李開(kāi)云 陳功香 傅小蘭

(1濟(jì)南大學(xué)教育與心理科學(xué)學(xué)院,濟(jì)南 250022)

(2中國(guó)科學(xué)院心理研究所,北京 100101)

(3中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

1 引言

自閉癥譜系障礙(Autism spectrum disorder)是一種高發(fā)性的發(fā)展性神經(jīng)發(fā)育障礙,其核心癥狀表現(xiàn)為社會(huì)交往與交流障礙、興趣狹窄、行為刻板以及認(rèn)知功能障礙等特征(American Psychiatric Association,2013)。隨著對(duì)自閉癥研究的不斷深入,近些年心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)的諸多研究者開(kāi)始關(guān)注自閉癥者的視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)(Visual motion perception)。視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)是人腦對(duì)外界物體的運(yùn)動(dòng)特性的知覺(jué),是一項(xiàng)重要的信息加工能力,既與我們的日常生活和工作有密切關(guān)系,也對(duì)生命體的社會(huì)行為、適應(yīng)性行為及進(jìn)化發(fā)展具有重要意義(Abreu,Soares,de Schonen,&Happé,2016;Grossberg,2012;Hadad,Schwartz,Maurer,&Lewis,2015)。

目前研究發(fā)現(xiàn),自閉癥譜系障礙者檢測(cè)運(yùn)動(dòng)刺激的能力異于健康人,存在視覺(jué)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異?，F(xiàn)象,如協(xié)同性運(yùn)動(dòng)任務(wù)中協(xié)同性閾限顯著提高(Milne et al.,2002;Spencer et al.,2000a),二階運(yùn)動(dòng)和生物運(yùn)動(dòng)刺激辨別困難(Blake,Turner,Smoski,Pozdol,&Stone,2003;Freitag et al.,2008),對(duì)迅速變化的視覺(jué)事件加工存在困難(Greffou et al.,2012)。針對(duì)自閉癥者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常的現(xiàn)象,以往研究者提出了7種可能的解釋?zhuān)罕硞?cè)/M細(xì)胞通路特定假設(shè)(Dorsal/magnocellular pathway-specific hypothesis)、復(fù)雜性假設(shè)(Complexity-specific hypothesis)、神經(jīng)噪聲假設(shè)(Neural noise accounts)、經(jīng)驗(yàn)缺失假設(shè)(Flatter-prior hypothesis)、時(shí)空加工異常假設(shè)(Temporo-spatial processing disorders hypothesis)、極端男性腦理論(Extreme male brain theory)和社會(huì)腦假設(shè)(Social brain hypothesis)。但到目前為止,自閉癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常尚缺乏一個(gè)統(tǒng)一準(zhǔn)確的、可驗(yàn)證的解釋,產(chǎn)生的具體原因還需要進(jìn)一步的探討。對(duì)自閉癥譜系障礙者如何加工處理視覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息的梳理和總結(jié),不僅能夠進(jìn)一步加深我們對(duì)自閉癥者個(gè)體感知和解釋周?chē)澜绲睦斫?也將有助于我們進(jìn)一步豐富和拓展針對(duì)于自閉癥者的視覺(jué)康復(fù)技術(shù)及從業(yè)技能的訓(xùn)練。

2 自閉癥患者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常的表現(xiàn)

目前自閉癥譜系障礙者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的諸多研究比較一致的發(fā)現(xiàn)：在運(yùn)動(dòng)信息比較復(fù)雜的任務(wù)中,特別是涉及運(yùn)動(dòng)信息整合(協(xié)同性運(yùn)動(dòng)、生物運(yùn)動(dòng))及運(yùn)動(dòng)控制的任務(wù)中,自閉癥者的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)顯著差于健康控制組。但最近的幾項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)自閉癥者運(yùn)動(dòng)信息的加工處理能力正常,甚至好于健康控制組被試(Chen et al.,2012;Foss-Feig,Cascio,Schauder,&Tadin,2012;Manning,Dakin,Tibber,Charman,&Pellicano,2014;Manning,Charman,&Pellicano,2015)。這種不一致的結(jié)果可能源自于不同研究者所選自閉癥群體的差異,如相比于低功能自閉癥患者和兒童自閉癥患者,高功能自閉癥患者和成年自閉癥患者可能發(fā)育了腦補(bǔ)償機(jī)制,從而在某些視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)任務(wù)中沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的外顯行為異常,但其視運(yùn)動(dòng)腦區(qū)活動(dòng)模式確實(shí)不同于健康個(gè)體;其次,不同研究者采用的運(yùn)動(dòng)刺激屬性和任務(wù)類(lèi)型不同,如協(xié)同性運(yùn)動(dòng)任務(wù)中,不同研究采用的協(xié)同運(yùn)動(dòng)一致性比例(100%或50%)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間是不同的,而自閉癥患者因患病程度的不同可能會(huì)在某一特定協(xié)同運(yùn)動(dòng)一致性比例或運(yùn)動(dòng)時(shí)間的任務(wù)中表現(xiàn)出差異。但目前缺乏統(tǒng)合性的實(shí)驗(yàn)研究去探究?jī)烧咧g的規(guī)律關(guān)系。

2.1 對(duì)光流刺激的弱姿態(tài)反應(yīng)

當(dāng)個(gè)體在環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí),外界環(huán)境投射到視網(wǎng)膜上的圖像也相應(yīng)移動(dòng),這種由觀察者自身運(yùn)動(dòng)引起的視網(wǎng)膜圖像變化為光流(optical flow)(Gibson,1950)。光流信息加工是生物體判斷自身運(yùn)動(dòng)(self-motion)及識(shí)別環(huán)境變化所必須依賴(lài)的基本過(guò)程之一,是大腦視運(yùn)動(dòng)覺(jué)感知的一個(gè)重要方面。探討光流信息加工實(shí)驗(yàn)中,刺激是一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域場(chǎng),通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬或者讓被試坐在運(yùn)動(dòng)座椅上來(lái)模擬自身運(yùn)動(dòng)。模擬情形主要有垂直平面、地平面和三維的點(diǎn)云,要求被試根據(jù)所觀察到的視覺(jué)刺激,匯報(bào)自己在向左還是向右運(yùn)動(dòng)(綜述見(jiàn)張弢,李勝光,2011)。在無(wú)眼動(dòng)和頭動(dòng)參考的情況下,這些刺激足以引起健康個(gè)體很好的感知自身運(yùn)動(dòng)方向,自身運(yùn)動(dòng)方向判斷平均閾值可精確到 1～2度視角(Warren,Morris,&Kalish,1988)。

但自閉癥患者的表現(xiàn)卻并非如此。Gepner等(Gepner,Mestre,Masson,&de Schonen,1995;Gepner&Mestre,2002)首次發(fā)現(xiàn),相比于健康控制組,自閉癥兒童環(huán)境運(yùn)動(dòng)視知覺(jué)的姿勢(shì)反應(yīng)極為薄弱(postural hypo-reactivity),特別是在快速運(yùn)動(dòng)情境里。ERPs研究發(fā)現(xiàn),光流刺激誘發(fā)(圖1A)的自閉癥者的位于頭后部電極點(diǎn)的 N170潛伏期顯著長(zhǎng)于健康控制組,溯源定位該成分在視覺(jué)運(yùn)動(dòng)加工腦區(qū)(V5/MT),進(jìn)一步證明自閉癥者加工處理光流刺激能力受損(Yamasaki,Fujita,Kamio,&Tobimatsu,2011;Yamasaki et al.,2011)。對(duì)光流刺激的姿態(tài)響應(yīng)可能還需要視運(yùn)動(dòng)腦區(qū)的參與也需要?jiǎng)幼髯藨B(tài)的控制,但目前尚不能確定究竟是自閉癥者視覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能異常還是動(dòng)作姿勢(shì)控制能力(motor control)異常或者兩者共同導(dǎo)致的身體姿態(tài)反應(yīng)異?，F(xiàn)象,如Molloy,Dietrich和Bhattacharya (2003)提出即使沒(méi)有運(yùn)動(dòng)信息,自閉癥者身體姿態(tài)的穩(wěn)定性也異于健康控制組被試。未來(lái)研究需排除動(dòng)作需求的干擾來(lái)進(jìn)一步考察自閉癥者視覺(jué)運(yùn)動(dòng)腦區(qū)在光流刺激知覺(jué)加工異常中的作用。

圖1 檢測(cè)自閉癥患者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的運(yùn)動(dòng)刺激

2.2 更高的二階運(yùn)動(dòng)對(duì)比度

物理運(yùn)動(dòng)刺激包括一階運(yùn)動(dòng)(first-order motion)和二階運(yùn)動(dòng)(second-order motion)。一階運(yùn)動(dòng)是基于亮度定義(luminance-defined)的物體(運(yùn)動(dòng)物體的亮度和背景不同)在位置上的變化。二階運(yùn)動(dòng)基于圖像的對(duì)比度、質(zhì)地、閃爍等非亮度的二階屬性定義的。Bertone,Mottron,Jelenic和Faubert (2003)發(fā)現(xiàn)在平移、放射狀和旋轉(zhuǎn)式的三類(lèi)一階運(yùn)動(dòng)(變化亮度)(見(jiàn)圖 1B)方向識(shí)別任務(wù)上自閉癥者表現(xiàn)正常,但平移、放射狀和旋轉(zhuǎn)式三類(lèi)二階運(yùn)動(dòng)(變化紋理)(見(jiàn)圖 1C)加工存在缺陷,自閉癥者需要更高地紋理對(duì)比度才能識(shí)別出二階運(yùn)動(dòng)方向。

2.3 協(xié)同性運(yùn)動(dòng)閾限更高

協(xié)同性運(yùn)動(dòng)(coherent motion)指運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)或客體之間是相互獨(dú)立的,沒(méi)有相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(見(jiàn)圖 2A),但其中一定比例的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)存在格式塔原則中的“共同命運(yùn)”關(guān)系,有著相同的運(yùn)動(dòng)方向(Newsome &Paré,1988)。當(dāng)這種存在“共同命運(yùn)”的點(diǎn)占所有點(diǎn)的比例達(dá)到一定值,被試就會(huì)覺(jué)察到所有散點(diǎn)朝著某一個(gè)特定的方向運(yùn)動(dòng)?！肮餐\(yùn)”關(guān)系的點(diǎn)占全部散點(diǎn)的比例被稱(chēng)為協(xié)同性或協(xié)同性水平,如 100個(gè)散點(diǎn)中,所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向都是完全隨機(jī)定義的,則協(xié)同性水平為 0;其中50個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向都是朝某一方向,則協(xié)同性水平為 50%。通常要求被試按鍵判斷點(diǎn)刺激的運(yùn)動(dòng)方向(向左還是向右)來(lái)測(cè)試被試對(duì)協(xié)同性水平的感受力。感受力高的被試,協(xié)同性閾限低,即當(dāng)“共同命運(yùn)”的點(diǎn)較少時(shí)也能判斷出運(yùn)動(dòng)方向;閾限較高的被試,則只能覺(jué)察出協(xié)同性水平很高的刺激(胡奐,2013)。

圖2 協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激和生物運(yùn)動(dòng)刺激(圖片來(lái)自Milne et al.,2005)。

研究發(fā)現(xiàn),相比于健康控制組,自閉癥者的協(xié)同性閾限更高,即只能辨別出協(xié)同性水平較高的點(diǎn)刺激運(yùn)動(dòng)方向(Annaz et al.,2010;Koldewyn,Whitney,&Rivera,2011;Milne et al.,2002;Pellicano,Gibson,Maybery,Durkin,&Badcock,2005;Spencer et al.,2000b)。如 Spencer等(2000a)、Milne等(2002)和 Pellicano等(2005)發(fā)現(xiàn)健康控制組被試能夠辨別的協(xié)同性水平是約15%～17%的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)方向,而自閉癥兒童則需要協(xié)同性水平達(dá)到約 25%時(shí)才能辨別出運(yùn)動(dòng)點(diǎn)方向,相比于健康控制組兒童的協(xié)同性閾限平均高出了約 45%。此外,健康控制組的協(xié)同性閾限隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸降低,在10～11歲時(shí)達(dá)到成人水平;但盡管自閉癥者兒童的協(xié)同性閾限也隨著年齡的增長(zhǎng)有降低趨勢(shì),但均顯著高于其同年齡控制組,11歲時(shí)沒(méi)有達(dá)到成人水平(Spencer et al.,2000a)。自閉癥者的協(xié)同性閾限高低也與自閉癥嚴(yán)重程度成正相關(guān),即自閉癥程度越高,協(xié)同性閾限越高(Grinter et al.,2009)。需要注意的是,目前也有幾項(xiàng)行為研究并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自閉癥者在協(xié)同性運(yùn)動(dòng)任務(wù)中行為表現(xiàn)異常(Jones et al.,2011;Koldewyn et al.,2011;Price,Shiffrar,&Kerns,2012)。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),研究結(jié)果存在分歧的原因主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面,源自于一些研究者在選擇自閉癥個(gè)體以及相對(duì)應(yīng)的控制組時(shí)沒(méi)有在無(wú)關(guān)變量(特別是智力和年齡)上進(jìn)行很好的匹配控制。如 Takarae,Luna,Minshew和Sweeney (2008)發(fā)現(xiàn),只有那些言語(yǔ)能力發(fā)展滯后的自閉癥患者協(xié)同性閾限顯著高于健康控制組,在此研究中自閉癥患者與健康控制組的年齡上是沒(méi)有完全匹配的。另一方面,源自于不同研究者采用的協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激屬性(刺激呈現(xiàn)時(shí)間、視野位置、運(yùn)動(dòng)速度等)是不同(Manning,Charman,&Pellicano,2013;Manning,Tibber,Charman,Dakin,&Pellicano,2015;Ronconi et al.,2012),如Robertson,Martin,Baker和 Baron-Cohen (2012)發(fā)現(xiàn)在刺激呈現(xiàn)較短時(shí)間如200 ms時(shí),自閉癥者協(xié)同性閾限顯著高于健康控制組,而刺激呈現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間如400 ms、600 ms或1500 ms時(shí),自閉癥與健康控制組的表現(xiàn)相當(dāng)?？赡茏蚤]癥患者的患病程度與刺激類(lèi)型和刺激呈現(xiàn)時(shí)間是相關(guān)的,如自閉癥程度嚴(yán)重者在刺激呈現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)也存在缺陷,但自閉癥程度較輕者卻沒(méi)有表現(xiàn)出這種缺陷,以往研究并沒(méi)有對(duì)患病程度進(jìn)行相應(yīng)的嚴(yán)格控制。自閉癥患病程度、刺激特征(呈現(xiàn)時(shí)間、類(lèi)型等)對(duì)自閉癥患者協(xié)同性運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力的貢獻(xiàn)程度需要進(jìn)一步的分析。盡管一些自閉癥患者對(duì)協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激的外在行為反應(yīng)上與控制組相比不存在差異,但fMRI和EEG的研究表明,在神經(jīng)激活模式上存在異常(Brieber et al.,2010;Greimel et al.,2013;Robertson et al.,2014;Takarae,Luna,Minshew,&Sweeney,2014)。目前,神經(jīng)科學(xué)的研究已經(jīng)比較明確的發(fā)現(xiàn)自閉癥患者加工協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激時(shí)在神經(jīng)活動(dòng)上存在異常,未來(lái)研究需要進(jìn)一步探討協(xié)同性運(yùn)動(dòng)加工的外在行為反應(yīng)與神經(jīng)生理反應(yīng)上的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.4 生物運(yùn)動(dòng)加工困難

人類(lèi)知覺(jué)生物運(yùn)動(dòng)的能力是天生的、穩(wěn)定的。研究發(fā)現(xiàn),健康個(gè)體能夠快速準(zhǔn)確加工光點(diǎn)軌跡演示人類(lèi)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)(見(jiàn)圖 2B),能從中看出步行者的情緒狀態(tài)、性別、身份、年齡及社會(huì)支配地位等,3～6個(gè)月大的嬰兒已經(jīng)表現(xiàn)出對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的優(yōu)先注意(綜述見(jiàn)蔣毅,王莉,2011;王增建等,2014)。以往多數(shù)研究也采用生物運(yùn)動(dòng)光點(diǎn)序列作為實(shí)驗(yàn)刺激材料探究了自閉癥患者的生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力。以往研究比較一致的發(fā)現(xiàn),自閉癥患者從生物運(yùn)動(dòng) PLDs提取加工高水平信息如情緒信息或意圖信息時(shí)的能力受損,表現(xiàn)較差(Nackaerts et al.,2012;Swettenham et al.,2013;Wright,Kelley,&Poulin-Dubois,2014),生物運(yùn)動(dòng)刺激的適應(yīng)效應(yīng)也顯著弱于健康控制組(van Boxtel,Dapretto,&Lu,2016)。

但自閉癥患者加工生物運(yùn)動(dòng)較低水平信息的能力是否受損,仍存在爭(zhēng)議。這些研究要求被試從不包含情緒信息的中性生物運(yùn)動(dòng) PLDs中做一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作識(shí)別(如噪音信號(hào)中辨別是否包含某一動(dòng)作)或動(dòng)作分類(lèi)任務(wù)(如是走還是跑)。一些研究者發(fā)現(xiàn)自閉癥患者的生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)受損(Annaz,Campbell,Coleman,Milne,&Swettenham,2012;Falck-Ytter,Rehnberg,&B?lte,2013;Klin,Lin,Gorrindo,Ramsay,&Jones,2009;Wang,Chien,Hu,Chen,&Chen,2015),如自閉癥患者加工生物運(yùn)動(dòng)的缺陷在生命早期就已出現(xiàn),患有自閉癥的2歲幼兒及 3～7歲兒童沒(méi)有像正?？刂平M一樣表現(xiàn)出對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的知覺(jué)偏好。正常兒童的生物運(yùn)動(dòng)識(shí)別能力敏感性隨著年齡增長(zhǎng)而增長(zhǎng),但同齡自閉癥患者的發(fā)展遲緩(Annaz et al.,2010)。也有一些研究提出自閉癥患者的生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)本身是完好的(Jones et al.,2011;Murphy,Brady,Fitzgerald,&Troje,2009;Rutherford &Troje,2011;Saygin,Cook,&Blakemore,2010;Wright,Kelley,&Poulin-Dubois,2016),如Saygin等(2010)發(fā)現(xiàn)測(cè)量生物運(yùn)動(dòng)心理生理閾限(psychophysical thresholds)時(shí),自閉癥患者與健康人表現(xiàn)一樣好;成年自閉癥患者對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的敏感性及判斷生物運(yùn)動(dòng)方向的行為反應(yīng)能力與健康被試不存在顯著差異。我們分析發(fā)現(xiàn),探究自閉癥患者生物運(yùn)動(dòng)較低水平信息知覺(jué)能力研究結(jié)果不一致的原因表現(xiàn)在三個(gè)方面：首先,不同研究中自閉癥患者的年齡(幼兒或成人)、智商和患病程度不同(Kaiser &Pelphrey,2012;Murphy et al.,2009),如自閉癥成年患者在動(dòng)作辨別或識(shí)別任務(wù)上并沒(méi)有出現(xiàn)受損現(xiàn)象,只出現(xiàn)在兒童時(shí)期,這可能是由于自閉癥患者隨著年齡的增長(zhǎng)發(fā)展出了補(bǔ)償機(jī)制;自閉癥患者中智商較高者的識(shí)別生物運(yùn)動(dòng)的能力高于智商較低者;高功能自閉癥患者可能發(fā)展出了補(bǔ)償機(jī)制,從而表現(xiàn)出了與健康成人一樣好的表現(xiàn),而低功能自閉癥者則存在識(shí)別缺陷。其次,不同研究選擇的生物運(yùn)動(dòng)材料存在差異,生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)并非單一現(xiàn)象,而是一種基于整體結(jié)構(gòu)和基于局部運(yùn)動(dòng)加工的多水平現(xiàn)象。一些研究采用的任務(wù)考察的是自閉癥患者生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的整體結(jié)構(gòu)知覺(jué)水平,而另一些研究采用的任務(wù)則是考察自閉癥患者生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的局部結(jié)構(gòu)知覺(jué)水平。此外,不同研究呈現(xiàn)PLDs的時(shí)間長(zhǎng)度不同,呈現(xiàn)生物運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)間更長(zhǎng)時(shí)自閉癥患者的識(shí)別更好(Simmons et al.,2009)。第三,生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)較強(qiáng)的依賴(lài)于空間屬性(給定的動(dòng)作類(lèi)型)和時(shí)間屬性(最近見(jiàn)過(guò)的動(dòng)作類(lèi)型),而以往要求自閉癥患者識(shí)別或辨別動(dòng)作的研究卻忽略了這兩類(lèi)信息的差別。盡管一些行為實(shí)驗(yàn)研究沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自閉癥患者出現(xiàn)生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力受損,但腦成像研究發(fā)現(xiàn)自閉癥患者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)加工腦區(qū)內(nèi)側(cè)顳葉(MT/V5)的激活水平顯著低于控制組(Herrington et al.,2007);成年自閉癥患者使用替代性的腦網(wǎng)絡(luò)即運(yùn)動(dòng)敏感區(qū)域和運(yùn)動(dòng)選擇區(qū)域來(lái)整合形狀和運(yùn)動(dòng)信息,而健康成年人使用單一的顳?頂連接網(wǎng)絡(luò)(Freitag et al.,2008;Mckay et al.,2012)。因此,自閉癥患者的生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力可能確實(shí)不同于健康個(gè)體,只是源自于一些補(bǔ)償機(jī)制的發(fā)展使得外顯行為沒(méi)有表現(xiàn)出缺陷。

2.5 快速運(yùn)動(dòng)刺激加工困難

運(yùn)動(dòng)知覺(jué)既依賴(lài)于對(duì)物體運(yùn)動(dòng)方向的知覺(jué),還直接依賴(lài)于對(duì)物體運(yùn)行速度的知覺(jué)。盡管研究者對(duì)自閉癥者運(yùn)動(dòng)速度知覺(jué)的研究較少,但目前有些證據(jù)表明自閉癥患者運(yùn)動(dòng)速度加工存在異常。對(duì)一些自閉癥者的自傳體回憶研究表明,自閉癥者會(huì)覺(jué)得物體“運(yùn)動(dòng)太快了” (Mikkelsen,1996)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)以較慢動(dòng)態(tài)速度呈現(xiàn)面部表情時(shí),自閉癥者能夠更好的識(shí)別出面部表情類(lèi)型(Gepner,Deruelle,&Grynfeltt,2001);12～15歲的自閉癥少年在應(yīng)對(duì)高振蕩頻率的虛擬現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)改變自己常用的穩(wěn)定姿態(tài)(Greffou et al.,2012);Chen等(2012)要求 13～18歲的自閉癥少年和健康控制組報(bào)告先后呈現(xiàn)的兩個(gè)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)模式中哪個(gè)點(diǎn)模式運(yùn)動(dòng)的更快。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模式間隔時(shí)間較短,為500 ms時(shí),兩組被試之間的辨別能力不存在差異;但當(dāng)間隔時(shí)間較長(zhǎng)為3000 ms時(shí),自閉癥少年具有更高的辨別閾限。許多自閉癥成年對(duì)迅速變化的視覺(jué)事件加工存在困難,但他們會(huì)采用一些補(bǔ)償措施以減低視覺(jué)事件的速度,比如會(huì)不停地迅速眨眼?？焖僖?動(dòng)缺陷是自閉癥個(gè)體神經(jīng)心理癥狀之一,并導(dǎo)致自閉癥個(gè)體在社交互動(dòng)方面出現(xiàn)缺陷(Abreu et al.,2016)。未來(lái)還需要更多研究去探討自閉癥患者對(duì)物體和自身運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行知覺(jué)時(shí)的認(rèn)知加工過(guò)程和相應(yīng)的神經(jīng)生理機(jī)制。

2.6 對(duì)重復(fù)運(yùn)動(dòng)物體的興趣狹窄

日常行為觀察(如視頻記錄分析)和父母主觀報(bào)告發(fā)現(xiàn),日常生活中,許多自閉癥患兒喜歡反復(fù)開(kāi)關(guān)燈,對(duì)連續(xù)閃爍的燈光具有特殊興趣;喜歡重復(fù)看電視廣告,愛(ài)看天氣預(yù)報(bào),對(duì)健康兒童喜歡的電視節(jié)目不感興趣,表明患兒僅對(duì)于連續(xù)變化的電視畫(huà)面感興趣,不關(guān)心電視節(jié)目的整體內(nèi)容;強(qiáng)烈的迷戀能動(dòng)的物品,比如鐘表的指針、風(fēng)扇燈或旋轉(zhuǎn)的木棍等(Kirby,Boyd,Williams,Faldowski,&Baranek,2017)。自閉癥患者的上述行為是重復(fù)刻板行為缺陷的表現(xiàn)之一,屬于高水平的重復(fù)刻板行為缺陷或者對(duì)一致性的堅(jiān)持 (Bishop et al.,2013;Lewis &Bodfish,2015)。導(dǎo)致自閉癥患者出現(xiàn)這些行為可能是源自于逃避、注意狹窄、神經(jīng)活動(dòng)喚起、感覺(jué)增強(qiáng)或者是緩解壓力等,如對(duì)感覺(jué)刺激引起的神經(jīng)活動(dòng)喚起過(guò)度而導(dǎo)致了過(guò)度行為反應(yīng),也可能與獎(jiǎng)勵(lì)神經(jīng)中樞的激活及愉悅反應(yīng)之間存在相關(guān)性(Traynor &Hall,2015)。目前,自閉癥患者對(duì)物體重復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)度癡迷的現(xiàn)象多是通過(guò)觀察法和父母主觀報(bào)告法,這兩種方法能夠發(fā)現(xiàn)存在的現(xiàn)象,但無(wú)法深入探究導(dǎo)致自閉癥患者對(duì)重復(fù)運(yùn)動(dòng)刺激過(guò)度偏好的機(jī)制。因此,采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)室研究是理清自閉癥患者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙與外在異常行為反應(yīng)之間關(guān)系的必然途徑。

3 自閉癥患者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常的原因探析

針對(duì)自閉癥運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常的現(xiàn)象,以往研究者從不同角度提出了七個(gè)假設(shè)進(jìn)行解釋。早期研究主要用視覺(jué)通路特定假設(shè)和復(fù)雜性或整合特定假設(shè)來(lái)解釋自閉癥患者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)受損現(xiàn)象,特別是該理論能夠很好的解釋自閉癥患者在二階運(yùn)動(dòng)和協(xié)同性運(yùn)動(dòng)任務(wù)中表現(xiàn)較差的現(xiàn)象,較多實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明了這兩個(gè)假設(shè)的解釋力度。神經(jīng)噪聲觀點(diǎn)源自于近些年神經(jīng)影像學(xué)的發(fā)展,是近幾年研究者解釋自閉癥患者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)受損的常用理論,從局部神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和全局神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度,分別解釋了自閉癥患者出現(xiàn)視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)缺陷的原因,相比于視覺(jué)通路特定假設(shè)和復(fù)雜性或整合特定假設(shè),更加全面深入。經(jīng)驗(yàn)缺失假設(shè)是源自于貝葉斯模型在自閉癥研究中的擴(kuò)展,該假設(shè)尚無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接證明其解釋自閉癥患者出現(xiàn)的視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)受損現(xiàn)象的有效性和可靠性。時(shí)空加工異常假設(shè)只能解釋自閉癥患者加工快速或高速運(yùn)動(dòng)刺激能力缺損的現(xiàn)象。背側(cè)/大細(xì)胞視覺(jué)通路功能的異常假設(shè)和時(shí)空處理異常假設(shè)不能解釋少數(shù)自閉癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)正?；蛘邔?duì)運(yùn)動(dòng)信息敏感性提高的研究發(fā)現(xiàn)(Foss-Feig,Tadin,Schauder,&Cascio,2013;Jones et al.,2011)。極端男性腦理論是一個(gè)應(yīng)用比較廣泛的用來(lái)解釋自閉癥患者各類(lèi)異于健康人行為的理論,目前用極端男性腦理論去解釋自閉癥者出現(xiàn)視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常尚缺少可靠的測(cè)量指標(biāo)。社會(huì)腦假說(shuō)比較適用于解釋自閉癥患者出現(xiàn)生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力受損的現(xiàn)象,對(duì)其他運(yùn)動(dòng)形式的受損現(xiàn)象解釋力度較低。到目前為止,自閉癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異?，F(xiàn)象(知覺(jué)能力提升或下降)尚缺乏一個(gè)統(tǒng)一準(zhǔn)確的、可驗(yàn)證的解釋。

3.1 視覺(jué)通路特定假設(shè)

健康個(gè)體從外界接收的視覺(jué)信息由視網(wǎng)膜輸入,經(jīng)過(guò)丘腦的皮層下視覺(jué)核團(tuán),到達(dá)視覺(jué)皮層(Merigan &Maunsell,1993;回佳菡,施立楠,張朋,何生,2016)。外側(cè)膝狀體(LGN)接受視網(wǎng)膜的輸入,將視覺(jué)信息初步加工后輸出到初級(jí)視覺(jué)皮層。外側(cè)膝狀體的細(xì)胞主要分為六層,其中靠下、靠?jī)?nèi)的兩層為大細(xì)胞(magnocellular,M)層,靠上、靠外的四層為小細(xì)胞(parvocellular,P)層。大、小細(xì)胞層是視覺(jué)系統(tǒng)并行存在的大細(xì)胞通路和小細(xì)胞通路的重要組成部分。大細(xì)胞通路主要處理低空間頻率、高時(shí)間頻率、低對(duì)比度的視覺(jué)信息,如模糊輪廓、快速運(yùn)動(dòng)的刺激;小細(xì)胞通路主要處理高空間頻率、低時(shí)間頻率、高對(duì)比度的視覺(jué)信息,如物體的細(xì)節(jié)和顏色。當(dāng)神經(jīng)纖維離開(kāi)外側(cè)膝狀體向皮層傳導(dǎo)時(shí),大小細(xì)胞通路繼續(xù)相對(duì)獨(dú)立的向高級(jí)皮層傳導(dǎo)至相對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)皮層通路：背側(cè)通路(the dorsal pathway)和腹側(cè)通路(the ventral pathway)。背側(cè)通路沿著枕頂葉分布,從V1、V2、V3區(qū)經(jīng)內(nèi)側(cè)顳葉(middle/medial temporal,MT)及其附屬部分(如顳上皮層區(qū),MST)投射至頂葉,其功能是負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)信息(方向、速度、空間位置)加工。腹側(cè)通路沿著大腦皮層的枕顳葉分布,從枕葉的初級(jí)視皮層(V1)區(qū)、次級(jí)視皮層區(qū)(V2、V3)經(jīng)高級(jí)視皮層(V4)區(qū)投射至顳下皮質(zhì)(inferior temporal cortex,IT),功能是對(duì)物體(顏色和形狀)進(jìn)行識(shí)別。目前認(rèn)為背側(cè)視覺(jué)通路多與大細(xì)胞通路相關(guān),而腹側(cè)通路則多與小細(xì)胞通路相關(guān)。

早期研究者提出自閉癥者出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常是由于背側(cè)通路加工流的障礙導(dǎo)致了外顯的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙,自閉癥者對(duì)任何運(yùn)動(dòng)刺激的知覺(jué)閾限顯著高于健康個(gè)體,即存在一般性的或普遍性的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常(Milne et al.,2002;Spencer et al.,2000b;Spencer &O'Brien,2006;Tsermentseli,O’Brien,&Spencer,2008)。這種觀點(diǎn)是研究者基于自閉癥者在背側(cè)通路負(fù)責(zé)加工處理的任務(wù)(如協(xié)同性運(yùn)動(dòng))中表現(xiàn)異常而腹側(cè)通路負(fù)責(zé)加工處理的任務(wù)中(如形狀一致性任務(wù))表現(xiàn)正常而提出的。fMRI的研究也確實(shí)發(fā)現(xiàn)自閉癥者被動(dòng)觀看運(yùn)動(dòng)光柵或協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激時(shí),運(yùn)動(dòng)腦區(qū) MT/MST(V5)的激活異常(激活增強(qiáng)但迅速減弱)(Brieber et al.,2010;Takarae et al.,2014)。但也有研究者提出自閉癥者受損的低水平M細(xì)胞通路而不是高水平的背側(cè)通路導(dǎo)致自閉癥者表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常(e.g.,Koh,Milne,&Dobkins,2010;Zisman,2013)。如 Koh等(2010)對(duì)比了自閉癥者、自閉癥者未患病親屬及健康控制組對(duì)亮度運(yùn)動(dòng)光柵刺激(M 通路處理)和彩色運(yùn)動(dòng)光柵刺激(P通路處理)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)方向辨別能力,發(fā)現(xiàn)自閉癥者和自閉癥者未患病親屬在運(yùn)動(dòng)方向辨別任務(wù)中的亮度對(duì)比敏感度(luminance contrast sensitivity)顯著低于健康控制組,表明M通路受損是自閉癥障礙的內(nèi)表型癥狀。Greenaway,Davis和Plaisted-Grant (2013)則明確發(fā)現(xiàn)自閉癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能異常源自于自閉癥者視覺(jué)大細(xì)胞通路加工的缺陷。他們采用經(jīng)典的“steady-pedestal”模式(反映大細(xì)胞活動(dòng))和“pulsed-pedestal”模式(反映小細(xì)胞活動(dòng))任務(wù)測(cè)查了自閉癥兒童的亮度對(duì)比敏感度,發(fā)現(xiàn)在“steady-pedestal”模式任務(wù)中自閉癥兒童的亮度對(duì)比敏感度提高,而在“pulsed-pedestal”模式任務(wù)中對(duì)比度敏感度與健康控制組相當(dāng)。

Yamasaki等(2011)將背側(cè)通路和M系統(tǒng)通路對(duì)自閉癥者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異?，F(xiàn)象的解釋概括為“通路特定假設(shè)” (pathway-specific hypothesis)。但值得注意的是,這種簡(jiǎn)單的大小細(xì)胞或背腹側(cè)通路的劃分可能不能夠解釋自閉癥者在各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)任務(wù)中的表現(xiàn)。許多視覺(jué)研究指出大小細(xì)胞或背腹側(cè)通路這種涇渭分明的視覺(jué)通路劃分過(guò)于簡(jiǎn)單化,背腹側(cè)通路之間存在功能上的交互或整合(Mather,Pavan,Bellacosa,Campana,&Casco,2012;Swienton &Thomas,2014)。健康人視覺(jué)研究尚存在“視覺(jué)腹側(cè)通路與背側(cè)通路功能的分離與整合”的爭(zhēng)論,因此自閉癥者檢測(cè)運(yùn)動(dòng)刺激異常是否源自于視覺(jué)通路功能的異常還需要依賴(lài)于對(duì)健康人視覺(jué)功能的精準(zhǔn)研究。

3.2 復(fù)雜性或整合特定假設(shè)

Bertone和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)自閉癥個(gè)體對(duì)信息流大和復(fù)雜的二階運(yùn)動(dòng)刺激存在加工缺陷,對(duì)簡(jiǎn)單的一階運(yùn)動(dòng)刺激加工正常。由此,提出自閉癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常并非源自于其視覺(jué)通路異常,而是源自于自閉癥個(gè)體知覺(jué)水平上整合復(fù)雜信息機(jī)制的有效性降低,這種降低即可能是高級(jí)皮層區(qū)神經(jīng)整合處理功能的異常所導(dǎo)致的,但也可能是自閉癥者存在廣泛的知覺(jué)信息整合加工異常,與視覺(jué)通路系統(tǒng)無(wú)關(guān),提出“復(fù)雜性或整合特定”假設(shè)(Bertone et al.,2003;Bertone &Faubert,2006;Bertone,Mottron,&Faubert,2005)。一些自閉癥者在那些不需要整合局部運(yùn)動(dòng)線(xiàn)索的任務(wù)中表現(xiàn)正?；蚋?Pellicano &Gibson,2008)。P400成分反映了知覺(jué)信息整合過(guò)程,Greimel等(2013)發(fā)現(xiàn)協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激誘發(fā)了健康控制組被試的P400,但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)P400出現(xiàn)在自閉癥組被試,支持了自閉癥者運(yùn)動(dòng)刺激加工異常源自于知覺(jué)信息整合能力受損。

“復(fù)雜或整合特定”假設(shè)與自閉癥譜系障礙的弱中央統(tǒng)合理論(Weak Central Coherence account,WCC)的觀點(diǎn)較為一致。自閉癥個(gè)體相比于健康個(gè)體具有極為顯著的零碎加工風(fēng)格,其可能無(wú)法像正常個(gè)體那樣對(duì)信息加工進(jìn)行中央統(tǒng)合,主要表現(xiàn)在將復(fù)雜刺激對(duì)象知覺(jué)為一些毫不相干的部分,而不是一個(gè)有意義和連貫的總體,出現(xiàn)“弱中央統(tǒng)合” (Frith &Happé,1994)。值得注意的是,Frith和Happé也提出弱中央統(tǒng)合是一種知覺(jué)風(fēng)格而非缺陷,自閉癥群體的弱中央統(tǒng)合只是反映了一種正常的個(gè)體差異,在正常健康人群中也存在著中央統(tǒng)合的個(gè)體差異。因此,自閉癥者在復(fù)雜視運(yùn)動(dòng)加工任務(wù)中表現(xiàn)異常究竟是由于自閉癥者將局部運(yùn)動(dòng)元素整合為整體信號(hào)的能力存在缺陷還是只是自閉癥者“弱中央統(tǒng)合(weak central coherence)”的個(gè)體認(rèn)知風(fēng)格差異,還有待進(jìn)一步區(qū)別。

3.3 神經(jīng)噪聲觀點(diǎn)

神經(jīng)噪聲(neural noise)通常指具有不確定起源和復(fù)雜時(shí)空結(jié)構(gòu)的神經(jīng)反應(yīng)的變化,是自發(fā)的神經(jīng)活動(dòng)的產(chǎn)物(Stein,Gossen &Jones,2005)。Simmons等(2009)提出相比于健康成長(zhǎng)者,自閉癥者具有更高的內(nèi)部神經(jīng)噪聲水平(即增強(qiáng)的神經(jīng)信號(hào)變異性)從而導(dǎo)致自閉癥者視覺(jué)信息處理和加工能力受損。神經(jīng)影像學(xué)的研究也確實(shí)發(fā)現(xiàn)自閉癥者大腦自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的變異也比健康控制組更大(Dinstein et al.,2012;Milne,2011;Pérez Velázquez &Galán,2013;Xiang et al.,2015),這能夠在一定程度上解釋自閉癥者在多數(shù)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)任務(wù)中知覺(jué)閾限提高的現(xiàn)象。但最近,Greenaway等(2013)和 Davis,Plaisted-Grant (2014)卻提出自閉癥者處理視覺(jué)信息的異?？赡苁窃醋杂谙陆档纳窠?jīng)噪聲水平而不是增強(qiáng)的噪聲水平。Davis和Plaisted-Grant (2014)區(qū)分了局部小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和整體腦網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)噪音,提出自閉癥者小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的神經(jīng)噪音模式是下降的,從而使得自閉癥者整體腦網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)噪音水平增強(qiáng)。因此,自閉癥者表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)閾限異常的真正原因是小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的神經(jīng)噪音水平下降。目前,尚缺乏充分的實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明神經(jīng)噪音水平的降低或增強(qiáng)在自閉癥者異常的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)中的作用,且還需要進(jìn)一步區(qū)分內(nèi)部神經(jīng)噪音降低或增強(qiáng)是源自于自閉癥者的過(guò)度聯(lián)結(jié)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Minshew &Williams,2007)、異常的皮層功能柱(Casanova,Buxhoeveden,Switala,&Roy,2002)、變異的突觸活動(dòng)(Bourgeron,2009)還是興奮、抑制功能間的不平衡(Rubenstein&Merzenich,2003)。此外,需要特別注意的是,近來(lái)有研究提出相比于內(nèi)部神經(jīng)噪音,自閉癥者分離外部刺激噪聲與信號(hào)(刺激的信噪比)的能力受損會(huì)更影響其運(yùn)動(dòng)知覺(jué)表現(xiàn)(van de Cruys,van de Hallen,&Wagemans,2017;Manning et al.,2015;Manning,Dakin,Tibber,&Pellicano,2014;Zaidel,Goin-Kochel,&Angelaki,2015)。內(nèi)外部噪音水平對(duì)自閉癥者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常的作用機(jī)制還需要進(jìn)一步探討。

3.4 經(jīng)驗(yàn)缺失假設(shè)/自上而下的影響降低

有研究提出,相比于健康控制組,自閉癥者處理視覺(jué)信息時(shí)較少受到自上而下加工的影響,如先驗(yàn)知識(shí)(Mitchell,Mottron,Soulières,&Ropar,2010;Ropar &Mitchell,2002)。這種觀點(diǎn)最近被Pellicano和Burr (2012)納入到了一個(gè)貝葉斯框架中,成為了解釋自閉癥知覺(jué)加工的經(jīng)驗(yàn)缺失假設(shè)(the flatter-prior hypothesis)。該假設(shè)認(rèn)為,健康個(gè)體會(huì)摻雜主觀已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)探索世界,但自閉癥個(gè)體對(duì)世界的認(rèn)識(shí)是一種不夾雜過(guò)多主觀經(jīng)驗(yàn)的純粹的知覺(jué),相比于健康人來(lái)說(shuō),自閉癥者的已有經(jīng)驗(yàn)是無(wú)偏見(jiàn)的、公正的。從神經(jīng)計(jì)算角度來(lái)看,人類(lèi)自身的計(jì)算機(jī)制會(huì)根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)不斷地對(duì)即將發(fā)生的事件進(jìn)行預(yù)測(cè),從而使個(gè)體順利參與到相關(guān)事件中,這對(duì)個(gè)體生存來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。但由于自閉癥者缺乏先驗(yàn)知識(shí),他們的計(jì)算機(jī)制無(wú)法有效預(yù)測(cè)未知事件及其結(jié)果,從而導(dǎo)致對(duì)輸入的信息出現(xiàn)理解偏差?；诖?自閉癥者的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)較少受到自上而下的先驗(yàn)知識(shí)的影響,較少出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)偏見(jiàn)。Powell,Meredith,McMillin和Freeman等(2016)發(fā)現(xiàn)自閉癥者知覺(jué)運(yùn)動(dòng)速度變化和低對(duì)比度信息的貝葉斯模型不同于健康控制組,驗(yàn)證自閉癥者經(jīng)驗(yàn)缺失假設(shè)。自閉癥者的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常受其先驗(yàn)知識(shí)缺失的影響是一個(gè)新的解釋視角,但目前僅有此一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究,還需要更多實(shí)驗(yàn)去探討這種解釋機(jī)制。

3.5 時(shí)空加工異常假設(shè)

Gepner和他的同事發(fā)現(xiàn)自閉癥者處理來(lái)自不同時(shí)間和空間的信息能力異常,提出了“時(shí)空加工異常假設(shè)” (Gepner &Féron,2009;Gepner &Tardif,2006)。該假設(shè)預(yù)期當(dāng)信息的時(shí)空整合需求較大時(shí),自閉癥者對(duì)快速運(yùn)動(dòng)刺激的知覺(jué)加工會(huì)存在缺陷,自閉癥者出現(xiàn)“這個(gè)世界變化運(yùn)動(dòng)太快了”的感知覺(jué)。基于該假設(shè),Greffou等(2012)發(fā)現(xiàn)自閉癥者對(duì)高振蕩頻率信息的姿態(tài)穩(wěn)定性較差(Greffou et al.,2012),與以往自閉癥者的自傳體回憶報(bào)告結(jié)果吻合(Mikkelsen,1996)。但上述研究尚不具有說(shuō)服力,信息加工變快也有可能只是因?yàn)樽蚤]癥者更加關(guān)注顯著的重要信息,特別是Greffou等(2012)的研究還涉及動(dòng)作系統(tǒng)(motor system)。與時(shí)空加工異常假設(shè)相關(guān)的一個(gè)解釋是自閉癥者可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間加工處理運(yùn)動(dòng)刺激。如,Robertson等(2012,2014)發(fā)現(xiàn)協(xié)同性運(yùn)動(dòng)刺激呈現(xiàn)時(shí)間較短如 200 ms時(shí),自閉癥成年人的協(xié)同性運(yùn)動(dòng)知覺(jué)閾限顯著高于健康控制組被試,而刺激呈現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間如400 ms、1500 ms時(shí)自閉癥與健康控制組的表現(xiàn)相當(dāng)。

3.6 極端男性腦理論

英國(guó)劍橋大學(xué)的 Baron-Cohen教授和他的團(tuán)隊(duì)提出了廣受關(guān)注的自閉癥者“極端男性腦理論”(Baron-Cohen,2002;Baron-Cohen,Wheelwright,Skinner,Martin,&Clubley,2001;Whitehouse et al.,2012),自閉行為包括以“系統(tǒng)化” (一個(gè)歸納的過(guò)程,是一種基于“如果?就(if-then)”的規(guī)則理解和建構(gòu)系統(tǒng)的驅(qū)力)為特征的極端男性心理特質(zhì)和以較低“共情”為特征的女性心理特質(zhì)(引自曹漱芹,曹顏顏,2015)。自閉癥者可能是其在胎兒期較高水平的睪酮激素(foetal testosterone)改變了其出生后大腦正常的生長(zhǎng)發(fā)育,使得個(gè)體在成長(zhǎng)中出現(xiàn)了異常的極端男性“系統(tǒng)化”行為反應(yīng),其中包括導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常。胎兒期睪酮激素水平的一個(gè)測(cè)定指標(biāo)是指長(zhǎng)比(digit ratios),指食指指長(zhǎng)(2D)和環(huán)指指長(zhǎng)(4D)的比值(2D:4D),環(huán)指指長(zhǎng)明顯長(zhǎng)于食指指長(zhǎng),表明胎兒期睪酮激素水平較高(Manning,Scutt,Wilson,&Lewis-Jones,1998)。Milne等(2006)研究發(fā)現(xiàn)自閉癥者的指長(zhǎng)比與其協(xié)同性運(yùn)動(dòng)中的協(xié)同性閾限水平和運(yùn)動(dòng)控制相關(guān),特別是較大指長(zhǎng)比的自閉癥兒童的運(yùn)動(dòng)控制能力越差。但正如Milne等提出的,并無(wú)直接證據(jù)證明睪酮激素和指長(zhǎng)比之間存在直接相關(guān)。此外,目前未有研究發(fā)現(xiàn)自閉癥患者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)功能上存在性別差異,僅在視空間任務(wù)上表現(xiàn)出穩(wěn)定性別差異(Auyeung et al.,2012)。因此,用極端男性腦理論去解釋自閉癥者出現(xiàn)視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常的原因還需要更加可靠的測(cè)量指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

3.7 社會(huì)腦假說(shuō)

Brothers在 1990年提出了“社會(huì)腦假說(shuō)”,指出包括人類(lèi)在內(nèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)大腦中存在一些進(jìn)化所保留下來(lái)負(fù)責(zé)社會(huì)認(rèn)知的特殊區(qū)域,稱(chēng)為“社會(huì)腦”。社會(huì)腦包括杏仁核、顳上溝和與之毗鄰的顳頂聯(lián)結(jié)、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)及與之毗連的前扣帶回皮質(zhì)和鏡像系統(tǒng),其基本功能是在個(gè)體社會(huì)交往過(guò)程中,承擔(dān)了解和觀察他人目的、意圖、信念和推測(cè)等的信息處理(Johnson et al.,2005;Burnett,Sebastian,Kadosh,&Sarah-Jayne,2011)。腦功能成像發(fā)現(xiàn)自閉癥患者的“社會(huì)腦”不同于健康人(Elsabbagh &Johnson,2016)。其中,顳上溝對(duì)具有交流意義的刺激表現(xiàn)出顯著的激活,其作用機(jī)制是將快速轉(zhuǎn)換的視覺(jué)信息流輸入分解成有意義的單位,然后從中抽取輸入信息的意義(Allison,Puce,&McCarthy,2000)。顳上溝在生物運(yùn)動(dòng)加工中發(fā)揮重要作用(Pavlova,2012),但自閉癥者對(duì)生物運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)信息不敏感,腦成像結(jié)果表明自閉癥者的生物運(yùn)動(dòng)加工缺陷與顳上溝后部功能不足有關(guān)(Freitag et al.,2008)。顳上溝缺損與自閉癥患者生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙的關(guān)聯(lián)可能表現(xiàn)在兩個(gè)層次上：其一,腦結(jié)構(gòu)的異常導(dǎo)致社會(huì)信息加工中基本認(rèn)知功能的異常,由于顳上溝的功能異常,自閉癥者難以對(duì)視覺(jué)的信息流進(jìn)行解碼并從中提取信息,導(dǎo)致視覺(jué)生物運(yùn)動(dòng)識(shí)別中的困難;其二,基本認(rèn)知功能的異常導(dǎo)致復(fù)雜社會(huì)認(rèn)知技能的形成和發(fā)展,由于自閉癥者難以基于生物運(yùn)動(dòng)覺(jué)察交流意圖,導(dǎo)致其表現(xiàn)出心理理論能力缺損,從而影響到他們對(duì)具有社會(huì)意義的生物運(yùn)動(dòng)刺激(如情緒信息)的理解和推論(Thurman,van Boxtel,Monti,Chiang,&Lu,2016;肖振華,陳曦,王立新,2010)。我們認(rèn)為,Brothers提出的“社會(huì)腦”理論為自閉癥患者生物運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙提供了一個(gè)解釋角度,但該理論并不太適用于解釋自閉癥患者出現(xiàn)的高階運(yùn)動(dòng)、協(xié)同性運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)速度等視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙。

4 總結(jié)與展望

4.1 重視自閉癥者個(gè)體差異

目前,多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)自閉癥者對(duì)各種運(yùn)動(dòng)刺激的加工能力均差于健康控制組,但也有研究發(fā)現(xiàn)自閉癥者運(yùn)動(dòng)信息加工能力增強(qiáng)或與健康控制組保持一致(e.g,Chen et al.,2012;Foss-Feig et al.,2013)。這種不一致的結(jié)果可能源自于所選被試的個(gè)體差異,具體表現(xiàn)在不同研究在被試的自閉癥障礙程度、亞類(lèi)型分布、年齡特點(diǎn)和智齡特點(diǎn)分布存在差異(Kaiser &Shiffrar,2009)。如研究發(fā)現(xiàn)只有約 22%～40%自閉癥患者的協(xié)同性閾限顯著高于健康控制組(Milne et al.,2002;Milne et al.,2006;Pellicano &Gibson,2008);低功能自閉癥兒童對(duì)自然情境中的運(yùn)動(dòng)加工能力存在缺陷,尤其是在快速運(yùn)動(dòng)的加工方面,而高功能自閉癥可能這方面的缺陷較少或者不存在缺陷(Gepner &Mestre,2002)。此外,自閉癥發(fā)病率存在著性別差異,男孩兒童自閉癥的發(fā)病比率超過(guò)女孩(4:1),且發(fā)病時(shí)間更早,自閉癥者認(rèn)知過(guò)程障礙存在性別差異也已在世界各國(guó)的研究者中形成共識(shí)(Hiller,Young,&Weber,2014;Werling &Geschwind,2013)。對(duì)環(huán)境中運(yùn)動(dòng)刺激的加工處理異常是自閉癥個(gè)體的一種常見(jiàn)表現(xiàn),在同等水平下測(cè)量自閉癥患者的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)能力,排除個(gè)體因素的干擾至關(guān)重要。因此,未來(lái)研究應(yīng)加強(qiáng)自閉癥的檢測(cè)和亞分類(lèi),努力實(shí)現(xiàn)自閉癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)缺陷特異性的實(shí)驗(yàn)性分離。

4.2 理論解釋的整合與驗(yàn)證

從上述原因探析來(lái)看,研究者們從多個(gè)角度對(duì)自閉癥者表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)缺陷進(jìn)行了分析,但每一種解釋都存在優(yōu)點(diǎn)和局限性,這在某種程度上會(huì)為后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)會(huì)提供更為豐富的解釋空間。未來(lái)研究應(yīng)該注重不同解釋之間的整合和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,構(gòu)建更有概括性和解釋力的模型。如自閉癥者增強(qiáng)的知覺(jué)容量假設(shè)(Increased perceptual capacity)(Remington,Swettenham,&Lavie,2012;Remington,Swettenham,Campbell,&Coleman,2009)或許能夠提供一個(gè)比較全面的解釋。該假設(shè)認(rèn)為,普通個(gè)體的知覺(jué)容量是有限的,而自閉癥個(gè)體的知覺(jué)容量卻大很多。增強(qiáng)的知覺(jué)容量可以顯著提高自閉癥個(gè)體在視覺(jué)搜索任務(wù)中的目標(biāo)搜索績(jī)效,但同樣也會(huì)因?yàn)閷?duì)分心目標(biāo)的知覺(jué)提升使得注意力分散增強(qiáng)。由此推論,提升的運(yùn)動(dòng)信息知覺(jué)容量可能會(huì)使得方向信息整合的能力提高。但協(xié)同性運(yùn)動(dòng)中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)可以被看成是分心刺激,提升的知覺(jué)容量同樣使得自閉癥者對(duì)隨機(jī)點(diǎn)的關(guān)注更寬泛,解釋了自閉癥者在協(xié)同性運(yùn)動(dòng)中沒(méi)有受益于提升的知覺(jué)容量。此外,許多研究者發(fā)現(xiàn)自閉癥同時(shí)并存腦神經(jīng) “局部聯(lián)結(jié)過(guò)度” (local over connectivity)和“長(zhǎng)距聯(lián)結(jié)不足” (low distant connectivity) 的現(xiàn)象(綜述見(jiàn)Mohammad-Rezazadeh,Frohlich,Loo,&Jeste,2016),這種腦神經(jīng)連接異常是否能夠?yàn)樽蚤]癥者運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常提供一種整合的解釋仍值得進(jìn)一步探討。

4.3 開(kāi)發(fā)有效測(cè)評(píng)工具和干預(yù)策略

目前,自閉癥個(gè)體的情緒情感、社交互動(dòng)等領(lǐng)域的測(cè)評(píng)工具和干預(yù)方法發(fā)展比較完善,但國(guó)內(nèi)外專(zhuān)門(mén)針對(duì)自閉癥個(gè)體的視運(yùn)動(dòng)刺激知覺(jué)缺陷的測(cè)評(píng)和干預(yù)的研究十分匱乏。因此,不斷開(kāi)發(fā)和完善此缺陷的測(cè)評(píng)工具和干預(yù)策略,使其更具操作性、規(guī)范性和臨床效果也是未來(lái)重要的研究方向。首先,要特別重視早期鑒別和早期干預(yù)。有些自閉癥個(gè)體在早期就出現(xiàn)明顯的運(yùn)動(dòng)加工障礙,他們會(huì)避免劇烈的物體或生理運(yùn)動(dòng),如自閉癥兒童環(huán)境運(yùn)動(dòng)視知覺(jué)的姿勢(shì)反應(yīng)極為遲鈍(Gepner et al.,1995),特別是在快速運(yùn)動(dòng)情境中(Gepner &Mestre,2002),自閉癥兒童甚至對(duì)運(yùn)動(dòng)刺激極為反感和厭惡,從而導(dǎo)致其社交互動(dòng)的中斷。但有些自閉癥個(gè)體存在較小的運(yùn)動(dòng)加工障礙,他們會(huì)不斷尋找和探索以便使自己適應(yīng)并學(xué)會(huì)處理類(lèi)似的運(yùn)動(dòng)刺激。因此,在自閉癥個(gè)體早期出現(xiàn)明顯運(yùn)動(dòng)加工障礙時(shí)的測(cè)評(píng)與干預(yù)對(duì)于自閉癥兒童的視運(yùn)動(dòng)康復(fù)以及社交康復(fù)具有重要作用。其次,要重視借助新技術(shù)豐富自閉癥人群的干預(yù)方法。如,降低物理和人為環(huán)境的運(yùn)動(dòng)速度或者調(diào)整運(yùn)動(dòng)方向(Gepner et al.,2001),邏輯上應(yīng)該是有助于兒童視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的康復(fù)。在此理論前提下,最近幾年快速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)技術(shù)的使用可以促進(jìn)此方面的發(fā)展。最后,自閉癥成年人的協(xié)同性運(yùn)動(dòng)知覺(jué)與健康成年人表現(xiàn)相當(dāng),可能在成長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)展出了補(bǔ)償機(jī)制。未來(lái)研究需要探討這種補(bǔ)償機(jī)制是什么以及其如何改善成年自閉癥者的運(yùn)動(dòng)知覺(jué),從而將補(bǔ)償機(jī)制用于自閉癥兒童的早期干預(yù)治療。

4.4 尚需要探討的科學(xué)問(wèn)題

自閉癥譜系障礙者視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的研究是一個(gè)相對(duì)較新的領(lǐng)域,盡管?chē)?guó)內(nèi)外諸多研究者探討了自閉癥譜系障礙者如何處理簡(jiǎn)單和復(fù)雜視覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息及產(chǎn)生的原因,但到目前為止尚有些科學(xué)問(wèn)題需要進(jìn)行探討,可歸結(jié)為以下幾個(gè)核心問(wèn)題：1)視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常是自閉癥障礙產(chǎn)生的原因之一？還是自閉癥障礙導(dǎo)致的結(jié)果？2)自閉癥者的視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)異常是否影響自閉癥者的其他認(rèn)知加工過(guò)程？即自閉癥者的視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙是否導(dǎo)致了其他認(rèn)知障礙,如工作記憶障礙。3)自閉癥者的視運(yùn)動(dòng)知覺(jué)障礙是如何影響自閉癥障礙者的社會(huì)認(rèn)知和人際互動(dòng)？4)自閉癥障礙譜系者是否也存在暗示性運(yùn)動(dòng)知覺(jué)(implied motion perception)異?，F(xiàn)象？暗示性運(yùn)動(dòng)是指?jìng)€(gè)體觀看靜止圖片時(shí)從中知覺(jué)到的運(yùn)動(dòng)(Kourtzi &Kanwisher,2000;李開(kāi)云,許利慧,禤宇明,傅小蘭,2015),對(duì)這類(lèi)“靜止但卻運(yùn)動(dòng)(But still,it moves)”刺激的加工稱(chēng)為暗示性運(yùn)動(dòng)知覺(jué),也需要背側(cè)視覺(jué)通路(如MT/V5)的參與(e.g.,Kourtzi &Kanwisher,2000;Li,Liu,Qu,&Fu,2016),且5～8個(gè)月的嬰兒對(duì)暗示性刺激表現(xiàn)出了偏好(Shirai &Imura,2014)。對(duì)自閉癥者的暗示性運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的探討將進(jìn)一步加深我們對(duì)自閉癥譜系障礙者的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)知覺(jué)機(jī)制的理解。

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