自闭症谱系障碍成人和具有自闭症特征的神经典型成人对社会和非社会线索方向的适应

文献:Lawson, R. P., Aylward, J., Roiser, J. P., & Rees, G. (2018). Adaptation of social and non-social cues to direction in adults with autism spectrum disorder and neurotypical adults with autistic traits. Developmental Cognitive Neuroscience, 29, 108-116. http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.dcn.2017.05.001

论文原文

1.背景介绍 ¶

自闭症谱系障碍 (ASD) 是一种神经发育疾病,其特征是社交沟通困难、僵化或重复行为以及兴趣受限（美国精神病学协会,2013 年）。有人提出,可以通过自闭症特征测量个体间的差异来索引典型发展人群中的社会认知能力的个体差异（Baron-Cohen et al., 2001 年；Frith, 1991 年）。除了社交问题,ASD还与一系列的非社会症状有关,例如对知觉刺激的超敏反应和低敏反应,现在这也构成了诊断标准的一部分（美国精神病学协会, 2013 年）。社会和非社会视觉线索的感知受到产生视觉敏感度依赖经验调制的机制的影响,称为适应（adaptation） (Webster, 2011)。适应（adaptation）是神经系统的一个核心特征,可以定义为神经元长期暴露于它们敏感的特定刺激（或属性）后,其反应性或敏感性的短期降低。适应性的影响可以通过电生理记录（Heeger, 1992）、神经影像（Grill-Spector et al., 2006）和行为上的感知后效应（Webster, 2011）等方式进行测量。

自闭症的感官和社会症状可能与一种共同的神经机制有关,有报告称 ASD 儿童对面部特征、生物运动和眼睛注视的适应能力降低（Ewing et al.,2013a；Pellicano et al.,2007 年，2013 年；van Boxtel et al.,2016 年），还有报告称对诸如数量之类的非社会刺激的适应降低（Turi et al., 2015）。一项比较了ASD儿童对社会和非社会刺激的适应性的研究表明，与非社会刺激相比，社会刺激的后效应减少可能更为明显（Ewing et al., 2013b)。

一种经典的视觉后效应是倾斜后效应（tilt aftereffect）——在长时间（之前）暴露于向右（或向左）光栅后，垂直光栅看起来更向左（或向右）倾斜（Gibson & Radner, 1937 年）。“方向”(或“取向”)是一个理想的刺激属性（attribute），在社会和非社会刺激中都有，需要相似的加工需求，以测试社会和非社会线索的适应性，从而检验刺激类别和群体之间的相互作用。

2.目的 ¶

研究者进行了两项实验：研究了健康被试对社会和非社会定向线索（directional cues）的适应后效应大小的个体差异与自闭症特征和感官敏感性之间的关系(实验1)；以及自闭症谱系障碍 (ASD) 成人对社会和非社会定向线索的适应相对于神经典型 (NT) 对照组是否受到（相同程度的）影响（实验 2）。

假设：自闭症特征和适应程度之间就会存在负相关；自我报告的感觉敏感性高的群体应更能预测适应程度的降低；相对于非社会线索，社会线索的适应程度和症状严重程度之间的负相关关系更强。

3.方法 ¶

实验1，28 名视力正常或矫正视力正常的健康成年志愿者（16 名男性；年龄18-35 岁；平均年龄24.43；SD 3.52）。

实验2， 19名NT被试和17 名 ASD 被试（15 名阿斯伯格综合症，1 名自闭症谱系障碍，1 名高功能自闭症）。ASD 组与 NT 组在年龄、性别和智商上均匹配良好。

基于计算机的任务使用 Matlab 7.7.0471 (R2008b) (http://www.mathworks.co.uk/) 和 Cogent 2000 (http://www.vislab.ucl.ac.uk/cogent_2000) 运行。被试距离刺激57cm，被试头部置于下巴托上，确保被试的直接视线落到屏幕中央。实验刺激是使用 DAZ 3D 软件（Daz 产品，http://www.daz3d.com/） 创建的面部和椅子的灰色图像（见图1A）。

图1

图2

对于所有被试，三个独立的适应任务（眼睛注视方向、头部方向和椅子方向）以平衡的顺序执行。每个适应任务包括两个关键阶段：预适应基线阶段（包括练习），一个由两个部分组成的适应阶段（图 1B）。

预适应基线阶段：这包括两个相同的模块（练习和基线），每个模块显示跨越五个方向的探针刺激（总共 40 个刺激）。每个试验包括 200 ms的探测图像，然后是 1800 毫秒的 ISI。被试通过按下按钮将每个探测图像分类为面向“左”、“直接（direct）”或“右”。

适应阶段：包括两部分，1）“适应”：包括一系列交替的左右朝向的适配器（adaptor）图像，每个图像呈现 4000ms（总共 40 个图像），200ms的ISI用于消除任何明显的运动；2）“充值（top-up）”：包含与基线模块相同的探测图像，呈现时间完全相同（每个200ms，响应记录的ISI为1800ms）。在每个探测图像之前都有6个左/右交替的“充值适配器（top-up adaptors）”以保持适应，每个充值（top-up）图像呈现 1000ms，然后是200ms的 ISI，被试的任务还是探测图像的方向进行分类。

在基线和充值时（即在适应之前和期间）计算对探针刺激（左右折叠）的“直接”反应的百分比。在适应前基线阶段和充值阶段之间对探针刺激的“直接”反应百分比的变化是关键的结果衡量标准，表明适应的总体幅度（即适应幅度=充值时的响应 – 基线时的响应）。

自闭症商(AQ) (Baron-Cohen et al.， 2001)是一份包含50个条目的自我报告问卷，按照DSM-IV-TR(美国精神病学协会，2000)的标准设计，通过测量一个智力正常的人的自闭症特征水平来确定他在自闭症群体中的位置。

成人感觉问卷 (The Adult Sensory Questionnaire，ASQ)（Kinnealey et al., 1995 年）是一个 26 项的自我报告、真假问卷，旨在确定成人的感觉敏感性。正确得1分，不正确得0分，6分是健康人群中的平均分，≥10分被认为是高分，ASQ 提供反映整体感官敏感性的总分，即对通常无害的感官刺激的不当和夸大反应。

4.统计分析 ¶

对于每项任务，使用 2x3 重复测量方差分析 (ANOVA) 分析适应的主要群体效应，因素包括：阶段（基线、充值（top-up））和任务（眼睛注视方向、头部方向、椅子方向）。在实验 2 中，组（ASD、NT）作为被试间因子被添加到方差分析中。独立样本 t 检验用于比较适应幅度的差异。

5.结果 ¶

所有被试对三个任务都关注适应刺激并按照指示集中注意力。将样本按照 AQ得分高 (≥21) 和低(≤20)分成2组，比较反应时间，发现对于所有任务高 AQ 组和低 AQ 组的 RT 没有显著差异，表明对于社交和非社交刺激类型，AQ 低和高的参与者的注意力投入程度相同。

图3

图4

为了证明三种刺激类型能够产生预期的适应效果（例如，相对于基线，在充值阶段对探针刺激的“直接”反应增加），进行了2x3 重复测量方差分析比较阶段（ 基线、充值）和刺激类型（眼睛凝视、头部、椅子）。阶段的显著主效应表明，适配器图像诱导了适应；刺激类型的显著主效应和刺激类型×阶段的显著交互作用表明，三个任务对适应的影响不同。眼睛注视任务的平均适应幅度为38.71% (SD = 24.01)，头部方向任务为18.50% (SD = 21.86)，椅子方向任务为14.00% (SD = 14.44)。三个任务在适应后对探针的“直接”反应都显著增加（图2A,B,C）。

在眼睛注视和椅子定向任务中，较高自闭症特征的人适应幅度较低（图2A,C）尽管注视任务和AQ分数的相关系数在数值上大于椅子任务和 AQ 分数的相关系数，但 Steiger 的 Z 检验显示它们没有显著差异。头部方向的适应幅度和 AQ 评分之间也观察到负相关，但没有统计显著性。Steiger的Z检验显示，头部方向任务的适应幅度与 AQ 得分之间的相关系数并不显著小于眼睛注视或椅子任务的相应相关系数。

眼睛注视任务的适应幅度与由 ASQ 测量的感官灵敏度呈负相关（1 尾；图 2D）；椅子定向任务也有类似的相关性（1 尾；图 2F）；头部方向的适应幅度与感官灵敏度无关（1 尾；图 2E）。眼睛注视适应与ASQ、椅子方向适应与ASQ的相关性之间无显著差异，眼睛注视适应与ASQ 之间的相关性显著大于头部方向适应与ASQ 之间的相关性，椅子方向适应与ASQ之间的相关性和头部方向与ASQ之间的相关性没有显著差异。

在三个任务中所有被试都在关注适应刺激并按照指示集中注意力。没有任务、组的显著主效应，而这也没有显著的交互作用。

图5

图6

3x2x2 重复测量方差分析，刺激类型（眼睛凝视、头部、椅子）、阶段（基线、充值）和组（ASD、NT）作为因素对探测刺激的“直接”反应百分比进行分析。刺激类型的主效应表明，对每种刺激类型做出“直接”反应的百分比存在差异；阶段的主效应显著，表明总体上有显著的适应；刺激类型×阶段的显著交互作用，表明任务之间适应程度存在显著的差异；组×阶段的交互作用不显著，表明各组之间适应幅度没有显著差异；组×刺激类型×阶段有显著的交互作用，表明各组对不同刺激类型的适应程度不同。

进行了三个2x2 重复测量方差分析，阶段（基线、充值）和组（ASD、NT），以研究每个刺激类型的阶段 × 组的简单相互作用。阶段的主要效应对于眼睛注视、椅子方向和头部任务是显著的，表明适配器图像会导致适应。

眼睛注视任务检测到组×阶段的交互作用，表明患有自闭症的成年人眼睛注视适应程度降低，事后 t 检验显示，在基线时，ASD 组更有可能将转移视线报告为直接。各组在“充值（top-up）”时没有差异。换句话说，与 NT 组相比，ASD 组在对基线注视方向进行分类时不太准确，因此对适应的敏感性较低（图 3A）。

在 ASD 被试中，眼睛注视适应幅度对 ADOS 索引的社会交流症状呈负向预测（1 尾；图 3D）；头部方向适应也与 ADOS 分数呈负相关 (图 3E)；椅子方向适应和 ADOS 之间没有关系（1 尾；图 3F）。Steiger 的 Z 检验表明，非社会（椅子）适应幅度和 ADOS 之间的相关性低于社会刺激的相应相关性中的任何一个，尽管这些几乎没有意义。

在 ASD 组中，对于任何刺激类型，适应幅度与 ASQ 均无显著相关性；对于 NT 组，感觉灵敏度仅与非社会（椅子）适应幅度呈负相关。

在 ASD 组，眼睛凝视和椅子方向的适应程度与自闭症特征 (AQ) 没有显著相关性，但头部方向适应与AQ分数呈负相关；在NT组，任何刺激类型的适应幅度与 AQ 均无显著相关性。

6.总结 ¶

这些结果表明，适应与“自闭症特征”所捕获的广泛社会认知加工方式之间的关系可能是相对普遍的，但在ASD成年人中，适应能力减弱仅在加工受到最严重影响的地方才明显，例如感知社会关注线索。