自閉癥譜系障礙兒童顏色視覺顯現(xiàn)眼動特征

自閉癥譜系障礙兒童顏色視覺顯現(xiàn)眼動特征

1對于自然情境下的非植入性眼動技術(shù)協(xié)行性腦癱（asd）通常被稱為復(fù)發(fā)性腦癱或抑郁，以社會交流困難、語言延遲和重復(fù)障礙行為為主要特征的綜合性發(fā)展障礙。近年來,隨著臨床工作的不斷深入,越來越多的研究者認(rèn)為自閉癥譜系障礙患者存在較為普遍的感知覺異常,而在即將發(fā)行的最新版《美國精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊》(DSM-V)對此類譜系障礙診斷標(biāo)準(zhǔn)的修訂中也明確增加如下項目“對感知覺刺激輸入表現(xiàn)出過度反應(yīng)或反應(yīng)不足(hyper-orhypo-reactivity),對環(huán)境中的刺激來源存在異常的知覺偏向”。但是,基于普通群體的反應(yīng)時與正確率為主要因變量指標(biāo)的傳統(tǒng)知覺實(shí)驗(yàn)范式在自閉癥譜系障礙群體的研究應(yīng)用中受到很大的限制,例如,自閉癥譜系障礙被試由于其特有的言語語言障礙導(dǎo)致其對于實(shí)驗(yàn)要求及指導(dǎo)語的理解存在困難,加之傳統(tǒng)知覺實(shí)驗(yàn)對被試的行為反應(yīng)及肢體姿勢保持控制極為嚴(yán)格,容易使自閉癥障礙被試產(chǎn)生抵觸情緒,嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度。因此,通過在自然情境下的非植入性眼動技術(shù)來探討自閉癥譜系障礙群體的感知覺特征具有較大的理論意義與實(shí)踐價值。在關(guān)于普通人群研究中,視知覺被認(rèn)為是兩個視覺亞系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)作的結(jié)果,一個是前注意系統(tǒng)的先期活動,以自動化的平行搜索(paralletsearch)形式,表現(xiàn)出毫不費(fèi)勁且迅速地探測到對象特征;一個是注意系統(tǒng)的后期活動,它要求集中注意資源的系列搜索(serialsearch)。人們一般將第一個系統(tǒng)的視覺搜索或者知覺加工過程界定為“視覺突顯”。研究者認(rèn)為搜索某個特征明顯的目標(biāo)物非常容易,隨著目標(biāo)物的特征突顯性的提高,搜索的有效率將得到巨大提高,而且這種搜索效率與干擾項的數(shù)量無關(guān)。那究竟目標(biāo)物的哪些特征會提高視覺搜索的突顯性?研究者發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物的顏色、方向或運(yùn)動等特征能顯著提高搜索的突顯性;而形狀卻不是視覺搜索高突顯的基本外部特征。考慮到“方向”與“運(yùn)動”的變化很難通過靜止的圖片刺激材料得以實(shí)現(xiàn),故以“顏色”特征探討視覺突顯成為諸多研究的首選。此外,顏色知覺的意義和價值還體現(xiàn)在以下兩個方面:第一,顏色視知覺可以區(qū)分背景和目標(biāo)對象,充當(dāng)探測(detection)的角色;第二,顏色視知覺可以明確目標(biāo)對象的區(qū)分度,充當(dāng)分辨(discrimination)的角色。因此,從普通群體被試視覺突顯的特征入手,結(jié)合自閉癥譜系障礙兒童的知覺特殊性,在本實(shí)驗(yàn)中我們通過基本紅藍(lán)顏色方塊的不同組合來對目標(biāo)物的特征進(jìn)行控制,并通過矩陣大小的變化來體現(xiàn)干擾項數(shù)量的改變,研究自閉癥譜系障礙兒童是否與普通群體被試存在類似的知覺突顯,尤其是探討視知覺系統(tǒng)中最為重要的眼動指標(biāo)(注視時間和注視點(diǎn)數(shù))是否會受目標(biāo)物特征(目標(biāo)呈現(xiàn)方式)及干擾項刺激來源(矩陣大小)的影響。2學(xué)習(xí)方法2.1明確實(shí)驗(yàn)對象本研究采取方便取樣和公開招募被試的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)被試的挑選。自閉癥譜系障礙兒童的篩選標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)至少滿足下列一項:(1)正規(guī)醫(yī)院的專業(yè)醫(yī)生關(guān)于兒童自閉癥及相關(guān)疾病的診斷結(jié)論;(2)滿足《美國精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊(第四版修訂版)》的診斷標(biāo)準(zhǔn)(DSM-IV-T);(3)滿足《兒童自閉癥評定量表》(ChildhoodAutismRatingScale,CARS)中的確診標(biāo)準(zhǔn);(4)滿足《自閉癥兒童行為量表》(AutismBehaviorChecklist,ABC)中的確診標(biāo)準(zhǔn)。此外,實(shí)驗(yàn)被試還排除其他可以確認(rèn)的明顯癥狀,如:脆性X綜合征(fragile-Xsyndrome)、結(jié)節(jié)狀硬化癥(tuberoussclerosis)等。參加本實(shí)驗(yàn)的自閉癥譜系障礙兒童共37名(男34名,女3名),年齡范圍在7.5歲到15.5歲之間(月齡:M=143.11,SD=25.683),瑞文推理(CRT)測驗(yàn)分?jǐn)?shù)為33.65(SD=12.730),皮博迪圖片詞匯(PPVT)測驗(yàn)分?jǐn)?shù)為86.59(SD=20.752),被試均就讀于上海市各區(qū)特殊教育學(xué)校(輔讀學(xué)?；蚺嘀菍W(xué)校)。2.2目標(biāo)不呈現(xiàn)界面的情況本實(shí)驗(yàn)以標(biāo)準(zhǔn)的紅顏色(RGB:R=255,G=0,B=0)方塊和藍(lán)顏色(RGB:R=0,G=0,B=255)方塊進(jìn)行2×2和3×3的不同矩陣大小組合,方塊的大小為3CM×3CM,而組合后的圖片大小為:1280×768像素,分辨率為45.714像素/CM,顏色模式為RGB:8位,大背景為白色(詳見圖1。由于此稿為黑白打印,無法突顯紅色和藍(lán)色,因此在本圖1中,用“”圖標(biāo)表示紅色方塊,其余則為藍(lán)色方塊),其中,(A)代表2×2矩陣中的目標(biāo)呈現(xiàn)界面;(B)代表2×2矩陣中的目標(biāo)不呈現(xiàn)界面;(C)代表3×3矩陣中的目標(biāo)呈現(xiàn)界面;(D)代表3×3矩陣中的目標(biāo)不呈現(xiàn)界面。所以,本實(shí)驗(yàn)的刺激界面共有26次:一半為目標(biāo)呈現(xiàn)的刺激界面(2×2矩陣有4次,3×3矩陣中有9次,共13次);一半為目標(biāo)不呈現(xiàn)的刺激界面(2×2矩陣有4次,3×3矩陣中有9次,共13次)。本研究采取個別測試的方式的進(jìn)行,參與研究的兒童先進(jìn)行基本信息的登記和自閉癥譜系障礙兒童的癥狀確認(rèn)。被試在一間安靜且光線充足的房間中完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集,兒童以最為舒服的姿勢坐在離電腦顯示屏前約65CM的位置,然后主試用言語和屏幕顯示的方式相結(jié)合的方式告知其實(shí)驗(yàn)的要求及程序。在練習(xí)和正式施測前,先在電腦顯示屏中呈現(xiàn)單一的紅顏色方塊或藍(lán)顏色方塊,在確保所有被試都能夠準(zhǔn)確命名紅藍(lán)顏色之后,我們才進(jìn)行后續(xù)的系列環(huán)節(jié)。首先,開始練習(xí)環(huán)節(jié),要求兒童迅速判斷所呈現(xiàn)刺激界面中幾張圖片的異同,并用鼠標(biāo)迅速點(diǎn)擊不同的位置(若圖片完全一致,則點(diǎn)擊旁邊固定空白區(qū)域;若圖片不完全一致,則點(diǎn)擊不同圖片所在位置),要求越快越好。在兒童完全理解實(shí)驗(yàn)要求的前提下,進(jìn)行20次的練習(xí),如果練習(xí)準(zhǔn)確率超過75%,即可開始正式實(shí)驗(yàn)。在正式施測時,每個刺激界面呈現(xiàn)之前,為了提醒兒童時刻注意屏幕,在屏幕正中心呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”(大小設(shè)置為:150點(diǎn)、渾厚樣式、TimesNewRoman字體),背景為10%灰(RGB:R=235,G=235,B=235),呈現(xiàn)1200毫秒后自動轉(zhuǎn)到刺激界面(詳見下圖2),在兒童完成反應(yīng)后,進(jìn)入下一輪刺激反應(yīng),其中所有刺激界面均隨機(jī)呈現(xiàn),整個實(shí)驗(yàn)所需時長范圍為49100毫秒—134900毫秒。2.3被試和研究方法本實(shí)驗(yàn)中所有的刺激材料均通過聯(lián)想ThinkPadE40(0578A59)電腦顯示屏呈現(xiàn)(屏幕尺寸為14英寸,16:9寬屏設(shè)置,分辨率為1366×768,LED背光)。被試眼動數(shù)據(jù)采集的主要儀器為TobiiX120眼動儀及其配套的分析軟件。Tobii眼動儀具有完全非植入性的特點(diǎn),并不需要對被試的頭部及身體運(yùn)動進(jìn)行人為約束(允許頭動范圍寬高深值為30CM×22CM×30CM),僅需對被試進(jìn)行簡單的引導(dǎo)就能捕捉到其眼動數(shù)據(jù)。該儀器的精度為0.5°,漂移小于0.3°。在本實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中,眼動系統(tǒng)進(jìn)行雙眼追蹤,采樣率設(shè)置為120赫茲,針對每個被試進(jìn)行五點(diǎn)定標(biāo)。2.4數(shù)據(jù)分析指標(biāo)TobiiX120眼動儀在120赫茲采樣率設(shè)置的條件下,是以按每8.3毫秒采集原始數(shù)據(jù),根據(jù)被試在完成實(shí)驗(yàn)過程中的任務(wù)反應(yīng)及對于刺激圖片主體區(qū)域的注視情況,本研究采用Tobiistudio分析軟件中的興趣區(qū)(areaofinterest,AOI)工具分析被試的眼動指標(biāo),主要通過Retangle工具截取刺激界面中顏色方塊所在區(qū)域創(chuàng)建興趣區(qū),參考已有研究,確定以下兩個眼動數(shù)據(jù)作為分析指標(biāo)。(1)從注視點(diǎn)持續(xù)時間總總教長到目標(biāo)興趣區(qū)時間總持續(xù)時間是指從刺激材料開始呈現(xiàn)時,被試第一次注視到目標(biāo)興趣區(qū)到離開目標(biāo)興趣區(qū)期間所有注視點(diǎn)的持續(xù)時間總和,也稱之為注視長度(fixationlength,FL)。(2)基于動態(tài)檢出系統(tǒng)的動態(tài)分類算法veloct是指從刺激材料開始呈現(xiàn)時,被試在目標(biāo)興趣區(qū)內(nèi)所有的注視點(diǎn)的個數(shù)總和。本研究注視點(diǎn)的定義均是以分析軟件當(dāng)中默認(rèn)的TobiiFixationFilter的分類算法為準(zhǔn),其速度基準(zhǔn)值(velocitythreshold)為35像素/窗口,距離基準(zhǔn)值(distancethreshold)為35像素。2.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理主要通過眼動儀自帶的Tobiistudio2.3.2分析軟件進(jìn)行,同時結(jié)合SPSS16.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行描述性統(tǒng)計和差異性檢驗(yàn)。3不同目標(biāo)效能下的注視時間根據(jù)研究目的,本實(shí)驗(yàn)選擇被試對刺激圖片的注視時間(TFD)和注視點(diǎn)數(shù)(FC)作為知覺任務(wù)的因變量指標(biāo),詳見表1?；谒占降挠行а蹌訑?shù)據(jù),我們將被試的總注視時間和注視點(diǎn)數(shù)分別進(jìn)行2(呈現(xiàn)方式:1-目標(biāo)呈現(xiàn)/2-目標(biāo)不呈現(xiàn))×2(矩陣大小:1-2×2矩陣/2-3×3矩陣)的重復(fù)測量方差分析。方差分析的結(jié)果顯示,自閉癥譜系障礙兒童在顏色視覺突顯任務(wù)中所使用時間(TFD)方面,呈現(xiàn)方式主效應(yīng)極其顯著,F(1,36)=21.12,p<0.001,η2p=0.37,在目標(biāo)呈現(xiàn)的情況下,被試的注視時間顯著提高;矩陣大小的主效應(yīng)顯著,F(1,36)=13.92,p<0.05,η2p=0.28;呈現(xiàn)方式和矩陣大小的交互效應(yīng)顯著,F(1,36)=5.59,p<0.05,η2p=0.13。簡單效應(yīng)分析顯示(見下圖3),在2×2矩陣中,目標(biāo)呈現(xiàn)條件下被試的注視時間顯著得高于目標(biāo)不呈現(xiàn)條件下的注視時間,F(1,36)=18.57,p<0.001,η2p=0.34;在3×3矩陣中,目標(biāo)呈現(xiàn)條件下被試的注視時間也顯著得高于目標(biāo)不呈現(xiàn)條件下的注視時間,F(1,36)=17.81,p<0.001,η2p=0.31。同樣,在目標(biāo)呈現(xiàn)的情況下,被試對2×2矩陣的注視時間顯著高于3×3矩陣的注視時間,F(1,36)=13.73,p<0.05,η2p=0.28;在目標(biāo)不呈現(xiàn)的情況下,被試對2×2矩陣的注視時間也顯著高于3×3矩陣的注視時間,F(1,36)=5.88,p<0.05,η2p=0.14。自閉癥譜系障礙兒童在知覺突顯任務(wù)中的注視點(diǎn)數(shù)(FC)方面,呈現(xiàn)方式的主效應(yīng)顯著,F(1,36)=4.58,p<0.05,η2p=0.11,自閉癥譜系障礙兒童在目標(biāo)呈現(xiàn)的情況下,其注視點(diǎn)數(shù)顯著地多于目標(biāo)不呈現(xiàn)的情況下;矩陣大小的主效應(yīng)不顯著,F(1,36)=0.61,p>0.05,η2p=0.02;二者交互效應(yīng)不顯著,F(1,36)=0.39,p>0.05,η2p=0.01。4視覺加工特征—分析與討論在本實(shí)驗(yàn)研究中,無論是以注視時間還是以注視點(diǎn)數(shù)作為因變量,都顯示目標(biāo)有無出現(xiàn)的呈現(xiàn)方式對自閉癥譜系障礙兒童顏色視覺突顯知覺任務(wù)具有顯著的影響。在目標(biāo)出現(xiàn)的任務(wù)中,自閉癥譜系障礙兒童的注視時間與注視點(diǎn)數(shù)均顯著得高于目標(biāo)沒有出現(xiàn)的任務(wù)中,這至少說明兩點(diǎn):第一,自閉癥譜系障礙兒童與普通個體一樣能夠?qū)Σ煌拇碳碓醇右詤^(qū)分,而這也是個體進(jìn)行信息加工及社交知覺的前提;第二,目標(biāo)呈現(xiàn)方式的改變能夠影響自閉癥譜系障礙兒童的注意分配,與國外學(xué)者已有的研究結(jié)果甚為相似。2008年,Vogel在以反應(yīng)時為因變量的實(shí)驗(yàn)研究中,發(fā)現(xiàn)被試對于目標(biāo)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的反應(yīng)時間顯著地高于目標(biāo)不呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的反應(yīng)時間,F(1,35)=33.886,p<0.05。臨床觀察發(fā)現(xiàn),自閉癥譜系障礙兒童在日常生活中經(jīng)常會存在一些特定或古怪刻板的興趣愛好尤其是知覺偏好,如:有的自閉癥譜系障礙兒童喜歡旋轉(zhuǎn)的物體、認(rèn)真注視節(jié)奏間隔變化的閃光、過分關(guān)注細(xì)節(jié)及厭惡高頻音等不同的臨床表現(xiàn),但這是不是意味著自閉癥譜系障礙兒童能夠?qū)Σ煌拇碳碓催M(jìn)行選擇性注意尚缺乏客觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。所以,本實(shí)驗(yàn)通過自閉癥譜系障礙兒童在顏色搜索任務(wù)中對目標(biāo)區(qū)域關(guān)注的眼動指標(biāo)差異,探究其知覺加工特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋了視覺突顯效應(yīng)的影響,為其視知覺選擇性偏好提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù),這與Krysko和Rutherford在2009年以面孔圖片作為刺激材料的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果甚為一致,Krysko等人認(rèn)為與普通被試一樣,自閉癥譜系障礙被試在對社交面孔的視覺搜索任務(wù)中的反應(yīng)時表現(xiàn)同樣良好,說明自閉癥譜系障礙兒童存在基本完整的知覺探測機(jī)制,但是其實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確率相對較低可能顯現(xiàn)出其在使用的加工方式方面與普通個體存在細(xì)微的差異。與此同時,在本實(shí)驗(yàn)中,我們還有一個較為意外的發(fā)現(xiàn),即矩陣越小反而捕獲被試較多的注意資源,尤其體現(xiàn)在注視時間方面。對此,我們認(rèn)為可能的原因是在特定的界面中,刺激數(shù)目越少越容易存在目標(biāo)方塊與背景方塊的干擾作用。在2×2矩陣中,目標(biāo)方塊與背景方塊的比例是1:3,而在3×3矩陣中,目標(biāo)方塊與背景方塊的比例卻是1:8。顯然,在搜索不同方塊的顏色視覺任務(wù)中,后者比前者的突顯效應(yīng)更為明顯,被試的點(diǎn)擊反應(yīng)就相應(yīng)更快,所需注視時間負(fù)載自然也就減少。但是,矩陣大小與呈現(xiàn)方式的交互效應(yīng)顯著,又揭示刺激材料或形式在顏色搜索任務(wù)中的復(fù)雜關(guān)系,提醒研究者在后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計過程中,應(yīng)該考慮目標(biāo)項與干擾項的設(shè)置與轉(zhuǎn)化對自閉癥譜系障礙兒童知覺任務(wù)的影響。此外,本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果關(guān)于注視時間與注視點(diǎn)數(shù)的關(guān)系也值得關(guān)注,尤其是與刺激材料或呈現(xiàn)方式之間的關(guān)系影響。我們發(fā)現(xiàn),呈現(xiàn)方式在對自閉癥譜系障礙兒童的注視時間(F=21.12,p<0.001)和注視點(diǎn)數(shù)(F=4.58,p<0.05)影響的主效應(yīng)均為顯著,而對于注視時間的影響(效應(yīng)度η2p達(dá)0.37)遠(yuǎn)大于對于注視點(diǎn)數(shù)的影響(η2p=0.11)。因此,我們認(rèn)為相對豐富且有明確目標(biāo)性的刺激材料可能更容易引發(fā)自閉癥譜系障礙兒童的視覺注意。刺激材料中矩陣大小變量在注視時間影響當(dāng)中的主效應(yīng)顯著(F=13.92,p<0.05),而對于注視點(diǎn)數(shù)影響主效應(yīng)并不顯著(F=0.61,p>0.05),同樣揭示自閉癥譜系障礙兒童對于刺激材料加工的深度程度和精細(xì)程度可能存在獨(dú)有的特點(diǎn)。所以,為了更深層次了解這種特殊性,提醒研究者在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計中,對于眼動指標(biāo)的選擇方面既要考慮被試的注視時間,也要考慮被試的注視點(diǎn)數(shù),甚至還需引用其他不同的眼動