视觉场景辨别:成人自闭症的感知优势



文献:Jassim, N., Owen, A. M., Smith, P., Suckling, J., Lawson, R. P., Baron-Cohen, S., & Parsons, O. (2022). Visual scene discrimination: A perceptual advantage in autistic adults. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1611468/v1

1. 背景及本研究 ¶

自闭症患者在视觉感知中常见的典型特征可以描述为“只见森林不见树木”,自闭症中这种非典型感知可能是由于低级视觉处理机制的差异(Robertson & Baron-Cohen, 2017; Simmons et al., 2009)或贝叶斯推理中的差异,即使自闭症个体较少受到先前经历的影响(Pellicano & Burr, 2012)。

本研究利用在线行为研究致力于:a)在大样本参与者中重复细节导向型自闭症感知的发现;b)调查自闭症和典型参与者如何区分两个看似相似的视觉场景。根据自闭症认知的经典和最新理论来评估本研究的发现。

2. 方法 ¶

通过向剑桥大学自闭症研究中心数据库中的个人注册用户发送邮件来招募线上自闭症成人受试以及向另一个数据库招募典型受试者。参与实验的受试能获得50£的费用,最后收集到了年龄在18-60岁的140名(82名女性)的自闭症受试者和147名非(118名女性)自闭症受试者。

受试者通过Brain Sciences(一种网络认知评估平台)完成了探索工作记忆和视觉感知的行为任务,言语和视觉空间工作记忆采用标准化的Digit Span测试和Monkey Ladder进行评估,Digit Span测试测量数字序列的回忆能力,猴梯测试测量数字位置的回忆能力(Inoue & Matsuzawa, 2007; Wechsler, 1981)。在实验中,受试有90秒的时间完成尽可能多的trial,计时器和分数显示在屏幕的一侧,每个trial的难度会根据受试上一个trial的表现而增加或减少。进行了一下视觉场景辨别实验:

Interlocking Polygons任务是基于临床神经心理学测试用到的pen-and-paper任务(Folstein et al., 1975),在这个任务中一对interlocked polygons呈现在屏幕的一边,如下图1A所示,要求受试判断一边的多边形是否与另一边的多边形相同,trial的难度对应于多边形更细节的不同。

图1

Feature Match任务是基于视觉注意特征整合理论的视觉探究任务(Treisman & Gelade, 1980),抽象形状排列在屏幕的两侧,要求受试指出这些排列的形状是相同的还是不同的(图1B),trial的难度对应于阵列中形状数量的增加。

3. 结果 ¶

去掉那些在工作记忆表现中的拐点受试者的数据,数字跨度测试评估的言语工作记忆的t检验显示,自闭症(平均值=5.44,SD=0.82)组和对照组(平均值=5.84,SD=0.91)组之间的组间差异有证据支持。

以组和任务对准确度进行了贝叶斯方差分析结果支持了组和任务之间的交互作用,没有证据支持或否定组合任务具有主效应。

图2

图3

下表展示了每组在每种任务条件下完成的平均trial数,独立样本t检验表明没有证据支持自闭症组合控制组之间存在差异。

图6

自闭症组和控制组无论是整体还是分开,平均准确率都较高。以组和任务条件为因素的准确率贝叶斯方差分析显示,有很强的证据支持组和任务条件的交互作用(BF10=42)(图3B)。没有明确的证据支持或反对,组和任务的主效应。

图4

图5

4. 讨论 ¶

两个视觉辨别实验表明在组(自闭症 vs. 控制组)和任务条件(匹配 vs. 不匹配)之间存在交互作用,自闭症组比控制组在连锁多边和特征匹配实验中平均更准确地识别两个相似场景之间的“不匹配”,并且,自闭症组在连锁多边实验中在识别“匹配”场景时相对受损。

越来越多的研究在贝叶斯推理的框架内检验自闭症的感知。根据自闭症认知的贝叶斯理论,相对于感官证据,自闭症患者可能较少依赖他们先前的预期(Brock, 2012; Lawson et al., 2014, 2014; Pellicano & Burr, 2012; Van de Cruys et al., 2017)。例如,自闭症患者对某些视觉错觉的敏感性较低,这可归因于自上而下对感知的影响减少(Chouinard et al., 2018; Happé, 1996; Manning et al., 2017)。在本研究使用的实验中,情境预期会使“匹配”trial中的典型受试受益,但会与“不匹配”条件下的感官证据相冲突。缺少对背景先验的依赖可能解释了自闭症受试组在两个实验中的“不匹配”trial中表现更好的原因,与此同时在互锁多边形实验中的“匹配”trial中表现更糟。一个著名的自闭症认知理论将以细节为导向的感知处理方式归因于“弱的中心连贯性”或将信息聚合为全局感知的弱化倾向(Happé & Frith, 2006)。这也是为什么自闭症群体在块设计测试中的格式塔分割中表现更好(Shah & Frith, 1993),并且自闭症群体一致表现出比典型群体在识别复杂场景和经典视觉搜索范式中的隐藏人物中表现更好(Jolliffe & Baron-Cohen, 1997; Plaisted, O’Riordan, & Baron‐Cohen, 1998)。

另一种重要的理论假设是由于自闭症“感知能力亢进”,默认自闭症患者以局部为导向,因此在静态、低水平的视觉辨别任务中往往表现得比典型受试更好(Mottron et al., 2006),与此相一致,自闭症对新颖的、高度相似的刺激表现出更强的辨别力(Plaisted, O’Riordan, & Baron-Cohen, 1998),并且在处理干扰物的过程中具有更大的感知负荷能力(Remington et al., 2009),本研究中发现的自闭症群体在辨别“不匹配”trial中的表现更好也与此理论保持一致,并且重要的是,本研究中的此发现与工作记忆的差异保持独立,即尽管自闭症群体比典型群体的单词工作记忆的得分要低,而在视觉空间记忆中两组受试者没有显示出不同。由于奖励通过快速增强视觉感知在视觉空间实验中发挥作用,因此也可能存在与任务表现相关的动机成分(Cheng et al., 2021)。