孤独症群体的孤岛能力

摘要 孤岛能力是个体在一般能力普遍落后的情况下某一个或几个领域表现出来的与其整体能力极不匹配的超常能力。令人惊讶的是，人类近一半的孤岛能力产自于孤独症谱系障碍。本文系统回顾了孤独症孤岛能力的特征、传统的各种心理学解释和当前最有力的认知神经科学发现：脑病理性优势假说和孤独症特质假说。在此基础上，本文认为脑优势中心的转移和混乱的大脑连接可能是孤岛能力产生的前提，而特定技能的遗传和后天的反复练习则是孤岛能力得以强化和巩固的重要因素。

关键词 孤岛能力；孤独症；脑病理性优势假说；孤独症特质假说

分类号 R395

1 孤独症群体孤岛能力现象

1.1 孤岛能力易与孤独症谱系共生

孤岛能力（Islets of Ability），又称学者样技能（Savant Skills），指障碍个体在一般能力普遍落后的情况下某一个或几个领域表现出来的与其整体能力极不匹配的超常能力。具备孤岛能力的个体在特定“才华”、“天赋”与整体心智水平之间呈现出极不一致、不协调的状况。由于呈现出一种令人疑惑的矛盾状态，突破了人类既定的认知模式，孤岛能力百年来始终是认知神经研究极感兴趣的神秘领域。

追溯文献，美国心理学家Down最早在1887年就报道了10名具有孤岛能力的智障儿童（引自王翠艳，2011）。在当时，Down将这些能力与缺陷并存的人称作“白痴天才”（Idiotic Savant），意指其智商低于25却学识渊博。到了1914年，研究者Tredgold在他的《心理缺陷》一书中首次将这类人群称作天才症候群（Savant Syndrome）（引自Wallace，2008）。待“孤独症”这一概念提出以后，人们惊奇地发现，孤独症是最易与孤岛能力产生联系的障碍类别。在Kanner（1971）最初提出11个孤独症案例时，就描述其中的6个在音乐和刻板记忆领域具有杰出技能。Rimland（1978）曾经针对5400名孤独症儿童进行了大规模调查。发现其中的531名（9.8%）具有孤岛能力（引自Heaton & Wallace，2004）。Treffert（2009）得出结论，人类一半的孤岛能力都产自孤独症谱系障碍，至少10%的孤独症谱系患者具有孤岛能力，而其他障碍的盛行率只有1%。这等于提示，尽管不是所有的孤独症个体都有孤岛能力，也不是所有的孤岛能力来自孤独症，但孤独症与孤岛能力之间确有某种特殊的内在联系。

从轶事性描述来看，古今中外不乏大量文献报道一些存在着孤岛能力的“孤独症天才”。他们有的只任意看一眼建筑物，就能够画出详尽的建筑图，有的会24种语言，有的能背出城市电话簿上所有的号码……并且，由于孤岛能力的存在，孤独症与真正的天才可能以一种复杂的形式整合在一起。近来，一些报道引用各种证据证实某些伟大的天才学者，如爱因斯坦、牛顿、梵高、约翰·纳什等都可以划入孤独症谱系行列（张唯诚，2010）。临床研究也发现孤独症和天才都具有狭窄的兴趣，要求绝对精确以及具社交障碍等共性特点（林晶玫，2005）。因此，针对孤独症孤岛能力的系统解析，不仅有助于了解孤独症的发生机制。还将有利于更准确地解读人类智力的本质以及天才群体认知活动的过程。

1.2 孤独症孤岛能力限于狭窄的能力领域

孤独症的孤岛能力仅存于十分有限的领域，并且，这些技能大多都具“右脑”倾向——非符号、艺术性和直觉性。总结起来，主要涉及5个领域：（1）音乐技能，如拥有绝对音感，听一次音乐序列就能够轻松复述或弹奏；（2）艺术，看过一遍后就能准确地素描、绘画或雕塑；（3）万年历计算，任意给出一个日期，可以很快地算出是星期几；（4）数学，闪电式速算或能迅速计算质数，但在日常生活中无法运用；（5）机械空间，未经专门学习就能准确测量距离、精确拆卸或组装器械，能熟记地图或具有优异的方位辨别和路线记忆能力。其他还包括假性口语言技能（如识字量惊人、掌握多门外语）、超凡感觉分辨技能、特定领域杰出的知识（如统计学）等。根据Howlin，Goode，Hutton和Rutter（2009）对93名孤独症患者的调查，日历计算技能最为常见（14名），其次是计算（4名）、视觉空间（3名）和艺术技能（1名）。

值得指出的是，优异的记忆能力是以上所有孤岛能力的基础。但这种记忆力是一种自动的、机械的、具体的和习惯化的超常记忆，或者说是一种不假思索的记忆力（Memory without reckoning）。这种记忆非常深，却非常狭窄，只能在极有限的范围内得以应用。

1.3 其他相关特性

根据水平高低，Treffert（1989/2006）将孤岛能力分为三类。一是碎片技能（Splinter skills），类似于某些人拥有的嗜好，如迷恋、熟记有关物体或者运动的细微部分、车牌号码、地图、历史事件等；二是才华技能（Talented skills），这种能力与其整体心智相比显得突出，但与正常人群比则不足为奇；三是神奇技能（Prodigious skills），非常罕见，不仅与障碍个体的整体落后心智状况形成鲜明对比，也让普通人望尘莫及。Treffert发现，孤独症群体中，以碎片技能最为常见，而神奇技能极为少见，迄今数量不会超过百人。

从性别来说，具孤岛能力的孤独症天才以男性显著居多，男女比例约为6：1（Corriigan，Richards，Treffert，& DageL 2012）。这可能与孤独症的男女比率同样约为6：1有关，但也可能与所有天才症候群患者中男性显著更多有关。

就智商水平而言，孤独症天才的智商总体上分布于低常与优秀之间，但大部分处于边缘智力水平或者更高。Miller（1999）在一项综述中指出孤独症天才的平均智商分数约为71（从40到99），平均口语智商分数约为77（从52到114），非口语智商约为75（从47到92）。O'Connor和Hermelin（1991），Howlin等（2009）的研究则证实，具孤岛能力的孤独症群体无论是在操作智商、言语智商还是在总智商上都显著高于非天才孤独症群体。

2 早期的心理学解释

2.1 直观心像

孤独症患者看世界的方式可能不同寻常。众多的报道揭示孤独症患者拥有一种优异的直观心像能力（eidetic imagery）——摄像记忆。摄影记忆是指快速扫描大量的信息细节并存储起来，以供事后回忆（Treffert，1989/2006）。例如，当今世界著名的孤独症天才Stephen Wiltshire，在看过一栋建筑物仅仅几分钟，就能够准确无误地素描出建筑物的所有细节。有研究者认为，这种高超的视知觉能力使得孤独症患者的认知模式完全不同于常人：具有无边无际的记忆画卷，并能将抽象的概念或内容“具体化”和“可视化”。也就是说，他们在日历、数学计算或记忆时，并不是使用某种运算规则，而是通过自动化地产生某种类似于“通感”（Synaesthesia）的空间结构（Spatial Configure）完成任务（Murray，2010），从而避免了内部的心理努力。

摄影记忆假说得到了相关研究的支持。迄今，已有多项实验证实孤独症具有超凡的精细视觉（阎丽，翁强，2007），且孤独症患者在完成语言、记忆等高层认知任务时更加依赖纹外皮层（Extrastriate Cortex）等主控视空知觉的神经系统（Koshino et al.，2005）。然而，直观心像并不能解释所有的问题。首先，并非所有的孤独症天才都表现出了优异的视觉空间能力。其次，研究发现，有一些不具备视觉能力的盲人却也能发展出优势的孤岛能力（如日历推算）（Rubin & Monaghan，1965）。研究者认为，优异的视觉空间能力可能是孤独症个体大脑功能障碍所引发的结果或标志，而不是造成他们特殊技能的原因。

2.2 感觉剥夺

感觉剥夺既包括社会环境的隔绝，也包括由于失明、失聪或较严重感觉缺陷等所导致的感觉隔绝。许多孤独症天才生活于正常的社会环境，因此他们的感觉剥夺更多的是指后一种。Rimland（1978）认为，孤独症患者缺乏提取过去记忆、联想和经历的能力，从而无法像正常人那样建立有意义的事物联系。这种从以往刺激中提取意义和相互联系的能力丧失，就是一种形式的感觉剥夺。Rimland（1988）进一步认为，孤独症天才之所以具有非凡的技能，正是因为这种习惯性的注意扩展无能，导致了外部刺激的感知停滞，从而形成了强烈的心智专注（引自Treffer，1989/2006）。

实际生活中，孤独症患者确实表现出注意范围封闭狭窄，随情境转移能力低下，且过度集中于特定的内部过程等行为模式。然而，感觉剥夺假设更多的是描述孤独症天才的行为和特征，而不具解释和说明的作用。不甚清楚的是，感觉剥夺对应的神经基础是什么，也不清楚既然所有孤独症儿童都存在类似的注意模式，那么为什么仅有10%的孤独症患者能产生孤岛能力。Howlin等（2009）的研究表明，孤独症患者的孤岛能力与其刻板性行为的程度并不存在显著相关。可以推测，感觉剥夺并不是造成孤岛能力的首要原因。

2.3 弱的中央统合

中央统合，是指正常人的信息加工自然、内置地倾向于把各种不同的信息输入在一定情境中建构出更高层次的意义，而完成这种统合时又要以忽略细节的注意和记忆为代价。Frith （1989）针对孤独症的认知风格提出了弱的中央统合假设（Weak Central Cohenrence，WCC），基本观点是：由于难以对尽可能广泛的刺激形成统合，以及对更广阔的背景进行概括，孤独症个体的认知加工是局部和片段的，过分关注事物的细节而忽略一般图像，无法把局部信息整合起来形成一个有意义的整体。这一观点在孤独症镶嵌图测验（Embedded Figures rest）、口语理解等各种水平的任务中已得到反复验证。弱的中央统合假设也试图解释孤岛能力，认为正是由于孤独症个体较少受到整体情景的影响，其知觉加工具有优先效应而易导致孤岛能力的产生。在几项研究中。Heaton（2003）和Heavey（2003）分别以艺术、日历计算等孤独症天才为研究对象，发现这些被试都具有过度专注于细节的认知倾向，从而直接或间接地验证了该假设对于孤岛能力的解释效力（引自Wallace，2008）。

然而，尽管研究提示孤独症孤岛能力与弱的中央统合之间较强的关联性，但该假设也受到一些挑战。最大的争议在于，并非所有的孤独症个体都表现出明显的弱的中央统合。有些孤独症个体实际上具有整合能力，如一些研究表明无论是在感知觉水平上，还是在高层次语义加工上，孤独症个体都能够表现出整体加工能力（陈默，韦小满，2008），而现实生活中也发现孤独症个体能以链式加工的方式安排行程、积累相关事实（如推算日历）、统整安排绘画中的视觉元素等。

2.4 知觉机能增强

为了弥补弱的中央统合假设的不足，研究者Mottron等提出了知觉机能增强模型（Enhaneed Perceptual Functioning Modell并在之后得到修正（Mottron，Dawson，Soulieres，Hubert，& Burack，2006）。该模型认为由于负责知觉加工的神经网络过度专门化，孤独症儿童在整体加工得以保留的情况下产生了低层次的知觉机能的高度发展，并导致孤岛能力等局部优势的出现。在解释孤岛能力方面，知觉机能增强模型与弱的中央统合假设一样都强调孤独症个体倾向于加工局部或表面信息，但不同的是该模型并不认为这种局部加工优势的获得是源于整体加工能力的丧失，而认为是源自知觉机能本身的扩展和强化。

知觉机能增强模型具有更为广阔的前景，尤其是一些孤独症天才个案的研究中确认被试在特征觉察和模式识别上均表现出增强的机能。但目前的知觉机能增强模型也存在一些问题。首先，该模型比较适于解释视觉通路和听觉通路的孤岛能力，而较难解释诸如数字或日历计算、诗歌写作等领域的孤岛能力。其次，所谓的“整体加工”包含的内容十分宽泛，既可以指局部意义上的领域内整体加工，也可以指更广阔意义上的全面整体加工。如果说孤独症群体的整体加工没有受损，那么他们到底是在何种程度的整体加工上得以保留，还需要认真界定。另外，与直观心像假设一样，到底是由于增强的知觉机能引发了孤岛能力，还是说孤岛能力和知觉机能都是孤独症个体大脑功能障碍同时引发的结果，这其间的因果关系还不能得到完全确立。

2.5 遗传技能

这种解释认为孤独症患者的孤岛能力与生俱来。Abraham Brill（1940）认为遗传不仅仅是体质、才能、偏好等方面的父-子传递，而且包括一种集体无意识、知识体系、本能和直觉，就像低等生物的本能和适应性行为代际传递一样（引自Treffert，1989/2006）。这一界定的内涵已经超越了“基因”这一术语所包含的通常意义。一些研究者发现孤独症天才个案未经任何训练便具有了某种特定孤岛能力（Atkin & Lorch，2006），另一些研究则称一些孤独天才的家族成员也具有类似的认知风格和特定才能（Bolte & Poustka，2006）。这些都表明先天的遗传有着不可替代的作用。但是，迄今为止，遗传与特定孤岛才能之间的关联并不明朗，因为才能的遗传同样并非普遍现象。一些研究者坚持认为，像所有复杂的人类行为一样，孤岛能力应该是先天遗传与后天环境相互作用的最终产物（引自Treffert，1989/2006）。

3 新近的神经科学发现

早期的研究均没有超越一般心理行为描述的层面，而近年的研究从大脑神经结构和功能的角度出发，深入实质，获得众多突破。其中，脑病理性优势假说和孤独症特质假说是两个颇具前景的理论假设。

3.1 脑病理性优势假说

3.1.1 主要内容

大脑功能反常易化（Paradoxical Facilitation）理论认为，大脑的某种病理状态可能促使特定杰出技能产生（Kapur，1996）。该理论强调，大脑邻近或者远距离区域之间存在相互的抑制性互动，尤其是大脑的前额叶对脑后部区域的活动具有抑制作用，一旦这种抑制功能解除，个体将可能表现出杰出技能。一种观点认为，孤独症的孤岛能力也是大脑病理状态所导致反常易化的结果。研究关注到孤独症天才至少存在两种病理性优势状态：一是大脑右半球的病理性优势，二是较低级的习惯性记忆的病理性优势。

孤独症天才展现出来的技能确实显示出大脑右半球的支配优势。研究者推测，这可能是由于左半球受到损伤，继而产生代偿性的右半球功能优势，最终导致孤岛能力的产生。早在1975年的一项气脑造影术研究就已经表明17个孤独症患者（有4个存在孤岛能力）中15个都存在左脑的异常（尤其是颞叶区域）。该研究结论是：由于左脑缺陷的存在，孤独症患者的语言和动作功能被右脑所代偿（Hauser，DeLong，& Rosman，1975）。Boddaert（2003）表明在静息状态和听到言语声音的状态下，5名孤独症儿童的大脑激活状态中右脑的激活区域更大，左脑更小，而控制组的模式与此相反。此外，Escalant-Mead，Minshew和Sweeney（2003）也证实孤独症患者存在异于常人的大脑单侧化状况。

假若上述假设成立，接下来的问题是，这种病理性右半球优势从何而来？最近的研究发现，一个高度危险的因素可能是胎儿期曾暴露于高水平的睾丸激素（即雄性激素）中。神经学领域波士顿学派的代表人物Geschwind和Galaburda（1991）在大脑单侧化的研究工作中提出了“雄性激素水平理论”（引自静进，2006）。Geschwind认为，雄性激素的过高水平可以延缓大脑左半球的发育，并进而影响语言发育和免疫功能。具体来说，人类的左半脑的发育进程要晚于右半脑，因此遭受产前影响的时间更长，风险也更大。在男性胚胎中，血液循环中的雄性激素，能够达到很高的水平，如果水平过高，就可能降低或者损害左半脑的神经功能，而这又会使大脑的右半球出现补偿性神经元迁移和体积增大，从而使得支配优势转至大脑右半球。

英国剑桥大学的Auyeung和Baron-Cohen等（2009）首次考察了母体子宫内的睾丸激素水平与儿童孤独特质之间的相关。该研究分析了出生于1999年的235名孩子，着重计算了他们出生前子宫内睾丸素的含量与8岁时孤独症谱系商数（AQ）之间的相关。结果表明，母体子宫内睾丸素水平和AQ密切相关，母体内睾丸素水平高的孩子社交能力较差。Baron-Cohen认为：过高的睾丸素能促进大脑向孤独症方向发展，而显示出“极端男性脑”特质。Baron-Cohen（2002）在早期孤独症心理理论研究和社会脑研究的基础上于近期提出极端男性脑理论（Extreme Male Brain Theory）。该理论从心理测量学的意义上区分了男性心理特质和女性心理特质。Baron-Cohen认为，女性总体上倾向于擅长移情、语言和社会判断，而男性倾向于更好地理解和处理机械物体、数学推理、心理旋转和空间技能等。孤独症儿童在情绪加工、心理解读、行为意图判断等方面的既有缺陷十分明显，这使得他们“似乎拥有一个夸大了的男性特征脑”。从进化的角度看，他们的朴素物理观（folk physics）优于朴素心理观（folk psychology），即更擅长对物质系统因果关系的理解。

如若把孤独症视为一种极端男性脑的体现，那么，孤独症也许不应该被治疗，而恰恰是他们的身份认同。在Baron-Cohen看来，孤独症不过是男性特质极端化的表现，是人类进化过程中的顺带产物。高水平的睾丸素，在一定程度上是有益的，因其可能导致右脑优势而造就真正的数理空间天才，但水平过度也就可能导致孤独症的产生，因此实在是一面双刃剑。世界著名的女性孤独症患者Temple Grandin，在全球范围内设计牛滑道，曾经宣称，“如果没有孤独症患者存在，许多世界上最伟大的发明都将不复存在”（Feinstein，2008）。

也许源于以上同样的过程，孤独症患者的记忆通道也发生了转移。Mishkin和Petri（1984）指出，人类存在两种记忆系统，分别对应不同的神经通路。更高级的语义记忆（又称情景记忆、联想式记忆）对应的是皮质，边缘系统的记忆回路，主要依赖海马、杏仁核与大脑皮层的连接：而更低级的习惯化的记忆（又称程序性记忆、内隐记忆）对应的则是皮质-纹状体的记忆回路，更依赖于皮质下层基底神经节的功能。具孤岛能力的障碍个体可能在高级的语义记忆系统出现了缺陷，而更低级的习惯性记忆能力因此得以保存甚至强化，从而为其机械记忆能力奠定了基础（引自Treffer，1989/2006）。

3.1.2 直接的研究证据

脑病理性优势假说自提出始就具有相当的吸引力。随着脑成像技术的推进，研究者纷纷展开单_被试的实验设计，对具有孤岛能力的孤独症患者展开直接研究，而相当部分研究支持了该假设。例如，在一项针对具有超常日历计算能力的22岁右利孤独症患者的研究中，发现个案在日历计算时过度驱动了包括海马回在内的额颞回。研究者由此认为在一些孤独症患者中，正是额颞回得到了“过度发展”导致他们产生特殊的计算和记忆能力（Boddaen，Barthelemv，Poline，& Samson，2005）。又如，在另一项针对42岁右利手艾斯伯格患者（具计算和艺术技能）的磁共振研究中，研究者发现该个案的顶叶（涉及视觉空间功能和计算能力）增厚，而额前回和额中回皮质（与社会认知有关）变薄。研究者认为这些区域的增厚或变薄与其功能的强弱相对应，意味着个体在特定区域的损坏会导致另一些区域的强化，而这些区域的强化会导致大脑整个结构的进一步改变（Wallace，Happe，& Giedd，2009）。

3.1.3 相关的研究佐证

除了直接的研究证据，一系列相关研究的开展也从侧面纷纷汇集，从不同角度证明了该假说的潜在优势。

（1）获得性天才现象

1998年，研究者Miller（1998）描述了5名额颞痴呆症患者（FTD）。他们患病前没有任何残疾，可在患病之后，随着病情的恶化，却获得了新的艺术能力。并且，这些艺术能力与孤岛能力极为相似：视觉性、非文字的、过度注重细节、缺乏抽象或象征性以及对艺术品的强迫性专注等。神经成像研究表明这些患者存在严重的左脑损伤和功能障碍。Miller解释，前颞叶（尤其是左脑）和前额叶脑区底部的选择性退化降低了对视觉系统的抑制性作用，从而让这些患者的艺术能力和兴趣得以提高。

FTD现象提示，正常人的左半脑可能在一定程度上抑制了右半脑的机能，左半脑的损伤会使右半脑出现“反常的机能易化”，并使新技能以补偿的形式展现。这就从侧面为孤独症天才的脑病理性优势假说提供了证据，左脑的损伤确实可能强化右脑的机能。延伸开去，普通人也可能存在着潜在的天赋特质，只是一般情况下被左脑或高级记忆功能线路所禁锢，因为人类主流社会具有“左脑+语义记忆”倾向，即强调时序、逻辑、语言专门化等。一旦这种禁锢解除（如采用反复经颅磁刺激技术，rTMS），正常人可能也能产生天赋技能。同理，真正的天才可能正是由于右脑功能或记忆路线能够在非病理状态较轻易地摆脱控制而展现出超乎常人的能力。这样看来，孤岛能力与真正的天赋才华之间可谓“一线之隔”。

（2）孤独症群体的左利手和混利手现象

另一有趣的佐证是孤独症群体的左利和混利手现象。利手一般反映的是个体的大脑单侧优势。Geschind的性激素理论指出利手一侧化的原因决定于胎内睾丸素的水平（引自静进，2006）。正常人群中，70%的人都是右利，其左半球主司语言功能，称为标准优势，而左利手和混利手人群的语言功能可能侧化于左或右半球的任何一侧，称为变侧优势。假若宫内过高的睾丸激素确实抑制左脑的发育，使大脑的发育能量移向右半球，那么可以推定孤独症群体中将出现更多的左利或者混利。研究证实，在孤独症群体中确实存在更多的左利手和混利手情况。例如，Cornish和McManus（1996）调查了35名孤独症儿童、26名学习障碍儿童和90名正常儿童，发现孤独症儿童中左利手出现率为23%，远高于学习障碍组的11.5%和正常组的4.4%。我国暨南大学的陈卓铭、李冰肖和尹义臣（2005）调查了20名孤独症幼儿的利手状况，发现孤独症混合利发生率为65%，而正常儿童混合利率仅为20%，两组差异十分显著。

（3）孤独症群体的手指长度

手指长度是又一有趣的佐证。手指比，具体指的是第2根手指与第4根手指（2D：4D）长度的比值。这一数值目前被认定为个体在胎儿期暴露于睾丸素水平高低的标志（Manning，Stewart，Bundred，& Trivers，2004）。怀孕期间，手骨、掌骨和指骨的发展，受到控制男性生殖器官发展的同源基因的控制，对血液循环中的雄性激素有所反应。在大约受孕后七周时，胎儿若暴露于过高水平雄性激素中将引发第4根手指与第2根手指之间差距的拉长。因此，2D：4D的比值越低，就意味着胎儿暴露于睾丸素的水平越高。如若孤独症患者在宫内确实曾暴露于过高水平的睾丸素，那么2D：4D的比值将更低。一些研究就这一假设展开验证，获得了较一致的肯定结果。例如，Manning，Baron-Cohen，Wheelwright和Sanders（2001）的一项研究发现，孤独症和阿斯伯格综合症，以及他们的直系亲属的手指比要显著低于性别匹配的控制组。在一篇元分析中，Voracek（2008）得出结论，2D：4D比值确实在孤独症群体中有所改变，数值更低，倾向于雄性化，而在精神分裂症患者中则数值更高，倾向于女性化。

3.2 孤独症特质假说

由于孤独症群体中更高比例地产生了孤岛能力，一些研究者开始怀疑孤独症本身独特的神经结构可能是孤岛能力形成的基础。在这一视角下，人们很容易地将目光聚焦到脑神经连接异常假设（曹漱芹，方俊明，2007）上。

脑连接异常假设源于Horwitz等（1988）一项PET研究的发现。该研究发现孤独症患者静息状态下额叶和脑后部区域的葡萄糖代谢之间呈现更弱的连接。在运用了fMRI技术后，美国的Just，Cherkassky和Minshew（2004）首次提出了孤独症脑连接不足的假设，认为孤独症患者的脑区之间协同不足，且尤其表现在额叶与颞叶之间。之后，历经多位研究者的反复推敲和验证，脑神经连接不足假设逐步得到丰富。最近，Kana，Libero和Moore（2011）对该假设的基本要义进行了总结：（1）脑连接不足主要体现于额叶与其它脑区的长距连接不足，而短距离的局部连接得以保留甚至加强。这使得孤独症个体自上而下的加工遭受破坏，而自下而上的加工相对保留；（2）长距的脑连接不足主要体现在复杂的认知和社会功能之中：（3）功能性的连接不足可能是结构性异常的体现，如脑白质异常的问题；（4）大脑通过补偿机制，如额叶或后部脑区的过度连结来适应长距的脑连接不足状态，这可以体现在局部脑区密集的微型柱上；（5）脑连接不足状态在复杂任务和静息状态中均有所体现。

汇集文献，上述孤独症脑连结的异常已在多项认知任务中得到证实。例如，工作记忆任务中额叶与梭状回的连接不足（Koshino et al.，2005）；句子想象任务中额下回和顶下小叶的连接不足（Kana，Keller，Cherkassky，Minshew，& Just，2006）；心理理论任务中额叶内侧和颞叶区域的连接不足等（Kana，Keller，Cherkassky，Minshew，& Just，2009）。在这些报道中，相对一致的报道是额叶与顶叶之间的连接不足，显示这两个脑区之间的协作对于高级任务的完成至关重要。

脑神经连接异常假设具有与其他孤独症认知理论的兼容性。首先，就弱的中心统合理论而言，其强调的是孤独症偏向局部加工，并以牺牲整体加工为代价。在神经水平，这恰可以在脑神经连接异常假设中得到解释。按照该假设，在枕叶和额叶之间的长距连接不足将导致自上而下的加工受损，并危及面孔加工、语言加工、心理理论加工等，而在局部脑区的过度连结又会导致空间接近的区域产生强化的能力，如在低水平的视觉空间任务上有出色的表现。其次，就心理理论缺陷论而言，既然心理理论是一种复杂的技能，它就必然涉及到不同能力的综合运用，包括观点采择、模仿等，因此必然需要多个脑区的协同工作。如果脑区之间连接不足（Underconnectivity），孤独症患者恐怕难以识别他人的心理状态和社会信息。再次，就知觉机能增强假设来说，简单知觉脑区的“过度专门化”与局部脑区脑神经“过度连接”（Local Overconnectivity）的概念在内容上具有一致性。Mottron等（2006）在详细架构这一理论时也认为，短距离的区域内部的过度连接可能可以解释低水平知觉机能增强的现象，但这一结论尚需进一步验证。不过，脑神经连接异常假设很难完全支持孤独症个体整体加工完好的观点，尤其是当其指的是涉及多个脑区协作的全面性整体加工。最后，就执行功能理论来说，执行功能作为更高一级的认知功能包含了工作记忆、反应抑制、加工速度、问题解决、决策制定等，这些复杂的认知任务无一不需要多个脑区的共同作用，尤其是前额叶与其它脑区之间的密切配合。孤独症患者的脑区之间的长距连结遭到破坏可能与其执行功能缺陷有关。

在脑神经连接异常假设框架下，孤独症的孤岛能力似乎同样能够得到合理解释。在承担统合功能的脑区——额叶，由于存在过度的、未组织化的和未分化的局部连接，同时又不能获取广泛的低级功能脑区所传来的信息，其高级的统合能力将严重受损。然而，就顶叶、枕叶等低级功能脑区来看，由于存在异常的过度连接，同时又无法接受高级统合脑区——额叶的监控和抑制，感觉信息在这些区域将得到异常的加工：传递速度更快，时间更长，选择性降低（所有信息未经选择地得到加工）。从而，这些脑区将显示出更加独立、自治的局部加工能力。

4 整合性的观点

迄今为止的各种假设，既有优点又有不足，没有一种得到人们的全面认可。我们认为，采取一种整合性的视角也许能更容易地接近这类奇特心理现象的本质。推测起来，孤独症孤岛能力可能是神经心理因素、练习因素和遗传因素共同作用的结果。

就现有的发现看，脑病理性优势和脑神经连接异常可能是两个最为重要的神经心理因素。这两者在实际内容上并不矛盾。相反，脑优势中心的偏转可能是大脑连接异常的形成基础，而大脑的异常连接可能是脑功能反常易化的一种表现形式。可能的情况是，受控于某些基因的影响，或受控于某些环境因素，如接触到高水平的睾丸素，孤独症患者出现了脑神经发展过程的异常，这种异常导致大脑发生一系列改变，一些区域受到严重损伤，而另一些区域则通过大脑本身强劲的代偿机制产生了优势中心的转移，而就在这个过程中发生了局部脑区神经连接的过度强化。经过这样的异常发展，个体开始呈现出全脑的异常连接状态，左脑失去了对右脑的监控，额叶也失去了对其他脑区的抑制，从而呈现出长距离功能连接的不足、局部脑区连接异常加强的状态。改变了的全脑连接模式又促使大脑呈现出广泛分布性缺陷。破坏性的长距连接导致整体认知加工和自上而下加工的失败，而减少了的内部合作和区域之间的合作导致局部低水平认知功能和自下而上加工的促进，并最终促使孤岛能力的出现。

与此同时，对于孤独症患者来说，他们的注意和思维局限于十分有限的范围，通过不断的重复和练习，他们能够自动地提取一些潜意识算式，可以通过诸如直观心像的机制而获得问题的答案，而遗传因素也在发挥作用，因为仅仅练习还不足以解释他们如何提取大量的音乐、艺术和数学法则和序列，有些是与生俱来的。这些能力一旦形成，极端的专注、练习、补偿性内驱力，以及来自家庭、教师、看护者的强化等因素都发挥着重要作用，不断发展并完善杰出的技能融合（Treffer，1989/2006）。

需要指出的是，其他神经发展障碍中也会出现孤岛能力现象，那么，是否那些患者的脑部也曾经发生了上述类似的过程呢？目前的研究较一致地认定这些患者同样发生了脑病理性优势的形成过程，但有理由相信其损伤和易化的脑区可能不同于孤独症患者。然而，最近也有研究表明脑连接的异常并非是孤独症的专利，在部分癫痫、阅读障碍患者身上也发现了脑连接的异常状态。因此，破坏性的脑连接状态尽管在孤独症患者中最为常见，但不能完全否定其他类型天才症候群也存在着类似脑连接异常的可能。因此，未来的研究中，需要以智障、癫痫等其他群体的“白痴学者”为研究对象，细致地探索这些患者的脑内部连接状态，并与孤独症患者展开对比，以进一步明确各类天才症候群产生的相同或不同原因。

5 对未来研究的建议

孤岛能力之所以引人注目，因其提供了一种人脑一般智能与领域智能极为独特的存在形式，也展现出大脑强大的可塑性和修复性。国际上针对孤岛能力的研究从20世纪中叶开始日益蓬勃发展。美国威斯康星医学院还建立了“孤岛天才”案例库，成立了专门的研究网站。对我国来说，这方面的研究数量和水平都亟待提高，未来的研究中，需要在以下几方面逐步推进：

第一，通过各类文献资源的检索手段广泛收集古今中外孤独症奇才案例的相关轶事。根据这些案例的才能领域对其进行归类，对其所展现的程度差异、共性特点、认知矛盾和可能的环境促发因素进行多元记录和分析，逐步形成我国孤独症孤岛能力的案例资源库。第二，加强孤独症群体孤岛能力的认知心理学研究，探明这些群体一些独特的认知现象，如超凡的视觉空间能力（包括直观心像）、超常的机械记忆等，并探明其与孤独症兴趣狭窄程度等特征之间的潜在关联。第三，加强对孤独症群体早期宫内雄性激素水平研究，以及衍生而出的“极端男性脑”、利手和手指比等相关研究。这些研究的累积将有利于从人类进化的角度理解孤独症孤岛能力产生的根源，也将提供认识孤独症的暂新视角。第四，加强孤独症天才大脑连通状况的研究，并与一般孤独症患者以及其他障碍类型的孤岛天才展开对比，系统地揭示其中的差异和共性，从而为澄清孤独症与孤岛天才高度重叠的机制，以及理解天才群体的独特机理和理解人脑在系统水平上的运作方式提供参考。第五，加强孤独症群体孤岛能力的训练和干预研究。需要清楚，孤岛能力是否能够得到利用，如果可以，其转化为高一级能力的条件又是什么。针对特定个案的干预研究将有利于为孤岛天才患者的教育干预训练提供依据，还可能有利于从新的角度寻找正常人身上的“雨人”特质和潜在的隐性能力。

从Down（1887）首次报道孤岛天才已经过去了一百多年，过去十几年所取的研究成果已超过了之前百余年研究的总和，但孤岛能力仍算得上我们尚未通识的领域。相信不久的将来，我们终究能够真正揭开这一现象的神秘面纱，并通过这扇窗口再次管窥人类神奇的认知结构、加工方式和神经构造。