孫耀挺， 張 龍， 汪 凱

(安徽醫(yī)科大學 第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內科 認知與神經(jīng)精神疾病安徽省重點實驗室安徽省神經(jīng)精神疾病與心理健康協(xié)同創(chuàng)新中心, 合肥 230032)

自閉特質個體生物運動信息感知能力研究

孫耀挺， 張 龍， 汪 凱

(安徽醫(yī)科大學 第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內科 認知與神經(jīng)精神疾病安徽省重點實驗室安徽省神經(jīng)精神疾病與心理健康協(xié)同創(chuàng)新中心, 合肥 230032)

為評價自閉特質個體生物運動信息感知能力，采用自閉特質問卷(AQ)篩查出自閉特質組和對照組各35人，進行時距判斷任務的生物運動信息感知能力測試。結果表明，在包含社會性線索的完整生物運動序列實驗中，對照組主觀相等點(PSE)值為-0.095±0.336，自閉特質組PSE值為0.104±0.252，兩組PSE值差異有統(tǒng)計學意義(t=-2.796，P<0.05)。自閉特質組PSE值為正值，與“0”比較差異有統(tǒng)計學意義(t=2.434，P<0.05)，即具有時距壓縮效應。在去除社會性線索的雜亂生物運動序列實驗中：對照組PSE值為-0.079±0.250，自閉特質組PSE值為-0.083±0.306，兩組之間PSE值差異無統(tǒng)計學意義(t=0.061，P=0.951)。自閉特質個體對完整生物運動信息感知存在缺陷，表明自閉特質影響個體對于完整生物運動信息的加工。

自閉癥譜系障礙；自閉特質；生物運動；時距判斷任務；主觀相等點

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)是一組以社會交往障礙、語言交流障礙及重復刻板行為為主要特征的嚴重發(fā)育性精神疾病[1]。ASD患者存在普遍的社會認知功能障礙，包括情緒識別、生物運動信息感知、心理理論、道德判斷及決策等[2]。自閉特質(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知特征和行為特點，如情感交流障礙、社交障礙、注意缺陷及強迫癥狀[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，即自閉特質個體[4-5]。由于ASD患者存在配合度低、智力低下等問題，自閉特質個體為研究ASD認知功能受損及其機制提供了新的途徑。

生物運動(biological motion)指的是生物體(人類或動物)身體任何一個部位在空間上的整體性移動時產(chǎn)生的動作，如步行、奔跑、揮手等[6]。生物運動信息具有倒置效應，即將生物運動信息垂直翻轉后，觀察者對它的認知能力受損，造成任務成績下降，如感知偏向、動作識別等障礙[7]。研究表明在物理呈現(xiàn)時間相等的情況下，被試感知到的正立的包含有生物運動信息的運動序列的呈現(xiàn)時間要長于倒立的不含有生物運動信息的運動序列，即時距延長效應[8]。因此，在相關研究中，當生物運動刺激倒置后，我們可將其作為非生物運動刺激。先前有關ASD患者生物運動信息感知能力的研究結果不一，但是自閉特質個體的生物運動信息感知能力并無相關研究。本研究采用時距辨別任務對自閉特質個體進行評估，以了解其生物運動信息感知能力的特點。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

在安徽醫(yī)科大學本科生中發(fā)放中文版自閉特質問卷[9](Autism-spectrum quotient，AQ)，共1000份，去除規(guī)律作答及漏答問卷，回收有效問卷925份，問卷有效率為92.5%，其中男生498人，女生427人。AQ是國外常用的定量測量自閉特質的工具之一，包含5個子量表：社交技巧、言語交流、細節(jié)注意、注意轉換及想象力，涵蓋了自閉癥的主要臨床表現(xiàn)及行為特點。AQ量表共包含50個項目，每個項目包括四個選項，即“完全同意”、“部分同意”、“部分不同意”、“完全不同意”，被試對每個選項進行選擇[10]。計分范圍為50～200分，計分越高說明自閉特質越明顯。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實驗的被試都簽署知情同意書，且在實驗結束后支付其一定報酬。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗設計

實驗使用筆記本電腦播放視覺刺激動畫，實驗程序由Matlab軟件結合Psychtoolbox工具包編寫。被試者在實驗過程中一直保持距離電腦屏幕約50 cm。本實驗采用Wang等人的研究范式[11]，實驗共包括2組：1)完整生物運動序列及對應的非生物運動序列視覺刺激。用攝像機拍攝真人行走的視頻，然后將演員主要關節(jié)的位置編碼為數(shù)字，將數(shù)字對應為可運動的光點，從而形成完整生物運動序列。將完整生物運動序列倒置180°形成對應的非生物運動序列。2)雜亂生物運動序列及對應的非生物運動視覺刺激。雜亂生物運動序列是將完整生物運動序列每個光點的起始位置在單一空間內隨機化分布，但保留光點的運動軌跡和光點的相對位置關系。對應的非生物運動序列是將雜亂生物運動序列倒置180°形成。所有視覺刺激均為灰色背景下的白色運動光點。2組視覺刺激不同在于，完整生物運動序列被試可以觀察出生物運動信息為行走的人形，即具有社會性線索而雜亂生物運動序列被試不能觀察出運動的光點序列為何物，即不具有社會性線索。

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

1.2.2 實驗任務

本研究采用時距辨別任務，一個試次中生物運動序列和對應的非生物運動序列呈現(xiàn)結束后，被試須做出強迫性二選一，判斷哪一個運動序列(前一個還是后一個)呈現(xiàn)的時間更長，并做出按鍵反應。被試被告知不能用心中默數(shù)的方法來判斷時間長短，應全憑自身主觀感受。雜亂生物運動序列任務與完整生物運動序列任務做法一致。

1.2.3 結果計算

將每個被試的實驗結果代入到Boltzmann函數(shù)中，建立坐標系和函數(shù)圖像。坐標系的橫軸為生物運動序列播放時間減去非生物運動序列播放時間，兩者的時間差值從-900 ms到+900 ms，總共有7種時間差值，分別將其賦值-3到+3，坐標系橫軸單位長度為300 ms?？v軸為選擇生物運動序列為“長”的百分比。統(tǒng)計值為主觀相等點(Point of subjective equality，PSE)，即被試主觀上認為兩個刺激的持續(xù)時間相等時的點，PSE是由Boltzmann方程的中點計算而來(f(x)=1/(1+exp[x-x0/ω])，縱坐標為50%時，其相對應的橫坐標值。PSE值若為負，代表被試感知正立的生物運動序列持續(xù)時間大于倒置的非生物運動序列，即時距延長。PSE值的絕對值乘以300是具體的時距延長效應，單位是ms。PSE值若為正則相反，代表被試感知正立的生物運動序列持續(xù)時間小于倒置的非生物運動序列，即時距壓縮。研究表明，生物運動信息能夠延長時距知覺，并且這種時距延長效應與生物運動的整體形狀信息以及觀察者的主觀意識無關[11]。

1.2.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS16.0進行統(tǒng)計分析，自閉特質組和對照組PSE值、AQ和年齡均為正態(tài)分布，均值間的差異采用獨立樣本t檢驗；自閉特質組和對照組PSE值和客觀相等點“0”比較采用單樣本t檢驗，自閉特質組和對照組性別差異采用卡方檢驗。P<0.05表示兩組間差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組被試基本信息比較

根據(jù)以往研究經(jīng)驗，取AQ得分大于130分的被試作為自閉特質組，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分的個體作為對照組，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)計學意義(t=-33.587，P< 0.001)，年齡及性別比構成差異無統(tǒng)計學意義。

2.2 兩組被試生物運動加工能力比較

在完整生物運動序列實驗中，自閉特質組和對照組PSE值相比差異有統(tǒng)計學意義(t= -2.796，P< 0.05)，見表1；對照組PSE值和客觀相等點“0”相比較，差異沒有統(tǒng)計學意義。自閉特質組PSE值為正，和客觀相等點“0”相比較，差異有統(tǒng)計學意義(t=2.434，P< 0.05)，即存在時距壓縮，見圖1。

表1 自閉特質組與對照組生物運動結果

注：PSE值為完整生物運動序列中主觀相等點；PSE_S為雜亂生物運動序列中主觀相等點

在雜亂生物運動序列實驗中，對照組和自閉特質組PSE值相比較差異沒有統(tǒng)計學意義(t=0.061，P>0.05)，見表1。對照組和自閉特質組PSE值和客觀相等點“0”相比較差異沒有統(tǒng)計學意義(圖2)。

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，自閉特質個體對完整生物運動信息的感知存在缺陷，具體表現(xiàn)為對于完整生物運動信息的時距壓縮效應；而自閉特質個體對雜亂生物運動信息的感知與對照組無顯著差異。

圖1 完整生物運動實驗函數(shù)曲線

圖2 雜亂生物運動實驗函數(shù)曲線

完整生物運動序列和雜亂生物運動序列的區(qū)別在于前者可以被觀察出是行走的人形，保留了明顯的社會性信息[6]。結合兩個研究范式，可以推測自閉特質個體對完整生物運動信息的加工受損，可能是由于自閉特質影響了個體對生物運動中社會性信息的加工提取。生物運動信息感知是人類與生俱來的能力，其在實際生活及社會交往中具有重要意義，對于人類適應環(huán)境相當重要。有學者通過眼動的研究發(fā)現(xiàn)，僅僅2個月大的嬰兒便能將生物運動信息和隨機運動信息分辨出來，并且表現(xiàn)出對生物運動信息(社會性信息)更感興趣[12]。ASD患者的典型特點就是社會性信息加工相關的社會功能受損，而自閉特質個體也表現(xiàn)出了類似的行為特點[13]。因此，本研究結果可以在ASD患者中進一步驗證。

生物運動信息的加工主要涉及顳上溝后部(posterior superior temporal sulcus，pSTS)。神經(jīng)影像學研究顯示，與非生物運動刺激相比，當呈現(xiàn)給被試生物運動刺激時，被試的顳上溝及鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)激活的程度更高[14]。當被試觀察光點運動序列時，個體大腦的pSTS區(qū)參與其中，且光點運動序列的復雜性越大被試pSTS區(qū)激活程度越高[15]。而自閉特質人群pSTS區(qū)的結構和功能均存在異常[16]，且pSTS區(qū)是社會認知功能的重要區(qū)域[17]。因此我們推測自閉特質人群的完整生物運動信息的加工受損可能與pSTS區(qū)功能異常有關。

研究還表明，在正常發(fā)育人群中，對于生物運動信息的感知更加依靠生物運動整體性信息的加工。然而生物運動整體性信息的加工會受到觀察者自身因素的影響，例如自閉特質分數(shù)或者是生物運動刺激的因素影響，諸如光點打亂或者光點倒置。當整體性信息被削減或者不能被感知的情況下，局部性生物運動信息會部分的補償完整性生物運動信息的缺失。

本研究中使用的是以時距判斷為任務的生物運動信息感知實驗，而并非直接對生物運動信息作出判斷。且樣本的選擇均為在校本科生，存在一定的樣本選擇偏差，實驗結果能否得到推廣有待考證。在今后對于自閉特質個體腦機制的研究方面，有必要進行功能磁共振和腦電相關的研究。

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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

國家自然科學基金(91232717)

孫耀挺，碩士研究生，研究方向為自閉特質個體的社會認知，E-mail: 340245490@qq.com

汪 凱，主任醫(yī)師，教授，博士生導師，研究方向為認知神經(jīng)心理學 ，E-mail: wangkai1964@126.com

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.05.074