孤独症谱系障碍儿童面孔情绪认知能力眼动研究（可编辑）

孤独症谱系障碍儿童面孔情绪认知能力眼动研究（可编辑） 孤独症谱系障碍儿童面孔情绪认知能力眼动研究 南开大学 硕士学位论文 孤独症谱系障碍儿童面孔情绪认知能力的眼动研究 姓名:江鸣山 申请学位级别:硕士 专业:生理学 指导教师:王崇颖 2012-05中文摘要 中文摘要 研究目的:本课题拟通过眼动跟踪技术研究孤独症谱系障碍 ,患儿和健康对照组在观看展现情视频时眼动模式 的差异,以探讨儿童的情绪认知特点,厘清前人研究不一致之处,并提供 更多相关的实证研究证据。 研究方法:被试:从南开大学医学院行为医学中心患者数据库中选取,在 特殊教育机构完成实验测试患儿共计名至岁,男女比例为 :。所有被试均先经过天津市儿童医院根据诊断为孤独 ,: 症,并经《社会交往问卷》 ,评定,均处于有罹患孤独症谱系障碍风险范围之内 分。健康对照组从普通幼儿园招募名至岁男女比例为:儿 童,排除精神疾病史、发展障碍或神经疾病。全部被试视力或矫正视力正常。 实验:自制经过筛选的种表情段,每段视频,每类表情有两段视 频,分别由一名男性大学生和一名女性大学生各演一半视频。实验仪器: 眼动仪。实验程序:实验在孤独症培训机构或正常幼儿园比较安 静的教室内进行。被试单独或由老师陪同坐在距离眼动仪显示器~ 的椅子上。对每位被试双眼进行点校准。 被试观看所有视频。视频放映前 有指导语:“请看下列视频。视频的段视频按随机顺序间隔编排,呈现 给每位被试,每段视频呈现秒,然后呈现秒白屏,白屏中央有个面积约 的卡通狗作为注视点。被试观看视频期间,不要求其进行决定或判断,视 频呈现完毕就可以离开。实验时间约.分钟。实验数据处理:采用 .划分兴趣区和用.统计软件对数据进行分析。 结论:眼神接触并没有对儿童造成回避效应。在非中性表情的动态视 频中,嘴部相对眼部更能吸引正常儿童的注意,这可能是由于动态视频中嘴 部 面积和运动的幅度比眼部要大。在所有非中性表情视频中,组关注身体和 面孔的时间都短于对照组;未有足够证据显示组观看非中性表情视频时, 对面孔各核心区域的注视有所区别。在鼻部有运动的视频材料中,对照组对 鼻中文摘要 部的关注大于组,提示典型患儿在细节注意上不如对照组。组对 嘴部的关注可能受到表情因素的抑制作用。 总而言之,组对动态表情的身体,面孔及其核心区域的注视时间都少 于对照组,无法获取足够的社会信息。本研究从行为学的角度揭示了患者 的社会交往能力障碍的原因,为日后患者的教育训练的方案制定提供了一 定的理论依据。 关键词:孤独症谱系障碍,眼动,情绪认知,面孔 :. . : . , : ’. , , ;, . , : . . ..:, .,. , .. :.,? .. . , . . .. ...、:: ,. .? . ,’., . . ’ : , ,, 第一章前言 第一章 前言 。 第一节研究背景与文献回顾 孤独症谱系障碍 ,,下文简称是 一系列终身性的神经发育疾病,其包括孤独症,阿斯伯格综合症 ,雷氏综合征,儿童期崩解症及其他未分类障碍。这些疾病在三个核心 方面都有相同的损害:社交障碍,语言交流障碍,以及刻板行为及狭窄兴趣 ?。孤独症也可能在认知过程比如执行功能上存在损害乜,以及在注意和知 觉 中存在异常?。近年来,眼动技术开始用于探索孤独症患者的认知和知觉处 理 过程。出现这种趋势的原因之一在于在许多实验任务中,眼部运动与认知过程 存在非常紧密的联系,,这意味着测量眼部运动或许有助于揭示孤独症患者与 正常人在认知加工上的差异。本章节将回顾以往研究领域中涉及眼动的研 究。 ..对患者展开眼动研究的意义 患者中的异常视觉定向模式有潜在的重大临床意义,这不仅是由于这 些人经常以不正确或无效的方式进行社会交往,还以为他们经常无法读取其他 人身上的社会线索。这到底是因为他们仅仅无法看到这些正确的视觉信息源, 还是因为他们已经采集到这些视觉相关信息,但没有以正常的方式进行加工 相对于以往反应时和自我报告的实验,眼动实验技术的一个优点是它能对认知 加工过程进行实时检测,而且只需被试为实验任务做出最低限度的反应即看 着屏幕。眼跳和注视模式不仅可以揭示被试是否拥有一个完整的眼跳定位系 统,还可以揭示被试在观看材料时有什么眼动特征,而这些特征又持续多长时 间。这样我们就可以对患者捕捉,转移和保持注意方面的特征作出推断。 如今眼动技术已经被用于探索的三个方面。第一,人们运用低水平的 眼动控制范式来研究基本的眼球运动特征。这范式用于探索人群的眼球运 动系统的典型功能,以及对他们可能存在的神经病学上的异常做出评估。这范 式下的实验的重要性在于,异常的眼球运动模式可能提示了中央认知处理过程第一章前言 障碍,比如模仿和共同注意,并且最终导致社会交往困难哺。一些更高水平的 范式实验也为人群异常的注意过程提供了线索,比如注意在两个物体间转 移的困难,以及注意聚焦范围的扩大。第二,眼动技术用于操作或实验材料更 复杂的任务,以探索注意过程。以往的研究调查了是否在各种不同的任务 中存在某些知觉处理加工的优势,包括视觉搜索。最后,眼动技术还用于探索 的社交功能损害的特征,这也是成果最丰富的部分。大量研究探索了对面 孔的扫描路径,而更新的研究则涉及复杂的社会情境,而这些研究还经常辅以 情绪识别和社会功能量表的测量。 总的来说,人们观察人群异于常人的差异与基本的眼球运动,更高水 平的皮层控制问题,以及认知或社会认知加工的问题有关,而这些方面都可以 最终在实验采集的眼动数据中体现出来。 . ..探索社会认知加工的眼动研究 关于社会功能损害的眼动研究最集中的领域便是面孔加工领域。研究 者很早就意识到人群加工面孔时的异常?’,虽然在异常的本质以及范围 上还存在着一些争议呻。显然,眼动技术的运用能为解决这些争议带来一些 新 的线索,而在这方面的第一项研究是由和他的同事们进行的阳。在这 项研究中,研究者给五名男性和五名对照组男性展示“和 情绪面孔的一部分带有情绪的面孔黑白图片,而让被试观看这些情绪面孔 没有其余特殊要求。实验显示无论在何种情绪材料下,被试相比对照 组在面孔的“核心特征上注视更短的时间,尤其在眼部区域。 随后对组和正常组的关于面孔知觉的研究,很大程度上验证和加强了 等人研究的结论,特别是报道被试对眼部区域的注视时间减少。 ?,。然而,对孤独症的异常面孔加工的诸多研究结论并没有最终达成一致。 一 些面孔扫描的研究并没有发现被试与正常被试在注视眼部方面找到什么差 异?。 在其它领域,看起来非常相似的一些研究其结果也存在不一致。例如,有 研究发现被诊断为孤独症的小孩在岁便出现注视眼部的时间百分比减少的 现 象引,然而另一项研究则发现直到岁以前孤独症儿童在关注面孔的核心特征 时其注视时间都没有减少的迹象心叫。早期等人的研究数据显示孤独症小 第一章前言 孩的更小的兄弟姐妹,即这些拥有发展为的风险但还未到诊断标准的个 月的婴儿,注视眼部的时间也少于正常对照组’?。然而,随后对研究 对象的纵向跟踪调查显示,在实验显示对眼部区域注视时间短的被试, 并没有一例在个月的时候有任何孤独症的症状;相反,三名之前显示对眼 部区域注视时间正常的被试在岁的时候被诊断出孤独症心羽。另外,与 等人的减少对面孔所有核心区域的注视时间的研究结果相反,一些研 究显示与组被试相比,被试对嘴部的注视时间更长 ’’吼羽,其中还包 括一项只有个月的儿童的个案研究晗制。 运用其它的测量或操作手段来研究面孔扫描路径的研究开始为我们揭晓 人群为何在用视觉加工面孔时出现各种结果的可能原因。其中一种可能性 便是人群的异常面孔视觉加工很大程度上依赖于呈现刺激的种类。 和他的同事展现的实验刺激中的人物,包括动态或静态的视频和照片,以 及孤立的或者社交性的一人或者多人。实验被试为名青年及名 正常青年啪。这项研究显示,只有在社会化的动态场景这种最复杂的刺激类 型 中,被试才会更少关注眼部而更多关注身体。另一个报告指出,当展示复 。类似的,一项研究 杂情绪而非简单情绪时,被试更少关注眼部和嘴部 采用线描的面孔,钟表,没有意义的物体作为实验材料,指出对于被试和 正常的同辈者而言,对眼动模式有更大影响的不是刺激的社会化与否,而是 图 形的复杂性汹。这提示了刺激的复杂性是一个影响异常眼动的重要因素。 这与人群在现实生活这种复杂环境避免目光接触的表现相一致心卜驯。 然而,大部分研究都指出在观看单独的面孔照片时被试关注眼部区域的时 间有所减少?羽,这说明甚至在最简单的刺激下,的异常的面孔扫描仍然 可以出现。而且,有研究者认为人群对嘴部的注视时间的增加是由于注意 资源的自上而下的分配策略的差异,而不是由自下而上的刺激驱动造成的聆?。 除了刺激的复杂性以外,另一个导致面孔扫描能力的差异的因素可能 是人群的亚型。年龄的范围,具体诊断的组别,以及其它人群中有关 的,特别是一些没那么容易观察的变量,可能会造成异常的视觉注意策略。其 中一种可能性即杏仁核功能的个体差异是造成眼部区域异常注意的基础。一项 研究通过联合运用眼动和核磁共振技术发现注视眼部区域更少的 被拥有一个小的杏仁核?羽。小杏仁核也与更慢的情绪是别和社会功能损害的程 第一章前言 度有关。而与年龄的交互作用暗示在社会技能,眼部注视和杏仁核大小之间存 在一个复杂的关系,需要进一步的探讨。另一项同样运用眼动技术和的 研究发现只有被试在眼部注视和杏仁核的激活上存在相关铂。许多认为杏 仁核的发展和功能异常是孤独症的根源的理论解释也为上述研究提供了支持口。 ?】 这个孤独症的杏仁核理论或许也能解释人群在恐惧识别上的具体损 害,而这也与眼部注视有关系旧’?。人群对恐惧的识别不良与减少的眼部 区域注视相关?,证明了不寻常的面孔注意模式是如何造成人群的一些更 广泛的行为问题的。大量面孔扫描的研究则表明眼动注视模式与的症状或 者行为学上的测量结果相关,也揭示了眼动模式在成功的社会交往中起的作 用。例如,等人发现当展现一系列真笑和假笑的照片时,他们的 被试注视眼部更少,而注视嘴部更多们,而且被试识别虚假笑容的能力更 差,虽然这准确度并不与注视的区域直接相关。注视眼部区域更少的被试 也在识别情绪上表现得更慢和更差阳一’棚,以及在熟悉面孔的识别上有更差 的表现羽,但也有的眼动注视模式存在不同但并没有在面孑识别 上存在差异这一相反的结论?。这些矛盾冲突的研究结果在情绪识别的行为实 验范式上,被试利用眼部作为判断的信息源的表现上也有体现啪瑚。 一项研究通过“泡泡遮蔽面孔,并进行表情识别任务来探索注视区域对 社会能力起的具体作用。实验中大量的面孑材料的部分区域被各个独立的 “泡泡”遮蔽,但还能在泡泡周围看到一点图像。被试任务是判断图片中的面 孔是高兴还是恐惧。被试和对照组被试对情绪面孔在任务的准确度,反应 时间和对眼部区域的总注视时间上没有明显差异,然而被试在判断情绪时 对眼部区域的依赖更少,而对嘴部区域的依赖更多。在图片显示区域为眼部的 时候,他们也更可能在任务中看嘴部。运用相同的实验任务,研究者也在拥有 更广泛孤独症表型特质的的父母身上发现类似的注视模式?,这提示在广 泛的人群中,注视行为和孤独症特质有着连续光谱样的联系。 迄今为止,大部分关于孤独症面孔扫描的研究都聚焦在眼部区域的注视 上。过去有一段时间,研究者考虑用人群在现实生活中凝视眼睛的程度来 作为社会化能力的内隐测量一羽。眼动技术通过证明对眼部的注视时间经常与 社会能力相关的结论为这种观点提供了更强有力的支持?’吼‘捌。然而,我们 第一章前言 必须了解眼部区域不是面孔唯一的社会区域,例如当参与谈话过程时,嘴部则 是一个有效的优先注意区域。事实上,有三项研究发现人群在注视嘴部和 社会交往能力方面存在着相关关系’ ’矧。一项关于这个主题的更具体的探索 是:研究者发现只有在人群中,对嘴部的注视与交流能力相关,而对眼部 的注视则是社会能力的指示器剐。可是就上文谈到的绝大部分研究,都是将面 孔材料置于一个独立隔离的背景中,而这会对限制把研究结论推广至现实情 景。因此为了拓展研究主题,孤独症的眼动研究领域开始出现真实情景或者动 态视频的实验材料,以在更大范围的社会及非社会信息中探讨孤独症的眼动特 征。 这方面的第一个研究是和他的同事们,通过向被试展现电影片段来 研究被试的眼动特征朝。在这项早期的研究中,他们艰苦的将分秒的视 频切成一帧帧,然后将每帧的图像划分嘴部,眼部,身体以及物体等兴趣区。 研究结果是每个兴趣区的注视时间都存在组别差异,被试更少的注视眼部 而更多的注视其余兴趣区。而对嘴部和物体的注视时间也与社会能力存在相关 关系,对嘴部的注视时间越长,社会能力越好,然而对物体的注视时间越长, 社会能力则越差。 这项研究被后续研究频繁引用,以支持这样一个理论:幼年时期对社会信 息的注意缺陷是孤独症的根本原因?劓。然而,人们却很少提到,这项研究中 的成年被试对嘴部和身体区域的注视时间要更长,而这些区域本质上也在 传达社会信息。这项研究在材料选择上也受到了批评:它选择的是一段非常极 端的社会情境或剧本,描写一对竭力虚构拥有一个儿子的情侣之间的离奇关 系。这样的情节即便在最具社会功能的被试看来,要理解这关系也有一定挑 战。而且,有研究者指出,材料的特征,比如同时播放的复合通道信息图像 加声音,运动的图像,以及剪辑的视频,可能会对孤独症被试的理解造成特 殊的困难钔。 我们已经提到复合的刺激性质可能会在孤独症经常出现的异常眼动模式上 扮演一个特殊的角色施矧,从这个角度来看,被试对嘴部区域注视时间 的增加或许可以理解为面对特殊的困难,他们努力的从视觉和听觉两种通道进 行信息加工的证据。这种观点,虽然明显不能解释静态照片上的异常注视,但 可以用于解释生物运动范式的有趣发现。人们采用以点连成线来表现直立的生 第一章前言 物运动如跳舞为实验材料,发现对照组儿童相对倒立的看起来无意义的生 物运动图像来说,更喜欢注视正立的生物运动图像口‘。儿童并没有这个 偏好,除了一种情况:一个成人在玩拍手掌游戏的生物运动图像能吸引儿 童的注意。这是这实验唯一的辅以声音的生物运动图像刺激。而这或许也能归 因于对同时展现的视觉和听觉信号的努力的加工。 真实社会情境材料中的眼动模式也是主要反映在面孔知觉上。首先,许多 这类研究同样表明相对于对照组,组对眼部的注视有所减少?洲。这些复 杂的场景由于干扰更多,也让被试们有更大的可能更少的看整个面孔,而对 被试来说更是如此 ’椭?。然而也有被试正常看面孔及眼部的实验证 据 ’韶制。和及他的同事们都发现了虽然被试与 对照组在面孔上花了相同的时间,他们看人更慢,也更少可能追随情境材料中 角色的目光。这些发现被后来一个研究再次验证。研究中的实验任务是在许多 潜在的目标中识别出材料中的人所注视的那个目标。研究发现儿童的准确 性更低旧。前文提到的在这方面的第一项研究也显示,被试较正常被 试更少可能追随电影片段里人物的目光。这些研究结果表明,孤独症在对社 会信息的最初的注意定向和联合注意存在着细微但重要的异常,以及强调了 运 用不同的测量比如首次注视时间来寻找组间差异。 与对孤立面孔的加工的研究发现相一致,孤独症对社会信息的偏好也与其 症状存在相关,关注面孔与更高的社会功能相关联例。在一项研究中, 和他的同事们向被试呈现了两个面对面或者背靠背的卡通人物的实验材 料四。高功能孤独症被试,相比正常组被试更少关注面对面有社交行为的卡通 人物图片。而阿斯伯格综合症被试对有社交行为的图片的偏好程度与他们现实 生活中的社会能力的测量结果呈相关关系。 总的来说,运用眼动技术对孤独症个体的社会加工损害及社会主义偏好的 研究仍在继续。这种用行为学方法来研究的社会功能所得出的混杂不一致 的结果,是非常难以协调的。这种结果的不一致可能是来源于研究刺激材料的 类型,研究方法,具体的诊断,年龄以及被试的发展水平。人群毫无疑问 是拥有社会困难的,但这些研究数据显示了这些困难比以往人们所想象的更加 微妙。但不管怎么说,对孤独症的社会功能进行的眼动研究仍然为探究这项疾 病的社会损害特征根源提供了一个机会。 第一章前言 ..孤独症异常眼神接触的机制与模型 由于对眼部的关注减少是被试在眼动研究中表现出来的最显著特征, 因此本章节将着重回顾人群异常眼神接触的研究证据及理论模型解释。 人眼能吸引观察者的兴趣。眼动研究显示,当看别人的脸时,成人嘟甚至 婴儿?刀更倾向于关注人眼多过面孔其它区域。其实这并不令人惊讶,不同的面 孔加工,比如身份,年龄,性别以及情绪识别,其中眼部区域的信息都是最重 要的嘞剖。最近的神经心理学研究暗示了杏仁核在眼睛注视方向偏好中起着核 心作用。比如,一个双侧杏仁核损伤的病人在面对面交流的情景??,或者面孔 情绪识别任务中更少自发的注视眼部区域。而且,等人证明当病 人被要求注视着眼部时,面孔情绪识别任务的表现会大幅提高至平均水平哺羽。 一项综述显示,眼神接触或直视,对人大脑的认知加工或行为反应有调节 作用?引,这称为“眼神接触效应’’。举个例子,眼神接触可以使得比如性别判 断九、面孔身份识别旧、凝视的方向觉察嘲一刀等面孔相关任务变得更容易。神 经影像学研究结果也显示,大脑社会网络受眼神接触的调节哺朝。 眼神接触的加工过程,对来说也是一种流行的研究模式,用以研究他 们神经,认知以及发展的社会互动和交流的异常。这是因为眼神接触是的 社会交往中损害中最可辨别的表现。自从的第一篇报告开始旧,这些 眼神接触的异常模式被许多临床和实验研究广泛报道,包括最近用眼动方法的 研究阳?旧一毛盯’’例。由于这种临床特征的显著性,眼神接触也被纳入诊断标准 比如和 。在中,它被定义为“运用多种非言语行为 来进行社会交往和沟通上存在显著的损害比如眼神接触。个体的异 常眼神接触模式也可能与他们处理其它种类的社会信息例如身份存在困难 相关。例如,一些研究报道个体在面孔加工时梭状回激活的更弱,可能是 部分由于对眼部的自发注视的减少,也就是说,对眼部的自发注视的时长与梭 状回的激活水平相关呻,而给予特定的指导语让个体注视眼部,能导致他 们的梭状回在常人水平激活’?。由于对眼部的自发注视对实现眼神接触起关 键作用,这些研究有力的暗示着眼神接触的能力与其它社会信息加工存在着相 关性。 除了以上提到的证据,对随后被确诊为孤独症的婴儿的回顾性家庭视频分 析,揭示了他们的眼神接触的异常模式在出生第一年里便可被观察到,这比他 第一章前言 们的诊断年龄要早很多。口叶。这种早期发育时的眼神接触异常的存在,可能 会广泛的阻碍他们一系列的社会学习】。例如,在正常的发育过程中,眼神接 触的方向偏好甚至在新生儿便有所体现钔。眼神接触知觉也在出生头半年促进 了面孔身份咖以及面孔社交表情阳的加工过程。另外,眼神接触知觉在对注视 目光的追踪以及指示性注视的编码上也起着关键作用随羽。因此,异常的眼神接 触过程也可能会促成异常的目光追踪行为,这些异常表现在年轻的孩子身 上都能经常被观察到阳棚】。 迄今为止,科学家已经提出了几个模型来解释个体异常的眼神接触的 发展的根本机制。不奇怪的是,这些模型都与对眼神接触加工的正常发展的不 同模型有密切的联系阳射。因为是一个高度遗传的神经发育性疾病,这些模 型都聚焦于生物学的易感性,以及它们怎么和出生后环境相互作用来影响这些 症状的产生。 接下来我们会总结关于眼神接触效应的四种模型:情绪唤醒模型的两种变 体唤醒过度模型和唤醒不足模型,社交意图探测模型,以及快速追踪调节 器模型。这些模型解释了的异常眼神接触的一些方面,以及与临床实践有 密切相关。更严格的说,这些模型产生了对眼部注视,对直视的加工,以及眼 神接触效应的的发展进程的不同预测。 ...情绪唤醒模型的两种变体 这个模型提出眼神接触直接激活大脑唤醒系统,然后直接引起一个情绪反 应。这个情绪唤醒是由皮层下结构,特别是杏仁核引起的,通常与内脏,自主 神经系统,以及内分泌的变化相联系,而且通常激活大范围的皮层结构陋’鲫。 在孤独症的这个领域,唤醒过度模型和唤醒不足模型便是在这个情绪唤醒模型 的基础上发展而来。 唤醒过度模型说的是,别人的面孔和眼睛对个体而言是强大的厌恶刺 激,从而导致的凝视回避则是一种适应性的反应“吼。根据这个理论,一些 人甚至做出这样的提议例如“建议教师和护士不要努力的与孤独症儿童进行眼 神接触,甚至友善的眼神接触也不要,因为这会激起他们更大的逃避行为侧。 在这个模型中,个体被假设为处在一种心理的过分唤醒的状态峨盯,以 及被回避或焦虑动机所主导棚】,这些导致了他们回避眼神接触。在最近第一章前言 的这理论的一个变形中,等人说道旧:“根据这个模型,孤独症的面孔 加工障碍是由他们的情绪中央回路机能亢进引起的,这种机能亢进会造成对社 会刺激的敏感性升高,导致特有的目光注视减少,从而导致梭状回的异常激 活。. 在正常发育过程中,情绪唤醒模型强调眼神接触的内在奖赏/回报价值的 作用,以及它在整体唤醒中的主要作用。在正常发育过程中,这个模型假设通 过社会交往,眼神接触双方的反复共同出现,以及各种各样的积极体验,是与 眼神接触的积极回报价值相联系的。根据这个模型,的发育则可以这样假 设:对形成这种联系的失败,或许是由于占主导地位的回避或焦虑的动 机,以及持续的过度唤醒的状态造成的。而伴随着高度的心理唤醒的眼神接触 会逐步导致在社会情景中的学习障碍旧?。 除了这个唤醒过度模型外,其它研究者认为的这种眼神接触的异常发 育,是基于唤醒不足,或者早年婴儿时期的杏仁核的激活不足。特别是,他们 假设当面部以及眼神接触时,这种杏仁核的激活不足妨碍了与积极回报价值的 联系呻或者情绪的起伏?,而这会从整体上妨碍关于社会环境的强化学习。而 研究者们假设,这种强化学习的缺乏,随后会导致大脑社会网络的专门化技能 的欠缺,这会使得他们无法学习有效的处理社会刺激。 这个唤醒不足模型预示个体应在发育早期应该不会对眼神接触有任何 的偏好,因为缺乏任何积极回报价值的联系。另外,注视眼睛或者眼神接触应 该对同时发生的行为表现,心理唤醒或者大脑社会网络的神经的反应没有任何 影响,因为他们缺乏应对社交环境包括眼神接触的发展技能。 ...社交意图探测模型 此模型认为,眼神接触直接激活了心理理论,因为它传达了与感觉者交流 的意图。有研究者声称个体的异常眼神接触是基于他们对从他人的眼中读 取精神状态存在困难旧喵,这与这模型是一致的。由于心理理论估计功能的损 害是的最明显的特征棚,这个模型拥有许多支持者,并且经常被研究 异常注视加工过程的研究者所参考附羽。 这个社交意图探测模型通常包括了关于眼神接触的探测和回应的先天能 力假设。提出人脑中存在一个先天的眼睛方向探测模块 第一章前言 旧钔。这模块的功能是探测眼睛然后 输入到另一个模块,这模块负责估计其他人的精神状态,第二个模块的过程叫 心理理论机制 。研究者经常声 称这些机制不需要婴儿后天的经验,而且这些功能将指导随后的学习。在这模 型的基础上,研究者假设个体缺少一或两个模块。在提出的 这个假设中,伴有注意共享机制的损害 ,这机制负责从到的输入的中转功能。这模块的损害导致了 推断“眼神的心理含义的失败,即使对注视方向的解码能力可能还是空闲可 用的假设信息已经过模块的处理。 这社交意图探测模型预测无论对眼睛的注视,还是眼神接触,都对同时发 生的行为表现,心理唤醒和大脑社会网络的神经反应没有任何影响,因为模块 受到了损害,而归因和推断心理含义,包括社交意图和眼神接触,需 要此模块的参与。由于此模型认为眼神接触效应依赖于对眼神接触的社交意图 的推理,这推理的缺乏便会导致随后的行为,心理或者神经的反应的缺乏。另 外,这种眼神接触的调节功能的缺乏应该不会随着发育而有所改变,因为这模 型假设这功能是先天的,并不是来源于学习。 ...快速追踪调节器模型 研究者们最近提出了快速追踪调节器模型。此模型提出眼神接触加工过程 是受皮层下面孔探查通路传达的呱嘲,并假设这通路包含了上丘,丘脑枕和杏 仁核。此通路对低空间频率视觉信息进行操作,并调节社会信息的皮层加工 叫。称它为“快速且肮脏的通路删。 关于这通路的快速这一特性的证据来自事件相关电位和脑磁图描 记术的研究。这些证据显示,与面孔加工的“快速通路相联系的部 分,与那些皮层面孔加工的“结构化编码的阶段相比,能在更短的潜伏期内 产生检测指标比如和更进一步的是,这对面孔的皮层下的 反应先于在皮层的反应这个假设,被插入深电极进杏仁核的癫痫病人的颅内事 件相关电位的证据所支持【州。这些研究都支持了皮层下面孔探测通路的快速反 应特征,并且先于更慢的皮层面孔加工通路发生。 第一章前言 关于此通路加工低空间频率的证据来自于在上丘,杏仁核和丘脑枕这些 结构在一起构成了皮层下面孔探测通路的研究。研究显示这些结构选 择性的对关于面孔的低空间频率做出反应,特别是恐惧的面孔?。这 个皮层下通路对面孔的高空间频率信息是不敏感的可以激活皮层 面孔加工通路,比如梭状回。最后,皮层下通路调控皮层加工的证据来自一 些功能呈像研究,这些研究指出皮层下通路杏仁核、上丘和丘脑枕的结构 的激活程度能预示皮层面孔加工区域的激活,比如梭状回,或者与之相关魄 研究者也提出,在那些皮层视觉通路功能不完善的新生儿中,皮层下通路 也负责面孔偏好的加工州。当前的工作是研究引起新生儿的面孔偏好的优先 刺激与最大程度激活成人皮层下通路的刺激到底有多大程度的相似??。 研究者们提出假设:实验任务需求和社会语境引起了层下通路和语境调节 的结合,这是由背外侧前额叶皮层执行的自上而下的调控?副。直接与间接调节 的关键结构包括了皮层的大脑社会网络,比如梭状回,颞上沟,内侧前额叶皮 层和眶额皮层。这个快速追踪调节器模型也提出了这样的假设:婴儿是伴随着 皮层下通路与皮层结构之间的广泛联结而出生的州。结果,在发育的过程中, 眼神接触的输入最初激活了广泛的结构,伴随着皮层的结构偏倚?引,形成了一 个由眼神接触激活的皮层下通路,相关的皮层以及皮层下结构之间的特殊化的 联结。 有一些证据支持这个模型。第一,等人报告直接注视可以增强杏仁 核和梭状回之间的功能的连结性,或者区域活动的短暂的联系矧。这是与杏仁 核特异性的调节梭状回的激活以对眼神接触进行反应的假设相一致。第二, 等人发现内侧前额叶皮层和眶额皮层的有无眼神接触的效应,可能对 社交意图进行编码,并早在刺激出现的后,先于颞上沟的应答出现 ?们。这暗示了眼神接触效应的内在机制发生的非常快速,并且早于后面两种分 析发生:.完整详细的对注视方向的皮层分析?耵;.由颞上沟推动的对人类行 为的皮层分析?耵。虽然我们无法完全排除存在某些快速皮层通路受前额皮层和 颞上沟两者调控,但这也与皮层下通路最初探测到眼神接触,然后对皮层加工 进行调控不冲突。这种能最大的激活假定的皮层下面孔加工通路的刺激,也与 这条通路可对眼神接触进行探测的理论相一致。这可能是因为当面孔接近观察第一章前言 者的时候,对皮层下面孔探测最优输入的相位对比模式也同样比转移的注视更 ‘。 优先探测眼神接触比如直视旧。弘 根据这个模型,孤独症的异常眼神接触可能是由于皮层下的面孔和眼部接 触分析通路受损,或者皮层的结构性偏倚此偏倚与皮层下输入相互作用,形 成专门化的连结受损。结果,个体的社会性大脑,这个专门用来处理社 会信息的皮层和皮层下结构无法得到。在一个相关的证据中,也提出 一个假设:杏仁核的先天异常可能会损害皮层下面孔探测网络,此受损的网 络 又会损害皮层面孔加工区的发展比如梭状回。 此模型预测当皮层下结构和大脑社会网络的处理带有眼神接触的面孔时, 从前者到后者的调控消失或弱化了。此模型没有完全排除这种可能性:注视 眼 睛或者眼神接触时,可能影响皮层的激活。然而模型预测,这种作用不同于正 常发育个体的眼神接触,并且是非典型及更不专业化的。而且,此模型预测 的面孔和眼神接触加工的损害应该会更明显,当这刺激只包含低空间频率 信息,或者当呈现的是非常简要和/或者边缘的视觉。 第二章研究目的和方法 第二章研究目的和方法 第一节研究意义与目的 国内关于的眼动研究目前只有陈顺森的一项研究。,其以静态图片为 材料,探索儿童对在不同背景条件下的不同情绪面孑的觉察和加工。而前 述国外以动态视频为材料的研究缺乏严格控制背景因素来考察患者观看表 情面孔时的眼动特征的研究。因此本课题拟采用表现喜悦,恐惧,悲伤,中性 直视/斜视,说话/不说话的真人动态视频,通过眼动技术来研究组和 对照组在观看视频时眼动模式的差异,以探讨儿童的对表情面孔的注意偏 好及情绪认知能力,以厘清前人研究不一致之处,提供更多该领域的实证证 据,并为自闭症特殊教育提供一定的理论依据。 第二节研究方法 ..被试 从南开大学医学院行为医学中心患者数据库中选取,特殊教育机构患 者名男女比例为:。经做箱图剔除极值剩患者名,年 龄介于至岁.,.,全部视力或矫正视力正常。所有被 试均先经过天津市儿童医院临床诊断并根据《美国精神障碍分类与诊断标准 第四版》诊断为孤独症。经《社会交往问卷》 ,:,评定,被试分数均处 于有罹患孤独症谱系障碍风险范围之内大于分。从普通幼儿园招募正常 儿童名男女比例为:为正常对照组 ,,年 龄介于至岁.,.,全部视力或矫正视力正常,排除精神疾 病史、发展障碍或神经疾病。本研究选用由张厚粲和王晓平主修的《瑞文标 准推理测验》 ,中国第二章研究目的和方法 城市修订版来获得评估两组被试的智商。根据标准分数对被试智力水平做出 评价,其中组平均智力是中下水平,正常对照组平均智力水平良好。 表.实验被试的基本情况 ::瑞文标准推理测验 ::社会交往问卷 ..仪器 .软件记录每位被试的眼动数 使用 眼动仪及 据。眼动仪与一台 笔记本电脑连接并用其控制。采样率为 ,双眼点校准。在。视角内持续注视毫秒以上定义为一个注视点。 屏幕的分辨率定为×像素。 ..材料 ...材料制作 自制经过筛选的段无声视频,每两段视频为一组,分别由一名男性大 学生和一名女性大学生饰演。视频中演员露出胸部以上部位,正面对镜头, 背 景为白墙。每组视频表现一种表情,分别为喜悦、悲伤、恐惧、中性直视说 话 下文简写为中直说、中性直视不说话下文简写为中直静、中性斜视说 话下文简写为中斜说,中性斜视不说话下文简写为中斜静种表情。 每段视频持续秒。视频大小为×像素。拍摄仪器为尼康单反 机身和尼康 /.. 镜头,镜头焦距固定在 。 第二章研究目的和方法 ...材料评定 材料筛选过程为名大学生判断视频表情是否自然,并为表情的强弱程 度打分设分,视频的及格标准为判断表情自然的人数超过%,表情 强度平均得分大于。从及格视频中挑选表情平均分最高的两个人作为最终选 定演员,其各自段视频作为正式实验材料。 ..实验过程 实验在孤独症培训机构或正常幼儿园比较安静的教室内进行。被试单独或 由老师陪同坐在距离眼动仪显示器~ 的椅子上。对每位被试双眼进 行点校准。被试观看视频。视频放映前有指导语:“请看下列视频”。视 频的段视频按随机顺序间隔编排,呈现给每位被试,每段视频呈现秒, 然后呈现秒白屏,白屏中央有个面积约的卡通狗作为注视点。被试观 看视频期间,不要求其进行决定或判断,视频呈现完毕就可以离开。实验时间 约分半。 ..实验和数据处理 采用眼动仪附带的 .软件,以及.统计分 析软件进行数据处理分析。 采用 .的动态兴趣区功能划分兴趣区 ,。计划划分兴趣区为:全画面覆盖整个视频区域、身体 大覆盖整个人物、面孔覆盖包括耳朵的整张面孔、眼部上缘为 眉毛边缘,下缘为下眼睑、鼻部,嘴部以及非兴趣区系统默认,无需主动 划分,在本研究中为视频以外的屏幕显示区域。分析指标为总注视时间,:被 试在一个兴趣区内所有注视点的时 间总和。将全画面的指标减去身体的指标,再加上非兴趣区指标,生成背景兴 趣区指标;将身体大指标减去面孔指标,生成身体小兴趣区指标。 将数据导入到后,进行数据筛选处理。运行的箱图程序,剔除 每个视频下每个被试组内的极值数据,其中极值由定义为超过数据四分 位数值箱图方框上下界的倍四分位数间距的数值,再运行箱图程序,重 复以上步骤直至最终的箱图不存在极值为止。然后将每组的两个视频男演员 第二章研究目的和方法 视频,女演员视频的数据合并进行平均化处理,求得每组视频各兴趣区的总 注视时间平均值。 实验设计分为以下几部分: 背景,身体大、表情中直说,中直静,中斜说,中斜 静,组别组,对照组的××重复测量两个因素的三因素混合设 计。 身体小,面孔、表情中直说,中直静,中斜说,中斜 静,组别组,对照组的××重复测量两个因素的三因素混合设 计。 眼部、鼻部,嘴部、表情中直说,中直静,中斜说,中斜 静,组别组,对照组的××重复测量两个因素的三因素混合设 计。 背景,身体大、表情喜、恐、悲、中直说,中直静,组 别组,对照组的×重复测量两个因素的三因素混合设计。 身体小,面孔、表情喜、恐、悲、中直说,中直静,组 别组,对照组的××重复测量两个因素的三因素混合设计。 眼部、鼻部,嘴部、表情喜、恐、悲、中直说,中直静,组 别组,对照组的××重复测量两个因素的三因素混合设计。 使用.进行重复测量分析、简单效应分析,及多重比较。 第三章结果 第三章结果 第一节描述统计结果 结果..至..的描述统计结果见表.。 表.两组对中性材料各兴趣区的总注视时间 第三章结果 表.两组对中性材料各兴趣区的总注视时间续表 组 对照组 总被试 . . . 鼻部. . . 上述四种中性材料均值 . . . 背景. . . . . . . . . 身体大 . . . . 身体小. . . . . 面孔 . . . 结果..至..的描述统计结果见表.。 表.两组对情绪及中性材料各兴趣区的总注视时间 组 对照组 总被试 堂趣区 .一 喜悦视频材料 . . 背景. . . . . . . . . . 身体大 . . . 身体小. . . 面孔 . . . . . . . 眼部. . . . . 嘴部. . . . . . . . 鼻部. . . . 恐惧视频材料 背景. . . . . . . . . . . . 身体大 . . . . 身体小. . 面孔 . . . . . . . 眼部. . . . . 嘴部. . . . . . . 鼻部. . . . . 悲伤视频材料 背景. . . . . . 表.两组对情绪及中性材料各兴趣区的总注视时间续表 组 对照组 总被试 第三章结果 悲伤视频材料 . . . . . . 身体大 . . . . . . 身体小 . . . 。 . . 面孔 . . . . . . 眼部 . . . . . . 嘴部 . . . . . . 鼻部 中性直视说话视频材料 . . . . . . 背景 . . . . . . 身体大 . . . . . . 身体小 . . . . . . 面孔 . . . . . . 眼部 . . . . . . 嘴部 . . . . . . 鼻部 中性直视不说话视频材料 . . . . . . 背景 . . . . . . 身体大 . . . . . . 身体小 . . . . . . 面孔 . . . . . . 眼部 . . . . . . 嘴部 . . . . . . 鼻部 上述五种材料均值 . . . . . . 背景 . . . . . 。 身体大 . . . . . 身体小. . . 面孔 . . . . 第二节中性表情下各兴趣区的比较 .. 背景,身体大、表情中直说,中直静,中斜说, 三因素设计 中斜静,组别组,对照组的× 重复测量分析:表情单纯主效应不显著尸。.,.; 单纯主效应显著,尸..,.;组别单纯主效应显著,尸, 第三章结果 .,.表情和组别交互作用不显著,,., .;和组别交互作用显著,】。.,..;表情 与交互作用不显著,,.,.:表情,与组别的三 重交互作用不显著,,.,.。 对组别在的两个水平上做简单效应可得:大背景上的组别效应不显 著,尸。.,.;身体大上的组别效应显著,, .,.,组对身体大的总注视时间显著短于 对照组对身体大的总注视时间。 对在组别的两个水平上做简单效应可得:组的效应显著, 】。.,.,对身体大的总注视时间显著长于对背景的总 注视时间;对照组的效应显著,。.,.,对身体 大的总注视时间显著长于对背景的总注视时间。 对上述两种简单效应结果如图.所示:第二章结果 们 丰车 厘 莒 组 属 刊 对照组 ;? 背景 身体大 中性材料兴趣区 图. 中性材料的组别和背景,身体大间的简单效应 术车:. .. 身体小,面孔、表情中直说,中直静,中斜说, 中斜静,组别组,对照组的××三因素设计 重复测量分析:表情单纯主效应不显著尸,.,:.; 单纯主效应显著,.:.,.;组别单纯主效应显著,, ?.,.表情和组别交互作用不显著,厂,., :.;和组别交互作用显著,尸】,.,:..;表情 与交互作用不显著,,.,:.;表情,与组别的三 重交互作用不显著,尸。.,:.。 对组别在的两个水平上做简单效应可得:身体小的组别效应不显 著,..,旷. ;面孔的组别效应显著,,., .,组对面孔的总注视时显著短于对照组对面孔的总注视时间。 对在组别的两个水平上做简单效应可得:组的效应显著, 厂 :.,.,对面孔的总注视时间显著长于对身体小的总 注视;对照组的效应显著,,.,.,对面孔的总 十址州.,, 斗址叫银以::‘。刈身似小,总第二二章结果 对上述两种简单效应结果如图.所示: . . 如 半车 ? ?组 ? 对照组 ? ?厘莒举州啦 如 ? 面孔 中性材料兴趣区 图. 中性材料的组别和身体小,面子间的简单效应 木木:. .. 眼部、鼻部,嘴部、表情中直说,中直静,中斜说, 中斜静,组别组,对照组的××三因素设计 重复测量分析:表情单纯主效应不显著..,.; 单纯主效应显著,,,.,.;组别单纯主效应显著,尸. .,..表情和组别交互作用不显著,,., .:和组别交互作用不显著,厂..,.表情与 交互作用显著,尸..,.:表情,与组别的三重交互作 用显著,尸 .,..。 对在和组别各水平上的表情因素做简单简单效应可得:第二章结果 组注视眼部时的表情效应不显著,厂?.船.,.;对照组 注视眼部时的表情效应显著,,四.,..,其中对中性直 视说话视频的总注视时问显著短于对中性斜视不说话视频的总注视时『自, ..,对中性斜视说话视频的总注视时间显著短于对中性斜视不说 话的总注视时,..。其余效应皆不显著。上述对眼部的表情效 应如图.所示: . . 。. 厘 莒. 屐 一组 州. 对照组 :自 . . 直视说话 直视不说话 斜视说话 斜视不说话 中性视频材料类型 图.两组被试注视中性视频材料的眼部的表情效应 木:. 组注视嘴部时的表情效应显著,厂五.,..,其 中对中性直视说话视频的总注视时显著长于对中性直视不说话视频的总注 视 时,..,对中性直视不说话视频的总注视时间显著短于对中性 斜视说话的总注视时间,..:对照组注视嘴部时的表情效应显 著,尸四:.,.,其中对中性直视说话视频的总注视时间显著 长于对中性直视不说话视频的总注视时间,.,也显著长于对中性斜视 不说话视频的总注视时问,.,对中性斜视说话视频的总注视时问显著 长于对中性直视不说话的总注视时间,..,也显著长于中性斜视第二章结果 说话的总注视’,/..。其余效应皆不显著。上述两组对嘴部 的表情效应如图.所示: . . 厘 莒. 屦 组 对照组 袈.。 直视 中性视频材料类型 图. 两组被试注视中性视频材料的嘴部的表情效应 木:. 木木:. 组注视鼻部时的表情效应不显著,尸,】.,.;对照组 注视鼻部时的表情效应不显著,,.,/.。 对在表情和组别的各水平上的因素做简单简单效应可得: 组在观看中性直视说话视频材料时的效应显著,. .,..,其中对眼部的总注视时间显著短于对嘴部的总注视 时间,/..,也显著短于对鼻部的总注视时间,..;对 照组在观看中性直视说话视频材料时的效应显著,尸,., .,其中对嘴部的总注视时问显著长于对眼部的总注视时,., 也显著长于对鼻部的总注视时,..,其余效应皆不显著。上述 】姐儿:.:第三章结果 . . ? 厘 ?眼鄯 苗 殿 嘴言 州 :口 穗鼻鄯 。 . . 组别 图.各组被试注视中性直视说话视频材料的效应 ,::. 木宰:. 组在观看中性直视不说话视频材料时的效应不显著, .,.;对照组在观看中性直视不说话视频材料时的效应不显 著,。.,.。 组在观看中性斜视说话视频材料时的效应显著,. .,..,其中对眼部的总注视时间显著短于对嘴部的总注视 时间,旷..,对嘴部的总注视时间与对鼻部的总注视时间呈边缘显 著差异,前者长于后者,.;对照组在观看中性斜视说话视频材料时的 效应显著,..,.,其中对眼部的总注视时间显著短 于对嘴部的总注视时间,.,也显著短于对鼻部的总注视时间, ..,对嘴部的总注视时间显著长于对鼻部的总注视时间,旷. .,其余效应皆不显著。上述效应见图.。第三章结果 . . 厘 莒, 眼音 鄢 州 . 嘴鄯 如 . 赣鼻鄯 对照组 组别 图.各组被试注视中性斜视说话视频材料的效应 宰:. 宰木:仄. 组在观看中性斜视不说话视频时的效应不显著,,., /.;对照组在观看中性斜视不说话视频时的效应显著,。 .,..,其中对眼部的总注视时间与对嘴部的总注视时间呈边 缘显著差异,前者长于后者,.,其余效应皆不显著。上述效应见 图.。 第一章结果 . . ”. 厘 ?眼言 苗. 屦 嘴鄯 型. 如 麓鼻鄯 . 一???? 。芽》。莺;。‘一 . 组 对照 组别 图.各组被试注视中性斜视不说话视频材料的效应 对在表情和的各水平上的组别因素做简单简单效应可得:两组观看中 性直视说话视频材料时,对眼部的总注视时间的组别效应不显著,尸, .,.;对嘴部的总注视时问的组别效应显著,组短于对照组, .;对鼻部的的总注视时、自的组别效应不显著, ,.,. ..,.。上述组别效应可见图.。第一章结果 厘 苗 “溪 屐 一组 雾 删 舔除豳豳嘲剿 对照组 锄 ?夕 眼鄯 嘴鄯 鼻鄯 兴趣区 图.被试注视中性直视说话视频材料中各的组别效应 术:. 两组观看中性直视不说话视频材料时,对眼部的的总注视时间的组别效应 不显著, ,.,二.;对嘴部的的总注视时间的组别效应显著, 组短于对照组,厂,.,..:对鼻部的的总注视时问 .,组短于对照组。上述 的组别效应显著,尸,.,旷. 组别效应可见图.。第三章结果 . . 厘. 莒 殿. 一组 对照组 裂. . 眼鄯 嘴鄯 鼻萄 兴趣区 图.被试注视中性直视不说话视频材料中各的组别效应 木:. 两组观看中性斜视说话视频材料时,对眼部的的总注视时间的组别效应不 显著,尸,.,.;对嘴部的的总注视时间的组别效应显著, 组短于对照组,,.,..;对鼻部的总注视时间的组别 效应显著,组短于对照组,尸。.,..。上述组别效 应可见图.。第三章结果 ,、 们 . 厦 苗. 屐 一组 州. 对照组 如自 ? . 眼鄯 嘴鄯 晶 兴趣区 图.被试注视中性斜视说话视频材料中各的组别效应 木:水. 两组观看中性斜视不说话视频材料时,对眼部的的总注视时间的组别效应 边缘显著,尸。.,俨.,组短于对照组;对嘴部的的总注视 时间的组别效应不显著, 。.,.;对鼻部的的总注视时间的 组别效应显著, 尸,.,俨.,组短于对照组。上述组别效应 可见图.。 第。一章结果 . . 厘. 莒. 组 罱. 州 对照组 :口自? . ? 眼 兴趣区