自闭症谱系障碍个体的注意偏向及其神经机制*

孟春燕，李桃林， 黄小梅，戈洪鑫，孟 景

(重庆师范大学 教育科学学院，重庆 沙坪坝 401331)

一、前言

注意偏向是指个体在注意资源分配时所表现出的某种特定的规律和模式，[1-2]包括注意解除困难、注意警觉与注意回避。[3]三个成分出现时间的不同：注意警觉和注意解除困难一般发生在刺激时间很短的情况下，一般为500 ms；注意回避则发生在认知加工的后期，并受自上而下的主动调节，通常发生在刺激呈现较长的情况下，一般大于1 000 ms。[4]自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)是一种广泛性神经发育障碍，其主要特征是异常的社会交往和沟通模式，兴趣狭窄和刻板重复的行为方式，社会交往障碍是ASD个体最典型、最核心的特征。[5]ASD个体的社交能力存在普遍的不足，他们对社会信息会产生注意回避，比如，当被要求注意他人情绪和感受时，他们会倾向于回避他人眼神。[6]有研究在探索ASD个体对社会信息(人脸)与非社会信息的注意力分配时，发现ASD个体对人脸不产生注意偏向；[7]而随后的研究却发现当注意力处于有意识的控制之下时，ASD个体和普通成年人都表现出了对脸的注意偏向，[8]以上研究结果存在不一致的地方。此外，有研究表明ASD个体在社会交往中存在较高的焦虑和抑郁水平。[9]在对焦虑障碍的研究中发现，几乎所有类型的焦虑障碍患者，都会对威胁性刺激表现出注意偏向，[10]在早期注意加工系统里，对威胁性社交线索的注意偏向是引发和维持社交功能损伤的重要因素，[11]那么ASD个体是否也存在着对威胁性刺激的注意偏向呢？ASD个体的注意偏向究竟呈现什么样的特点？针对上述问题以及ASD个体注意偏向研究结果不一致的地方，本文主要对ASD个体的注意偏向特点进行探讨，并对其背后的认知神经机制进行分析。

二、ASD个体的注意偏向特点

(一) ASD个体对面孔的注意偏向

社会交往障碍是ASD个体最典型、最核心的特征，元分析的研究发现，ASD个体社交障碍和人际关系异常与他们的面孔情绪识别能力受损相关。[12]ASD个体对面孔情绪存在不同程度的识别困难，这可能与ASD个体缺乏对面部表情的注视优势有关，他们对社会性刺激存在非典型的注意力分配方式，[13-15]因此，需要对ASD个体对面孔的注意偏向特点进行探究。

1. 对眼睛区域的注意回避

早期的眼动研究发现，ASD个体在进行面孔加工时，总是尽量回避面孔中核心部位而更多地关注外在特征，对眼睛和嘴部区域的注意没有显著的差别，都表现出对眼睛和嘴部的注意回避。[16-17]后续的研究中发现ASD个体对面孔核心部位的注意是不同的，有研究发现ASD个体比普通个体更少注视眼睛，但是对嘴部的注意没有差别，[18-19]有研究发现ASD儿童在面部区域的注意中除了回避眼睛区域外，对其他区域的注意与普通儿童没有差异。[20]对高功能ASD个体的研究却发现，他们在回避注视眼睛时，会更多朝向注意嘴部区域，特别是在对呈现快乐的情绪的面孔时，会更多注意嘴部区域。[21]元分析的研究结果发现ASD个体比普通个体更少注意眼睛区域，对嘴部的注意没有差别。[22-23]综上所述，ASD个体在对面孔核心区域的识别过程中，可能存在对眼睛区域注意回避现象，高功能ASD个体在回避眼睛的时候，可能会出现朝向嘴部区域的注意偏向。

2.对不同熟悉度面孔的觉察

面孔的熟悉度会影响我们对面孔的注意，在日常生活中，我们总是会对我们熟悉的面孔优先给予注意，熟悉的面孔比陌生的面孔能够更快更准确的被识别出来。[24-25]普通个体对熟悉面孔和不熟悉面孔的加工处理有着显著的不同，[26]有研究却表明，ASD个体对熟悉面孔和陌生面孔的加工没有什么不同，ASD个体在看到熟悉的面孔和不熟悉的面孔时并没有表现出不同的注视模式。[27]陈顺森等利用眼动追踪技术来探讨ASD幼儿对熟悉面孔的注意特点，结果却发现，ASD儿童优先觉察陌生面孔，但维持时间短，而对熟悉面孔维持时间最长。[28]

然而，有研究发现ASD儿童对熟悉面孔的识别模式与其他儿童相似，ASD儿童和普通儿童一样能够优先注意到熟悉的面孔。[29-31]有研究也发现ASD儿童整体上对熟悉的面孔和陌生的面孔的注意模式与普通儿童没有显著的差异，他们对自己的面孔的注意速度快于其他面孔；该研究还发现，与普通儿童相比，ASD儿童能更快地注意到不熟悉的面孔，这可能表明ASD儿童能够更快地识别和处理不熟悉的面孔。[32]同时，有研究让ASD儿童和正常儿童观看熟悉的人(他们的幼儿老师)和不熟悉的人表达恐惧的视频时，发现ASD儿童对熟悉的人所表达的恐惧表现出正常的瞳孔反应，但对不熟悉的人表达的恐惧反应减弱，[33]这可能表明ASD儿童对熟悉的面孔分配了较多的注意力，对陌生的面孔给予的注意力较少。以上研究表明ASD儿童能够像普通个体一样识别熟悉面孔，可能会优先觉察熟悉面孔，对不熟悉面孔的注意速度可能优于普通个体。

综上所述，ASD个体对熟悉面孔和陌生面孔的觉察出现了不一致的地方，他们是先觉察到熟悉面孔，还是陌生面孔呢？目前仍然存在着一定的争议，需要在今后研究中进一步去探究。但是，综合目前的研究来看，可以明确的是ASD个体能够识别熟悉面孔，并且对熟悉面孔的注意维持时间要比陌生面孔长；同时，与普通个体相比，他们对于不熟悉面孔的注意速度可能更快。

(二) ASD个体对威胁刺激的注意偏向

与中性刺激相比，人们更容易将注意导向环境中的威胁刺激，且会将注意一直保持在威胁刺激上，这种将注意资源分配到与威胁相关刺激的过程叫做对威胁刺激的注意偏向。[1,34]研究表明焦虑个体对威胁性社交刺激会产生注意偏向，[10]ASD个体在社会交往中存在较高的焦虑和抑郁水平，然而对于ASD个体来说，他们对威胁性社交刺激的注意却存在着一定的争议。

1. 对威胁性自然刺激的注意解除困难

对普通个体的研究表明，威胁性的刺激会自动吸引注意力。[35]林云强在对ASD儿童的眼动研究中发现，ASD儿童对环境图片中的威胁目标对象(蛇的图片)存在知觉优势，他们对威胁刺激(蛇)存在注意解除困难现象。[36]随后的研究也发现，与普通儿童相比，ASD儿童在蛇的图像中检测花的速度非常慢，这表明他们很难从蛇的图像中转移注意力，这种延迟的脱离行为本身会增强ASD儿童对蛇的注意偏向，这与焦虑症患者的视觉搜索表现类似。[37]因此，ASD个体与普通个体一样，对威胁性自然刺激可能会产生注意偏向，而这种注意偏向可能是注意解除困难。但是，由于上述研究采取的是视觉搜索范式，这种范式无法将注意警觉和注意解除困难分离研究。因此ASD个体对于威胁性自然刺激的注意偏向中是否出现注意警觉需要进一步研究。

2. 对威胁性社交刺激的注意偏向

社交刺激包括社交场景、人们的面孔情绪，在日常交往中多数个体认为愤怒、恐惧等负性情绪面孔具有一定的威胁性。针对愤怒、恐惧等具有威胁性情绪面孔的研究中发现，ASD儿童会对恐惧和愤怒的面孔表现出注意偏向，[38-40]一些研究发现ASD个体对愤怒面孔存在检测优势，与普通个体相比，ASD个体能更快地检测到愤怒面孔。[41-42]张鹏在研究中发现，ASD儿童存在对威胁性社交刺激的注意警觉，而没有发现明确的注意解除困难，[43]在长时间的刺激呈现下，ASD个体表现出对愤怒面孔的注意回避。[44]在对ASD个体的注意偏向和焦虑关系的研究中，发现ASD个体的焦虑与注意偏向没有显著的相关，他们对恐惧面孔没有表现出明显的注意偏向，尽管在临床上ASD儿童的焦虑程度很高，但ASD儿童没有像高焦虑个体一样，对威胁性社交刺激的产生注意偏向，[45-46]而有研究对55名ASD个体(其中有34人有焦虑障碍)和28名普通个体进行研究，该研究利用点探测范式发现ASD个体对威胁性的表情图片(愤怒)存在注意偏向，对威胁性的词语没有表现出注意偏向。[47]上述研究表明，ASD个体对不同威胁性的情绪面孔会产生不同的注意偏向，ASD个体可能对高威胁性的面孔(愤怒的面孔)存在注意警觉和注意回避，而不会产生注意解除困难，这与焦虑障碍个体的注意偏向特点有所不同。

对社交场景的研究中，一项使用眼动追踪技术的研究，发现ASD个体对社交和非社交场景表现出非典型性的社会关注，如注视跟踪减少，对社会信息的重视程度降低。[48]Santos的研究采用与点探测相似的范式和眼动追踪技术结合考察ASD个体和普通个体社会场景的注意，结果显示，普通个体表现出对威胁性社会场景(消极场景)的注意偏向，ASD个体并未表现出对威胁场景的注意偏向，然而在信息处理的后期(刺激呈现3s)ASD个体的视觉行为会重新调整到一个典型的模式，这反映在相对于中性的社会场景，对消极场景的注视比对中性场景的注视更多。[49]这表明ASD个体对威胁性社交场景的注意过程可能会受到刺激呈现时间的影响。

综上所述，ASD个体对于威胁性的自然刺激可能会产生注意解除困难的现象，但由于采取的是视觉搜索范式，该范式将注意偏向作为一个整体来研究，因此在对威胁性自然刺激的注意偏向中是否存在注意警觉需要进一步的探索。ASD个体是否会像焦虑障碍个体一样对威胁性社交刺激会产生注意偏向存在一定的争议。综合这些研究来看，产生这种争议的原因可能来自于以下三个方面：第一，对ASD个体焦虑程度的测量。我们发现并不是所有的研究都对ASD个体的焦虑状态进行了测量，一些研究中并没有报告ASD个体的焦虑状态，而对ASD个体焦虑状态进行测量的研究多采用的是父母报告的形式，可能并不能客观的反应ASD个体的焦虑水平。第二，刺激的唤醒度的不同。我们发现认为ASD对威胁性刺激会产生注意偏向的研究中，使用的是高唤醒度的愤怒的情绪面孔，而其他研究使用唤醒度相对较低的悲伤或恐惧的情绪面孔时没有发现注意偏向的产生，这说明刺激的唤醒度可能影响了ASD个体对威胁性社交刺激的注意偏向。第三，研究范式和刺激呈现时间的不同。有些研究使用的范式(如:视觉搜索范式、点探测范式)将注意偏向作为一个整体来研究，并没有区分注意偏向的三种具体成分，而有研究使用的范式(如改良过的点探测范式和空间搜索)能够可以发现注意偏向的不同成分。此外注意偏向三种成分出现的时间不同，例如注意回避可能需要在刺激出现1S之后才会出现，上述研究中刺激呈现的时间不同可能造成了研究结果的不同

三、ASD个体的神经机制

(一) 社会脑区域的异常

社会脑网络包括杏仁核、梭状回、颞上回/颞顶交界处、前扣带皮层和腹内侧前额叶皮层，是人脑负责加工社会信息的区域。[50]ASD个体社会脑所涉及的相关区域功能激活和联结的异常影响着ASD个体对视觉刺激的注意偏向过程。研究发现ASD个体在面孔加工过程中对眼睛区域的注意回避与杏仁核的过度激活、皮层下检测路径的损害、小脑形态的异常有关。[51-53]有研究发现，当被要求观看眼睛时，ASD个体与普通个体相比表现出更强的杏仁核激活。[52]ASD个体杏仁核的过度激活可能引起的直接的内脏反应，使得他人的脸和眼睛成为强烈的厌恶刺激，因此，ASD个体回避眼睛是一种适应性的、补偿的知觉策略，可以使得ASD个体免受眼睛带来的不适和威胁。[54]同时，目光接触过程可能受到皮层下路径(包括上丘、枕核和杏仁核)的调节，这个路径是通过眼神的接触而激活的，它可以调节涉及社会认知的皮层区域，ASD个体回避眼睛区域可能是由于皮层下的面部和眼神接触检测路径的损害。[52,55]此外，结构磁共振的研究发现，小脑蚓部与对眼睛的注视时间有关，ASD个体的右前小脑体积比普通个体少。因此，ASD个体对眼睛的回避和对社会关注的减少可能与其小脑形态的异常有关。[56]

梭状回区域在识别熟悉面孔与陌生面孔上有着重要的影响。一项对ASD的大脑对熟悉面孔的反应进行的研究中发现，在ASD和普通对照组中，对于熟悉的和陌生的面孔，梭状回区域都有显著的反应，ASD个体在面对熟悉的面孔时也表现出比陌生面孔更大的梭状回活动。此外，在ASD个体中存在一种处理熟悉面孔的独特网络，这种网络包括边缘系统，在对陌生人面孔的反应中没有发现。该研究表明ASD个体的梭状回本身没有损伤，而可能是调节梭状回的系统出现了缺陷。[57]因此，ASD个体的梭状回区域与常人相似，并没有受损，能够对熟悉面孔进行识别，存在一种处理熟悉面孔的独特网络，但是调节梭状回的系统可能存在缺陷，使得对熟悉面孔的识别较普通个体低。

研究发现，与普通个体相比，ASD个体及其兄弟姐妹前额叶皮层、杏仁核等区域的功能联结显示出激活与连通的异常。[58-59]注意警觉是以杏仁核-初期视觉皮层为神经基础的自下而上的直接反应系统，[60]有研究报告了ASD儿童杏仁核及与其紧密联系的区域存在异常，这表现在解剖结构异常和各脑区之间的联通异常两个方面。研究发现ASD儿童杏仁核、梭状回面孔区、前扣带回发育异常以及杏仁核与纹状体、梭状回面孔区等视觉皮层区域的联通过度激活，[58-59,61-62]这意味着参与早期注意偏向调节的自下而上的杏仁核-初期视觉皮层的功能受到影响，而这正是控制和调节早期注意警觉的脑神经基础。杏仁核-初期视觉皮层的过度激活使注意资源迅速分配至当前的刺激，由此自闭症谱系障碍儿童在早期注意阶段表现出的对威胁性刺激的注意警觉是由于杏仁核-初期视觉皮层的过度激活导致。[34,43]

(二)感觉信息的过载

在注意偏向的研究中，有研究者提出了“警觉—回避”的模式，[63-64]即：被试最初会朝向威胁性刺激，随后会远离该刺激，从而产生注意回避。强烈世界理论提出，ASD个体对感觉信息存在过于强烈的知觉、注意、记忆以及情感反应，过于活跃的局部脑区活动将普通的局部感觉经验极度放大，感觉信息的过载使得ASD个体过度恐惧、焦虑，从而导致回避社会交往和退缩等症状出现。[65-66]因此，根据强烈世界理论，ASD个体在对社会刺激的注意过程中可能由于对感觉信息过于强烈的反应，所以会对社交刺激产生注意警觉，甚至比普通个体更先觉察社会刺激，而随着刺激呈现时间的增加，感觉信息过载，从而产生注意回避，这与注意偏向中的“警觉—回避”的模式相似，一些研究中也发现ASD个体的杏仁核、初级听觉和躯体感觉皮质在轻度厌恶性感官刺激时反应过度，[67]ASD个体经常回避一些强烈的视觉刺激。[68]最近在针对ASD个体对情绪面孔的注意模式的研究中也发现，ASD个体对负性情绪信息的定向可能会引起ASD个体过于强烈的情感反应，从而使ASD个体远离这种强烈的刺激。[69]强烈世界理论认为这与大脑神经元之间的过度连接和大脑新皮层部分区域(例如前额叶皮层、感觉皮层)、杏仁核的过度激活使ASD个体产生了注意警觉，而过度活跃的脑区将普通的局部感觉经验极度放大，使ASD个体处于感觉信息过载的状态中并对社会刺激(如面孔)产生过度恐惧、焦虑的体验从而引起注意回避的产生。[65]因此，ASD个体的注意回避可能与其感觉信息的过载有关。

强烈世界理论从神经元加工感觉信息的特点出发，为解释ASD个体的注意偏向特点提供了一个新的视角。该理论从自闭症动物行为模型的研究中得到了支持，研究发现自闭症动物，一些关于ASD个体的脑结构和功能成像的研究也为该理论提供了支撑，[40,70-71]该理论可以用来解释ASD个体注意偏向的一些特点，但一些观点假设也需要进一步的验证，比如ASD个体在对不同类型刺激的注意过程中，对所有的刺激的注意速度是否都比普通个体更快，对不同刺激信息都会产生信息过载还是只对某些刺激产生信息过载。同时，强烈世界理论认为ASD个体的注意回避可能与其感觉信息的过载有关，那么，对于ASD个体来说，不同类型的刺激产生的信息容量可能不同，在注意社交性的威胁刺激时是否会比注意非社交性的威胁刺激时更容易产生信息过载呢？这需要进一步验证。

四、小结与展望

综上所述， ASD个体在对面部核心区域的识别过程中，存在对眼睛区域注意回避现象，杏仁核的过度激活、皮层下通路的损害、小脑形态的异常可能是ASD个体回避眼睛的神经基础。ASD个体能够识别熟悉面孔，他们的梭状回区域与常人相似，并没有受损，但是存在一种处理熟悉面孔的独特网络，对于不熟悉的面孔的注意速度可能优于普通个体，调节梭状回的系统可能存在缺陷，使得对熟悉面孔的识别较普通个体低。ASD个体对威胁性自然刺激可能会产生注意解除困难，对威胁性的社交刺激特别是对于愤怒的情绪面孔，可能会产生注意警觉和注意回避现象，而没有明显的注意解除困难现象，注意警觉可能是由于前额叶皮层、杏仁核等区域的异常联结或过度激活导致，而注意回避可能是信息过载的结果。ASD个体对威胁性社交刺激的注意偏向的特点可能与普通焦虑个体的注意偏向不同，ASD个体焦虑背后的原因可能与其注意偏向没有显著的关系。

未来的研究可以考虑以下几个方面：

第一，未来的研究中应该对ASD个体的注意偏向过程和成分做进一步的探究，对社交性和非社交性的刺激可能存在不同注意偏向成分。同时，根据强烈世界理论，ASD个体可能会因为信息的过载而产生注意回避。[64]因此，今后研究中可以考虑不同刺激线索呈现时间和刺激类型下ASD个体注意回避的情况，探究ASD个体信息过载的情况。

第二，有大量的研究表明，ASD个体存在局部加工优势，[72]在对整体信息和局部信息的加工过程中，是否是先对局部信息产生了注意警觉之后，加上对局部信息的注意解除困难而形成了优先加工局部信息忽略整体信息？因此，未来的研究中可以考虑对ASD个体整体与局部视觉加工过程注意偏向的成分进行研究。

第三，在ASD的干预上，一些关于注意偏向训练的研究表明，注意偏向训练对焦虑障碍、物质成瘾有良好的干预效果。[73]同时有研究表明，注意偏向训练可以提高ASD儿童对社会信息的关注，[74]但是ASD个体的注意偏向过程可能与普通焦虑个体的注意偏向有所不同，所以未来需要在ASD个体注意偏向特点的基础上，对ASD个体进行注意偏向训练的干预，并结合其他训练方法来提高ASD个体的社交能力，从而更好的适应社会生活。例如，根据强烈世界理论，ASD的注意回避可能与ASD个体的感觉信息过载有关。因此，在ASD个体的干预上，需要在其发展的早期对其感觉信息进行适当的过滤，减少其所受社会刺激的强度，避免ASD个体暴露在不可预测的环境和过度的刺激下，避免感觉过载，从而使其能够正常地接触社会环境并进行正常的学习与发展。[66]