情绪视觉失配负性：对自闭症成年人的社会和非社会维度的联合研究

文献:Kovarski, K., Charpentier, J., Roux, S., Batty, M., Houy-Durand, E., & Gomot, M. (2021). Emotional visual mismatch negativity: A joint investigation of social and non-social dimensions in adults with autism. Translational Psychiatry, 11:10. https://doi.org/10.1038/s41398-020-01133-5

论文原文

1.背景介绍 ¶

自闭症谱系障碍(ASD)有两种主要症状，一种包括社会情绪领域的障碍，第二种包括兴趣受限、刻板行为和非典型感官反应。社交互动中的困难与非典型的社会认知和情绪处理有关，而在第二维度中观察到的症状通常与不确定性的不容忍（intolerance）有关，这种特征意味着在不可预测的条件下适应能力降低。由于具有社会价值，因此检测面部表情变化是避免危险和适应他人反应的基本条件。在自闭症中，已经反复报道了情绪面部表情受损的情况，这与事件相关电位（ERP）的非典型振幅和/或潜伏期或对静态和动态情绪面部做出反应的大脑活动模式有关。相应的，ASD的感觉特殊性和不确定性的不容忍可能与感觉信息变化的非典型处理有关。在视觉领域，可以通过允许记录视觉失配负性（vMMN）的怪球范式（oddball paradigms）研究自动变化检测响应。在奇数球序列中使用异常和新颖的几何刺激，已显示自闭症的儿童和成人显示出比对照组更早和更小的vMMN，表明大脑对视觉变化的反应异常。虽然尚无研究调查自闭症个体中vMMN与面部表情的关系，但之前的一项工作已通过TD自闭症频谱商（AQ）评估了自闭症人格特征，揭示了AQ得分与情绪性vMMN振幅呈正相关。

2.目的 ¶

研究自动改变检测对成人自闭症患者情绪面孔的影响。 假设：自动变化检测会中断；根据偏离刺激的情绪效价/性质，变化检测过程会缺乏调节。

3.材料和方法 ¶

17名ASD（平均年龄±标准差：25.7±6.4； 3名女性）；17名TD（平均年龄±标准差：26.3±6.8； 3名女性）。双尾t检验显示。两组在非语言和语言智商上均不同，但是没有被试出现发育迟缓（IQ＜70）。

图1

图5

同一位女演员的六张照片（图1A）以两个序列呈现：一个怪球（oddball）和一个等概率（equiprobable）序列（图1A）。呈现等概率序列是为了控制由于怪求序列中的刺激重复（标准刺激）而引起的神经适应。因此，通过从等概率序列中呈现的相同刺激中减去偏差刺激（在怪球序列中）的诱发反应来执行受控vMMN。 在怪球序列中，中性表情表示为标准刺激（std；出现概率P = 0.80）。愤怒或中性表情分别以情绪偏差（devAnger，P = 0.10）和中性偏差（devNeutral，P = 0.10）呈现。在等概率序列中，以伪随机的方式呈现了六个刺激：怪球序列的三个刺激和其他三个面部表情（恐惧、快乐、中性3）。 被试坐在离屏幕120厘米的扶手椅上。通过使用Presentation软件呈现刺激，以150 ms的刺激间隔持续呈现150 ms（图1B）。怪球序列包括1575个刺激，等概率序列924个刺激，总录制时间持续30分钟。怪球序列中的目标刺激是中性表情鼻子上的十字消失，等概率序列中的目标刺激是鼻子上十字消失的任何表情，目标刺激出现，被试按下按钮。

分析了目标检测任务期间的准确性和虚假警报（FA），并确定了灵敏度指标d’= z分数（正确响应百分比）-z分数（FAs）来评估被试的注意力程度，t检验以进行组间比较。

图2

图6

使用64通道ActiveTwo系统（BioSemi，荷兰）记录EEG数据。

将0.3 Hz数字高通滤波器应用于EEG信号。通过应用EEGLab中实施的独立成分分析（ICA）去除眼部伪影（artifact）。肌肉和其他记录伪像被手动舍弃。从刺激前100毫秒到刺激后600毫秒，在700毫秒的分析期间内提取了试验。对ERP进行了基线校正，并以30 Hz的低通频率截止进行了数字过滤。 通过从怪球序列（std，devAnger，devNeutral）和等概率序列（equiAnger，equiNeutral2）对每种刺激类型的所有试验（见图2A）求平均值，计算出每个ERP。无论刺激类别如何，各组的平均刺激次数没有差异。vMMN分别被计算为对devAnger和对devNeutral刺激的ERP减去由相同的情绪刺激(equiAnger)和中性刺激(equinneutral 2)所引起的反应，(即愤怒vMMN = devAnger−equiAnger;neutral vMMN = devNeutral−equineudal 2)。

4.统计分析 ¶

为了研究感觉（sensory）ERP反应，我们分析了以等概率序列(即equiAnger和equinneutral 2)呈现的愤怒和中性刺激反应的P100和N170峰潜伏期和波幅。重复测量方差分析（ANOVA）包括组（TD，ASD）作为被试间因素，而情绪（Anger，Neutral）和电极（O1，O2）作为被试内因素。

对于每一种情况(即愤怒和中性vMMN)和每一组，vMMN的振幅在每个电极和每个时间点与基线进行比较。基于之前的情绪面孔vMMN研究和两组vMMN平均反应的视觉检查，选择3个时间窗分别测量所有被试的早期和晚期峰潜伏期(80 ~ 180 ms和220 ~ 400 ms)以及振幅和平均振幅(400 ~ 480 ms)。

对于每种条件，都在50–550 ms时间窗口中进行了排列测试，以比较记录在所有电极上的组活性。

5.结果 ¶

与TD组相比，ASD组的d’值较小，ASD被试的任务表现较差，但是即使表现不佳，P100和N170的存在说明他们也会进行基本的面孔处理和任务服从。

组的主要效应表明，ASD组的P100振幅比TD组小；情绪的显著效应是，愤怒面孔比中性面孔引起的P100更大；组与情绪之间也有显著的交互作用，P100振幅的情绪调节仅存在于TD组中。对于N170，在潜伏期或振幅上都没有发现明显的主要影响，未发现明显的交互作用。

每个组中每个vMMN的Student t检验显示，与基线相比，在100到550ms之间存在明显的偏转（deflections）。

在TD组中分别清楚地识别出两个峰，分别出现在150和310 ms处（参见PO8电极上的图2B）。在第一个时间窗（80–180 ms）中，对后峰幅度的分析显示了电极的效应，与枕或顶电极相比，PO7和PO8呈现出更多的负响应；电极、情绪和组之间存在显著的交互作用，特别是ASD组相对于枕部的中性偏差，情绪的vMMN振幅更小；潜伏期分析显示，电极对枕部反应的显著影响，枕部反应比顶枕部反应快。 在第二个时间窗(220-400 ms)，由于ASD组的vMMN响应较小，振幅峰值分析显示了显著的组效应；电极效应也很显著，枕部和顶骨-枕部的负性反应均多于顶骨；组和电极之间有显著的交互作用，表明电极的效应仅来自TD组；半球效应也很显著，右半球的振幅较大，左半球发生响应更快；情绪、半球和电极之间存在三向交互作用，与右侧顶电极进行比较发现。左侧的中性响应比情绪响应的vMMN更快。

最后，在400-480 ms的时间窗内，对vMMN的分析显示，组与情绪之间存在显著的交互作用，TD组的情绪vMMN反应大于ASD组。

图3

图7

在情绪状态（anger-MMN）的三个时间窗口中，组的差异最大，而在中性的时间窗口中，组的差异仅在300-320 ms左右。由于vMMN峰潜伏期没有观察到组间的差异，排列证实组间的差异是由振幅差异引起的。

图4

图8

在中性和情绪性vMMN的几个大脑区域中观察到CD激活，主要包括MMN的第一个峰值潜伏期范围内的纹状体（ASD）和额外纹状体（TD）枕骨皮质，以及在活动期间右梭形回（FG）和右颞区，两组均出现第二个MMN峰值（图4A）。

6.总结 ¶

本研究提供了对自闭症中自动情绪处理的额外理解。研究者合了对非典型情感面孔处理的理解和自闭症中异常自动变化检测的能力。这些发现表明，对微小变化的非典型追踪和对面部表情的不正确处理都可能是ASD难以适应复杂且快速变化的社会状况的原因。