动态情境任务中自闭症儿童社交定向的眼动研究

　　摘要 以智力发展水平相匹配的37名自闭症儿童和28名普通儿童为被试，采用卡通动画片中不同类型的社交情境（正向和负向）片段作为刺激材料，借助Tobii X120眼动仪系统记录并分析被试的眼动数据，探讨自闭症儿童在动态情境任务中社交定向的眼动特征。结果发现：自闭症儿童对社交情境中目标区域的首进入时间和前注视点数显著长于或多于普通儿童；对于目标区域的注视时间和注视点数却显著少于普通儿童；自闭症儿童和普通儿童对正向社交情境目标区域的首注视时间显著长于对负向社交情境目标区域的首注视时间。研究者认为：自闭症儿童的社交知觉效能较低，存在较为明显的社交定向困难；社交定向的眼动特征表现出正性加工偏好的现象；社交定向的眼动特征可以作为自闭症儿童症状筛查的重要指标，并对教育干预工作具有启示作用。

　　关键词 自闭症儿童 动态情境 社交定向 眼动研究

　　分类号 Bg46

　　1 引言

　　社交定向（social orienting），也称社会趋向，最早由美国学者Dawson明确提出，指个体调整头部和眼睛使之朝向刺激来源，并以视知觉和听知觉渠道自觉聚焦于社交刺激或非社交刺激至少三秒钟。现在，人们一般将社交定向理解为个体在社交情境当中趋向或者回应各种社会性刺激的行为倾向，通常包括对社交对象的面孔、声音、语言及肢体动作等社交信息的自然趋向与回应。研究者认为社交定向作为对他人和事件感知觉输入的调控，是婴幼儿进行早期预备学习的先决条件，是儿童社会信息处理的关键构成要素，更是其大脑组织与社会行为发展的重要起点。

　　普通儿童在新生儿期就会在一定程度上表现出对社会刺激的敏感性，显现出对人特别感兴趣，同时会对人的声音、动作和人脸的特征产生选择性注意。三个月的婴儿会与母亲进行脸对脸的互动游戏，五个月的婴儿开始对社交事件敏感，并在和成人互动时会定向于成人的声音和注视人脸，当成人眼神移开时婴儿微笑会减少；而到了六个月的时候，婴儿会对社交刺激表现出稳定的趋向反应。Striano和Rochat认为九个月的婴儿能跟随成人的视觉指向或者其他指引锁定于特定对象，这一能力的出现在儿童的社会认知发展过程当中具有重要的意义。

　　但是，在以自闭症儿童为对象的研究报告中，人们发现自闭症儿童在社交定向能力方面表现出较大的不同或滞后。国外学者Stella等人通过使用《儿童期自闭症检核表》（the Childhood Autism Rating Scale）对广泛性发展障碍儿童进行行为评估，发现自闭症组在社交沟通与社交定向的维度得分显著低于其他儿童，研究者认为社交定向的能力对于评量自闭症儿童的障碍是极其重要的；Maestro等人于2002年通过录像分析发现，六个月的自闭症幼儿较少出现对人的视觉注意，较少出现指向于人的微笑和声音，十个月的自闭症幼儿对自己的名字反应较差，同时在回应社会刺激时有明显的障碍，缺乏从物到人的注视转移；台湾学者余胜皓以静态的自然情境图片为实验刺激材料，发现自闭症儿童在对人物、头部及眼睛区域的注视时间显著低于普通儿童，对于非人物及嘴部区域的注视时间显著高于普通儿童，研究者进而提出自闭症儿童的社会注意力缺陷可能不在于对社交信息的注视，而在于对社交信息注视偏好程度的不同。

　　近期的《美国心理障碍与诊断手册》第五版（DSM-5）中自闭症诊断标准较之前的第四版有了较大的调整，主要是提高了社会交往能力在自闭症临床诊断项目中的权重。这进一步证实了自闭症儿童在社会事件的注意和理解方面的特殊性。有研究者认为这可能是由于其大脑社交区域的功能紊乱造成的，比如镜像神经元系统（mirror neuron system，MNS）方面的障碍或对于事件预判的非直接认知加工等，而这种非直接的认知加工受限于诸多因素，尤其是在动态整合的认知情境当中。Gepner等人就曾提出过“视动整合缺陷假说（visual―motion integration）”对自闭症儿童的运动加工障碍及社会交往障碍进行解释。

　　但是，在已有的以静态图片作为个体知觉任务刺激材料的实验法、录像观察法或行为量表检核法等研究自闭症儿童的社交定向至少会存在以下几方面的局限：第一，自闭症儿童社会认知或者选择性注意障碍的描述性特征呈现太过主观，缺乏一些客观的社交定向指标；第二，真实社交生活中的情境是富于变化的，从而体现表情的多样化与情绪状态的可变性，但是，这些动态信息很难直观完整地体现在行为检核表项目或图片刺激中；第三，儿童真实生活中的物件多以立体三维的形式存在，其信息比二维表征更为丰富，而自闭症儿童的社交定向缺陷是否因社交情境类型不同而有所差异亟待深入分析；第四，在社交情绪识别认知实验研究中，是否会存在自闭症儿童本身的行为刻板同一性与重复的任务反应之间的干扰效应有待探讨。此外，以往研究所采取的刺激材料往往忽视了听觉信息。实际上，从声音的渠道来定向社交信息同样是儿童社会性发展的重要内容，随着年龄的增长，儿童对于声音中情感成分的依赖性也越发增强，而且，不同刺激来源在大脑中的加工区域也存在差异。

　　因此，如何有效整合动态社交情境中的听觉刺激，并借助一些客观的行为指标去探讨自闭症儿童的社交定向，尤其是对不同类型社交情境下自闭症儿童的眼动特征展开系统研究具有十分重要的意义。在本研究的实验设计中，我们选择儿童所喜欢的卡通动画中的社交情境以代表整合社交情境并作为动态启动任务，系统关注自闭症儿童及与其智力发展水平匹配的普通儿童对不同情境类型（正向/负向）的眼动差异，从而深入探讨自闭症儿童的社交定向特征。

　　2 研究方法

　　2.1被试

　　实验被试分为自闭症儿童和正常发育儿童两大类。自闭症儿童37名（男34名，女3名），年龄范围在7.5到15.5岁之间。所有参与研究的自闭症儿童都有正规医院专业医生的临床确诊报告。正常发育组的儿童有28名（男25名，女3名），年龄范围在4.5到6岁之间。我们通过《皮博迪图片词汇测验修订版》（Pea-body Picture Vocabulary Test―Revised，PPVT―R）工具评估被试的语言能力和《瑞文推理测验》（Combined Raven’s Test，CRT）评估被试的非语言能力，发现两组被试在语言能力的词汇理解测验（t（1，57）=0.71，p>0.05）与非语言能力的瑞文推理测验（t（1，59）=0.20，p>0.05）方面均未存在显著性差异，满足实验被试智力发展水平的匹配要求，具体情况如下表1所示。

　　2.2刺激材料及程序

　　实验研究的刺激材料选自由比利时画家埃尔热（Herge）的著名系列漫画作品改编的卡通动画《丁丁历险记》（法语：Les Aventures de Tintin et Milou；英语：The Adventures of Tintin）片段。

　　我们利用视频分割软件从整个卡通动画中截取18段时长20秒到30秒的AVI格式视频片段。为了确认所选视频中的社交场合情境信息具有代表性和有效性，我们通过下发《社交情境类型信息效度检核表》，随机选取学前教育、特殊教育及心理学专业的30名研究生作为社交情境效价（valence）的效度评判者，要求其对视频情境类型进行“正向”、“负向”或“不确定”评价。其中“正向”代表互动情境是令人感到愉悦、友善或亲密的；“负向”代表互动情境是令人觉得害怕、生气或有敌意的；“不确定”代表互动情境没有明确的效价指向性。综合考虑视频的清晰度、完整度等因素，我们最终确定情境类型认同度均为100%的6段卡通动画视频，其中正向社交情境和负向社交情境各3段。

　　在对6段视频随机化处理后导入到Tobii Studio程序进行实验数据的收集。研究采取个别施测的方式，在实验开始之前我们首先测试儿童的智力发展水平，然后完成两组被试的匹配工作。正式实验是在安静的房间内进行，被试坐在离主试机前65厘米左右的位置，要求儿童认真观看显示屏上的动画视频及图片。我们在每段视频播放完毕后，根据时帧分布定格主角和相关人物均在场的截屏画面（见图1和图2所示）5秒钟，所有刺激材料的呈现方式如图3中的流程所示。

　　2.3实验仪器

　　实验刺激材料呈现在屏幕大小为14英寸的Thi―nkPad E40笔记本上，屏幕分辨率设置为1366×768像素。儿童眼动数据的记录采用瑞典斯德哥尔摩拓比科技公司生产的Tobii X120分离式眼动仪，允许被试在自然的状态下完成眼动数据的收集。本实验中眼动系统设置为：120赫兹采样率，双眼追踪及五点式普通定标。

　　2.4兴趣区及分析指标

　　实验借助眼动仪自带的ToNi Studio分析软件中兴趣区功能的Ellipse工具，将社交情境中卡通人物的头部区域创建为兴趣区，以眼动软件中默认的分类算法为标准，同时考虑整合情境的多变性特点，将下列眼动数据作为分析指标。

　　（1）首进入时间（time to first fixation，TFF）：是指从刺激材料开始呈现到被试第一次注视到目标兴趣区时所需要的时间。首进入时间的计算开始于包含兴趣区的刺激材料首次呈现时，结束点为当被试有注视点出现在该兴趣区时。

　　（2）前注视点数（fixation before，FB）：指从刺激材料开始呈现到被试第一次注视到目标兴趣区之前的所有注视点个数，也称之为首次进入前注视点数。前注视点数的计算开始于包括目标兴趣区的刺激材料首次呈现时，到被试的第一个注视点出现在目标兴趣区为止，期间所有注视点个数的总和。

　　（3）首注视点时间（first fixation duration，FFI））：指从刺激材料开始呈现时，被试在目标兴趣区内第一个注视点所持续的时间，也称之为首个注视点持续时间。

　　（4）注视时间（total fixation duration，TFD）：指在刺激材料呈现过程中，被试注视在兴趣区内的时间总和，也称之为总注视时间。注视时间的计算开始于被试在兴趣区内的第一个注视点，结束于被试离开兴趣区前的最后一个注视点，即被试在兴趣区内所有注视点的总共持续时间。

　　（5）注视点数（fixation count，FC）：是指在刺激材料呈现过程中，被试在兴趣区内出现的注视点的次数总和。

　　2.5数据处理

　　通过Tobii X120自带的Studi02.3.2分析软件将眼动数据导出，并利用SPSS 16.0 for Windows进行数据的统计与分析。

　　2.6伦理道德

　　实验严格遵循学校研究伦理委员会的要求，向被试监护人或学校负责老师告知实验过程、仪器使用及隐私保护等内容，并签署《儿童眼动研究被试知情同意书》。

　　3 结果

　　我们首先将两组儿童对不同类型社交情境下对目标区域的眼动情况进行总体分析（详见下表2），其中，首进入时间、首注视点时间和注视时间的单位均为“秒”，而前注视点数和注视点数的单位为“个”。

　　基于所收集到的有效眼动数据，我们对被试的上述五项眼动指标分别进行2（情境类型：1=正向情境/2=负向情境）×2（被试类型：1=普通儿童，2=自闭症儿童）的重复测量方差分析，结果如下：

　　（1）首进人时间（TFF）：儿童首次进入社交情境中目标区域所用的时间方面，被试类型的主效应显著，F（1.63）=6.53，p0.05，η20.05，η2=0.01。

　　（2）前注视点数（FB）：儿童首次进入社交情境中目标区域前对其他区域的注视点数方面，被试类型的主效应显著，F（1.63）=8.02，p0.05，η2=0.01；被试类型和情境类型的交互效应不显著，F（1，63）=0.00，p>0.05，η2

　　（3）首注视点时间（FFD）：儿童首个进入社交情境中目标区域的注视点持续时间方面，被试类型的主效应不显著，F（1，63）=0.59，p>0.05，η2=0.01；情境类型主效应显著，F（1，63）=4.33，p0.05，η2=0.01。

　　（4）注视时间（TFD）：儿童对社交情境中目标区域总注视时间方面，被试类型的主效应显著，F（1，63）=31.07，p0.05，η2=0.01；被试类型和情境类型的交互效应不显著，F（1，63）=0.31，p>0.05，η2=0.01。

　　（5）注视点数（FC）：儿童对社交情境中目标区域总注视点数方面，被试类型的主效应极其显著，F（1.63）=18.48，p0.05，η2=0.01；被试类型和情境类型的交互效应不显著，F（1.63）=0.01，p>0.05，η2

　　4 讨论

　　在动态视频任务启动下，我们通过对卡通动画片中不同社交情境（正向和负向）的设置探讨自闭症儿童与普通儿童在动态整合情境中对社交信息的知觉特点，发现两组被试在对社交场景目标区域的首进入时间、前注视点数、注视时间及注视点数方面均存在显著差异；而在首注视点时间方面，发现正向情境和负向情境类型之间存在显著差异。这引发了我们下列三点思考。

　　第一，相比于普通儿童，自闭症儿童对于核心社交信息的认知加工不足，视知觉效能明显偏低。这主要体现在社交情境中，自闭症儿童对卡通人物的头部区域（面孔表情）搜索较慢，关注时间短，加工扫描注视情况少，且对无关区域关注过多。本实验中普通儿童对社交场景的定向情况与Foulsham等人的研究发现基本一致：该研究以四个“决策任务视频”片段作为刺激材料，发现普通被试的注视时间和注视点数更多集中在视频中的人物部位，而不是其他区域。但是，自闭症儿童对视频中人物的定向趋势没有普通儿童那么明显，这与家长或专业人员平时所发现的自闭症儿童在交往中对其他儿童缺乏兴趣、看人的频率较低、较少关注人脸、目光对视少、社会性微笑不足、较少注意其他同伴手里的玩具及缺乏共同注意等临床表现较为相似，而本实验结果也为社交障碍表现提供了直接依据。以本实验中的某个场景为例（见图4和图5），我们可以明显看出自闭症儿童对社交情境的注视热点区域与普通儿童存在差异，自闭症儿童对整个情境图的注视较为分散，对背景区域有较多关注，而且对核心区域的注视点集中程度也明显低于普通儿童。这与国外大部分的研究发现甚为相似，比如：Dawson在1998年的一项研究中就发现，自闭症儿童对社交刺激定向的错误率显著高于匹配组的普通儿童和唐氏综合征儿童，F（2.55）=16.56，p

　　第二，相比于负向社交情境，不论是自闭症儿童还是普通儿童对正向社交情境中的目标区域存在定向偏好。本实验中，儿童在搜索到目标区域后，对正向社交情境中表情面孔的首个注视点时间明显长于负向社交情境中表情面孔的首个注视点时间，说明高兴、开心或者快乐的情境更能吸引儿童的视觉定向，这与其他以表情图片群任务研究当中所发现的“负性加工偏好”的结论差别较大。研究者认为从生物进化的角度来看，人类能够对于愤怒的或者传递其他敌意信息的面部表情进行迅速反应，这是个体生存优势的一种表现。人们在对正性、中性、负性或者不确定的情境线索认知过程当中，会对带有情感威胁的负性信息产生选择性注意的倾向。在国外Ashwin等人和Calvo等人于2006年分别进行了两项研究当中，也发现这种负性加工偏好在自闭症被试身上的体现，而本研究结果却恰恰相反，两组被试都对正向的社交情境存在定向偏好，究其原因，我们认为可能与本实验当中“动态情境任务”的设置存在密切的关系。国外这两项研究都是以简笔画的表情图片作为刺激材料，而且都是以静态的形式呈现。若从实验的生态效度角度分析，卡通动画片中的情境相对而言可能更能体现儿童日常生活当中动态互动的过程。此外，负性加工偏好是建立在个体对于环境刺激选择长期生活经验积累的前提下，说明实验结果的不同可能与被试的年龄也存在一定的关系：Ashwin等人所选用的被试的平均年龄为25.9岁，Calvo等人所选用的被试的最低年龄是19岁，而本研究所选用的都是18岁以下的儿童被试。所以，我们认为儿童被试在动态情境任务中，对于正向的社交情境定向更为明显。

　　第三，对于动态情境中社交定向的视知觉眼动研究在自闭症儿童的早期诊断和教育干预中具有重要意义。为了提高研究的生态效度，本研究的实验刺激材料没有直接采用传统认知加工研究中的静态简笔画的表情图片，而是利用儿童所喜欢的卡通视频创设接近日常社交情境的实验任务，观察被试对于情境中具有不同情绪特征的卡通人物定向的视知觉眼动特征。正如Gazzaniga等所指出的那样，视知觉采用一种“先分开再征服策略”（divide―conquer strategy），与其说每一个视觉区代表一个目标的所有成分，还不如说每一个视觉区域只能进行它自身的有限分析，加工是分布式的和特异性的。本实验这种视频和图片相结合的方式正是这种视知觉功能特异性的体现，也是对社交情境中目标的运动特征、颜色与形状、听觉与视觉等信息的有效整合。基于这种有效整合情境中儿童对核心区域社交定向视知觉所需较长的首进入时间、较多的前注视点数、较短的总注视时间及较少的总注视点数等眼动指标，可以作为自闭症儿童早期诊断的重要客观指标，也就是说在自然情境中对重要社交线索的低定向是自闭症儿童的核心症状。被试对于社交情境的正性加工偏好的研究发现，提醒临床人员在自闭症儿童的早期干预过程中，一方面可以借助绘本阅读或者社会故事的形式提高自闭症儿童的社交理解能力；另一方面要以正向的社交情境材料作为突破口，同时注意社交情境材料的多样化和丰富性，以此来调动自闭症儿童的参与兴趣。

　　5 结论

　　首先，自闭症儿童对社交情境的知觉效能较低，存在较为明显的社交定向困难。

　　其次，自闭症儿童对社交情境的定向视知觉特征表现出正性加工偏好现象。

　　最后，自闭症儿童社交定向的眼动特征可以作为早期筛查的诊断指标，并在其临床干预工作的开展过程中具有重要启示。