宋博海 譚成慧
[摘要]感覺異常在孤獨癥兒童中較為常見,其嚴重性與孤獨癥癥狀的嚴重程度呈正相關,且有助于孤獨癥的早期識別。基于視覺、聽覺、觸覺及多感覺整合梳理了孤獨癥兒童常見的感覺異常特征,發(fā)現孤獨癥兒童具有視覺搜索優(yōu)勢和視覺注意異常,對言語聲音反應不足,觸覺反應遲鈍以及視聽、視觸等多感覺整合缺陷等特點。對孤獨癥個體感覺異常的理論解釋主要包括注意脫離異常假設、強烈世界理論、信噪比減少假說、時間綁定缺陷假說、貝葉斯知覺理論和預測編碼假說。
[關鍵詞]孤獨癥兒童;感覺異常;理論解釋
[中圖分類號]B8441
一、引言
美國《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊(第五版)》(以下簡稱DSM-V)將感覺異常作為一項診斷依據納入了孤獨癥譜系障礙(Autism Spectrum Disorder,以下簡稱ASD)兩大核心癥狀之一的狹窄興趣或重復刻板行為之下[1]。研究顯示,約有69%—90%的ASD兒童表現出感覺異常[2],難以調節(jié)、整合、組織或辨別輸入的感覺信息,無法對外界環(huán)境做出恰當、適宜的反應[3]。目前,感覺異常主要分為3種反應類型:反應過度(Over-Responsivity)、反應不足(Under-Responsivity)和感覺尋求(Sensory Seeking)[4]。這3種異常的反應類型均可能出現在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等感覺通道的一個或多個中,且不同ASD個體的具體癥狀也大不相同,具有極大的個體差異性[5]。感覺作為早期發(fā)育中重要且基礎的能力,發(fā)展先于社會認知。ASD個體的感覺異常是孤獨癥的一個核心表型標記[6],其嚴重性與孤獨癥癥狀的嚴重程度呈正相關[7],能為ASD早期識別提供重要的參考[8]。此外,ASD兒童的感覺異常不僅與其核心癥狀有關,還會嚴重影響自身和家人的日常生活質量。因此,本文梳理了ASD兒童感覺異常的特征以及對感覺異常的理論解釋,以期為后續(xù)相關研究提供一定的參考。
二、ASD兒童感覺異常的特征
(一)視覺
ASD兒童的視覺異常主要表現為經常尋求或避免強烈的視覺刺激[9]、注重細節(jié)、忽視整體以及一些非典型的視覺加工模式,如視覺搜索優(yōu)勢、視覺注意異常等。視覺異常可以作為鑒別ASD的早期標志之一,能夠較準確地區(qū)分出之后被確診為ASD的兒童[10]。而且,視覺上的異常可能會影響ASD兒童對社會線索的感知、識別、加工,進而導致社交缺陷的產生。視覺作為最主要的信息加工通道,研究視覺加工通道的優(yōu)勢現象對于ASD兒童的干預訓練有重要的意義[11]。
1視覺搜索優(yōu)勢
視覺搜索任務中,ASD兒童能更快地在復雜的背景中找到隱藏的目標,并且不受背景復雜程度的影響,即具有視覺搜索優(yōu)勢[12-13]。Shah和Frith采用積木圖案測驗最先發(fā)現ASD兒童存在視覺搜索優(yōu)勢[14],之后許多研究者采用不同的研究任務也都證實了這一發(fā)現,如Schlooz和Hulstijn要求被試完成嵌入圖形測驗任務,結果發(fā)現,9—14歲ASD男童的表現要明顯優(yōu)于年齡匹配的典型發(fā)展(Typically Developing, 以下簡稱TD)對照組[15]。Muth和Hnekopp等人對35篇探索ASD視覺搜索能力的研究文獻進行元分析,發(fā)現ASD兒童視覺搜索任務的表現優(yōu)于同齡TD組,表現為反應時的更短或正確率更高,但是這種差異較小,且異質性很大[16]。對于這種結果,有研究者指出,可能是由于研究所采用的視覺搜索任務過于簡單,使得ASD兒童的視覺搜索優(yōu)勢被任務難度所掩蓋[17-18]。鑒于此,彭曉玲和黃丹探索了不同任務難度對ASD兒童視覺搜索優(yōu)勢是否會產生影響。結果發(fā)現,在高難度任務中,ASD組的準確率顯著高于TD組,且只有在任務難度足夠大時,ASD兒童的視覺搜索優(yōu)勢才能顯現[19]。這可能是由于ASD兒童具有注重細節(jié)、忽視整體的局部加工特點,因此,他們能快速識別出隱藏在雜亂的干擾物中的目標,但相較于TD兒童,ASD兒童這種視覺搜索的優(yōu)勢可能只有在任務難度足夠大時才會顯現。
2視覺注意異常
視覺注意即根據刺激的特征和空間位置選擇性地注意外部刺激而忽略其他刺激,從而進行下一步的認知加工活動,是認知系統(tǒng)的重要組成部分[20]。具體可以分為對社會性刺激和非社會性(包括限制性和非限制性興趣)刺激的兩種視覺注意模式[21]。ASD兒童視覺注意的異常主要表現為兩個方面,一方面是對社會性刺激的非典型加工方式,包括對面孔的回避以及對眼睛的注視更少、對嘴的注視更多[22];另一方面是對非社會性刺激的注意偏好,尤其是對限制性興趣刺激過度關注[23]。有研究者提出,這種異常的視覺注意模式同樣可以作為ASD兒童早期診斷的標準之一[24]。
由于社會性刺激和非社會性刺激中主要的組成部分是面孔和限制性興趣刺激[25],且已有大量的研究基礎,加之ASD兒童對非限制性興趣刺激不存在特殊興趣[26],因此,本文主要從面孔和限制性興趣刺激方面展開相關介紹。在社會性刺激的視覺注意方面,相關的元分析發(fā)現,ASD兒童表現出對場景中人物的面孔和身體等社會信息的回避[27]。而且,一項眼動追蹤也表明,在觀看電影片段時,ASD兒童較少注意人臉,而更多地關注背景或場景中的無關對象[28]。Chawarska等人要求6個月大的ASD嬰兒和TD嬰兒觀看一段1位女演員進行各種活動的視頻,發(fā)現ASD嬰兒對社會情境和面孔的注視時間比TD嬰兒更短[29]。表明ASD兒童對于諸如面孔等社會性刺激的注視比TD兒童更少,注意偏好也與TD兒童不同。但目前研究ASD兒童對社會性刺激進行視覺注意時,在眼睛和嘴巴的注視時長方面還未形成共識。一些研究發(fā)現ASD兒童會表現出同時回避注視面孔中的眼睛和嘴巴[30];另一些研究發(fā)現ASD兒童會回避眼睛,但會更多注視嘴巴以進行社會信息補償[31];還有一些研究表明ASD兒童會回避眼睛,但并不會過多地注視嘴巴,且注視時間與TD兒童無差別[32]。雖然存在諸多爭議,但是近些年來研究發(fā)現,ASD兒童主要表現為回避眼睛和更多地注視嘴巴[33]。Spezio等人通過氣泡技術模糊面孔細節(jié)進行情緒辨別任務。結果發(fā)現,高功能ASD兒童傾向于依據嘴部區(qū)域判斷情緒,TD兒童則主要根據眼睛來辨別情緒[34]。這可能是由于ASD兒童右側顳上溝后部發(fā)育異常,在凝視眼睛時的激活程度比TD兒童低,較難從眼睛獲得社會信息。因此,為了補償由于回避眼睛而錯過的信息,ASD兒童會增加對嘴巴的注視[35]。在非社會性刺激方面,ASD兒童對限制性興趣刺激更加關注,視覺注意表現更好,視覺注意模式與TD兒童相似。限制性興趣是指ASD兒童高度關注狹窄興趣領域內的某一活動或物體[36],火車、飛機、家用電器和道路標志等都是常見的限制性興趣刺激,且不同性別的ASD兒童對限制性興趣刺激的喜好不同,如女童更喜歡洋娃娃和家具類玩具,而男童更傾向于飛機和小汽車等[37]。ASD兒童會長時間地注視這些限制性興趣刺激,并更具有選擇偏好性[38]。Watson等人對ASD兒童內在獎賞價值的研究體現了這一選擇偏好。在貨幣選擇任務中,面對不同的刺激,ASD兒童寧愿花錢也要觀看限制性興趣刺激的圖片[39]。這是因為ASD兒童更可能被限制性興趣刺激吸引。此外,齊亞菲等人采用眼動技術,利用圖片材料考察ASD兒童對社會性刺激、限制性興趣刺激和非限制性興趣刺激的視覺注意模式,并與TD兒童的視覺注意模式進行比較,發(fā)現ASD兒童注意社會性刺激的能力存在缺陷,注意非限制性興趣刺激的能力也較TD兒童略差,但對限制性興趣刺激,ASD兒童有著類似于TD兒童的視覺注意模式,且存在視覺注意偏好[40]。
(二)聽覺
研究顯示,ASD兒童擁有基本正常的聽覺能力,但隨著聽覺信息復雜程度的增加,ASD兒童難以加工聽覺信息,會出現聽覺反應不足、聽覺反應過度和聽覺特殊興趣等不同程度的異常反應[41-42]。類似視覺通道,ASD兒童對非社會性聽覺刺激與社會性聽覺刺激的加工都異于TD兒童,主要表現為對某些日常生活中常見的聲音更為敏感、難以忍受,對某些常人不感興趣的聲音異??是?,以及對口語等社會性刺激的反應不足[43]。而聽覺是言語感知的基礎,ASD兒童對社會性刺激反應不足,導致了嚴重的社交和語言障礙,進而影響社會適應能力[44-45]。相關生理學研究指標表明,ASD兒童聽覺腦干反應中潛伏期與峰間期的延長與其社交障礙、非語言交流障礙以及刻板行為呈正相關[46-47]。
ASD兒童最普遍的聽覺異?,F象為聽覺反應不足(約占6339%),具體表現為對母親的言語聲音、大聲呼叫其名字或與其講話時的聽而不聞或選擇性應答[48]。Klin等人發(fā)現,與TD兒童相比,ASD兒童更傾向于聆聽餐廳中的噪音而非母親的聲音,或者對二者都缺乏偏好[49]。除此之外,ASD兒童對日常生活環(huán)境中常見的、不會引起普通人不適的聲音更為敏感且難以忍受,會持續(xù)做出不恰當、夸張的反應,即存在聽覺反應過度[50]。聽覺反應過度嚴重影響ASD兒童的情緒,給其自身以及家庭造成了諸多困擾。因此,雖然僅有2886%的ASD兒童會出現聽覺反應過度的情況,但是ASD兒童的家長和教師對此問題依舊投入了大量的關注[51]。ASD兒童具有很多聽覺反應過度的異常表現,但也因此使得部分ASD兒童表現出音樂天賦,他們對音樂更為敏感、著迷,具有更強的音調辨別能力,偏愛在較長時間內重復聽同一首歌曲。Heaton等人發(fā)現,在都沒有接受過音樂訓練的背景下,ASD兒童對單一頻率音調的分辨和回憶都優(yōu)于TD兒童,表明ASD兒童具有音調加工優(yōu)勢[52]。不過,雖然有些ASD兒童可能在音樂方面頗具天賦,但大部分ASD兒童更多地表現為對日常生活中某些常見的聲音(如汽車馬達聲、鈴聲、沖馬桶聲等)或者音量的不耐受,經常會因為難以忍受這些聲音而尖叫、捂耳朵,產生煩躁、激怒、驚恐等不良情緒反應[53]。這可能是由于ASD兒童的自主神經系統(tǒng)對某些聲音刺激的反應閾值下降,進而引起的一種過度性保護反射。同一個ASD兒童可能同時存在聽覺反應不足和聽覺反應過度,主要表現為對交流性言語聲音無反應,更傾向于對非言語聲音進行反應,這種對聲音區(qū)別性反應的現象,即為“聽覺過濾”[54]。且有的ASD兒童對于某些特定的聲音會更為喜愛和感興趣[55],渴望能較長時間聽到這些聲音,如癡迷于敲打桌子或搖晃小瓶制造出來的聲音,喜歡電視廣播中廣告和天氣預報的聲音等[56]。
(三)觸覺
與聽覺類似,雖然ASD兒童基本觸覺感知正常,但還是具有不同程度的觸覺反應不足或過度。DSM-V中對ASD兒童觸覺反應不足或過度進行了具體闡述,包括對疼痛和溫度的反應明顯遲鈍,具體表現為高耐痛性、對冷/熱不敏感、回避身體接觸等反應不足表現,以及對喜歡的物體過度觸摸和癡迷于某些特定的材料等反應過度表現[57]。ASD兒童在觸覺上的異常表現不僅會對自身的健康以及安全產生較大的隱患,使其往往伴有一定程度的飲食障礙,或難以及時規(guī)避有害的刺激,同時還會導致他們在日常生活中無法與父母以及周圍人正常交往,進而加劇社會溝通與互動的障礙[58]。
ASD兒童對觸覺刺激的動態(tài)加工可能存在異常,Tavassoli等人運用靜態(tài)和動態(tài)觸覺任務測量ASD兒童和TD兒童的觸覺閾限的差異,發(fā)現ASD兒童的靜態(tài)閾值更高,而動態(tài)閾值則不同于TD兒童的快速增加,表現得更加穩(wěn)定[59]。有研究者認為這是ASD兒童前饋抑制的減少導致的。前饋抑制可以通過抑制細胞接受丘腦傳入的皮質纖維,進而抑制相鄰細胞的反應,增加觸覺閾限[60],所以前饋抑制能力減弱會使ASD兒童動態(tài)閾限無法快速增加,出現觸覺加工不足。Puts等人認為靜態(tài)和動態(tài)閾值之間的差異可能還與大腦中的γ-氨基丁酸能抑制有關[61]。另外,ASD兒童還存在口部觸覺高敏,而味覺和嗅覺的異常往往會引發(fā)特殊的飲食習慣,主要表現為挑食和拒絕新食物,即根據食物特定的質地、味道、氣味、溫度等選擇食物,因而會對ASD兒童的飲食、營養(yǎng)造成影響,更有可能過早地出現超重、肥胖、糖尿病等疾?。?2]。
(四)多感覺整合
多感覺整合(Multisensory Integration)指將多個相互作用的感覺通道的信息整合為統(tǒng)一、連貫和穩(wěn)定的知覺的過程[63]。已有研究發(fā)現,ASD個體存在多感覺整合缺陷,難以整合多種感覺通道的信息以獲得統(tǒng)一的知覺,多表現為感覺通道整合較少或整合時間上的延遲。這可能是由于ASD兒童在感知不同感覺通道信息輸入的時間層疊或前后關系存在障礙,削弱了其在日常生活中的感知加工能力。目前相關研究主要集中于視聽整合和視觸整合兩方面。
在視聽整合方面,主要表現為視聽整合減少和視聽時間綁定延遲。McGurk和MacDonald設計的McGurk范式是用于研究視聽整合的經典范式,通過向被試呈現一致(如嘴型“ba”、語音“ba”)和不一致(如嘴型“ba”、語音“ga”)的視聽刺激,要求被試報告聽到的聲音[64]。結果發(fā)現,在視聽不一致條件下,被試報告聽到的聲音通常是融合效果,表明被試發(fā)生了視聽整合,產生了McGurk效應。而許多針對ASD兒童McGurk效應的研究都發(fā)現,ASD兒童McGurk效應降低,視聽整合減少。例如,Taylor等人采用McGurk范式比較ASD兒童和TD兒童的視聽整合能力,發(fā)現ASD兒童的視覺準確度和視聽整合發(fā)展較TD兒童相對延遲[65]。此外,ASD兒童還表現出視聽時間綁定的延長趨勢,即在辨別時間上鄰近的音調與閃光呈現順序方面差于TD兒童,難以區(qū)分聽覺和視覺刺激間微小的時間差距,容易將其當作同步事件,認為是同時發(fā)生的[66]。在視觸覺整合方面,多采用橡膠手錯覺展開相應的研究,因為橡膠手錯覺是一種需要依賴視覺、觸覺、本體覺相互作用、多感官整合的效應,即一種能夠將非我的肢體感知為自我的肢體的反應[67]。而ASD兒童在此方面顯示出一定的障礙,表明ASD兒童難以較好地整合視覺和觸覺方面的信息。Cascio等人通過比較ASD兒童和TD兒童的橡膠手錯覺,發(fā)現ASD兒童在初期并沒有產生橡膠手錯覺,而是在開始實驗的一定時間后,才出現該錯覺[68],這種延遲表明ASD兒童存在多感覺時間整合的異常以及對本體覺的強烈依賴,從而難以將視覺與觸覺進行整合。
三、ASD兒童感覺異常的理論解釋
(一)注意脫離異常假設(The Attentional Disengagement Hypothesis)
注意脫離異常假設認為,ASD兒童難以將注意從當前的刺激脫離進而關注新的刺激,即他們會將視線固著在某一刺激上,無法靈活地轉移注意,導致注意時間明顯增長[69]。注意脫離的早期受損會引起ASD兒童的喚醒調節(jié)障礙、共同注意缺陷和限制性興趣,因此會過度關注局部細節(jié)、忽視整體信息,出現感知覺加工異常、社會認知功能缺陷和行為重復刻板[70]。間隙-重疊范式是一種檢查注意從中心刺激轉移到外周刺激的靈活性的實驗范式[71]。大量的間隙-重疊任務研究表明,ASD兒童在重疊試次的實驗中表現出明顯的注意脫離困難。例如,Kleberg等人發(fā)現,與TD兒童相比,ASD兒童在重疊條件下的眼跳反應時差值(注意脫離損耗)更大[72],表明ASD兒童存在視覺注意脫離困難。但也有研究表明,ASD兒童的注意脫離能力可能是完好的。Fischer等人發(fā)現,ASD兒童和TD兒童的眼跳反應時在外周刺激為社會性刺激而非非社會性刺激時更短[73],表明ASD的注意脫離機制可能是完好的。因此,雖然Zwaigenbaum等人最早對嬰兒期個體進行注意脫離的研究表明,注意脫離的早期受損或許可以預測其2歲前后被確診為ASD的可能性[74],但是可能是由于采用的刺激類型等的不同,導致關于ASD兒童注意脫離能力的研究結論還存在差異。因此,注意脫離異常假設還需進一步研究以得到更多的證據支撐。
(二)強烈世界理論(The Intense World Theory)
Markram等人基于動物模型實驗研究提出了強烈世界理論,認為ASD兒童杏仁核和大腦新皮質等腦區(qū)過于活躍,會過度儲存和加工神經回路的信息,導致神經回路表現出過度反應性和過度可塑性等過度功能化[75]。ASD兒童會因為局部感覺經驗的過度放大而處于信息過載的狀態(tài),體驗到異常緊張的外部世界,從而產生過度恐懼、焦慮等痛苦情緒體驗以及回避、退縮的行為,最終導致ASD核心癥狀的出現[76]。例如,Farah等人的研究發(fā)現,ASD個體會對負性情緒面孔產生劇烈的情緒反應并避免注意該情緒面孔[77]。綜上所述,ASD兒童認為外部世界充滿威脅,易感到緊張不安、做出劇烈反應,從而出現社會回避、退縮行為以及不良情緒反應。并且,ASD兒童過強的杏仁核等腦區(qū)的活動會增強局部信息加工優(yōu)勢、減弱大腦整合整體活動的能力,造成整體加工能力的缺乏[78]。雖然強烈世界理論為ASD兒童感覺與社會特征之間的關系以及過載的感知覺信息如何導致社會回避和退縮行為提供了一種機制解釋,強調了過度激活杏仁核等腦區(qū)的影響,但該理論主要基于動物研究提出,能否完全推論到人類身上還需要進一步研究,是一個有待檢驗的假說且較少有實證支持,存在較多爭議[79]。
(三)信噪比減少假說(Decreased Signal-to-Noise Hypothesis)
信噪比減少假說認為,ASD兒童大腦皮層的抑制功能異常、神經系統(tǒng)自主放電的干擾和反應變異性極大在加工感知覺信息的神經編碼過程中會產生大量的噪聲,使得信噪比降低、提取信息的能力減弱,從而導致感覺異常[80]。當不同感覺通道的信息在一定的時間內出現時,激活單個感覺通道的時間變異會增大,進而影響ASD兒童時間知覺的精確性以及整合不同感覺通道信息的能力[81]。有研究發(fā)現,在視聽整合過程中,ASD個體視覺信息的加工時間與TD個體無差異,但對聽覺信息的加工不如TD個體敏感,因此單通道時間加工的異常影響了ASD個體的視聽整合[82]。依據此假說,可以進行感知訓練來降低ASD兒童對神經編碼中噪聲的感知,干預其感覺異常,并且此方法已經獲得一些臨床研究的支持[83]。雖然該假說從神經機制方面解釋了ASD兒童的感覺異常,強調神經編碼噪聲過大而降低了信噪比,單通道時間加工異常而導致了多通道感覺整合缺陷,但并未具體描述多感覺整合障礙產生的關鍵機制[84]。
(四)時間綁定缺陷假說(Temporal Binding Deficit Hypothesis)
時間綁定缺陷假說認為,ASD兒童難以辨別不同感覺通道信息的同步性,存在時間綁定缺陷、快速視聽時間再校準能力不足等,以至于無法靈活整合來自不同感覺通道的信息,導致多感覺整合缺陷[85]。這種辨別不同通道信息同步性的能力即為時間感知,主要通過時間窗來衡量。時間窗是指個體將來自不同感覺通道的刺激感知為一個整合的刺激所需的時間間隔,當不同通道的刺激處在一個時間窗內就會被整合為一個刺激,否則仍會被感知為兩個單獨的刺激[86]。實際上,時間窗的寬度反映了個體感知刺激時間差的能力,時間窗越寬表明個體感知刺激時間知覺的敏感性越差,會導致更長的感覺加工時間和較弱的多感覺整合能力[87]。與TD兒童相比,ASD兒童整合不同感覺通道刺激時會出現較寬的時間窗,而這種較寬的時間窗可能會產生一個模糊的、無法預料的感覺環(huán)境,使得無關刺激信息的干擾增強,導致整合難以發(fā)生[88]。此時,需要時間再校準來主動調整刺激間的時間關系,將不同步的感覺刺激調整成同步來完成整合。時間再校準能力越強表明越能適應感覺刺激間的不同步,但與TD兒童相比,ASD兒童較難快速適應刺激間的不同步,表現為時間再校準能力不足[89]。因此,時間綁定缺陷假說強調時間綁定和時間再校準能力,考慮到了不同感覺刺激整合的時間同步性,能從自下而上的前饋加工方面闡述ASD兒童的時間感知障礙,但不能從自上而下加工的角度作出解釋[90]。
(五)貝葉斯知覺理論(Bayesian Perceptual Theory)
貝葉斯知覺理論認為,ASD兒童在感知世界時較少受到先驗經驗的影響,主要依據當前輸入的感覺信息來感知世界,并且在解釋輸入的感覺信息上存在異常且較少受到過去經驗的影響[91]。即ASD兒童傾向于更準確地感知外部世界,從而過度依賴于當前的感覺信息而較少利用過去經驗來預測當前情境[92],揭示了ASD兒童對于同一性的渴求和對變化的抗拒。同時,ASD兒童在進行感覺加工時,難以靈活處理內部表征與實際感覺線索間的不相符以及時間上的不同步,導致實際感覺線索權重增加,從而減少了內部表征與實際線索之間的差異,造成時間再校準能力的不足,出現感覺加工異常[93]。這也解釋了ASD兒童對物體等非社會性刺激的偏好,即ASD兒童無法有效利用過去經驗,只能過度依賴當前輸入的感覺信息來預測即將出現的情境,因此更可能傾向于穩(wěn)定的物體等非社會性刺激而非變化著的面孔等社會性刺激以降低預測錯誤[94]。貝葉斯模型強調ASD兒童感知外部世界時過度依賴當前輸入的感覺信息而忽略過去經驗的影響,導致時間再校準能力不足,能解釋ASD兒童對非社會性刺激的偏好,但是目前的研究主要集中在ASD個體即時的快速再校準上,較少研究長時間適應后的再校準[95]。
(六)預測編碼假說(Predictive Coding Hypothesis)
預測編碼假說認為,多感覺整合的過程主要包含多感覺通道的刺激同時輸入、與內部表征匹配以及進行辨別反應。在感知刺激時,神經系統(tǒng)會結合當前輸入的感覺刺激和過去經驗形成多種后饋預期假設,并與即將出現的前饋刺激進行預測和匹配驗證[96]。感知預測錯誤會根據前饋與后饋間不斷的匹配而不停地進行修正,體現了經驗和期望等自上而下因素對多感覺加工的影響[97]。該理論強調了正確感知輸入刺激時間使得個體能夠在復雜的刺激環(huán)境下較好地把握時間關系,不斷預測和驗證前饋刺激和后饋假設,從而進行多感覺整合加工。但是ASD兒童無法有效感知時間關系,無法不斷地預測和驗證刺激和假設之間的匹配以致無法修正預測錯誤,出現預測編碼加工障礙,進而導致多感覺整合缺陷[98]。預測編碼假說能從自上而下的角度解釋ASD兒童的時間知覺缺陷,彌補了時間綁定缺陷假說的不足,解釋了ASD兒童進行感覺加工時為何會過度依賴當前感覺信息而忽視已有經驗[99],但是該假說提出的時間相對較晚,實證支持較少且均為間接驗證假說。
四、總結
梳理目前的研究發(fā)現,大部分ASD兒童在視覺、聽覺、觸覺、多感覺整合等方面存在一定的感覺異常。在視覺方面,ASD兒童表現為關注細節(jié)、忽視整體,傾向于局部加工,表現出對面孔等社會性刺激的回避,包括對眼睛的注視減少、對嘴巴的注視增加以及對限制性興趣刺激的注意偏好。在聽覺方面,ASD兒童主要存在聽覺反應不足等問題,如對他人的言語聲音“聽而不聞”或選擇性應答;對日常生活中的某些常見聲音不耐受,產生過度的行為反應以及不良情緒。在觸覺方面,由于ASD兒童前饋抑制能力減弱,導致觸覺加工不足,使得其觸覺反應遲鈍,更傾向于回避身體接觸等。在多感覺整合方面,研究多集中于ASD兒童的視聽覺、視觸覺感覺整合缺陷。在視聽整合方面,ASD兒童視聽整合減少、視聽時間綁定延遲,而在視觸整合方面,難以較好地整合視覺和觸覺方面的信息。盡管ASD兒童在早期就表現出感覺異常,但是目前對ASD兒童感覺異常相應的研究還只是局限于某些方面,難以獲得整體上的認識,未來還需要在感知覺異常方面進行更深入、更廣泛的研究。
另外,目前提出的理論能對ASD兒童的感覺異常提供一定的解釋和啟發(fā)。信噪比減少假說強調ASD兒童大腦皮層抑制功能異常,神經編碼噪聲大,信噪比降低,導致了多通道感覺整合障礙;時間綁定缺陷假說認為ASD兒童存在時間綁定缺陷,時間再校準能力不足,造成無法靈活整合不同感覺通道的信息;強烈世界理論指出ASD兒童杏仁核和大腦新皮質等腦區(qū)功能過強,感覺信息過載,導致大腦難以整合整體活動;注意脫離異常假設表明ASD兒童難以將注意從當前的刺激脫離進而關注新的刺激,無法靈活地轉移注意,使得他們過度關注局部細節(jié)、忽視整體信息,進而導致感覺加工異常;貝葉斯模型認為ASD兒童過度依賴當前感覺信息,忽略過去經驗的影響,導致時間再校準能力不足,感覺加工異常;預測編碼假說強調ASD兒童無法有效利用時間線索,不能連續(xù)預測和驗證刺激和假設之間的匹配,造成預測編碼加工障礙。雖然目前的理論從神經機制和認知加工層面解釋了 ASD 的感覺加工異常, 也獲得了一些行為研究的證據支撐,但是這些理論多為假說,相關的神經生理學的支持證據還很少。而且這些理論缺乏普適性,只能解釋有限的領域,不能全面解釋感覺加工這一動態(tài)過程。
綜上所述,雖然目前已經研究了ASD兒童感覺異常在各個感覺通道上的具體表現并提出了一些理論解釋,但多為行為實驗層面,對ASD兒童感覺異常產生的腦機制研究不足,且多基于動物研究,研究結論的可推廣性還有待證明。因此,后續(xù)研究可以在此基礎上加強對腦機制的相關研究,探明產生這些現象更深層次的原因,為制訂相應的感知覺訓練方案提供有針對性的指導。并且,由于ASD兒童的感覺異常程度與其孤獨癥癥狀的嚴重程度呈正相關,研究者可以針對孤獨癥兒童異常的感覺特點制訂個性化的干預訓練方案以改善其感覺缺陷,進而緩解其癥狀的嚴重程度。
[參考文獻]
[1]
[57]Association A P American Psychiatric Association: Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders[M] Fifth Edition Washington DC: American Psychiatric Pub, 2013: 50-58
[2]Baranek G T, Watson L R, Boyd B A, et al Hyporesponsiveness to Social and Nonsocial Sensory Stimuli in Children With Autism, Children With Developmental Delays, and Typically Developing Children[J] Development Psychopathology, 2013(2): 307-320
[3]Ben-Sasson A, Hen L, Fluss R, et al A Meta-Analysis of Sensory Modulation Symptoms in Individuals With Autism Spectrum Disorders[J] Journal of Autism Developmental Disorders, 2009(1): 1-11
[4]Ben-Sasson A, Cermak S A, Orsmond G I, et al Extreme Sensory Modulation Behaviors in Toddlers With Autism Spectrum Disorders[J] American Journal of Occupational Therapy, 2007(5): 584-592
[5]張永盛, 楊廣學 孤獨癥譜系障礙患者異常感覺反應研究綜述[J] 中國特殊教育, 2014(7): 30-36
[6]Robertson C E, Baron-Cohen S Sensory Perception in Autism[J] Nature Review Neuroscience, 2017(11): 671-684
[7]Kern J K, Trivedi M H,Grannemann B D, et al Sensory Correlations in Autism[J] Autism, 2007(2): 123-134
[8]郗春艷, 麻宏偉, 趙亞茹 孤獨癥患兒感覺異常行為分析[J] 中國臨床心理學雜志, 2006(3): 265-267
[9]Leekam S R, Nieto C, Libby S J, et al Describing the Sensory Abnormalities of Children and Adults With Autism[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2007(5): 894-910
[10]Wass S V, Jones E J, Gliga T, et al Shorter Spontaneous Fixation Durations in Infants With Later Emerging Autism[J] Scientific Reports, 2015(1): 8284
[11]樊越波, 彭曉玲, 黃丹 孤獨癥患者視覺信息加工的超常能力概述及其機制研究進展[J] 中國康復, 2015(1): 53-57
[12]Happé F, Frith U The Weak Coherence Account: Detail-Focused Cognitive Style in Autism Spectrum Disorders[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2006(1): 5-25
[13]Plaisted K, ORiordan M, Baron-Cohen S Enhanced Visual Search for a Conjunctive Target in Autism: A Research Note[J] Journal of Child Psychology and Psychiatry, 1998(5): 777-783
[14]Shah A, Frith U Why do Autistic Individuals Show Superior Performance on the Block Design Task[J] Journal of Child Psychology and Psychiatry, 1993(8): 1351-1364
[15]Schlooz W A, Hulstijn W Boys With Autism Spectrum Disorders Show Superior Performance on the Adult Embedded Figures Test[J] Research in Autism Spectrum Disorders, 2014(1): 1-7
[16][17]Muth A, Hnekopp J, Falter C M Visuo-Spatial Performance in Autism: a Meta-Analysis[J] Journal of Autism Developmental Disorders, 2014(12): 3245-3263
[18]Schlooz W A, Hulstijn W, Broek P J, et al Fragmented Visuospatial Processing in Children With Pervasive Developmental Disorder[J] Journal of Autism Developmental Disorders, 2006(8): 1025-1037
[19]彭曉玲, 黃丹 任務難度對孤獨癥兒童視覺搜索優(yōu)勢顯現的影響[J] 心理科學, 2018(2): 498-503
[20]Elsabbagh M, Fernandes J, Webb S J, et al Disengagement of Visual Attention in Infancy is Associated With Emerging Autism in Toddlerhood[J] Biological Psychiatry, 2013(3): 189-194
[21][26][40]齊亞菲, 梁良, 莫書亮, 等 孤獨癥兒童對限制性興趣刺激的視覺注意: 一項眼動研究[J] 中國特殊教育, 2016(5): 28-34
[22]Frazier T W, Klingemier E W, Parikh S, et al Development and Validation of Objective and Quantitative Eye Tracking-Based Measures of Autism Risk and Symptom Levels[J] Journal of the American Academy of Child and Adoleslent Psychiatry, 2018(11): 858-866
[23]王磊, 馮建新 面孔呈現特征對自閉譜系障礙面孔識別的影響[J] 中國特殊教育, 2017(3): 32-37
[24]高世歡, 陳順森, 蘇彥捷, 等 視覺正常的孤獨癥兒童雙眼注視點間距的特點及其意義[J] 心理學報, 2019(9): 1018 -1027
[25]王磊, 陳楊漪, 賀薈中 孤獨癥譜系障礙個體在視覺注意上的性別差異——基于人物面孔和限制性興趣刺激的研究[J] 中國特殊教育, 2020(5): 33-40
[27]Chita-Tegmark M Social Attention in ASD: A Review and Meta-Analysis of Eye-Tracking Studies[J] Research in Developmental Disabilities, 2016(3): 79-93
[28][31]Klin A, Jones W, Schultz R, et al Visual Fixation Patterns During Viewing of Naturalistic Social Situations as Predictors of Social Competence in Individuals With Autism[J] Archives of General Psychiatry, 2002(9): 809-816
[29]Chawarska K, Macari S, Shic F Decreased Spontaneous Attention to Social Scenes in 6-Month-Old Infants Later Diagnosed With Autism Spectrum Disorders[J] Biological Psychiatry, 2013(3): 195-203
[30]Hanley M, McPhillips M, Mulhern G, et al Spontaneous Attention to Faces in Asperger Syndrome Using Ecologically Valid Static Stimuli[J] Autism, 2013(6): 754-761
[32]Geest J N, Kemner C, Verbaten M N, et al Gaze Behavior of Children With Pervasive Developmental Disorder Toward Human Faces: A Fixation Time Study[J] Journal of Child Psychology and Psychiatry, 2010(5): 669-678
[33]鄭玉瑋, 李文浩, 黃亮 孤獨癥譜系障礙兒童社會性注意的眼動特征及干預策略[J] 中國特殊教育, 2020(3): 49-54
[34]Spezio M L, Adolphs R, Hurley R S, et al Abnormal Use of Facial Information in High-Functioning Autism[J] Journal of Autism Developmental Disorders, 2007(5): 929-939
[35]Nummenmaa L, Calder A J Neural Mechanisms of Social Attention[J] Trends in Cognitive Sciences, 2009(3): 135-143
[36]Lepper T L, Devine B, Petursdottir A I Application of a Lag Contingency to Reduce Perseveration on Circumscribed Interests[J] Developmental Neurorehabilitation, 2017(5): 313-316
[37]Harrop C, Green J, Hudry K Play Complexity and Toy Engagement in Preschoolers With Autism Spectrum Disorder: Do Girls and Boys Differ[J] Autism, 2017(1): 37-50
[38]Benning S D, Kovac M, Campbell A, et al Late Positive Potential ERP Responses to Social and Nonsocial Stimuli in Youth With Autism Spectrum Disorder[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2016(9): 3068-3077
[39]Watson K K, Stephanie M, Eleanor H, et al Increased Reward Value of Non-Social Stimuli in Children and Adolescents With Autism[J] Frontiers in Psychology, 2015(1026): 1026
[41]Schaaf R C, Case-Smith J Sensory Interventions for Children With Autism[J] Journal of Comparative Effectiveness Research, 2014(3): 225-227
[42][56]王元青, 譚迎花, 郗春艷 孤獨癥患兒聽覺異常行為的研究[J] 中國婦幼保健, 2013(22), 3599-3601
[43]Khalfa S, Bruneau N, Rogé B, et al Increased Perception of Loudness in Autism[J] Hearing Research, 2004(1), 87-92
[44]Thye M D, Bednarz H M, Herringshaw A J, et al The Impact of Atypical Sensory Processing on Social Impairments in Autism Spectrum Disorder[J] Developmental Congnitive Neurosciense, 2018(5): 151-167
[45]顏華, 張惠佳, 郭春光, 等 孤獨癥兒童的腦干聽覺誘發(fā)電位檢測結果臨床分析[J] 中國兒童保健雜志, 2013(4): 419-421
[46]Brandwein A B, Foxe J J, Butler J S, et al Neurophysiological Indices of Atypical Auditory Processing and Multisensory Integration are Associated With Symptom Severity in Autism[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2015(1): 230-244
[47]龐秀明, 王曉敏, 陳琪 孤獨癥譜系障礙兒童聽覺特征分析[J] 中國學校衛(wèi)生, 2019(4): 496-498+502
[48]Curtin S, Vouloumanos A Speech Preference is Associated With Autistic-Like Behavior in 18-Months-Olds at Risk for Autism Spectrum Disorder[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2013(9): 2114-2120
[49]Klin A Young Autistic Childrens Listening Preferences in Regard to Speech: A Possible Characterization of the Symptom of Social Withdrawal[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 1991(1):29-42
[50][53]Aazh H, McFerran D, Salvi R, et al Insights From the First International Conference on Hyperacusis: Causes, Evaluation, Diagnosis and Treatment[J] Noise Health,2014(69): 123-126
[51]高曉慧 孤獨癥譜系障礙兒童聽覺反應過度的現狀, 特征與干預研究[D] 上海: 華東師范大學, 2017
[52]Heaton P, Hermelin B, Pring L Autism and Pitch Processing: A Precursor for Savant Musical Ability[J] Music Perception, 1998(3): 291-305
[54]Rogers S J, Hepburn S, Wehner E Parent Reports of Sensory Symptoms in Toddlers With Autism and Those With Other Developmental Disorders[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2003(6): 631-642
[55]De Pape A M, Hall G B, Tillmann B, et al Auditory Processing in High-Functioning Adolescents With Autism Spectrum Disorder[J] Plos One, 2012(9): e44084
[58][62]羅明, 黃美貌, 覃洪金, 等 口部觸覺刺激聯合音樂游戲對口部觸覺障礙孤獨癥患兒的影響[J] 護理管理雜志, 2019(2): 137-140
[59]Tavassoli T, Bellesheim K, Siper P M, et al Measuring Sensory Reactivity in Autism Spectrum Disorder: Application and Simplification of a Clinician-Administered Sensory Observation Scale[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2016(1): 287-293
[60]Mikkelsen M, Wodka E L, Mostofsky S H, et al Autism Spectrum Disorder in the Scope of Tactile Processing[J] Developmental Cognitive Neurosience, 2018(11): 140-150
[61]Puts N A, Edden R A, Wodka E L, et al A Vibrotactile Behavioral Battery for Investigating Somatosensory Processing in Children and Adults[J] Journal of Neuroscience Methods, 2013(1): 39-47
[63][65]Talsma D, Senkowski D, Soto-Faraco S, et al The Multifaceted Interplay Between Attention and Multisensory Integration[J] Trends in Cognitive Sciences, 2010(9): 400-410
[64]Mcgurk H, Macdonald J Hearing Lips and Seeing Voices[J] Nature, 1976(5588): 746-748
[66]Stevenson R A, Siemann J K, Schneider B C, et al Multisensory Temporal Integration in Autism Spectrum Disorders[J] Journal of Neuroscience, 2014(3): 691-697
[67]Botvinick M, Cohen J Rubber Hands ‘Feel Touch That Eyes See[J] Nature, 1998(6669): 756-756
[68]Cascio C J, Foss-Feig J H, Burnette C P, et al The Rubber Hand Illusion in Children With Autism Spectrum Disorders: Delayed Influence of Combined Tactile and Visual Input on Proprioception[J] Autism, 2012(4): 406-419
[69]Bryson S, Garon N, McMullen T, et al Impaired Disengagement of Attention and its Relationship to Emotional Distress in Infants at High-Risk for Autism Spectrum Disorder[J] Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 2018(5): 487-501
[70]蔡厚德, 齊星亮 視覺注意解脫受損與孤獨癥譜系障礙的發(fā)生[J] 中國特殊教育, 2018(8): 41-47
[71]Mayada, Elsabbagh, Agnes, et al Visual Orienting in the Early Broader Autism Phenotype: Disengagement and Facilitation[J] Journal of Child Psychology and Psychiatry, 2009(5): 637-642
[72]Kleberg J L, Thorup E, Falck-Ytter T Reduced Visual Disengagement but Intact Phasic Alerting in Young Children With Autism[J] Autism Research, 2017(3): 539-545
[73]Fischer J, Smith H, Martinez-Pedraza F, et al Unimpaired Attentional Disengagement in Toddlers With Autism Spectrum Disorder[J] Developmental Science, 2016(6): 1095-1103
[74]Zwaigenbaum L, Bryson S, Rogers T, et al Behavioral Manifestations of Autism in the First Year of Life[J] International Journal of Developmental Neuroscience, 2005(2-3): 143-152
[75]Markram, Henry The Intense World Syndrome—An Alternative Hypothesis for Autism[J] Frontiers in Neuroscience, 2007(1): 77-96
[76][78]Markram K, Markram H The Intense World Theory—A Unifying Theory of the Neurobiology of Autism[J] Frontiers in Human Neuroscience, 2010(224): 224
[77]Farah, Ghosn, Manuel, et al Attentional Patterns to Emotional Faces Versus Scenes in Children with Autism Spectrum Disorders[J] Journal of Autism and Developmental Disorders, 2018(4): 1484-1492
[79]林國耀, 陳順森 有關孤獨癥的強烈世界理論假說及其教育啟示[J] 中國特殊教育, 2015(6): 45-50
[80]Caroline B, Thomas G, Jill B, et al Gamma Abnormalities During Perception of Illusory Figures in Autism[J] Cortex, 2005(3): 364-376
[81]Dinstein I, Heeger D, Lorenzi L, et al Unreliable Evoked Responses in Autism[J] Neuron, 2012(6): 981-991
[82]Kwakye L D, Foss-Feig J H, Cascio C J, et al Altered Auditory and Multisensory Temporal Processing in Autism Spectrum Disorders[J] Frontiers in Integrative Neuroscience, 2011(129): 129
[83]Fernando C M, Hensley M K, Sokhadze E M, et al Effects of Weekly Low-Frequency rTMS on Autonomic Measures in Children With Autism Spectrum Disorder[J] Frontiers in Human Neuroscience, 2014(12): 851
[84][93][95]李濤濤, 胡金生, 王琦, 等 孤獨癥譜系障礙者的視聽時間整合[J] 心理科學進展, 2018(6): 1031-1040
[85]Brock J, Brown C C, Boucher J, et al The Temporal Binding Deficit Hypothesis of Autism[J] Development and Psychopathology, 2002(2): 209-224
[86]Richards M, Goltz H, Wong A The Audiovisual Temporal Binding Window in Unilateral Amblyopia: Monocular and Binocular Effects[J] Journal of Vision, 2016(12): 143
[87]Zhou H Y, Cai X L, Weigl M, et al Multisensory Temporal Binding Window in Autism Spectrum Disorders and Schizophrenia Spectrum Disorders: A Systematic Review and Meta-Analysis[J] Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2018(8): 66-76
[88]Stevenson R A, Segers M, Ferber S, et al Keeping Time in the Brain: Autism Spectrum Disorder and Audiovisual Temporal Processing[J] Autism Research, 2016(7): 720-738
[89]Noel J P, Niear M A , Stevenson R, et al (2016) Atypical Rapid Audio-Visual Temporal Recalibration in Autism Spectrum Disorders: Audiovisual Temporal Recalibration in ASD[J] Autism Research, 2016(1): 121-129
[90]賈磊, 徐玉帆, 王成, 等 γ 節(jié)律神經振蕩:反映孤獨癥多感覺整合失調的一項重要生物指標[J] 心理科學進展, 2021(1): 31-44
[91][94]Pellicano E, Burr D When the World Becomes ‘too Real: A Bayesian Explanation of Autistic Perception[J] Trends in Cognitive Science, 2012(10): 504-510
[92]Lühe T V D Interpersonal Predictive Coding, Not Action Perception, is Impaired in Autism[J] Philosophical Transactions of The Royal Society B Biological Sciences, 2016(1693): 20150373
[96]Altieri N Multisensory Integration, Learning, and the Predictive Coding Hypothesis[J] Frontiers in Psychology, 2014(2): 257
[97]Van de Cruys S, Evers K, Van der Hallen R, et al Precise Minds in Uncertain Worlds: Predictive Coding in Autism[J] Psychological Review, 2014(4): 649-675
[98]Chan J S, Langer A, Kaiser J Temporal Integration of Multisensory Stimuli in Autism Spectrum Disorder: A Predictive Coding Perspective[J] Journal of Neural Transmission, 2016(8): 917-923
[99]Lawson R P, Geraint R, Friston K J An Aberrant Precision Account of Autism[J] Frontiers in Human Neuroscience, 2014(7): 302
Characteristics and Theoretical Explanations of Sensory Abnormalities in Children With Autism Spectrum Disorder
SONG Bohai1TAN Chenghui2
(1School of Education,Soochow UniversitySuzhou Jiangsu215123;
2Department of Psychology,Renmin University of ChinaBeijing100872)
Abstract:Sensory abnormalities are more common in children with autism spectrum disorder Their severity is positively correlated with the severity of autism symptoms, and they contribute to the early identification of autism Based on vision, hearing, tactus and multisense, this paper integrates and sorts out the common characteristics of sensory abnormalities in children with autism spectrum disorder, then finds that children with autism have visual search advantages and abnormal visual attention, insufficient response to speech and sound, delayed tactile responses, and multi-sensory integration defects such as audiovisual and visual-haptic, etc The theoretical explanations for sensory abnormalities in individuals with autism spectrum disorder from existing studies are collated, including the Attentional Disengagement Hypothesis, the Intense World Theory, Decreased Signal-to-noise Hypothesis, Temporal Binding Deficit Hypothesis, Bayesian Perception Theory and Predictive Coding Hypothesis
Key words:children with autism spectrum disorder; sensory abnormalities; theoretical explanations