謝夢(mèng)煒,董曉虹

(1.浙江大學(xué) 教育學(xué)院體育系，浙江 杭州 310028;2.浙江大學(xué) 公共體育與藝術(shù)部,浙江 杭州 310058)

0 前 言

自閉癥又稱自閉癥譜系障礙(ASD)，指以溝通障礙、社會(huì)交往障礙、興趣范圍狹窄及行為重復(fù)刻板為核心癥狀的一類神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病[1]。然而，除了上述核心癥狀，許多研究發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童姿勢(shì)控制能力存在缺陷[2]。一篇納入19個(gè)研究的元分析指出，自閉癥兒童姿勢(shì)控制能力在感覺受到干擾的條件下，穩(wěn)定性顯著弱于正常兒童[3]。

姿勢(shì)控制[4,5]是指在各種活動(dòng)中，保持身體在空間位置上的穩(wěn)定性(stability)和定向性(orientation)的能力。穩(wěn)定性是指在空間中保持身體某一姿態(tài)的能力，尤其是指維持重心(center of gravity，COG)在空間某一特定范圍中的能力。定向性是指在執(zhí)行不同目的的動(dòng)作中，調(diào)整身體各部位的姿態(tài)以及身體和環(huán)境之間相互適應(yīng)的能力。

目前，姿勢(shì)控制較為通用的測(cè)量方式是通過測(cè)力臺(tái)間接測(cè)量。人體靜止站立姿勢(shì)控制所表現(xiàn)的固有運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是身體重心(COG，Central of Gravity)具有微小且無規(guī)則的擺動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)特征反映了站立姿勢(shì)控制的穩(wěn)定性。即姿勢(shì)的晃動(dòng)被控制在越低的水平，姿勢(shì)控制能力就越好[6]。因此，姿勢(shì)控制的穩(wěn)定性可根據(jù)COG的擺動(dòng)軌跡進(jìn)行衡量。但COG軌跡測(cè)量較為困難，可以通過壓力中心(COP，center of pressure)間接測(cè)量COG的擺動(dòng)軌跡。COP可由測(cè)力臺(tái)進(jìn)行測(cè)量[7]。

姿勢(shì)控制與日常生活密切相關(guān)[8]姿勢(shì)控制的缺陷將會(huì)影響自閉癥兒童的感覺運(yùn)動(dòng)技能和社會(huì)功能，使其學(xué)習(xí)能力進(jìn)一步下降[9]，自閉癥兒童的姿勢(shì)控制能力需要被重視。

根據(jù)姿勢(shì)控制系統(tǒng)的功能，鏡像反饋可通過增加個(gè)體的視覺輸入從而提高姿勢(shì)控制能力。姿勢(shì)控制的功能是由感知系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相互協(xié)作完成。是基于視覺、前庭和本體感覺的感覺輸入，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的整合作用下，通過神經(jīng)肌肉控制得以實(shí)現(xiàn)的[7]。不同感知覺對(duì)姿勢(shì)控制的影響不同，其中視覺對(duì)姿勢(shì)控制影響尤為顯著[3]。鏡像反饋可以為個(gè)體提供額外的視覺信息，使個(gè)體在姿勢(shì)控制的過程中擁有更多身體相對(duì)于空間的位置信息，這可能有助于個(gè)體姿勢(shì)控制。

目前已經(jīng)有研究者利用鏡子為被試提供自身影像的視覺生物反饋(鏡像反饋)，從而提高被試的姿勢(shì)控制能力[10]。這種反饋可以通過在被試前方放置一面鏡子反射影像實(shí)現(xiàn)，也可以通過攝像頭拍攝影像后通過屏幕展示影像實(shí)現(xiàn)。例如Martin等(2008)對(duì)18名健康女性進(jìn)行了鏡像/非鏡像的坐姿控制實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，鏡像反饋條件下被試的姿勢(shì)穩(wěn)定性指標(biāo)顯著低于非鏡像反饋條件[11]。Jacques等(2004)則對(duì)老年人進(jìn)行了鏡像/非鏡像的站姿控制實(shí)驗(yàn)，結(jié)果也顯示，老年人在鏡像條件下中間外側(cè)(Mediolateral)的姿勢(shì)晃動(dòng)顯著低于非鏡像條件[10]。此外鏡像反饋在殘障群體中也有研究，Petra等(2009)在對(duì)脛骨截肢的老年人的鏡像/非鏡像的站姿控制實(shí)驗(yàn)中，同樣發(fā)現(xiàn)鏡像顯著降低被試的姿勢(shì)晃動(dòng)[12]。在自閉癥群體中，Nicholas等(2015)在研究中發(fā)現(xiàn)，自閉癥兒童在走向鏡子時(shí)步態(tài)更正常[13]，但是該結(jié)論是基于觀察，可信度有待提高。

綜上所述，鏡像反饋已經(jīng)被廣泛用于姿勢(shì)控制能力的研究中，且均能減小受試者的姿勢(shì)晃動(dòng)，即提高被試姿勢(shì)控制能力。而鏡像反饋對(duì)自閉癥群體的影響依然不明確，還需更多研究進(jìn)行補(bǔ)充。為此，本研究以不同形式的鏡像反饋下自閉癥兒童姿勢(shì)控制能力為研究內(nèi)容，采用Wii balance board 對(duì)自閉癥兒童靜態(tài)姿勢(shì)控制能力進(jìn)行測(cè)試，探討不同形式的鏡像視覺反饋對(duì)自閉癥兒童姿勢(shì)控制能力的影響，為自閉癥兒童姿勢(shì)控制訓(xùn)練提供理論依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

從杭州康乃馨自閉癥康復(fù)中心招募14例ASD兒童作為被試。由于自閉癥兒童的發(fā)病率呈現(xiàn)明顯的性別特征，男性明顯大于女性，所以本研究選擇自閉癥男童作為被試。每個(gè)被試都符合美國精神障礙診斷手冊(cè)第五版(Diagnostic and statistical manual of Mental Disorder，5th edition，DSM-5)[1]的診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除帶有自閉癥通常共患遺傳/精神性的疾病(脆性X染色體綜合征、唐氏綜合征、多種抽動(dòng)綜合征、癲癇等)，身體缺陷和運(yùn)動(dòng)障礙的兒童。被試在實(shí)驗(yàn)期間沒有服藥，實(shí)驗(yàn)過程征得監(jiān)護(hù)人同意，并簽署同意書。研究對(duì)象基本情況(見表1)。

表1 受試者基本情況

1.2研究方法

1.2.1 測(cè)試儀器。本研究用Wii Balance Board(WBB)[14]測(cè)量受試者壓力中心(COP)的運(yùn)動(dòng)，監(jiān)測(cè)受試者姿勢(shì)晃動(dòng)。WBB藍(lán)牙連接筆記本電腦(HP envy15)，距離1.5m，電腦安裝BrainBlox[15]軟件來獲取和記錄WBB采集的數(shù)據(jù)。WBB采樣頻率為100Hz，可采集時(shí)間、COP在X方向上到圓心的距離值和COP在Y方向上到圓心的距離值等，該數(shù)據(jù)通過MATlab(2014a)編程計(jì)算后可獲得姿勢(shì)控制測(cè)試常用指標(biāo)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)過程。所有測(cè)試在杭州康乃馨兒童康復(fù)中心的一間安靜且被試較為熟悉的房間中進(jìn)行，以盡量減少額外的干擾。實(shí)驗(yàn)者1在被試左后方操作電腦記錄數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)者2負(fù)責(zé)和被試交流，以確保被試明白任務(wù)的要求。

實(shí)驗(yàn)過程中，被試赤腳站立在WBB上，兩腳平行放置且間距10cm，手貼褲腿，要求在6種不同的條件下安靜站立20s，站得越穩(wěn)定越好。每種條件測(cè)試兩次，順序如下：1，2，3，4，5，6，6，5，4，3，2，1。將兩次數(shù)據(jù)平均后用于分析。每次測(cè)試之間給予充分的休息時(shí)間以防止?jié)撛诘钠谛?yīng)。

6種測(cè)試條件是由3種視覺因素*2種本體感覺因素組成(見表2)。

表2 測(cè)試條件

正常視覺條件(無反饋)：要求被試看標(biāo)記方塊(藍(lán)色，5cm*5cm)，方塊貼在被試正前方1m處的白色墻壁上，高度與被試眼部一致。

基于鏡像的視覺反饋條件(鏡像)：要求被試看鏡子，鏡子為全身鏡，被固定在正前方1m處的墻壁上。

基于投影的鏡像視覺反饋條件(投影鏡像)：要求被試看投影呈現(xiàn)的鏡像，投影的鏡像畫面與人同高。投影鏡像視覺反饋實(shí)現(xiàn)方式如下：固定在被試正前方的攝像頭(Iphone7Plus)捕捉被試圖像信息，并將視覺信息無線傳輸?shù)酵队皟x(Epson CB-X05E)，投影儀將攝像頭捕捉到的信息投影到被試正前方1m處的白色墻壁上實(shí)現(xiàn)鏡像，鏡像高度與被試相同，圖像延遲0.27s。

本體感覺干擾通過在WBB上加泡沫墊(Airex，50cm*41cm*60mm)實(shí)現(xiàn)。

1.2.3 測(cè)試指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)使用WBB采集的原始數(shù)據(jù)在MATlab計(jì)算得到的兩個(gè)姿勢(shì)穩(wěn)定性指標(biāo)COP_v_ap和COP_v_ml。

COP_v_ap：是COP在前后方向(ap：anterior-posterior)的晃動(dòng)平均速度。

COP_v_ml：是COP在左右方向(ml：medial-lateral)的晃動(dòng)平均速度。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。本研究數(shù)據(jù)用SPSS 20統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理，采用兩因素協(xié)方差分析(視覺*本體感覺)，判斷在調(diào)整月齡、身高和體重的影響后，不同視覺和本體感覺條件對(duì)自閉癥兒童姿勢(shì)控制COP_v_ap和COP_v_ml指標(biāo)的影響。

2 結(jié) 果

各組內(nèi)協(xié)變量和因變量的回歸直線平行(P>0.05)。各組內(nèi)因變量的殘差接近于正態(tài)分布。通過繪制散點(diǎn)圖和進(jìn)行Levene's檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各組內(nèi)/組間因變量的殘差具有等方差性。同時(shí)，本研究數(shù)據(jù)不存在標(biāo)準(zhǔn)化殘差大于3的情況，提示沒有顯著離群值。

表3 視覺與本體感覺對(duì)姿勢(shì)穩(wěn)定性的影響協(xié)方差分析表

在本研究中，視覺和本體感覺因素在對(duì)COP_v_ap和COP_v_ml的影響上不存在交互作用。F(COP_v_ap)(2，75)=0.026，P=0.974；F(COP_v_ml)(2，75)=0.292，P=0.747。簡化后的無交互模型主效應(yīng)分析提示(見表3)，視覺對(duì)COP_v_ap的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。F(2,77)=3.819,P=0.026。本體感覺對(duì)COP_v_ml的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。F(2,77)=5.793, P=0.018。

采用成對(duì)比較分析COP_v_ap視覺的主效應(yīng)結(jié)果。無反饋、投影鏡像和鏡像反饋條件的COP_v_ap估算邊際均值分別為4.004(cm/s) [95%CI：3.899～4.108(cm/s)]、3.974(cm/s) [95%CI：3.870～4.078(cm/s)]和、4.164(cm/s) [95%CI：4.060～4.269(cm/s)]

其中，無反饋條件的COP_v_ap比投影鏡像條件大0.030(cm/s)[95%CI為-0.118～0.177(cm/s)]，P=0.690；無反饋條件的COP_v_ap比鏡像反饋條件小0.161(cm/s) [95%CI為-0.308～0.013(cm/s)]，P=0.033，投影鏡像條件的COP_v_ap比3小0.190(cm/s) [95%CI為-0.338～-0.043(cm/s)]，P=0.012，差異顯著。

采用成對(duì)比較分析COP_v_ml本體感覺的主效應(yīng)結(jié)果。本體感覺無干擾條件和本體感覺干擾條件的COP_v_ml估算邊際均值分別為2.716(cm/s) [95%CI：2.652～2.780(cm/s)]和2.825(cm/s) [95%CI：2.761～2.889(cm/s)]

其中，無干擾條件的COP_v_ap比本體感覺干擾小0.109(cm/s)[95%CI為-0.200～0.019(cm/s)]，P=0.018，差異顯著。

3 討 論

COP_v_ap和COP_v_ml是兩個(gè)反映人體姿勢(shì)晃動(dòng)程度的指標(biāo)，這兩個(gè)指標(biāo)越小表示個(gè)體的姿勢(shì)穩(wěn)定性越好。COP_v_ap是個(gè)體前后方向晃動(dòng)的平均速度，可以指示前后方向的晃動(dòng)大小；COP_v_ml是個(gè)體左右方向晃動(dòng)的平均速度，可以指示左右方向的晃動(dòng)大小。

視覺是自閉癥兒童姿勢(shì)控制過程中較為依賴的一種感覺，探索不同形式的鏡像視覺反饋對(duì)自閉癥兒童姿勢(shì)控制能力的影響，對(duì)自閉癥兒童未來康復(fù)手段的選擇具有指導(dǎo)意義。

在本研究中，鏡像條件與無反饋條件的對(duì)比結(jié)果顯示，自閉癥兒童在鏡像視覺反饋條件下，姿勢(shì)前后方向晃動(dòng)比無反饋條件有明顯上升，差異顯著(P=0.033)，而自閉癥兒童在鏡像視覺反饋條件下，姿勢(shì)左右晃動(dòng)與無反饋條件無顯著差異。

鏡像反饋對(duì)姿勢(shì)控制前后方向和左右方向晃動(dòng)的影響不同，這一結(jié)果與正常成年人中的研究相符[16]。但本研究中鏡像反饋增加了自閉癥兒童的前后方向姿勢(shì)晃動(dòng)，姿勢(shì)穩(wěn)定性下降，與前人研究結(jié)果相反。鏡像反饋在正常群體[11]和肢體殘疾人群的實(shí)驗(yàn)中[12]，均顯示能夠降低姿勢(shì)晃動(dòng)，提高姿勢(shì)穩(wěn)定性。

這可能是因?yàn)樽蚤]癥兒童認(rèn)知能力的缺陷導(dǎo)致的，Yi(2017)等的研究顯示，視覺干擾會(huì)導(dǎo)致自閉癥兒童更大的姿勢(shì)晃動(dòng)，自閉癥人群姿勢(shì)穩(wěn)定更多的依賴于視覺[3]；與Yi(2017)的結(jié)論相反，Michail(2016)等則發(fā)現(xiàn)視覺干擾(晃動(dòng)的空間)下正常群體的姿勢(shì)晃動(dòng)比自閉癥患者要大，認(rèn)為自閉癥群體在姿勢(shì)穩(wěn)定過程中對(duì)視覺的依賴更小[17]。結(jié)合本研究中，鏡像反饋增加自閉癥兒童姿勢(shì)晃動(dòng)，提示我們另一種可能的解釋，即自閉癥兒童的認(rèn)知能力存在缺陷，對(duì)于新增的視覺信息，自閉癥兒童難以捕捉到關(guān)鍵信息(無論是有利的鏡像反饋信息，還是負(fù)面的模擬空間晃動(dòng)信息)。

投影鏡像條件與無反饋條件的對(duì)比結(jié)果顯示，左右方向的姿勢(shì)晃動(dòng)和前后方向的姿勢(shì)晃動(dòng)均減小，但無顯著性差異。

投影鏡像條件與鏡像條件的對(duì)比結(jié)果顯示，自閉癥兒童在投影鏡像條件下比鏡像條件前后方向的姿勢(shì)晃動(dòng)顯著減小。被試獲得相似的視覺信息，兩組姿勢(shì)晃動(dòng)差異顯著，這提示我們視覺反饋的呈現(xiàn)方式(鏡子vs投影)是影響自閉癥姿勢(shì)晃動(dòng)的因素?？赡艿慕忉屖?，投影對(duì)自閉癥兒童具有吸引力，讓自閉癥兒童注意到鏡像信息，從而提高自閉癥兒童姿勢(shì)控制能力，但造成此差別的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

本研究中，有本體感覺干擾組比無本體感覺干擾組在左右方向的姿勢(shì)晃動(dòng)顯著增加，這與之前的研究結(jié)論相符。

本研究的局限性有如下兩點(diǎn)：

一是能夠完成姿勢(shì)控制測(cè)試的自閉癥兒童，智商與理解能力可能會(huì)高于自閉癥兒童平均水平，這會(huì)導(dǎo)致本研究的結(jié)果只能代表一部分自閉癥群體。

二是本研究缺乏正常發(fā)育兒童組作為對(duì)照，雖然研究者已經(jīng)證明自閉癥兒童群體的姿勢(shì)控制能力是有缺陷的，但是在不同形式的視覺反饋下自閉癥兒童與正常發(fā)育兒童的差異也值得進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

4.1 自閉癥兒童面對(duì)鏡子時(shí)，前后姿勢(shì)晃動(dòng)顯著提高，姿勢(shì)穩(wěn)定性下降。

4.2 不同鏡像反饋呈現(xiàn)方式對(duì)自閉癥兒童姿勢(shì)控制影響不同，投影鏡像反饋優(yōu)于鏡子鏡像反饋。為自閉癥兒童提供視覺信息時(shí)，投影呈現(xiàn)方式優(yōu)于鏡子。