ASD青少年面部情绪识别与表达的眼神分析

文献:Wieckowski, A. T., & White, S. W. (2016). Eye-Gaze analysis of facial emotion recognition and expression in adolescents with ASD. Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology, 46(1), 110–124. http://dx.doi.org/10.1080/15374416.2016.1204924

论文原文

1.背景介绍 ¶

面部情绪识别和表达是独立但高度相关的，多项研究表明识别和表达上的困难极大地影响了社交互动的质量。尽管情绪识别能力在儿童早期就发展了，但与同龄TD儿童相比，ASD儿童在识别某些表情时会遇到更多的困难；ASD人群表现出较少的非语言情绪表达。总之，不论语言能力如何，ASD中这种非典型的非语言情绪表达都使社交沟通充满困难。尽管许多研究分别研究了ASD的面部表情识别和表达的不足，但现有研究并未同时探讨这两个过程。 眼动追踪技术已用于许多研究中，以评估ASD人群与非ASD人群在视觉注意过程上的差异，总体而言，研究结果不一致。但是，眼动追踪技术提供了一种直接、客观的方式来观察和量化注视模式，因此该方法可用于面部情绪识别和表达的研究。这项研究将视觉处理作为情绪表达和识别缺陷的潜在机制，目的之一是探讨情绪识别和表达上的困难是否可能与ASD青少年观察社会刺激（尤其是情绪）的方式不同有关；第二个目的是研究在脚本化、结构化任务中表达情绪能力的差异。

2.假设 ¶

假设1：与TD青少年相比，ASD青少年对面部刺激的眼睛区域的累积注视更少；假设2：对于ASD青少年，更长的眼部注视持续时间可以预测所识别和表达的情感的准确性；假设3：假设在两个情绪表达任务上，与TD同龄人相比，ASD青少年不太可能表达预期的情绪；假设4：假设ASD青少年在脚本条件下表达情绪比在自由选择反应条件下表达的情绪更准确。

3.方法 ¶

12-17岁的青少年，TD组和ASD组各20名。

ADOS-2，对ASD儿童进行半结构化评估；儿童焦虑症相关疾病筛查，儿童和父母版本（Screen for Child Anxiety Related Disorders, Child and Parent Version，SCARED）：一份自我报告和父母报告的焦虑量表，筛查儿童的焦虑症状；社会责任感量表，第二版(SRS-2）：评估对他人和社交信息的意识、进行相互社交沟通的能力、社交焦虑/回避以及其他自闭症特征；多伦多儿童述情障碍（Alexithymia）量表(TAS-C）：自我报告量表，用于衡量理解、处理或描述儿童情绪方面的困难；使用《韦氏智力简表》第二版(WASI-2）对所有被试进行认知能力测试。

4.设备和刺激 ¶

使用Tobii T60 XL眼动仪完成了眼动追踪，被试坐在距眼动仪屏幕约60厘米（1920×1200像素屏幕分辨率）的位置，并指示他们查看屏幕上的视频刺激。在收集数据之前，使用5点校准程序，对每个被试的眼睛进行了眼动追踪系统的校准。

刺激由取自VT-KFER数据集的成年男性和女性的短片（2.73 s）组成，这些短片表示六种基本情绪（幸福，悲伤，恐惧，愤怒，惊奇或厌恶）之一。每个任务（识别和自由选择任务）的每种情绪使用六个视频，结果两个任务中的每个任务制作了36个视频，总共有72个刺激视频。

图1

5.过程 ¶

在第一种情况下（自由选择反应表达任务），被试坐在监视器前，并向他们展示了预先录制的视频，每种情绪展示了6次，每个视频展示之后要求被试使用面部表情对所呈现的情绪做出反应（像现实中的互动一样）。但研究表明，在典型发展人群中，模仿视频中的表情是最常见的，而不是互补的表达。在第二种情况下（情绪识别任务），演示每个视频之后，要求被试告诉主试他们看到了哪种情绪（说出情绪的名称）。在每次刺激演示之后，为被试提供七种情绪的选项，在第三个条件（脚本表达任务）中，以口头表达的方式要求被试作出相应的表情（如，请做出[高兴]的表情）。

6.数据分析 ¶

进行初步分析，以检查注视模式和做出预期表情的能力是否因各种情绪而崩溃（collapsed），是否因年龄、性别、智商、自我报告的社交焦虑症状或自我报告的运动障碍而异。这些初步分析的任何主要效应都将作为协变量包括在主要分析中。

在刺激演示过程中针对每个任务追踪被试的视线模式和注视力，并使用Matlab代码（MatlabR2014b，Mathworks Inc.，MA）进行了分析。Tobii T60（Studio Professional）提供了使用椭圆形AOI工具预定义的感兴趣区域（The areas of interest，AOI），包括脸部、眼睛和嘴巴区域。

图2

对于主要分析，为了检验与TD青少年相比，ASD青少年的视线持续时间较短的假说，使用了线性混合模型进行最大似然估计。组（TD vs. ASD）和情绪类型作为固定因素进行测试，被试作为随机因素进行测试，对AOI的固定持续时间作为因变量。为了检验第二个假设，即眼部区域的注视持续时间可预测ASD组内的情绪识别和表达的准确性，运行了一个线性混合模型。为了检验第三个假设（组间表达预期情绪的能力差异），将组（TD与ASD）作为被试间因素进行了单向方差分析（ANOVA）。为了探讨不同情绪在识别和表达上的差异，使用ANOVA将情绪类型添加到分析中，以探讨每个不同情绪刺激下各组之间的交互作用。为了调查自由选择反应与脚本条件之间的ASD青少年表达情绪的能力可能存在的差异，进行了配对t检验。

7.结果 ¶

各组的年龄没有差异，智商存在群体差异。

在两种情况下，自由选择任务的任务完成率百分比得分之间无显著差异。

识别某些而非全部情绪的能力存在显著的组间差异：TD组中更准确地识别出厌恶。

图3

与假设不一致，即与TD青少年相比，ASD组对面部眼睛区域的凝视持续时间较短，两组之间的差异无统计学意义；情绪类型对眼睛区域的注视时间没有影响；组与情绪类型之间没有显著的交互作用；与TD相比，ASD花费更少的时间去观察惊奇刺激的眼部区域也没有显著效应。 在识别任务期间，组和情绪类型对固定在嘴部区域的持续时间之间的相互作用具有统计学意；情绪类型对固定在嘴部区域有显著影响，在惊讶刺激时，与TD相比，ASD固定在嘴巴区域的时间更长。 自由选择响应任务观察到相反的模式，尽管在情绪上的组间差异无显著性，但在注视到眼睛区域的持续时间中，情绪有显著影响，并且组和情绪类型之间有显著的交互作用。在惊讶刺激时，与TD相比，ASD在眼部区域花费的时间显著减少。

与假设的不一致，更长的眼部注视时间不能预测ASD青少年的情绪识别或表达的准确性。对于识别任务，固定到嘴巴区域的持续时间对识别和表达准确性都有显著影响。与其他情绪相比，对恐惧情绪识别的准确性明显较低，与厌恶相比，快乐情绪识别的准确率要高得多。对于自由选择反应表达任务，固定到嘴巴区域的持续时间对被试反映情绪的程度的影响不显著。注视持续时间和情绪类型对目标表达的镜像有显著的交互作用。

图4

在自由选择回应表达任务中，与TD组相比，ASD组不太可能反映出所呈现的情绪；在脚本表达任务期间，表达预期情绪的能力没有组间差异。TD和ASD组在表达快乐、惊讶和恐惧的预期情绪方面存在显著差异。 对于脚本任务的情绪期望表达的准确性，相对于快乐刺激，恐惧刺激预期表达的准确性明显较低；ASD仅在惊讶表达中准确性明显较低。

图5

与自由选择回应表示=相比，脚本条件的准确性更高。

8.总结 ¶

这项研究试图研究视觉注意力（注视）对面部情绪识别和表达的准确性的可能作用。结果显示，患有ASD的人的视线改变了，准确表达某些情绪（特别是惊讶）的能力也下降了。在观察动态刺激时，注视嘴巴区域似乎可以提高情绪识别和表达的准确性。