孤独症儿童情绪状态理解能力的实验研究

朱蓓蓓，马伟娜，杨 辉，谢 宇，过雅琪

（杭州师范大学教育学院，浙江杭州311121）

孤独症，又称自闭症，是一种始发于婴幼儿期的广泛性发育障碍，主要特征为社会性交往障碍、言语交流障碍、兴趣范围狭窄与行为刻板重复［1］．情绪理解即对情绪加工过程有意识的了解，包括情绪状态、信念、愿望等多个层次［2］．普通儿童4岁左右具备情绪理解能力，但孤独症儿童却很难理解他人与自身的情绪［3］．关于孤独症儿童情绪理解的研究多基于心理理论和错误信念，认为他们存在心理理论和错误信念障碍．Sasson等以包括人物在内的社会情境为材料，发现孤独症个体对社会性信息关注较少，很少注意面孔等社会性线索［4］；当向孤独症儿童呈现人物相互辩论影片时，他们对眼睛的注视显著少于物体、身体、背景［5］．

目前关于孤独症儿童对他人情绪状态理解的研究较少，探讨孤独症儿童是否能够理解他人简单的情绪状态是本研究的重点．孤独症儿童对社会场景的研究多以真实场景为材料，表明孤独症儿童对社会场景的注意方式异常，另有研究认为孤独症儿童对卡通面孔的识别效果好，故本研究将TEC与“思想泡”结合完成情绪状态理解任务．“思想泡”是在儿童故事书中常见的一种图画，在故事人物的头顶上画一个云彩状的泡泡，里面放上故事中人物正在想的内容，以此表示人物想法，适用于孤独症和智力障碍儿童心理理论测量［6］．研究假设孤独症儿童情绪状态理解能力存在缺陷，不能完成情绪状态理解任务且注意方式与对照组不同，更多的注意背景等非情绪性信息．

1 方 法

1．1 被试

从杭州某特殊学校选取孤独症儿童（autism spectrum disorders，ASD）17名，其中4人因未完成实验而被排除，最终有效被试13人，均为男孩，年龄12～15岁（M＝14．00，SD＝1．16），智商40～60（M＝48．46，SD＝6．25）．所有被试被临床诊断为孤独症，排除遗传疾病、重大身体残障等因素．从特殊学校选取了智力障碍儿童（intellectual disability，ID）13名（均为男孩）作为对照组，年龄10～15岁（M＝13．85，SD＝1．52），智力40～55（M＝47．69，SD＝3．88）．经t检验，两组被试在智力上差异不显著（t（24）＝－0．38，p＝0．13）．从杭州某学校选取普通儿童（typical development，TD）13人作为对照组（均为男孩），年龄13～14岁（M＝13．08，SD＝0．28），智力91～115（M＝100．76，SD＝7．09）．经单因素方差分析，被试年龄上差异不显著（F（2，36）＝2．57，p＝0．09）．所有被试视力或矫正视力正常．

1．2 实验材料

Pons、Harris和de Rosnay的TEC（the test of emotion comprehension）技术可测评儿童对他人情绪状态原因的理解［7］．为了使研究更适用于孤独症儿童的特点，在图片中增加了“思想泡”．

1．3 实验环境和仪器

实验在独立教室中进行，前后摆放两套桌椅，被试做在主试的左前方，使主试能看到被试的实验过程．被试用一台14．1英寸的台式计算机，显示器刷新率100Hz，分辨率1024×768，32色真彩．被试的电脑用于实验中看图片．使用Tobii120眼动仪记录被试观看情绪图片的眼动轨迹．在电脑旁放一台录音机，播特殊学校教师录制的讲故事情境录音．

1．4 实验设计

采用3（被试类型：ASD、ID、TD）×4（表情类型：高兴、悲伤、恐惧、生气）的两因素混合实验设计，表情类型为被试内因素，被试类型为被试间因素，因变量为被试完成任务正确率．

在分析注意方式时，采用3（被试类型：ASD、ID、TD）×3（兴趣区：背景、面部、身体）的两因素混合实验设计，兴趣区域为被试内变量，被试类型为被试间变量，因变量为被试在完成任务的眼动轨迹．

1．5 实验程序

以Harris的情绪理解任务为基础，将情绪状态理解任务以图片方式呈现，每个任务均有3幅图片（图1），前两幅各呈现10s，第3幅直到被试做出回答后消失（若被试未回答，则图片在1min后消失）．在进行实验时播放由特殊教育老师录音．实验分练习和正式实验两部分，由学校老师为被试讲解实验程序，直至被试知道实验任务为止．使用眼动仪记录眼动数据．

图1 情绪状态理解任务Fig．1 Example of emotional state understanding test

1．6 数据收集

被试正确完成一个任务记1分，回答错误或在1min内无反应记0分．研究拟对第2幅图进行眼动分析（第2幅较全面表现情绪状态理解场景），兴趣区为背景、面孔、身体，主要指标为注视时间（fixation length，FL）、注视点数（fixation count，FC）、首次注视时间（first fixation duration，FFD）．

2 结 果

2．1 情绪状态理解正确率

被试对不同情绪状态理解的得分见表1．被试实验任务的得分为因变量进行方差分析，结果发现表情类型主效应（F（3，108）＝2．25，p＝0．09）、表情类型与被试类型交互作用（F（6，108）＝0．60，p＝0．73）均不显著．

被试类型主效应显著（F（2，36）＝66．13，p＜0．001），三类儿童得分差异显著，TD显著高于ID（p＜0．001）与ASD（p＜0．001），ID显著高于ASD（p＜0．001），将智力作为协变量仍显著（F（2，35）＝12．49，p＜0．001）．

表1 三类儿童表情匹配得分（M±SD）Tab．1 The results of emotional state understanding test

2．2 三类儿童对不同情境的注意方式

本研究中涉及到对四种情绪的理解任务，分别探讨三类被试对四种情境的注意方式．三类儿童在完成高兴情绪状态匹配任务时眼动结果描述统计见表2．

以FL为因变量进行重复测量方差分析，结果发现被试类型主效应不显著（F（2，36）＝1．06，p＝0．37）．兴趣区域主效应显著（F（2，72）＝117．59，p＜0．001），被试对背景区的FL显著多于面部（p＜0．001）与身体（p＜0．001），同时面部区域也显著多于身体区域（p＜0．001）．兴趣区域与被试类型的交互作用显著（F（4，72）＝6．37，p＜0．01），三类被试对背景的FL差异不显著（p＝0．29），ASD对面部FL显著低于ID（p＜0．001）、TD（p＜0．001），后两者差异不显著（p＝0．87）；三类被试对身体FL无显著差异（p＝0．84），将智力作为协变量仍显著（F（4，70）＝4．78，p＜0．01）．

表2 三类儿童在高兴任务下对不同区域的眼动结果Tab．2 The results of happy understanding test from eye movements

当FC为因变量被试类型主效应不显著（F（2，36）＝0．89，p＝0．421）．兴趣区主效应显著（F（2，72）＝118．28，p＜0．001），被试对背景的FC显著多于面部（p＜0．001）、身体（p＜0．001），面部显著多于身体（p＜0．001）．兴趣区与被试类型交互作用显著（F（4，72）＝8．69，p＜0．001），ASD对背景FC显著多于TD（p＜0．05），对面部的FC显著低于ID（p＜0．001）与TD（p＜0．001），后两者差异不显著（p＝0．66）；三类被试对身体的FC无显著差异（p＝0．27），将智力作为协变量仍显著（F（4，70）＝6．66，p＜0．01）．

以FFD为因变量发现，兴趣区主效应显著（F（2，72）＝39．20，p＜0．001），身体FFD显著低于背景（p＜0．001）与面部（p＜0．001），后两者差异不显著（p＝0．39）．被试类型主效应显著（F（2，36）＝6．53，p＜0．01），ASD的FFD显著低于ID（p＜0．001）和TD（p＜0．01），两者差异不显著（p＝0．28），将智力作为协变量仍显著（F（2，35）＝4．537，p＜0．05）．兴趣区与被试类型交互作用显著（F（4，72）＝5．35，p＜0．01），三类被试对背景（p＝0．19）、身体（p＝0．39）的FFD无显著差异，ASD对面部FFD显著低于ID（p＜0．01）与TD（p＜0．01），后两者无显著差异（p＝0．63）．

表3 三类儿童在悲伤任务下对不同区域的眼动结果Tab．3 The results of sad understanding test from eye movements

三类儿童完成悲伤情绪状态匹配任务眼动结果描述性统计见表3．

以FL为因变量被试类型主效应不显著（F（2，36）＝0．97，p＝0．39）．兴趣区主效应显著（F（2，72）＝94．35，p＜0．001），被试对背景FL显著多于面部（p＜0．001）与身体（p＜0．001），后两者无显著差异（p＝0．19）．兴趣区与被试类型交互作用显著（F（4，72）＝10．80，p＜0．01），ASD对背景FL显著多于ID（p＜0．05）与TD（p＜0．001），TD显著少于ID（p＜0．01）；三类被试对面部FL无显著差异（p＝0．354）；ASD对身体FL显著少于ID（p＜0．01）与TD（p＜0．01），后两者无显著差异（p＝0．39），将智力作为协变量仍显著（F（4，70）＝4．13，p＜0．01）．

因变量为FC被试类型主效应不显著（F（2，36）＝0．44，p＝0．65）．兴趣区域主效应显著（F（2，72）＝110．35，p＜0．001），背景FC显著多于面部（p＜0．001）与身体（p＜0．001），后两者无显著差异（p＝0．08）．兴趣区与被试类型交互作用显著（F（4，72）＝6．14，p＜0．001），ASD对背景FC显著多于TD（p＜0．01）；三类被试对面部FC无显著差异（p＝0．254）；ASD对身体FC显著少于ID（p＜0．05）与TD（p＜0．01），后两者无显著差异（p＝0．751）．将智力作为协变量仍显著（F（4，70）＝3．69，p＜0．01）．

FFD为因变量被试类型主效应不显著（F（2，36）＝0．14，p＝0．87）．兴趣区主效应显著（F（2，72）＝10．937，p＜0．001），背景FFD显著长于面部（p＜0．01）与身体（p＜0．001），后两者无显著差异（p＝0．32）．兴趣区与被试类型交互作用显著（F（4，72）＝8．913，p＜0．001），ASD的背景FFD显著长于ID（p＜0．05）与TD（p＜0．01），后两者无显著差异（p＝0．45）；ASD的面部FFD显著小于TD（p＜0．05）；ASD对身体FFD显著小于ID（p＜0．01）与TD（p＜0．01），后两者无显著差异（p＝0．537）．智力水平作为协变量仍显著（F（4，70）＝4．84，p＜0．01）．

三类儿童在完成恐惧情绪状态匹配任务时的眼动结果描述性统计见表4．FL为因变量兴趣区域与被试类型交互作用不显著（F（4，72）＝1．18，p＝0．33）．兴趣区主效应显著（F（2，72）＝339．12，p＜0．001），被试对背景FL显著多于面部（p＜0．001）与身体（p＜0．001），对身体FL显著多于面部（p＜0．001）．被试类型主效应显著（F（2，36）＝4．72，p＜0．05），ASD（p＜0．01）与TD（p＜0．05）的FL均显著高于ID，二者无显著差异（p＝0．594），将智力作为协变量仍显著（F（2，36）＝4．22，p＜0．05）．

表4 三类儿童在恐惧任务下对不同区域的眼动结果Tab．4 The results of fear understanding test from eye movements

以FC为因变量兴趣主效应显著（F（2，72）＝216．66，p＜0．001），背景FC显著多于面部（p＜0．001）与身体（p＜0．001），身体显著多于面部（p＜0．001）．被试类型主效应（F（2，36）＝0．63，p＝0．54）、兴趣区与被试类型交互作用不显著（F（4，72）＝0．47，p＝0．76）．

FFD为因变量兴趣区主效应显著（F（2，72）＝21．79，p＜0．001），面部FFD显著低于身体（p＜0．001）和背景（p＜0．001），后两者无显著差异（p＝0．22）．被试类型主效应（F（2，36）＝1．74，p＝0．19）、兴趣区域与被试类型交互作用（F（4，72）＝2．29，p＝0．07）不显著．

三类儿童在完成生气情绪状态匹配任务时的眼动结果描述性统计见表5．FL为因变量兴趣区主效应显著（F（2，72）＝56．81，p＜0．001），背景FL显著多于面部（p＜0．001）与身体（p＜0．001），后两者无显著差异（p＝0．82）．被试类型主效应显著（F（2，36）＝5．91，p＜0．01），TD的FL显著高于ASD（p＜0．01）与ID（p＜0．01），后二者无显著差异（p＝0．79）．兴趣区与被试类型交互作用不显著（F（4，72）＝0．96，p＝0．44）．

表5 三类儿童在生气任务下对不同区域的眼动结果Tab．5 The results of anger understanding test from eye movements

FC为因变量兴趣区主效应显著（F（2，72）＝62．41，p＜0．001），被试对背景FC显著多于面部（p＜0．001）、身体（p＜0．001），后两者无显著差异（p＝0．57）．被试类型主效应显著（F（2，36）＝11．63，p＜0．001），TD的FC显著高于ASD（p＜0．001）与ID（p＜0．01），后二者无显著差异（p＝0．06）．兴趣区与被试类型交互作用不显著（F（4，72）＝1．11，p＝0．36）．

FFD为因变量兴趣区主效应显著（F（2，72）＝13．54，p＜0．001），被试对背景FFD显著高于身体（p＜0．01）与面部（p＜0．001），后两者差异不显著（p＝0．13）．被试类型主效应显著（F（2，36）＝4．13，p＜0．05），ASD的FFD显著低于ID（p＜0．05）和TD（p＜0．05），后两者差异不显著（p＝0．81），将智力作为协变量仍显著（F（2，35）＝3．408，p＜0．05）．兴趣区与被试类型交互作用显著（F（4，72）＝5．75，p＜0．001），ID对背景FFD显著高于ASD（p＜0．05）与TD（p＜0．05），后两者无显著差异（p＝0．73）；ASD对面孔FFD显著低于ID（p＜0．05）与TD（p＜0．05），TD显著高于ID（p＜0．001）；ASD对身体FFD显著低于TD（p＜0．05），与ID无显著差异（p＝0．16），TD与ID无显著差异（p＝0．42）．

3 讨 论

3．1 孤独症儿童情绪状态理解能力

本研究发现孤独症儿童的情绪状态理解能力显著低于智力障碍儿童与普通儿童．这与本研究假设及已有研究相一致．这可能是由于他们对情绪线索的回避及弱的中央统合能力造成的．情绪状态理解需要综合任务中的情绪信息，孤独症儿童会自动回避、忽略周围的情绪性或社会性线索，导致对这些线索加工缺陷．即使注意到某些情绪信息，但可能由于缺乏中央统合能力而不能对信息进行分析．认知神经科学的研究支持了这一结果，孤独症儿童在完成情绪理解任务时，其杏仁核与左侧内额皮层的活动程度均显著低于普通儿童［8］．孤独症儿童的情绪理解障碍可能是因情绪性线索加工困难引起，脑部神经活动异常可能为主因．

3．2 孤独症儿童对情境的注意方式

孤独症儿童对不同情境的注意方式与对照组有所不同．孤独症儿童在完成高兴、悲伤和恐惧任务时的注视时间与普通儿童无显著差异．这与Riby等的研究结果相一致，这说明孤独症个体在完成高兴和悲伤任务时，对整体情境的注意保持较好，但对注意对象的选择与对照组仍有差异［9］．完成高兴任务对面孔的注意少于普通个体，完成悲伤任务对背景的注意多于普通个体，表明孤独症个体对面孔的注意保持能力存在缺陷．观看高兴情境时，孤独症儿童对背景的注视时间与普通儿童无异，但注视点数却多于普通儿童，孤独症儿童虽然对某些对象不存在注意回避，但他们的注意保持仍存在困难．对生气的情绪理解中，孤独症儿童的注视时间显著少于普通儿童，表现出与其它三类情绪理解情境不同的结果，可能是由于实验材料的差异所造成的．在生气情境的图片中，较为明显地表现出其中一个人物的面部表情，而在其它情境图片中人物面孔是空白无表情的，这可能诱发了他们对情绪面孔的自动回避，从而导致了注视时间上的差异．通对孤独症儿童注视时间及注视点数的分析，发现使用卡通图片作为实验材料，虽然可使孤独症儿童对不包含面部表情的场景能够保持一定程度的注意力，但他们对面部情绪表情的回避现象仍存在．

孤独症儿童对不同情境的注意稳定性与对照组的差异，他们在高兴、生气、悲伤情境中的首次注视时间显著低于两个对照组，尤其在面部区域上尤为明显；在悲伤情境中他们对背景区的首次注视时间显著高于对照组；在恐惧情境中，三类被试间的首次注视时间却不存在显著差异．这种不同情绪情境间的差异可能由于描述情境的材料不同所致，说明他们对不含有面部情绪表情的卡通图片具有一定的注意稳定性，对情绪表情的注意稳定性存在缺陷．

孤独症儿童对不同情境的注意选择的差异．已有研究认为孤独症儿童的注意方式与普通儿童显著不同，他们更少关注人物的面孔．对于普通儿童而言，对面孔的注意与个体的社会交往能力有关［10］，但孤独症儿童的社会认知能力与面孔感知能力似乎并不相关．虽然有研究认为孤独症个体在观看或者判断面部表情时所使用的注意策略与常人有显著差异，他们更偏好于较为夸张的表情［11］，但是本研究中使用卡通图片作为实验材料，孤独症儿童仍然不能完成情绪状态理解任务，说明他们对情绪状态的理解存在明显缺陷，这可能是因为对情境中情绪性信息的回避与忽视所致．正常个体在思考或者讲话时，可能会出现目光回避或转移，即当我们需要回忆某事或者进行某种认知加工时（如即兴演讲）会出现目光回避现象［12］．5岁的儿童在思考时已经开始出现目光回避的现象，而这一行为在儿童6岁时是显著增长时期，这一增长趋势在之后的两年中逐渐放缓，直到儿童8岁能够在思考时自动地进行目光回避［13］．但孤独症儿童的目光回避是由注意对象的性质而定，即对情绪性对象采取自动的回避策略，这可能是由注意力的执行控制异常所导致的，当他们认为自身的认知负荷增加时就会采取相应的回避策略，而情绪信息对于孤独症儿童来说是难以加工理解的，因此当他们看到这类信息时会产生注意回避行为，导致他们注意方式异常．智力障碍儿童与普通儿童的注视方式基本相似，与孤独症儿童差异较大，这说明孤独症儿童的注意方式异常不是由智力因素造成的．孤独症儿童在情绪反应产生前就对情绪性信息采取回避策略，从而避免自身产生相应的情绪或生理反应．

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