孤獨癥兒童的社會認知研究進展(綜述)

    【關鍵詞】 孤獨癥；社會認知；兒童；社會注意；面孔認知；神經基礎；綜述

    中圖分類號：R749.94、B842.1 文獻標識碼：A 文章編號：1000-6729(2007)010-00682-04

    孤獨癥是以社會和交流能力受損以及狹隘的興趣和行為為特征的一種障礙性疾病。盡管患者的臨床癥狀嚴重程度和智力情況千差萬別，但所有患者在社會交互作用中均存在障礙。一些高功能孤獨癥或Asperger綜合征人士在非社會領域(如物理、數學、天文學、音樂等)甚至有很強的能力，但在社會能力方面卻遠不如人。因此在探討孤獨癥譜系障礙的共性認知機制時,研究者們提出了“社會認知缺陷”的觀點,認為孤獨癥譜系障礙的這種缺陷存在于相對特定的腦神經網絡。該領域的研究正成為當前發育行為兒科學和認知科學的重點研究內容。

    社會認知(social cognition)指的是能促進同種個體間行為應答的信息加工過程，是一種有益于復雜多變的社會行為的高級認知過程,包括社會知覺和社會問題解決兩方面[1]。在社會生活中，我們通常需要理解他人的心理狀態(如想法、意圖、愿望和信念等)，預測他人的想法，判斷他人的行為，并指導和調整我們自身的社會行為，這些都屬于社會認知的基本內容。社會認知在兒童的社會化過程中起著極其重要的作用，社會認知的發展和社會活動又是一個互動的過程。隨著認知神經生理基礎的發展，兒童自嬰兒早期就出現了認知偏愛、社會注意、表情識別、模仿，這些認知機能和早期兒童社會活動的互動，促進了兒童社會認知的發展和兒童的社會化。

     研究表明孤獨癥患者加工面孔信息應用的是異常策略。當呈現可以聯系整個面孔的特征部分時，正常發育兒童能更好地認出面孔，當根據眼睛識別時成績優于根據嘴巴識別[7]。van der Geest等[8]的研究顯示正常發育兒童記憶倒立的面孔要比正立的面孔費力，注意正立的面孔時間長于倒立的面孔。而孤獨癥兒童相反，認出孤立的面孔部分和部分模糊的面孔比正常兒童強，記憶面孔下半部分的能力優于上半部分，更容易識別倒立的面孔，注視倒立的面孔與正立的面孔的時間相當。說明這種缺陷模式代表面部形狀處理障礙，注重局部細節而不是整體特征。對面孔的視覺注意研究[9]顯示與正常兒童相比，孤獨癥對面孔的核心特征部分如眼睛、鼻子注意減少。

    3 孤獨癥社會認知的神經基礎

    3.1 社會腦 社會認知是社會生活中不可缺欠的能力，當人的社會認知能力提高時，其攻擊行為就會受到制約，而社會適應能力則得到提高。社會認知可能是一種獨立的認知成分，有著特殊的神經結構基礎。Brothers于1990年提出社會認知的神經基礎主要涉及三個腦區，即杏仁核、眶額葉(orbitofrontal cortex，OFC)以及顳上回(superior temporal sulcus and gyrus，STG)，并率先將這些區域稱為“社會腦”(social brain)。社會腦的基本功能是：在社會交往過程中，它承擔著了解和觀察他人的目的、意圖、信念、推測等信息的處理，從而達到與他人進行有效溝通和交往，簡言之即社會認知能力[10]。

    3.2 孤獨癥面孔認知的神經基礎

    面孔信息加工過程有賴于顳葉皮質的特定區域，包括梭狀回、杏仁核和顳上腦溝(superior temporal sulcus, STS)等。當進行面孔編碼時梭狀回首先被激活，杏仁核和顳上溝則負責編碼從面孔獲得的社會信息，杏仁核還負責解碼面孔的情感意義。杏仁核中部分神經元對來自面部的視覺信息有著選擇性的調節作用，它在面部情緒以及對他人行為中社會意義的感知方面有著特殊重要的作用。顳上溝(STS)周邊腦區與面部動作加工和注視指導的感知有關。

    近年來國外已開展了許多關于孤獨癥兒童面孔識認的腦電生理學和影像學研究，為探索孤獨癥患者面孔加工的神經基礎提供了依據。Dawson等的一項研究[11]顯示3-4歲孤獨癥兒童對媽媽的面孔與不熟悉的面孔的ERP電位沒有明顯區別，但對喜歡與不熟悉的玩具卻顯示不同的ERP電位；與之相反的是，智齡相當的正常發育兒童和先天發育遲滯兒童對不熟悉面孔與媽媽的面孔顯示不同的ERP電位，對喜歡的玩具和不熟悉的物件的ERP電位相當，說明幼小孤獨癥兒童就存在面孔加工能力的損害。

    在一項孤獨癥青少年和成人的事件相關電位研究中，McPartland，Dawson等[12]發現與面孔加工相關的ERP成分(N170)在孤獨癥和正常受試者中存在不同。N170是面孔加工早期階段敏感成分，該成分在正常人中對面孔的波形比對非面孔的波形大，主要在右腦半球出現。孤獨癥患者表現對面孔的N170潛伏期比對照組延長，但對物件的潛伏期與對照組相當。正常對照組對倒立面孔的潛伏期比對正立面孔的潛伏期延長，而孤獨癥患者對倒立面孔和正立面孔的N170潛伏期無明顯區別，沒有顯示對面孔的倒置效果，且面孔加工速度與孤獨癥在表情識別任務中的成績相關聯。這些資料顯示孤獨癥對面孔的早期結構編碼過程受到破壞，其信息加工速度減慢。

    在面孔加工的fMRI研究中，研究者們發現右側梭狀回對面部(相對于物體)有強烈激活，因而認為梭狀回(fusiform gyrus，FG)是對面孔反應的特異區域，稱為梭狀回面孔區(Fusiform Face Area, FFA)。區域是面孔身份知覺的特殊區域，它有別于其他涉及面部表情識別知覺的腦區如顳上溝，但也參與面部表情識別任務。

    正常人看到面孔時腦部FFA區域呈現激活狀態，孤獨癥成人不能顯示該區域的激活。Schultz等[13]曾用fMRI研究14名HFA或AS患者與年齡、智力匹配的對照組成人的面孔認知，與對照組相比，孤獨癥組在右側顳下回(ITG)區域激活顯著而在右側梭狀回(FG)激活不顯著；而在物件加工過程中兩組都顯示右側顳下回(ITG)區域明顯激活。表明孤獨癥行為和神經學的異常是特別針對面孔認知，其在表情識別過程中的腦部激活區域模式與在非面孔物體認知過程中的以形狀為基礎的策略相一致。它可以解釋為什么孤獨癥和AS患者感知人物面孔同無生命物體一樣，從而常常對人沒有什么興趣。其他類似的研究重復了該實驗，有的面孔認知任務是分類有表情或中性的面孔，有的區分中性面孔的性別，有的同時區分中性和有表情面孔的性別，有的測試FFA區域對熟悉和不熟悉面孔的激活，都說明孤獨癥FFA區域激活減弱。

    關于孤獨癥面孔加工障礙，Dawson等[14]提出了兩種解釋：知覺/認知缺陷或動機/情感缺陷。其中知覺/認知解釋認為可能孤獨癥總體知覺方面存在問題，由于生命早期開始總體較高層次的知覺/認知缺陷使孤獨癥不能從面孔相應的知覺信息中提取信息，或特殊的支持面孔加工的梭狀回功能障礙。社交動機/情感假說認為孤獨癥面孔加工缺陷的行為和電生理學指標是繼發于社交動機的基本缺陷，而社交動機缺陷與形成社交刺激的獎賞機制存在障礙有關。

    3.3 杏仁核與孤獨癥 研究顯示杏仁核是負責識別刺激的潛在危險和威脅的主要結構，也是參與心理理論(theory of mind，TOM)加工的重要結構。除了感知恐怖，杏仁核還主管一些相關的加工過程包括目光對視、情感記憶、嗅覺學習和社會判斷。杏仁核是接收從本體覺、視覺、聽覺和內臟系統的感覺信息后集中的核心，在社會認知理論中占有重要的地位。它對社會感知、情緒和社會信號的解釋、面孔和面部表情的識別、情緒表情的準確判斷、刺激情感意義的識別、目光注視指引的感知、面部姿勢的應用至關重要[15]。梭狀回主要負責面孔身份識別的感知，而杏仁核則在面部表情加工早期階段相當重要。雖然它不參與面部表情的高級加工(這涉及更廣的范圍如顳上回STS等)，但它是對有效情緒刺激的快速反應的結構，為其他腦區發信號。杏仁核的激活是無意識的、由刺激引發的，它能在意識之外被面部表情圖像所激活。

    杏仁核能提供社會交流信息到相關皮層系統作進一步加工。Pasley等認為由于杏仁核有特殊的快速大細胞傳送線，它能給大腦皮層提供重要的信息(任何帶有明顯情感表現的信息如恐怖的面孔)[16]。杏仁核和腹側視覺加工流程有著緊密的交互聯系，通過這個途徑能影響和放大對復雜物體知覺腦區的信息加工，包括FFA。盡管FFA不是直接涉及面部表情的分析，即FG的損害不會導致面部表情識別問題，但FFA被面部表情激活的程度明顯強于中性面孔，有表情的面孔比中性面孔更能激活FFA腦區。Morris等[17]假設這種FFA區活性增強的模式是由于放大了從杏仁核來的信息。Vuilleumier等[18]的研究顯示了支持該假設的更直接的證據，他們對26位有不同程度杏仁核、海馬回或兩者都有損害患者與13名健康對照者進行fMRI研究，應用的任務涉及恐怖或中性面孔。正常對照組和那些僅海馬回毀損者對恐怖面孔比對中性面孔顯示的FFA區激活增強，而杏仁核損害者則沒有對恐怖面孔顯示FFA區激活。而且杏仁核損害的程度與FFA區對有表情的面孔激活減弱的程度顯著相關。這些資料有力地說明了杏仁核對FFA區直接的調節作用，暗示孤獨癥FFA區激活不足部分是因為杏仁核加工的原因。Schultz[19]認為在發育過程中社會感知和社會認知是相關聯的，兒童期社會感知技能的發展為社會認知技能的發展提供重要的支持，面部感知和社會認知技能由杏仁核-梭狀回系統支持，該系統的缺陷導致孤獨癥。有關孤獨癥杏仁核fMRI研究均顯示杏仁核在面孔認知任務中激活不足。而有關孤獨癥杏仁核的神經解剖學研究最初是發現在一系列此類病例尸檢中杏仁核結構的樹枝狀神經元萎縮。這些病例看起來由于其樹突發育受限，杏仁核神經元過小密度過大。但到目前為止，有關孤獨癥杏仁核結構的發現結果不一，有體積增大、縮小和無明顯差別。

    鏡像神經元(mirror neuron)是近十年來神經科學的一項重大發現，首先是由Giacomo Rizzolatti和同事在猴子身上發現。他們在研究短尾猿時發現，當猴子主體執行某一特定的運動神經的行動時以及看到另一個主體執行相同目的指向的行動時鏡像神經元都會做出反應。即當猴子觀察其他猴子或人正準備去抓東西時，鏡像神經元也會產生反應。鏡像神經元不但存在于猴子，也同樣發現于人類的大腦中，其作用是當眼睛看到同類動作或情緒感覺后，激活腦內有關該動作的運動神經元，在腦內重復該行為，就好像自己做了一樣，所見即所做。也就是說，鏡像神經元不僅能使人類和靈長類把動作命令發送至肌肉，也可以通過心理模擬他人的動作確定他人的意圖。在靈長類，鏡像神經元的功能主要限于預見單一的有目的的動作，但在人類其進化到解釋更多復雜的意圖。

    最近的研究顯示這些鏡像神經元不僅見于大腦額葉前運動皮層，還見于人類大腦的其他部分，如扣帶回皮層和海馬回。研究前扣帶回皮層時，調查發現當看到他人疼痛時，人自身的某些對疼痛敏感的神經元也會激活。人類鏡像神經元系統不僅涉及動作的執行和觀察，而且還有高級認知功能- 如語言、模仿和學習他人的動作、揣摩他人的意圖、感受他人的痛苦，他們在移情和情緒反應中有重要作用。

    揣測他人心思是“移情能力”的表現。移情能力讓我們能了解他人的感情，識別和理解他人動機等。而孤獨癥兒童最顯著的特征就是他們幾乎無法和外界溝通，無法和別人分享他們的情緒和想法。心理學家進一步的研究推測，孤獨癥兒童所表現出的這種異常行為，有可能源于他們腦部的鏡像神經元系統(mirror neuron system)受損。

    研究一致報道，在模仿、動作觀察和意圖理解過程中在人類F5同源腦區- 額葉下回島蓋部(the pars opercularis)發現鏡像神經元活躍。Mirella Dapretto與其同事[20]對十名高功能ASD兒童與年齡、智齡匹配的正常兒童進行研究，當兩組兒童注視照片上顯示憤怒、恐懼、快樂、中性、悲傷的臉孔并且模仿其表情時，以功能性磁共振造影測量通過腦部特定區域的血液流量。盡管兩組兒童執行操作任務相當，但孤獨癥兒童額葉下回島蓋部沒有顯示鏡像神經元的活躍，而且該區域的活性與孤獨癥社交損害的嚴重程度成負相關。由此Mirella Dapretto認為早期鏡像神經元系統功能不良可能是孤獨癥社交缺陷的核心。

    同樣還有一些腦電生理學研究暗示鏡像神經元功能障礙可能可以解釋ASD患者的病理基礎。由于EEG波中感覺運動皮層上的μ頻率波 (8-13 Hz)被認為可以反映鏡像神經元的活動，正常人μ波在在執行動作和觀察他人執行動作時都是減低的(即μ波抑制)，反映觀察/執行系統在理解和模仿他人行為的能力中占有重要的作用。Lindsay M.等[21]應用EEG研究測量 μ波的抑制情況調查ASD患者是否存在該系統的功能障礙，結果發現對照組在自己的手部動作和觀察他人的手部動作時都顯示明顯的μ波抑制，而ASD患者移動自己的手時顯示明顯的μ波抑制但觀察他人的手部動作時則沒有明顯的μ波抑制。結果支持了高功能ASD患者存在鏡像神經元功能障礙的假設。

    綜上所述，雖然對孤獨癥譜系障礙的社會認知及神經基礎的研究在近十年間已經取得了一些進展，其社會認知缺陷理論及相關的神經電生理學和神經影像學研究為揭示這類兒童的認知神經心理特征和潛在的機制提供了一些客觀的依據，但許多研究結果仍未有定論，某些方面的研究才剛剛起步，因此，需要繼續對此領域進行更為深入的研究。

    參考文獻

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