨癥(Autism Spectrum Disorders, ASD)兒童的核心特征是社會互動缺陷和溝通障礙(American Psychiatric Association, 2013), 并伴發(fā)運動系統(tǒng)的異常表現(xiàn)(Fournier et al., 2010)。由于人際運動同步發(fā)生在人與人之間的互動溝通中, 會對親社會行為產(chǎn)生促進作用(Cirelli, 2018; Macpherson et al., 2020; Mogan et al., 2017; Rauchbauer & Grosbras, 2020; Rennung & G?ritz, 2016), 因此近年來研究者們開始研究孤獨癥兒童的人際運動同步的行為表現(xiàn)及其影響因素, 探索社會互動干預(yù)方案治療兒童孤獨癥的可能性。

4.1 孤獨癥兒童人際運動同步困難的表現(xiàn)

與健康兒童相比, 孤獨癥兒童的人際運動同步呈現(xiàn)出非典型特點, 即自發(fā)性同步水平較低, 同步表現(xiàn)更差(Brezis et al., 2017; Fitzpatrick et al., 2016; Fitzpatrick et al., 2017; Kaur et al., 2018; Marsh et al., 2013) 。

例如, 在和父母一起執(zhí)行的同步運動任務(wù)搖椅子(rocking)中, 與健康兒童相比, 孤獨癥兒童參與其中、自發(fā)同步的水平較低(Fitzpatrick et al., 2016; Marsh et al., 2013)。同步搖手擺時, 孤獨癥兒童的動作更滯后且更加不穩(wěn)定(Marsh et al., 2013);同步擊鼓、拍手和行走時, 孤獨癥兒童的同步準確率也更低(Fitzpatrick et al., 2017; Kaur et al., 2018)。值得注意的是, 孤獨癥兒童人際運動同步的行為表現(xiàn)與他們孤獨癥癥狀的嚴重程度正相關(guān), 即癥狀嚴重的孤獨癥兒童, 其人際運動同步的表現(xiàn)更差(Su et al., 2020)。

4.2 孤獨癥兒童人際運動同步困難的制約因素

為什么孤獨癥兒童會呈現(xiàn)出非典型的人際運動同步特點, 他們的同步表現(xiàn)受到哪些制約因素的影響？有研究認為孤獨癥兒童很難將感覺信息的輸入和動作輸出在時間上做到同步, 這和該群體的時間處理能力及運動執(zhí)行能力有關(guān)(Bloch et al., 2019)。

首先, 在時間感知和節(jié)奏感知方面, 孤獨癥兒童具有非典型的時間加工特點, 這對其人際運動同步有重要影響。有研究認為, 時間處理包含運動時間(motor timing)和知覺時間(perceptual timing) (Isaksson et al., 2018)。研究發(fā)現(xiàn)在使用自由敲擊鍵盤任務(wù)評估兒童的運動時間(motor timing)時, 孤獨癥兒童的敲擊速度要比健康兒童更快(Isaksson et al., 2018)。由于兒童運動同步的發(fā)展趨勢是由快到慢、逐漸適應(yīng)更慢節(jié)奏的過程, 孤獨癥兒童對較快節(jié)奏的偏好體現(xiàn)了他們在同步行為發(fā)展上的滯后狀態(tài)。另外, 在秒下時間的同時辨別任務(wù)(simultaneity judgement)上, 孤獨癥兒童的時間差別閾限要高于健康兒童(Isaksson et al., 2018), 這在孤獨癥成人群體中也得到了驗證(Falter et al., 2012)。

其次, 孤獨癥群體在運動計劃與運動預(yù)測上反應(yīng)時間更長(Gonzalez et al., 2013), 很可能因此影響到其運動同步的表現(xiàn)。在不同年齡段的孤獨癥兒童群體中, 研究者們較為一致地發(fā)現(xiàn)他們在簡單的目標導(dǎo)向抓取任務(wù)中反應(yīng)時間的變異性比健康兒童更大(Dowd et al., 2012; Glazebrook et al., 2009; Glazebrook et al., 2006)。研究者們認為更長的反應(yīng)時、更高的變異性反映了孤獨癥兒童在運動計劃上的異常。另外, 成功的人際協(xié)調(diào)任務(wù)需要參與者在運動計劃過程中考慮對方的行為并根據(jù)對方的行為調(diào)整自己的行動(Bloch et al., 2019)。在物品傳遞合作任務(wù)中, 孤獨癥患者更少評估和預(yù)期對方的抓握動作舒適度, 抓握位置的變異性也更大(Gonzalez et al., 2013)。這種適應(yīng)對方行為并根據(jù)對方動作自我調(diào)節(jié)的能力與孤獨癥患者癥狀呈正相關(guān), 即癥狀越嚴重, 適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力越差(Curioni et al., 2017)。

最后, 在運動執(zhí)行方面, 孤獨癥兒童的精細動作、粗大動作以及姿勢控制等運動能力均受損, 這一定程度上影響到了他們?nèi)穗H運動同步表現(xiàn)。動作笨拙是孤獨癥患者臨床表現(xiàn)的一個主要特征(Ghaziuddin & Butler, 1998)。被診斷患有孤獨癥的人群中, 約80%存在運動障礙(Fournier et al., 2010; Pan et al., 2009), 他們在精細動作和粗大動作的運動協(xié)調(diào)、雙手手臂的協(xié)調(diào)以及復(fù)雜動作的執(zhí)行上都有困難(Isenhower et al., 2012; Jansiewicz et al., 2006; Minshew et al., 2004; Mostofsky et al., 2006)。孤獨癥群體用于運動計劃和預(yù)測的感覺輸入整合能力較差, 運動輸出具有不穩(wěn)定性, 運動噪音更大(Gowen & Hamilton, 2013)。而對于孤獨癥兒童, 研究發(fā)現(xiàn)他們有明顯的快速運動(Anzulewiczet al., 2016)、急促而不流暢的肢體動作(Cook et al., 2013)、非典型步態(tài)(Dufek et al., 2017; Eggleston et al., 2018; Gong et al., 2020)、姿勢搖擺(Doumas et al., 2016)以及動作輸出不穩(wěn)定性(Kaur et al., 2018; Parma & de Marchena, 2016)。

綜上, 人際運動同步能夠促進親社會行為, 但孤獨癥兒童這一特殊群體在同步化運動上存在困難。因此, 探究孤獨癥兒童人際運動同步表現(xiàn)并發(fā)現(xiàn)背后的制約因素顯得尤為重要。時間處理的缺陷以及運動系統(tǒng)的異?？赡苁窃撊后w人際運動同步困難的潛在制約因素。有研究認為, 孤獨癥兒童運動同步上的異常表現(xiàn)會影響其社交能力的發(fā)展(Bloch et al., 2019; Casartelli et al., 2016; Gallese et al., 2013)。在日常交往過程中, 人們在和他人互動時往往會保持時間上默契和協(xié)調(diào)、動作上的同步, 這也會促進雙方社交關(guān)系的發(fā)展。如果孤獨癥兒童在早期就無法做到和他人在動作上的協(xié)調(diào)一致, 這也很可能影響到他們后續(xù)社交能力的發(fā)展。

5 總結(jié)與展望

本文聚焦兒童人際運動同步的發(fā)展過程和影響因素, 并對孤獨癥兒童人際運動同步的研究進行了梳理。綜合以往的文獻, 我們發(fā)現(xiàn)健康兒童的人際運動同步能力隨著年齡的增長不斷提升, 其表現(xiàn)會受到運動方式、節(jié)奏刺激類型、同步對象的影響, 以及時間感知、運動計劃和運動執(zhí)行三大認知因素的制約。孤獨癥兒童時間處理呈現(xiàn)非典型加工的特點, 加上運動能力受損, 從而影響他們?nèi)穗H運動同步的表現(xiàn)。

人際運動同步是日常社會互動中非常重要的一部分, 在兒童發(fā)展的過程中有其特有的規(guī)律。如果兒童從出生開始就缺乏人際互動, 可能導(dǎo)致他們未來社會和情感發(fā)展困難, 并影響兒童自我調(diào)節(jié)以及建立親密關(guān)系的能力(Feldman, 2007)。因此, 兒童人際運動同步的相關(guān)研究顯得極為重要。通過文獻的綜述, 人際運動同步在兒童發(fā)展領(lǐng)域, 還有三方面亟待進一步研究。

首先, 已有的研究表明, 兒童很早就發(fā)展出相當(dāng)?shù)墓?jié)奏感知能力(Baruch & Drake, 1997; Hannon & Johnson, 2005)。那為什么兒童在有意識的參與擊鼓、舞蹈等人際運動同步時, 要經(jīng)過好幾年的時間發(fā)展才能達到成人水平？很大程度上, 這可能和兒童的運動控制系統(tǒng)發(fā)育相對滯后有關(guān)(Trainor & Cirelli, 2015)。也就是說, 運動能力發(fā)展受限, 影響到兒童人際運動同步的表現(xiàn)。但目前還沒有看到有關(guān)運動影響兒童同步表現(xiàn)的相關(guān)研究, 需要進一步的探究。此外, 兒童人際運動同步與非人際運動同步的發(fā)展軌跡是否完全相等, 也值得進一步的探討。

其次, 對于健康兒童來說, 其人際運動同步的表現(xiàn)比非人際同步表現(xiàn)更好, 原因可能是兒童和人一起做同步化運動更能激發(fā)他們的內(nèi)在動機(Kirschner & Tomasello, 2009)。但這一表現(xiàn), 在孤獨癥兒童身上結(jié)果正好相反。有研究表明孤獨癥兒童與人一起擊鼓時的表現(xiàn)比單獨擊鼓時的表現(xiàn)更差(Yoo & Kim, 2018)。這背后的原因到底是什么？是因為孤獨癥兒童人際運動同步時的社會動機不足, 還是因為他們的運動控制本身就存在困難有待進一步研究。另外, 孤獨癥兒童的社交互動缺陷通?？梢詺w因于整個發(fā)育過程中的連續(xù)性惡化, 但也有研究假設(shè)認為孤獨癥兒童社交能力缺陷可以歸因于兒童早期的運動系統(tǒng)發(fā)育的滯后, 因而影響到他們參與未來的社交活動(Casartelli et al., 2016; Gallese et al., 2013)。對這一問題的探究有助于我們了解孤獨癥兒童社交發(fā)育障礙的原因, 進而發(fā)展?jié)撛诘纳缃桓深A(yù)療法。

最后, 人際運動同步對于健康兒童社交能力和親社會行為有促進作用, 但這一結(jié)果在孤獨癥群體中的研究結(jié)果不一致, 有研究表明人際運動同步的干預(yù)措施對社交和親社會行為有促進作用(Koehne et al., 2016)。另一些研究發(fā)現(xiàn)并沒有顯著變化(Landa et al., 2011), 例如2～3歲的孤獨癥兒童在接受人際運動同步的干預(yù)措施后, 雖然在模仿任務(wù)上表現(xiàn)更好, 但聯(lián)合注意和社交情感并沒有顯著增加(Landa et al., 2011)。針對孤獨癥成人患者的研究結(jié)果也表明, 盡管他們在同步行為上有所改善, 但干預(yù)前后同理心的表現(xiàn)并未顯著變化(Koehne et al., 2016)。人際運動同步在孤獨癥群體的干預(yù)效果并不理想的原因還需要進一步探究。未來的研究需要進一步細化干預(yù)措施的影響, 如干預(yù)手段有沒有考慮到孤獨癥兒童的運動能力, 干預(yù)的節(jié)奏速度是否在兒童承受的范圍之內(nèi), 干預(yù)的持續(xù)時間和同步刺激類型的選擇等。只有對這些具體的影響因素進行更精細的研究, 才能更好地發(fā)揮人際運動同步在孤獨癥兒童當(dāng)中的作用。

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Interpersonal motor synchronization in children

ZHANG Linlin1,2, WEI Kunlin3, LI Jing1,2

(1CAS Key Laboratory of Behavioral Science, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)(2Department of Psychology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)(3School of Psychological and Cognitive Sciences, Peking University, Beijing 100080, China)

Interpersonal motor synchronization is a form of "social glue", which could promotes children to generate prosocial behaviors. The ability for children to synchronize motor interpersonally gradually improves across the developmental process. Their performance could be affected by various factors, such as the movement pattern, the rhythmic of the stimuli, and whom they synchronize with. In the process of interpersonal motor synchronization, it consists of three cognitive components: time perception, motor planning, and motor execution. Interpersonal motor synchronization affects both the development of individual synchronization ability and subsequent performance. In addition, children with autism spectrum disorder, a neurodevelopmental disorder, usually show abnormal behavior in interpersonal motor synchronization. For this reason, future research should not be limited to the exploration of the underlying mechanism of the abnormal interpersonal motor synchronization on children with autism, but also pay more attention to the intervention effect of the interpersonal synchronization training.

interpersonal motor synchronization, prosocial, cognitive mechanism, autism spectrum disorders

2021-04-13

* 國家自然科學(xué)基金項目(31971009), 國家自然科學(xué)基金項目(32071047)和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會資助。

李晶, E-mail: lij@psych.ac.cn

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