自闭特质个体生物运动信息感知能力研究

孙耀挺， 张 龙， 汪 凯

(安徽医科大学 第一附属医院神经内科 认知与神经精神疾病安徽省重点实验室安徽省神经精神疾病与心理健康协同创新中心, 合肥 230032)

自闭特质个体生物运动信息感知能力研究

孙耀挺， 张 龙， 汪 凯

(安徽医科大学 第一附属医院神经内科 认知与神经精神疾病安徽省重点实验室安徽省神经精神疾病与心理健康协同创新中心, 合肥 230032)

为评价自闭特质个体生物运动信息感知能力，采用自闭特质问卷(AQ)筛查出自闭特质组和对照组各35人，进行时距判断任务的生物运动信息感知能力测试。结果表明，在包含社会性线索的完整生物运动序列实验中，对照组主观相等点(PSE)值为-0.095±0.336，自闭特质组PSE值为0.104±0.252，两组PSE值差异有统计学意义(t=-2.796，P<0.05)。自闭特质组PSE值为正值，与“0”比较差异有统计学意义(t=2.434，P<0.05)，即具有时距压缩效应。在去除社会性线索的杂乱生物运动序列实验中：对照组PSE值为-0.079±0.250，自闭特质组PSE值为-0.083±0.306，两组之间PSE值差异无统计学意义(t=0.061，P=0.951)。自闭特质个体对完整生物运动信息感知存在缺陷，表明自闭特质影响个体对于完整生物运动信息的加工。

自闭症谱系障碍；自闭特质；生物运动；时距判断任务；主观相等点

AbstractTo explore biological motion perception in individuals with autistic traits, we screened 35 individuals with high autistic traits by AQ as autistic traits (AT) group. Another 35 individuals with low autistic traits were included as controls. All subjects took the time lag judgment task to test their abilities of biological motion perception. As results, in biological motion task with social cues, there was a significant difference between the control group and AT group (-0.095±0.336vs0.104±0.252,t=-2.796,P<0.05) regarding the PSE values. The PSE value of the AT group was positive. Compared with "0", the difference was statistically significant (t=2.434,P<0.05), which means a "time distance" compression effect. In biological motion task without social cues, there was no significant difference between control group and AT group (-0.079±0.250vs-0.083±0.306,t=0.061,P=0.951) regarding the PSE values. In conclusion, the individuals with high AT have deficit in perceiving biological motion with social cues. These results implicate that autistic traits can affect the ability to perceive biological motion.

KeywordsASD(Autism spectrum disorders); autistic trait; biological motion; time lag judgment task; PSE

自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorders，ASD)是一组以社会交往障碍、语言交流障碍及重复刻板行为为主要特征的严重发育性精神疾病[1]。ASD患者存在普遍的社会认知功能障碍，包括情绪识别、生物运动信息感知、心理理论、道德判断及决策等[2]。自闭特质(autism traits)是指在正常人群中广泛存在的、类似于ASD患者临床症状的一系列认知特征和行为特点，如情感交流障碍、社交障碍、注意缺陷及强迫症状[3]。大量的研究表明ASD是一种连续性的、可量化的发育性疾病，而这种连续性在正常人群中也普遍存在，即自闭特质个体[4-5]。由于ASD患者存在配合度低、智力低下等问题，自闭特质个体为研究ASD认知功能受损及其机制提供了新的途径。

生物运动(biological motion)指的是生物体(人类或动物)身体任何一个部位在空间上的整体性移动时产生的动作，如步行、奔跑、挥手等[6]。生物运动信息具有倒置效应，即将生物运动信息垂直翻转后，观察者对它的认知能力受损，造成任务成绩下降，如感知偏向、动作识别等障碍[7]。研究表明在物理呈现时间相等的情况下，被试感知到的正立的包含有生物运动信息的运动序列的呈现时间要长于倒立的不含有生物运动信息的运动序列，即时距延长效应[8]。因此，在相关研究中，当生物运动刺激倒置后，我们可将其作为非生物运动刺激。先前有关ASD患者生物运动信息感知能力的研究结果不一，但是自闭特质个体的生物运动信息感知能力并无相关研究。本研究采用时距辨别任务对自闭特质个体进行评估，以了解其生物运动信息感知能力的特点。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

在安徽医科大学本科生中发放中文版自闭特质问卷[9](Autism-spectrum quotient，AQ)，共1000份，去除规律作答及漏答问卷，回收有效问卷925份，问卷有效率为92.5%，其中男生498人，女生427人。AQ是国外常用的定量测量自闭特质的工具之一，包含5个子量表：社交技巧、言语交流、细节注意、注意转换及想象力，涵盖了自闭症的主要临床表现及行为特点。AQ量表共包含50个项目，每个项目包括四个选项，即“完全同意”、“部分同意”、“部分不同意”、“完全不同意”，被试对每个选项进行选择[10]。计分范围为50～200分，计分越高说明自闭特质越明显。所有被试排除精神类疾病、重大躯体疾病及精神类药物用药史。本研究所有参与行为学实验的被试都签署知情同意书，且在实验结束后支付其一定报酬。

1.2 研究方法

1.2.1 实验设计

实验使用笔记本电脑播放视觉刺激动画，实验程序由Matlab软件结合Psychtoolbox工具包编写。被试者在实验过程中一直保持距离电脑屏幕约50 cm。本实验采用Wang等人的研究范式[11]，实验共包括2组：1)完整生物运动序列及对应的非生物运动序列视觉刺激。用摄像机拍摄真人行走的视频，然后将演员主要关节的位置编码为数字，将数字对应为可运动的光点，从而形成完整生物运动序列。将完整生物运动序列倒置180°形成对应的非生物运动序列。2)杂乱生物运动序列及对应的非生物运动视觉刺激。杂乱生物运动序列是将完整生物运动序列每个光点的起始位置在单一空间内随机化分布，但保留光点的运动轨迹和光点的相对位置关系。对应的非生物运动序列是将杂乱生物运动序列倒置180°形成。所有视觉刺激均为灰色背景下的白色运动光点。2组视觉刺激不同在于，完整生物运动序列被试可以观察出生物运动信息为行走的人形，即具有社会性线索而杂乱生物运动序列被试不能观察出运动的光点序列为何物，即不具有社会性线索。

每个试次中均含有一个生物运动序列和一个非生物运动序列，二者的播放顺序随机，其中一个序列呈现时间为1000 ms(生物运动或者非生物运动序列)，另外一个序列呈现时间可能为100、400、700、1000、1300、1600及1900 ms中任意一种，即每个试次中2种运动序列呈现时间差值为±900、±600、±300或0 ms中任意一种。因此，时间差共有7种，每种时间差值共呈现20次，总共140个试次。试次之间有500 ms的间歇。

1.2.2 实验任务

本研究采用时距辨别任务，一个试次中生物运动序列和对应的非生物运动序列呈现结束后，被试须做出强迫性二选一，判断哪一个运动序列(前一个还是后一个)呈现的时间更长，并做出按键反应。被试被告知不能用心中默数的方法来判断时间长短，应全凭自身主观感受。杂乱生物运动序列任务与完整生物运动序列任务做法一致。

1.2.3 结果计算

将每个被试的实验结果代入到Boltzmann函数中，建立坐标系和函数图像。坐标系的横轴为生物运动序列播放时间减去非生物运动序列播放时间，两者的时间差值从-900 ms到+900 ms，总共有7种时间差值，分别将其赋值-3到+3，坐标系横轴单位长度为300 ms。纵轴为选择生物运动序列为“长”的百分比。统计值为主观相等点(Point of subjective equality，PSE)，即被试主观上认为两个刺激的持续时间相等时的点，PSE是由Boltzmann方程的中点计算而来(f(x)=1/(1+exp[x-x0/ω])，纵坐标为50%时，其相对应的横坐标值。PSE值若为负，代表被试感知正立的生物运动序列持续时间大于倒置的非生物运动序列，即时距延长。PSE值的绝对值乘以300是具体的时距延长效应，单位是ms。PSE值若为正则相反，代表被试感知正立的生物运动序列持续时间小于倒置的非生物运动序列，即时距压缩。研究表明，生物运动信息能够延长时距知觉，并且这种时距延长效应与生物运动的整体形状信息以及观察者的主观意识无关[11]。

1.2.4 统计学方法

采用SPSS16.0进行统计分析，自闭特质组和对照组PSE值、AQ和年龄均为正态分布，均值间的差异采用独立样本t检验；自闭特质组和对照组PSE值和客观相等点“0”比较采用单样本t检验，自闭特质组和对照组性别差异采用卡方检验。P<0.05表示两组间差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组被试基本信息比较

根据以往研究经验，取AQ得分大于130分的被试作为自闭特质组，共35人(男性17人，女性18人)，其AQ平均分为136.69±5.40，平均年龄为19.31±0.676。取AQ得分小于100分的个体作为对照组，共35人(男性19人，女性16人)，AQ平均分为90.60±6.11，平均年龄为19.34±0.906。两组被试的AQ得分差异有统计学意义(t=-33.587，P< 0.001)，年龄及性别比构成差异无统计学意义。

2.2 两组被试生物运动加工能力比较

在完整生物运动序列实验中，自闭特质组和对照组PSE值相比差异有统计学意义(t= -2.796，P< 0.05)，见表1；对照组PSE值和客观相等点“0”相比较，差异没有统计学意义。自闭特质组PSE值为正，和客观相等点“0”相比较，差异有统计学意义(t=2.434，P< 0.05)，即存在时距压缩，见图1。

表1 自闭特质组与对照组生物运动结果

注：PSE值为完整生物运动序列中主观相等点；PSE_S为杂乱生物运动序列中主观相等点

在杂乱生物运动序列实验中，对照组和自闭特质组PSE值相比较差异没有统计学意义(t=0.061，P>0.05)，见表1。对照组和自闭特质组PSE值和客观相等点“0”相比较差异没有统计学意义(图2)。

3 讨论

研究发现，自闭特质个体对完整生物运动信息的感知存在缺陷，具体表现为对于完整生物运动信息的时距压缩效应；而自闭特质个体对杂乱生物运动信息的感知与对照组无显著差异。

图1 完整生物运动实验函数曲线

图2 杂乱生物运动实验函数曲线

完整生物运动序列和杂乱生物运动序列的区别在于前者可以被观察出是行走的人形，保留了明显的社会性信息[6]。结合两个研究范式，可以推测自闭特质个体对完整生物运动信息的加工受损，可能是由于自闭特质影响了个体对生物运动中社会性信息的加工提取。生物运动信息感知是人类与生俱来的能力，其在实际生活及社会交往中具有重要意义，对于人类适应环境相当重要。有学者通过眼动的研究发现，仅仅2个月大的婴儿便能将生物运动信息和随机运动信息分辨出来，并且表现出对生物运动信息(社会性信息)更感兴趣[12]。ASD患者的典型特点就是社会性信息加工相关的社会功能受损，而自闭特质个体也表现出了类似的行为特点[13]。因此，本研究结果可以在ASD患者中进一步验证。

生物运动信息的加工主要涉及颞上沟后部(posterior superior temporal sulcus，pSTS)。神经影像学研究显示，与非生物运动刺激相比，当呈现给被试生物运动刺激时，被试的颞上沟及镜像神经元系统激活的程度更高[14]。当被试观察光点运动序列时，个体大脑的pSTS区参与其中，且光点运动序列的复杂性越大被试pSTS区激活程度越高[15]。而自闭特质人群pSTS区的结构和功能均存在异常[16]，且pSTS区是社会认知功能的重要区域[17]。因此我们推测自闭特质人群的完整生物运动信息的加工受损可能与pSTS区功能异常有关。

研究还表明，在正常发育人群中，对于生物运动信息的感知更加依靠生物运动整体性信息的加工。然而生物运动整体性信息的加工会受到观察者自身因素的影响，例如自闭特质分数或者是生物运动刺激的因素影响，诸如光点打乱或者光点倒置。当整体性信息被削减或者不能被感知的情况下，局部性生物运动信息会部分的补偿完整性生物运动信息的缺失。

本研究中使用的是以时距判断为任务的生物运动信息感知实验，而并非直接对生物运动信息作出判断。且样本的选择均为在校本科生，存在一定的样本选择偏差，实验结果能否得到推广有待考证。在今后对于自闭特质个体脑机制的研究方面，有必要进行功能磁共振和脑电相关的研究。

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Biological motion processing in individuals with high autistic traits

SUN Yao-ting, ZHANG Long, WANG Kai

(Department of Neurology, the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University; Anhui Province Key Laboratory of Cognition and Neuropsychiatric Disorders; Collaborative Innovation Center for Neuropsychiatric Disorders and Mental Health, Hefei 230032, China)

R749； B842

A

2095-1736(2017)05-0074-04

2017-07-24；

2017-08-07

国家自然科学基金(91232717)

孙耀挺，硕士研究生，研究方向为自闭特质个体的社会认知，E-mail: 340245490@qq.com

汪 凯，主任医师，教授，博士生导师，研究方向为认知神经心理学 ，E-mail: wangkai1964@126.com

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.05.074