ASD儿童面部情绪识别与面部情绪表达关系的评估

文献：Wieckowski. A.T., Swain.W.A., D.M., & White.S.W., (2019). Task dependency when evaluating association between facial emotion recognition and facial emotion expression in children with ASD. Journal of Autism and Developmental Disorders, 49(2), 460-467, https://doi.org/10.1007/s10803-018-3712-9 论文原文

1.背景介绍 ¶

面部情绪识别（facial emotion recognition，FER）和表达（facial emotion expression，FEE）障碍会影响沟通和社交互动。ASD的FER困难在儿童早期就会表现出来，并且研究报告ASD的FER困难会随着年龄的增长愈发严重，其中最常见的是缺乏识别愤怒、恐惧和惊讶的能力。此外，先前的研究表明，刺激的类型与ASD儿童的FER表现有相关性（比如，在识别卡通表情时，ASD的表现与TD同龄人相当，甚至更好。但是，当刺激是人脸表情时，与TD同龄人相比，ASD表现出更多的困难。）。与FER相比，对ASD的FEE能力的研究更为有限，但是FEE受损提示可能诊断为ASD（这是ADOS-2评估的功能之一）。即使语言能力完好，非典型FEE也可能使社交互动和沟通充满挑战。由于FER和FEE对社交互动都是至关重要的，而患有ASD的儿童在这两个过程中均显示出障碍，因此研究二者之间的关系对于临床干预来说是有意义的，并且目前没有研究研讨ASD儿童的这两种能力之间的关系。

2.目的 ¶

探讨ASD和TD儿童的FER和FEE能力，以及两种能力之间的关系；作为探索性（exploratory）目的，研究了刺激类型（即卡通脸、人脸，、无脸的视听轨迹（audio-visual track ））对FER和FEE之间关系的影响。

3.方法 ¶

1.与TD儿童相比ASD儿童的FER和FEE能力在准确性（accuracy）和质量（quality）方面都较差（即非典型）； 2.FER能力与FEE能力有很强的正相关性（准确性）。

9-12岁的ASD（n = 20，18名男生）和TD（n = 20，14名男生）儿童。

交互式计算机辅助程序FEET旨在训练适当的情绪表达，Microsoft Kinect用来捕获面部重要特征（3D数据点），Microsoft还提供了自动检测面部特征的标准软件包（类似生物反馈）。在本研究中FEET仅用来作为检测面部表情，要求孩子用自己的脸来表达视频或音频中表达的情绪。刺激分为三个等级，L1刺激是简单的卡通面孔，L2是人脸，L3是没有面孔的场景（比如，夜晚的闪电在背景中发出可怕的声音）。每个等级中每个情绪都会显示一个刺激，并且所有刺激都是动态视频。使用非面部刺激的场景，是为了探索潜在的面部模仿之外的FEE泛化。之后让儿童识别L1的卡通表情来评估FER能力，即从四个选项中（愤怒，开心，中立，恐惧）选择一个告诉主试。

图1

实验开始时要求每个被试做出六种基本情绪（即愤怒、开心、悲伤、恐惧、厌恶、惊讶）和中立的表情。用于衡量儿童在没有模型或纠正反馈的情况下自愿产生带标签的（labeled）表情的能力。

使用静态的彩色图像来评估识别常见面部表情的的能力。任务包括：从3-4张图像中选择具有相同表情的两张；从4张图像中选择1张与页面顶部所显示表情相同的图像；短暂显示一张图像，然后根据记忆选择两张与刚才显示的表情相同的图像。该任务会产生基于年龄的标准分数，平均值为10，标准差为3，分数越低表明FER能力越差。

使用FEET系统对图像和视频（对30帧进行编码，即情绪表达开始之前的10帧和之后的20帧）进行编码。将表情的非典型性分为三级：0（完全正常）可以被识别并且是典型的；1（较非典型）可以被识别但会有某种程度的异常（比如，皱巴巴的（wrinkled）鼻子表示生气）；2（非常非典型）无法识别，表情奇怪、呆板、机械。

4.数据分析 ¶

使用IBM SPSS Statistics版本24分析数据。并使用SPSS中的箱线图（boxplot）检查数据的异常值和高影响力数据点。对于每个FEE级别，均进行了双尾方差分析（ANOVA），以探索组（2个级别：ASD与TD），FER（2个级别：高FER和低FER）之间的关系以及分组和FER在FEE准确性和非典型性方面的交互作用。

5.结果 ¶

TD组出现了在1级（n = 2）和2级（n = 1）内的非典型表达；智商存在组间差异，ASD组的智商与所有FER和FEE的统计变量都不相关，但TD组，智商与1级（即卡通人物）中FEE正确的百分比呈正相关。

情绪识别能力有中等效应的显著组间差异，即TD组比ASD组FER能力强。

ASD组FER对FEE有显著影响，FER高的人的FEE明显高于FER低的人，TD组高FER与低FER的FEE能力没有显著差异。 级别1（即卡通脸）的FEE准确性，没有产生任何组或FER主效应；2级（即人脸）组与FER之间存在显著的相互作用，ASD组较高的FER与较低的FEE密切相关，TD组FER的高与低在FEE准确性上没有显著差异。3级，FEE准确性和组别都与FER无关，但组对FEE准确有中等程度的影响。

图2

静止图片任务期间，ASD组被在统计上比TD组显示出更多的非典型情绪表达。 无论在1级（即卡通脸），2级（即人脸）还是3级（无面孔）FEE中，ASD组在情绪表达上比TD组表现出更多的非典型性。三个级别中FEE与FER没有交互作用。

图3

6.总结 ¶

与TD同龄人相比，ASD儿童表现出降低的FER和FEE能力，以及非典型的面部情绪表达能力；FEE的非典型性存在显著的组间差异；ASD组当被要求做出标记性情绪时，FER能力水平与FEE之间的显著相关，这些都是符合研究者预期的。与研究者与其相反的是，在FEE准确性方面，在被要求情况下和L1、L2情况下ASD和TD两组之间没有差异，但ASD在无面孔的场景下FEE表现更差；结果还表明FER能力不会广泛影响FEE，但ASD的FER似乎与FEE有关，并且仅与某些FEE任务有关。