自闭症幼儿对多重竞争条件下熟悉面孔的注意偏向，本文主要内容关键词为：自闭症论文,条件下论文,面孔论文,熟悉论文,幼儿论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类号 B844.1
1 问题提出
面孔是一种能传递丰富社交信息的视觉刺激，具有突出社交意义(Theeuwes & van der Stigchel，2006)。研究认为，熟悉面孔比陌生面孔更快、更准确地被识别出来(Stacey，Walker，& Underwood，2005)；当图片质量不佳时，陌生面孔不易认出来，而对熟悉面孔的辨认则不受影响(Burton，Wilson，Cowen，& Bruce，1999)。Fantz(1964)发现，随着重复暴露次数的增加，幼儿对新异视觉刺激表现出注意偏向或选择性注意。已有研究发现，面孔的暴露度和熟悉性可以影响眼动或者对面孔的注意方式(Althoff & Cohen，1999)，个体扫描面孔的各种方式取决于其对那张面孔的经验。正常人对熟悉面孔和陌生面孔的加工方式不同(Bonner & Burton，2004)。
自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorders，ASD)是一组以社交障碍为特异性症状的发展障碍，其中自闭症是症状最严重的一种。研究发现ASD者对面孔的搜索、加工方式不同于正常人(Dalton et al.，2005；Riby & Hancock，2008；陈顺森，白学军，沈德立，闫国利，张灵聪，2011；陈顺森，白学军，沈德立，张灵聪，2012)。而且，与正常人不同，ASD对熟悉面孔的匹配任务绩效并不比陌生面孔的好，他们对熟悉面孔、陌生面孔的加工方式是相同的，并未区别对待(Riby，2006)。来自ERP的研究也发现，观看熟悉面孔和陌生面孔时，正常人大脑活动不同，但自闭症者是相同的(Dawson et al.，2002)。正常人在观看熟悉面孔时梭状回都会被激活，但ASD者却与此不同，其激活模式较独特(Pierce，Muller，Abmrose，Allen，& Courchesne，2001)。脑成像研究认为，梭状回通常与个体对某一已经熟悉物体进行加工相联系，观看面孔时梭状回的激活可归因于对面孔的广泛注意和经验。当ASD者观看很熟悉的面孔(如其母亲的照片)时，梭状回被激活了(Aylward，Bernier，Field，Grimme，& Dawson，2004；Pierce，Haist，Sedaghat，& Courchesne，2004)。ASD者对熟悉面孔与不熟悉面孔反应模式也不同，他们看熟悉面孔时的神经激活方式显得很正常(Pierce，et al.，2004；Pierce & Redcay，2008)。那么，其观看陌生面孔时梭状回激活不足，可能是因为他们不熟悉或者是对新面孔的社交兴趣投入不足，而不是这部分脑区的内在功能异常。是什么因素导致ASD者看熟悉面孔时有更多正常的面孔加工？可能是ASD者更想看熟悉面孔，并从中获得更多的经验和情感，从而在面孔加工时表现得很好。研究者认为，对熟悉面孔和陌生面孔的眼动模式是不同的，观察者对熟悉面孔内部特征的变化很敏感，而对陌生面孔特征的变化却不太敏感(O'Donnell & Bruce，2001)。正常人在完成面孔识别任务时，熟悉面孔比陌生面孔更快、更准确地被识别出来(Stacey，Walker，& Underwood，2005)。
对人类面孔进行区分并在众多面孔中识别出熟悉的面孔，是社会交往尤其是非言语沟通中关键性的基本能力(Boucher，Lewis，& Collis，1998)。探索ASD者熟悉面孔识别与加工的特点，有利于理解ASD者的社会交往障碍。以往有关面孔熟悉性(如Sterling et al.，2008)的研究中，通常分别独立地呈现熟悉面孔、陌生面孔，通过收集个体观看面孔的指标来反映面孔熟悉性对个体面孔加工的影响。然而，研究表明，面孔在常人的注意中拥有特殊地位，即使被试试图忽视面孔，他们也会自动化、强制性地对面孔进行加工(Kanwisher，et al.，1997)。因而，单独呈现一张面孔刺激，这种自动化、强制性的加工就不可避免地发生。通过设置干扰刺激，使用选择性注意任务来操纵知觉负载(Lavie et al，2003)，可以考察熟悉面孔加工是否更具优势。而且，在日常社会生活过程中，ASD者与正常人一样，通常面对熟悉与不熟悉人群并存的复杂社交场景，如何从这样的复杂情境中发现熟悉面孔，进行社会交往活动，对ASD者而言是非常重要的。因此，如果多个面孔同时呈现，增加知觉负载，并形成竞争条件，反映在眼动轨迹上，个体是否优先注意熟悉面孔，ASD幼儿对熟悉面孔的反应模式是否与正常幼儿一样？对熟悉面孔是否表现出更多的注意偏向？为此，本研究将被试遗传熟悉的父母亲面孔与陌生面孔一起呈现，探讨ASD幼儿对熟悉面孔的视觉选择性注意特点。以往研究发现，ASD儿童对面孔的加工模式与正常儿童相似(Sterling et al.，2008；陈顺森等，2011，2012；金丽，陈顺森，2012)，因此，不论是熟悉的面孔还是陌生面孔，ASD者对其加工模式应该也相似于正常人；然而，正如上文所述，以往研究发现，ASD者观看熟悉面孔时的表现比较正常(Pierce，et al.，2004；Pierce & Redcay，2008)，因此，本研究假设：(1)ASD组与正常组一样，能区别对待熟悉面孔与陌生面孔，面孔的注意偏向模式与正常儿童一样；(2)ASD组对熟悉面孔加工的各项指标与正常组差异不显著，但对陌生面孔的加工显著差于正常组。
2 方法
2.1 被试
从特殊教育机构招募自闭症(Autism Disorders，AD)幼儿15名，其中4名未能完成观察任务而剔除，有效被试11名，其中男10名，女1名，年龄介于2.7岁至6岁(M= 4.42，SD=1.10)。所有被试均先经过儿童医院临床诊断并根据《中国精神障碍分类与诊断标准(第三版)》(CCMD-Ⅲ；中华医学会精神病学分会，2001)诊断为自闭症。经儿童医院(三级甲等)儿科医生根据《儿童自闭症评定量表》(childhood autism rating scale，CARS；Schopler，Reichler，& Renner，1988)评定，被试分数均处于诊断范围之内。排除遗传疾病(如：脆性X综合征、先天性眼萎综合征、纤维神经以及结节性硬化症)、重要感觉或运动神经损伤发作、重大身体残障。全部视力或矫正视力正常。
从某幼儿园选择11名幼儿为正常组(typically developing，TD)，其中男10名，女1名，年龄介于3岁至5.5岁(M=4.13，SD=0.67)。全部视力或矫正视力正常。经与班主任访谈，排除精神疾病史、发展障碍或神经疾病。
由于典型低功能自闭症受其言语能力、理解力的限制，无法对ASD组被试进行标准化智商评估(Eagle，2003)，因而未能将两组被试智商进行匹配。
2.2 仪器
使用Tobii 120眼动仪及其软件包记录每位被试在观看任务中的凝视行为。眼动仪与一台惠普Compaq511电脑连接并用其控制。该眼动系统为完全非接触式，极少指示，进行眼动即时跟踪而无需人为限制头部或躯体的运动。该系统可跟踪双眼，评价准确性为0.5水平，取样率为120Hz，对每位被试双眼进行5点校准，在1°视角内至少注视持续80ms才确定为注视。
2.3 材料
每个被试的材料包括三种：
(1)熟悉面孔：1张，父亲或母亲(任意一方)或其他重要抚养人的照片(如图1)，重复出现12次；
(2)“新朋友”面孔：1张，陌生的男孩、女孩照片各1张，性别与熟悉面孔相同(如图1)，重复出现12次；
(3)陌生人面孔:48张，不重复的陌生人(男女各半，如图1)，每张面孔呈现1次，每个被试所看到的48张陌生面孔是相同的。
熟悉面孔由专业摄影师在摄影室内拍照，面孔均为正面，目光平视。摄影机型号为尼康D7000，图片拍摄尺寸为3696×2648像素，其中面孔部分尺寸为751×861像素。以Photoshop8.0椭圆工具裁剪面孔，确保额头、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴、下巴均包括于面孔内。屏幕上每张面孔图片大小规格为180×200像素。
图1 实验材料为三种面孔
图2 面孔呈现方式示例
注：a为熟悉面孔，b为新朋友面孔，其余4个为陌生面孔
新朋友面孔、陌生面孔均从网络查找下载中性、正面面孔图片，每张图片最小尺寸为480×640像素。所有图片均处理为灰白。
每屏幕呈现6张面孔，包括1张熟悉面孔、1张新朋友面孔、4张陌生面孔。6张面孔分布于以屏幕中心为圆心的六角形6个顶点(如图2)，熟悉面孔与新朋友面孔在6个顶点分别出现2次，其位置包括相邻、相隔、相对三种关系，每种位置关系各4张，共有12张图片。图片大小960×720像素，计算机分辨率为1024×768像素。
2.4 研究设计
采用2(被试类型：AD、TD)×3(熟悉性：熟悉、新朋友、陌生人)两因素混合设计。被试类型为组间变量，熟悉性为组内变量。
2.5 实验程序
整个实验在自闭症学校或幼儿园比较安静的地方进行，实验是个别进行的。
(1)校准。被试坐在眼动仪前的靠背椅上，眼睛距离眼动仪显示器55～65cm。对每位被试双眼进行5点刻度的眼动校准。实验者坐在旁边控制计算机但不干扰观看行为。由于ASD幼儿的特殊性，由家长协助主试向ASD幼儿下达指令、控制行为，确保安全。
(2)被试观看图片(图3)。指导语：“请认真观看屏幕上出现的图片”。12张面孔组合图片按随机顺序呈现给每位被试，每张图片呈现5秒，然后呈现1秒中央有小动物(作为注视点)的白屏，在开始与结束时分别呈现2张面孔图片作为练习，不作为结果分析对象。
(3)被试观看图片期间，不要求其进行决定或判断。观看完毕就可离开。
(4)实验共用时2分钟左右。
图3 实验执行程序示意图
2.6 分析指标
根据已有研究，确定以下分析指标(Riby & Hancock，2009；Devue，van der Stigchel，Brédart，& Theeuwes，2009)：
①首次注视前时间(Time to First Fixation，TFF)：从图片呈现开始到被试首次注视到某一类面孔之间的时间。从图片呈现开始至被试首次注视到4张陌生面孔中的任何一张面孔之间的时间，为于陌生面孔的TFF。
②觉察前注视点数(Fixation Before，FB)：从图片呈现开始到被试首次注视到某一面孔之间的注视点数量。从图片呈现开始至被试首次注视到4张陌生面孔中的任何一张面孔之间的注视点数量，为陌生面孔的FB。
③观看总时间(Observation Length，OL)：图片呈现时间内被试观看兴趣区(某一类型面孔)的总时间，包括注视时间和回视时间。陌生面孔的OL区分为被试对4张陌生面孔的观看时间总和、均值。
④注视时间(Fixation Duration，FD)：被试从首次注视到目光离开面孔的时间。陌生面孔的FD区分为被试对4张陌生面孔的注视时间总和、均值。
⑤首次注视时间(First Fixation Duration，FFD)：被试首次注视某一面孔的持续时间。被试最先注视到的某一张陌生面孔上的首次注视时间，为陌生面孔的FFD。
⑥注视点数(Fixation Count，FC)：被试从首次注视到目光离开面孔的注视点数量。被试对4张陌生面孔的注视点数量总和为陌生面孔的FC。
以TFF、FB为面孔觉察指标，OL、FD、FFD、FC为面孔加工指标。
3 结果
3.1 对不同熟悉度面孔的觉察偏向
两组观看面孔图片的屏幕所用时间总量(OL)差异不显著，
=4607ms，SD=272ms；
=4755ms，SD=173ms；t(20)=1.53，p＞0.05。表1、表2呈现的是两组在觉察、加工面孔的眼动指标，图4是某自闭症幼儿、某正常幼儿眼动扫描轨迹情况。
重复测量方差分析显示，对于面孔觉察时间(TFF)，被试类型主效应显著，F(1，20)=6.91，MSE=487939，p＜0.01，
=0.257，ASD组觉察面孔的时间显著长于正常组。面孔熟悉性主效应显著，F(2，40)=43.53，MSE=364327，p＜0.001，=0.685，对陌生面孔的觉察速度显著快于熟悉面孔(p＜0.001)、新朋友面孔(p＜0.001)，对熟悉面孔的觉察速度与新朋友无异(p＞0.05)。交互作用不显著，F(2，40)=1.26，p＞0.05，=0.059。
对于觉察到面孔前的注视点数(FB)，被试类型主效应不显著，F(1，20)=0.01，MSE=9.44，p＞0.05，＜0.001，ASD组与正常组觉察到同类面孔前的注视点数没有显著差异。面孔熟悉性主效应显著，F(2，40)=61.57，MSE=4.80，p＜0.001，=0.755，两组觉察到陌生面孔前的注视点显著少于熟悉面孔(p＜0.001)、新朋友面孔(p＜0.001)，而对觉察到熟悉面孔前的注视点数与新朋友无异(p＞0.05)。交互作用不显著，F(2，40)=1.36，p＞0.05，=0.064。
3.2 对不同熟悉度面孔的加工偏向
以4张陌生面孔观看时间总和为该类面孔的观看时间
，重复测量方差分析显示，被试类型主效应不显著，F(1，20)=0.93，MSE=145270，p＞0.05，=0.044，即ASD组观看面孔的时间与正常组差异不显著；面孔熟悉度主效应显著，F(2，40)=34.12，MSE=327589，p＜0.001，=0.630，对4张陌生面孔的总观看时间显著多于对熟悉面孔(p＜0.01)和新朋友面孔(p＜0.001)的观看时间，对熟悉面孔的观看时间也显著多于新朋友面孔的注视时间(p＜0.001)。被试类型和面孔类型之间交互作用不显著，F(2，40)=0.74，p＞0.05，=0.036。
以4张陌生面孔观看时间的均值为该类面孔的观看时间
，被试类型主效应不显著，F(1，20)=1.45，MSE=88933，p＞0.05，=0.067，即ASD组观看面孔的时间与正常组差异不显著；面孔熟悉度主效应显著，F(2，40)=22.61，MSE=152862，p＜0.001，=0.531，对熟悉面孔的观看时间显著多于对陌生面孔(p＜0.01)和新朋友面孔(p＜0.001)的观看时间，对陌生面孔的平均观看时间与新朋友面孔的无异(p＞0.05)。被试类型和面孔类型之间交互作用不显著，F(2，40)=1.61，p＞0.05，=0.074。
以对4张陌生面孔注视时间总和为该类面孔注视时间
，被试类型主效应显著，F(1，20)=4.51，MSE=183349，p＜0.05，=0.184，ASD组对面孔的注视时间显著少于正常组；面孔熟悉性主效应显著，F(2，40)=36.17，MSE=240569，p＜0.001，=0.644，对陌生面孔的注视时间显著多于对熟悉面孔(p＜0.01)和新朋友面孔(p＜0.001)的注视时间，对熟悉面孔的注视时间也显著多于新朋友面孔的注视时间(p＜0.01)。被试类型和面孔类型之间交互作用不显著，F(2，40)=0.80，p＞0.05，=0.039。
以4张陌生面孔观看时间的均值为该类面孔的注视时间
，被试类型主效应不显著，F(1，20)=2.80，MSE=109734，p＞0.05，=0.123，ASD组对面孔的注视时间与正常组差异不显著；面孔熟悉性主效应显著，F(2，40)=18.29，MSE=138738，p＜0.001，=0.478，对熟悉面孔的注视时间显著多于对陌生面孔(p＜0.001)和新朋友面孔(p＜ 0.001)的注视时间，对陌生面孔的注视时间与对新朋友面孔的注视时间无显著差异(p＞0.05)。被试类型和面孔类型之间交互作用不显著，F(2，40)=0.99，p＞0.05，=0.047。
首次注视面孔时间(FFD)的被试类型主效应显著，F(1，20)=7.14，MSE=10445，p＜0.05，=0.263，ASD组对面孔的首次注视时间都显著少于正常组；面孔熟悉性主效应显著，F(2，40)=5.79，MSE =9492，p＜0.01，=0.224，对新朋友面孔的首次注视时间显著少于对熟悉面孔(p＜0.01)和陌生面孔(p＜0.01)的首次注视时间，对熟悉面孔的首次注视时间与对陌生面孔的没有显著差异(p＞0.05)。被试类型和面孔类型之间交互作用不显著，F(2，40)=2.59，p＞0.05，=0.115。
以对4张陌生面孔注视点数总和为该类面孔注视点数
，被试间的主效应不显著，F(1，20)=0.77，MSE=1.42，p＞0.05，=0.042，ASD组对面孔的注视点数与正常组无显著差异；面孔熟悉度的主效应显著，F(2，40)=84.43，MSE=1.05，p＜0.001，=0.801，对陌生面孔的注视点数显著多于熟悉面孔(p＜0.001)和新朋友面孔(p＜0.001)的注视次数，对熟悉面孔的注视点数与新朋友面孔没有显著差异(p＞0.05)；两因素间交互作用显著，F(2，40)=4.54，p＜0.05，=0.185。简单效应分析，发现两组对熟悉面孔、朋友面孔的注视点数无显著差异(p＞0.05)，而正常幼儿对此陌生面孔的注视点数略多于ASD组，差异呈边缘显著水平(p=0.054)。
以4张陌生面孔注视点数的均值为该类面孔的注视点数
，被试间的主效应不显著，F(1.20)=0.77，MSE=1.42，p＞0.05，=0.042，ASD组对面孔的注视点数与正常组无显著差异；面孔熟悉度的主效应不显著，F(2.40)=2.44，MSE=0.52，p＞0.05，=0.109，两组对三类面孔的注视点数无显著差异；两因素间交互作用显著，F(2.40)=2.41，p＞0.05，=0.108。
4 讨论
4.1 自闭症幼儿对熟悉面孔的感知
记住陌生面孔和回忆熟悉面孔的能力是社交功能的重要方面(Wilson，Pascalis & Blades，2007)。认出一张熟悉的面孔对于常人来说是一件很容易的事(Johnston & Edmonds，2009)。刚出生几小时的婴儿就对其母亲的面孔表现出比陌生人面孔更多的偏向(Bushnell，Sai，& Mullin，1989)。对于幼儿而言，父母等重要抚养人与其共同生活多年，自然是其最熟悉的。此外，随着相处时间的延长，个体对某一陌生面孔的多次学习后，也能产生熟悉感(Johnston & Edmonds，2009)。
行为观察和临床统计证明，ASD者对面孔的注意较少(陈顺森等，2011，2012；Trepagnier et al.，2002；Pelphrey et al.,2002；Dalton et al.，2005；Klin et al.，2002)。但是神经成像研究结果表明，ASD者看熟悉面孔时的神经激活方式正常(Aylward et al.，2004；Pierce et al.，2004)。我们利用眼动追踪技术，结果发现，在多重竞争条件下，ASD幼儿与正常组一样对陌生面孔表现出更明显的觉察偏向，而对熟悉面孔与重复暴露的“新朋友”面孔的反应速度却没有差异，他们对熟悉面孔、“新朋友”面孔、陌生面孔的觉察时间均长于正常幼儿，这与我们的假设不一致。这说明不论是正常幼儿还是ASD幼儿，陌生面孔都是一种新异刺激，更易于捕获个体的注意；而且，ASD幼儿对面孔的觉察慢于正常幼儿。
Riby(2006)指出，陌生面孔最能吸引年幼儿童的兴趣，而其更多的注意则需要投入到对熟悉面孔的加工，因为在儿童生活中最重要的形象就是养育者那张熟悉的面孔。儿童不仅需要从不认识的人群中识别出认识的人，也需要对这张面孔中获取解释社会性交流的线索，从中学会在社交情境中如何恰切地与人交往(Riby，2006)。以往研究认为，正常人看陌生面孔比看熟悉面孔时有更多的注视，而ASD者的注视却不受面孔熟悉度的影响(Wilson，Pascalis，& Blades，2007)。本实验中，不论面孔熟悉与否，ASD幼儿对面孔的注视时间(FD)都要比正常幼儿的少，这与Sterling等人(2008)研究结果一致，验证了我们的假设。然而，ASD幼儿对熟悉面孔的观看时间(OL)与正常幼儿差异并不显著。这表明ASD幼儿对熟悉面孔有较多的回视，他们与正常幼儿一样对熟悉面孔产生更多的兴趣。事实上，虽然他们对4张陌生面孔尽可能都观看过，但在单张陌生面孔上的观看和注视的时间均少于熟悉面孔。显然，ASD幼儿与正常儿童一样，能区别对待熟悉与陌生的面孔，能够识别熟悉面孔。临床观察也发现，ASD儿童能够较好地观看父母等熟悉人的面孔，随着康复治疗过程，他们也能认出治疗者。但他们对陌生面孔不论是重复暴露的还是单次出现的，都表现出注意维持的困难。
最近的一项ERP研究发现：(1)相对于重复呈现的陌生人面孔(如本研究中的“新朋友”面孔)，重复呈现的熟悉面孔在ASD组的P2点和控制组的P1/P2点都诱发了较小的正波；(2)熟悉面孔都诱发了ASD组和控制组较大的N250波幅；(3)在ASD组和控制组诱发的N400波幅没有显著差异(Webb et al.，2010)。而且，Pierce等人发现ASD者感知个人熟悉面孔时梭状回激活正常(Pierce et al.，2004；Pierce & Redcay，2008)。显然，正常的N250反应与ASD者对熟悉面孔的感知有关(Webb et al.，2010)。这说明，ASD幼儿对熟悉面孔加工的早期成分与正常组无异，他们对面孔构型等基本信息的感知并无受损。
4.2 面孔熟悉感的建立
正如前文所述，随着重复暴露次数的增加，幼儿对新异视觉刺激表现出注意偏向或选择性注意(Fantz，1964)，这样，面孔的暴露度和熟悉性就可以影响眼动或者对面孔的注意方式(Althoff & Cohen，1999)。然而，本实验结果发现，两组观看新朋友面孔的时间均接近于观看陌生面孔，这表明，在实验情境下，新朋友面孔的重复暴露并不能导致两组幼儿对其形成与注意父母面孔相似的熟悉感。本研究中，ASD幼儿对面孔的观看时间接近于正常幼儿，而注视时间则显著少于正常幼儿，这说明自闭症幼儿对面孔有多次的回视，在面孔上眼跳时间多于正常幼儿，从而不易形成对面孔的深层加工，这一定程度上也可能反映了他们社交能力形成的困难。
ASD组对不同熟悉度面孔的反应模式与正常幼儿没有差别，面孔的熟悉性影响了两组幼儿对其觉察的速度，熟悉面孔更吸引个体的兴趣。由于本研究图片中的面孔较小，没有对面孔特征区的加工进行细致的分析，但研究发现，ASD幼儿对面孔的注视点大部分落在嘴巴区域上，而正常幼儿却主要落在眼睛区域。熟悉性是否对ASD幼儿面孔特征区加工产生影响，需要进一步予以研究。
5 结论
ASD幼儿对不同熟悉度的面孔刺激注意偏向模式与正常儿童相似，能够识别熟悉面孔。不论面孔刺激是陌生的、刚熟悉的还是很熟悉的，ASD幼儿的注意维持都较正常幼儿困难。ASD幼儿在看重复暴露的面孔与陌生面孔时的注视模式没有区别这也可能说明ASD儿童与他人的熟悉感难以建立。
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