2022年9月,发展心理学权威期刊Autism正式刊出了银河7163官网的易莉课题组和北京师范大学心理学部王乾东课题组合作发表的论文“Investigating intra-individual variability of face scanning in autistic children”。该研究采用眼动追踪技术,使用多种类型的刺激、任务和实验设计开展了五项实验研究探究了孤独症儿童在面孔加工时视觉注意的变异度,为理解孤独症儿童异常的面孔加工以及社交交流缺陷提供了新的视角。

孤独症是一种以社会交往和语言沟通障碍、兴趣范围狭窄及重复刻板行为为主要特征的神经发育障碍。对面孔的注意对社交交流非常重要。近年来,王乾东和易莉课题组一直紧密合作,致力于探究孤独症儿童的面孔加工模式。多篇研究发表在临床和发展心理学的顶级期刊上。这些研究发现孤独症儿童会受到眼睛的物理凸显性的吸引而注意眼睛,但相比于正常儿童,有更弱的动机去看眼睛(/xwzx/xyxw/318223.htm)。孤独症儿童还表现出对威胁性面孔的警觉以及对面孔最具威胁性区域——眼睛的回避,支持了过度唤起假说(http://www.pku.org.cn/news/rwdt/1294538.htm)。即使孤独症儿童去看眼睛,他们也较少利用视线信息去调整他们的社交行为,看他人的眼睛反而会干扰孤独症儿童追随他人的视线(https://www.psy.pku.edu.cn/xwzx/xyxw/326215.htm)。这些研究揭示了孤独症儿童视线接触异常的现象及其背后的机制。

本研究从视觉注意变异度这个全新的角度重新审视了孤独症儿童异常的面孔加工以及社交交流缺陷,为孤独症的预测理论提供了证据。这项研究使用多种类型的刺激、任务和实验设计开展了五项实验,探究了孤独症儿童加工面孔时的视觉注意变异度是否比非孤独症儿童更大,并以房屋作为刺激探究孤独症儿童增大的变异度是否局限于面孔。变异度计算方法简介见图1。结果发现除了面孔身份判断,孤独症儿童在识别面孔表情、判断面孔的喜好程度以及自由观察面孔时,他们加工面孔模式的变异度比非孤独症儿童更大(图2A-E, G和图3)。进一步分析发现在加工房屋刺激时,孤独症儿童的变异度也更大(图2F-G),并且在孤独症儿童中,加工面孔和房屋的变异程度存在紧密相关(图4),说明孤独症儿童扫描变异度的异常并不局限于社会性刺激的加工。这项研究说明孤独症儿童注视面孔时的模式具有更大的噪音,也更难以预测。这种对面孔更具噪音的感知可能会延迟面孔加工,增加信息提取的误差。


图1. (A)(B)(C)为眼动空间相似性计算。注视模式转为注视热图并向量化后,求两两向量之间的斯皮尔曼相关。该方法计算的相似程度与人类直觉非常相似:A和B之间的相关系数为0.82,A和C为0.64。但是,即使A和B整体注视的空间位置相似,它们产生的时间过程可以非常不同(见A和B中注视点产生的时间过程)。(D) 为基于扫描路径(scanpath)的眼动相似性。整张面孔刺激被分割成许多小矩形并被赋予不同的字母。基于此,每个注视序列被重新编码。比如示例中的注视序列被编码为字符串gO iB jM lL。在这个字符串中,既包含眼动的空间信息(不同的字符串代表不同空间位置),也包含时间信息(字母的排列顺序)。扫描路径相似性计算简化为比较不同字符串的相似性。我们使用基因研究中经常使用的Needleman–Wunsch algorithm (Needleman & Wunsch, 1970)计算字符串的相似性。


图2. 不同任务下,孤独症儿童和健康儿童加工面孔和房屋时的相似性程度。


图3. 四项面孔加工实验的元分析结果。


图4.面孔和房屋变异度的相关。

北京大学生命科学联合中心已毕业的王乾东(现在北京师范大学心理学部任教)为论文的第一作者兼共同通讯作者,易莉研究员为本文的通讯作者。银河7163官网的陆昊阳、胡艺箫博士,博士生宋词,以及中南大学的冯树元博士也为本文做出了重要贡献。该研究由国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金,以及广东省孤独症诊断和治疗新工具的开发项目资助完成。

王乾东和易莉课题组共同合作的面孔加工的系列论文如下(#共同一作,*通讯作者):

Wang, Q. *, Lu, H., Feng, S., Song, C., Hu, Y., & Yi, L.* (2022). Investigating intra-individual variability of face scanning in autistic children. Autism, 26(7), 1752–1764.

Liu, Q.#, Wang, Q.#, Li, X.#, Gong, X., Luo, X., Yin, T., Liu, J.*, & Yi, L.* (2021). Social synchronization during joint attention in children with autism spectrum disorder. Autism Research, 14(10), 2120–2130.

He, Q.#, Wang, Q.#, Wu, Y., Yi, L.*, & Wei, K.* (2021). Automatic classification of children with autism spectrum disorder by using a computerized visual‐orienting task. PsyCh Journal. 10(4), 550–565.

Wang, Q.#, Hoi, S. P.#, Song, C., Li, T., Lam, C. M., Wang, Y.*, & Yi, L*. (2021). Circumscribed interest modulates attention to eyes in boys with and without autism spectrum disorder. Frontiers in Psychiatry, 12, 627365.

Wang, Q., Hoi, S., Wang, Y., Lam, C., Fang, F., & Yi, L.* (2020). Gaze response to others' gaze following in children with and without autism. Journal of Abnormal Psychology. 129(3), 320–329.

Wang, Q., Hoi, S., Wang, Y.*, Song, C., Li, T., Lam, C., Fang, F., & Yi, L.* (2020). Out of mind, out of sight? Investigating abnormal face scanning in autism spectrum disorder using gaze-contingent paradigm. Developmental Science, 23(1), e12856.

Wang, Q., Lu, L., Zhang, Q., Fang, F., Zou, X., & Yi, L.* (2018). Eye avoidance in young children with Autism Spectrum Disorder is modulated by emotional facial expressions. Journal of Abnormal Psychology, 127, 722–732.

PI及课题组介绍

易莉研究员于2003年毕业于北京大学心理学系,获学士学位。2007年获美国杜克大学心理与神经科学系发展心理学硕士学位,2009获该系博士学位。2009年6月加入中山大学心理学系,先后担任讲师及副教授。2015年2月起任北京大学心理学系研究员、博士生导师。易莉课题组近年来主要从事孤独症谱系障碍儿童的研究,目前研究方向集中于孤独症的社会认知障碍的机制、早期视觉注意、孤独症早期筛查和新型康复手段的研究。


2022-09-16