自闭症儿童整体―局部范式下的负启动效应

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摘要 研究采用三因素混合实验设计，探究12―17岁自闭症儿童在整体一局部范式下的负启动效应，借此考察自闭症儿童认知加工特点和抑制功能。结果发现：（1）自闭症儿童对于启动刺激的反应时间长于普通被试，在注意整体条件下反应时显著长于注意局部条件，呈现出对客体整体加工的不足，普通被试对于注意整体条件下的反应显著快于注意局部条件，表现出认知加工中整体优势效应，自闭症儿童在注意局部条件下与普通被试则无显著差异；（2）普通被试在注意整体条件下出现显著的负启动效应，在其它条件下均未发现显著的负启动效应。结果表明自闭症儿童存在整体加工缺陷和抑制能力障碍，并没有产生局部增强的加工偏向。

关键词 自闭症 负启动 整体加工 局部加工

分类号 B846

1 问题提出

有关自闭症人群在感知任务上表现异常的理论，主要有执行功能障碍（Executive Dysfunction）、弱中央统合理论（Weak Central Coherence，WCC）和知觉功能增强假说（Fnhanced Perceptual Function Hypothesis，EPF）等。执行功能是概括性的概念，包括计划、工作记忆、神经冲动的控制和抑制以及心理活动的启动和监控等，在自闭症研究领域中，该理论认为计划、适应和抑制能力上的缺陷导致了自闭症患者在许多社会与非社会任务上产生障碍。van Lang等提出WCC理论主要解释自闭症个体狭隘的兴趣和在某些认知任务上异常的表现，尤其是他们在整体-局部任务上对于细节信息较为关注而忽略整体信息的加工偏向或认知风格，以及将局部水平信息整合成整体信息的中央统和能力较差。Mottron等的EPF理论假说认为自闭症个体虽然表现出了局部信息加工偏向，但是并不存在整体加工的缺陷。由于在实验任务本质、实验条件以及实验对象选取等诸多方面存在差异，虽然这些理论各有实验证据支持，但仍没有达到一致的观点。

针对自闭症患者抑制能力的研究主要是考察自闭症患者在stroop任务、启动任务、信号停止等任务上的表现。Ozonoff等的研究表明，在stroop任务上自闭症患者表现比普通被试差，但在一些负启动测试、信号停止任务和中性抑制条件的Go/No―Go任务上表现正常，在适应性和其他执行功能上存在缺陷。O’Rior-dan在基于客体启动任务的视觉搜索程序中发现自闭症组和普通组一样出现了正启动和负启动，并且在启动程度上和普通被试相比没有差异，表明自闭症人群和普通人群一样具有兴奋和抑制的控制操作。Brian等考察了基于空间位置的抑制控制机制，发现自闭症被试在干扰项的位置特征抑制上与普通被试无差异，并且出现了显著的负启动现象。相反的是Rine―hart等在研究自闭症青少年返回抑制现象中，发现自闭症组比控制组产生更多的错误反应，提出自闭症人士可能具有抑制缺陷或者更依靠可能性来决定他们的行为反应。Ozonoff和Strayer研究普通被试和自闭症被试的正启动与负启动效应，证明白闭症患者的抑制控制能力受损。

负启动效应受到多种因素的影响，比如知觉组织关系、刺激呈现的时程特征、任务环境变化的敏感性、启动刺激数量和模糊程度等。整体-局部范式是用整体特征和局部特征共同组成的复合刺激材料，整体和局部刺激可以互为干扰项和靶子刺激。王等指出这种范式可以控制注意指向，并且可以通过操纵靶子和干扰项的关系考察知觉特征，因此认为将整体一局部范式与负启动相结合可以从新的角度研究负启动效应。

鉴于自闭症人群在抑制能力和整体-局部信息加工上特殊的表现，以及对于诸多现象理论解释的矛盾，本研究拟通过整体-局部范式探究自闭症人士在负启动效应上的表现，并通过自闭症人士在注意整体和注意局部任务上的表现对比，进一步探讨自闭症人士在复合数字下知觉加工偏向。实验以WCC理论和自闭症人士执行功能障碍为前提，认为自闭症人士表现出对整体特征的加工弱于局部特征的加工缺陷，并且在负启动任务上表现较差。据此，本文提出以下假设：（1）自闭症组对于局部特征的反应时间快于注意整体特征，并且与普通被试组相比，自闭症被试对于局部特征的反应快于普通被试组；相反，对于整体特征的注意慢于普通被试组；（2）注意整体时，自闭症被试产生的负启动效应低于普通被试组；注意局部时，自闭症被试产生的负启动效应高于普通被试组。

2 研究方法

2.1被试

选取15名自闭症儿童和15名普通儿童作为被试，自闭症组被试来自上海市某特殊教育学校，普通被试组被试来自山东省某普通初级中学。自闭症组被试均经过医疗机构确诊为自闭症儿童，并且无言语障碍和运动障碍。被试视力或矫正视力正常，色觉正常，以前都未曾参加过类似实验，被试完成实验后均获得一份小礼物。经瑞文测验联合型（Clit）测试，两组被试智商均高于70；15名自闭症被试年龄在12―17岁之间，平均年龄为14.8岁，标准差1.47，其中男性14名，女性1名；15名普通被试组被试年龄在11―16岁之间，平均年龄14.5岁，标准差1.30，其中，男性11名，女性4名，普通组被试和自闭症组被试的年龄经独立样本t检验无显著差异，t（2s）=0.657，p=0.049。

2.2实验设计

研究采用2×2×2混合实验设计。被试类型为被试间变量，有两个水平，分为自闭症组和普通被试组；注意指向为被试内变量，有两个水平，分为注意整体和注意局部；探测刺激靶子与启动刺激的关系为被试内变量，有两个水平，分为忽略重复组和控制组，忽略重复组是指探测刺激中的靶子数字与启动刺激中忽略加工的数字相同，其他则不同；控制组是指探测刺激中的数字与启动刺激中的数字完全不同。因变量为被试的反应时间和错误率。 2.3实验材料

从2、3、4、6、7、8、9七个阿拉伯数字（为排除0和1在形状上的干扰，没有选取这两数字）中选取一个数字按照5×7的矩阵排列构成一个较大的复合白色数字，其中小数字为局部特征，构成的大数字为整体特征，背景颜色为黑色，图片利用photoshop软件进行剪裁，统一处理成尺寸为240×480像素的照片，照片呈现时处于屏幕中央。大数字宽和高为24.1mm×94.5mm，小数字宽和高为4.2mm×12.3mm，其中整体特征与局部特征数字不相同，一个大于5，另一个则小于5。当要求被试注意整体时，局部特征为干扰项，整体特征为靶子；相反，注意局部时，整体特征为干扰项，局部特征为靶子。如图1所示：在注意整体时，启动刺激中的靶子是数字“8”，忽略的数字“2”变成探测刺激中的靶子；注意局部时，启动刺激中的靶子数字是“3”，忽略的数字“6”变成探测刺激中的靶子。实验分成注意整体和局部两部分，两组被试一组先完成注意局部的实验，休息十分钟之后再完成注意整体的实验，另一组被试相反。

2.4实验程序

本实验任务是按照注意指向要求报告靶子数字是否比“5”大，若比“5”大按“大”键，比“5”小按“小”键，键盘贴上相应的标签便于被试反应，要求被试快速准确地按键。在正式实验之前，对自闭症被试进行数字大小判断练习，自闭症儿童与正常儿童均能快速准确完成10以内的大小判断任务。正式实验采用负启动范式，首先呈现注视点“+”，300ms之后注视点消失，出现启动刺激，被试对靶刺激判断之后出现空屏500ms，然后出现探测刺激，被试对探测任务中的靶刺激做出判断，间隔1000ms空屏画面之后开始下一个试次（实验流程见图2）。

实验在学校提供的一间安静、明亮的教室内进行。戴尔笔记本一台，15.6英寸液晶屏幕，屏幕分辨率为1366×768像素。被试坐在电脑之前，双眼与屏幕中央齐平，距离约50cm。利用E―Prime1.1呈现图片，记录被试反应和反应时。实验共包括20次练习和100次正式试验，正式试验中注意整体和注意局部的试次各50次，每一种注意条件下都包括忽略重复组和控制组各25次，这些试次混合在一起随机呈现。被试首先进行练习测试，按照指导语要求将大数字或者小数字与5比较，熟练掌握之后再进行正式实验。整个实验程序完成约需15分钟，实验数据导入SPSS13.0进行数据分析。

3 结果

30名被试的平均错误率4.6%，因此对错误率不进行统计分析。对反应时间的统计之前，删除错误反应数据和反应时间在3个标准差之外的数据，删除率低于10%。所有被试在整体和局部注意指向条件下的反应时结果如表1所示。

由表1看出自闭症儿童在注意局部和整体情况下的反应时都高于普通被试组被试的反应时，并且在注意局部条件下的反应时要快于注意整体条件下；相反，普通被试在注意整体条件下的反应时快于注意局部条件下的反应时。

首先对启动刺激的反应时进行方差分析，考察普通被试和自闭症被试在两种不同注意指向下的反应时差异，在数据不满足球形检验情况下，采用备选一元方差分析中Greenhouse―Geisser的矫正值。结果发现被试组别的主效应极其显著，F（1.28）=330.070，p=0.000；注意指向的主效应极其显著，F（1.58）：20.894，p=0.000；组别和注意指向的交互作用极其显著，F（1.28）=176.008，p=0.000。对交互作用进一步简单效应检验，发现自闭症被试在注意局部的反应时极显著低于注意整体，而普通被试在注意局部反应时极其显著高于注意整体；两组被试在注意局部条件下并无显著差异，p=0.420，而在注意整体条件下存在显著差异，p：0.000。如图3所示。

探测刺激反应时间的方差分析表明注意指向的主效应不显著，F（1.28）=1.278，p=0.258；探测刺激类型的主效应不显著，F（1.28）=0.260，p=0.611；被试组别的主效应极其显著，F（1.28）：359.360，p=0.000，自闭症组被试在探测刺激反应时间上极显著高于普通被试。注意指向和被试组别的交互作用极其显著，F（1.28）=112.5，p=0.000。进一步对交互作用进行检验，发现在注意局部条件下，自闭症组被试反应时间在忽略重复组和控制组都极显著长于普通被试组，p=0.000；在注意整体条件下，自闭症组被试反应时间在忽略重复组和控制组也极显著长于普通被试反应时，p=0.000。探测刺激类型和组别的交互作用显著，F（1.28）=3.238，p=0.049，表明不同被试组在忽略重复组和控制组中反应时间的差值存在显著差异，出现负启动，进一步交互作用检验证明普通被试组在注意整体情况下，忽略重复组的反应时间显著长于控制组，F（1.28）=3.519，p=0.041，其余交互作用均不显著，见图4、图5。

对两组被试在注意整体和局部条件下忽略重复组和控制组的数据进行配对t检验，考察负启动效应值。结果发现自闭症组被试注意整体情况下没有出现负启动，其余条件下均发现负启动的趋势，但经t检验表明只有普通被试在注意整体条件下出现了显著的负启动效应（NP=23.3ms，p=0.013），其余均未达到显著。自闭症组被试在注意整体条件下出现了相反的正启动的趋势，但也未达到显著水平（p=0.355）。

4 讨论

实验材料分为启动刺激和探测刺激，对于启动刺激的实验结果表明，自闭症儿童对于启动刺激的反应时间要长于普通被试，并且在注意整体条件下的反应时显著长于注意局部条件，呈现出对客体整体加工的不足；相反，普通被试则表现出了认知加工中整体优势效应，对于注意整体条件下的反应显著快于注意局部条件。本研究没有发现自闭症儿童在局部特征加工上的优势，自闭症儿童在注意局部条件下与普通被试并无显著差异，假设（1）得到了部分验证。这一研究结果与前人研究结果相比也有异同。Bumette等认为自闭症个体在认知加工上存在局部或者细节加工偏向的风格特征，并且这种偏向会根据任务设计的指令发生变化。Mottron等提出的EPF理论假说认为自闭症个体虽然表现出了局部信息的加工偏向，但是并没有整体加工的缺陷，该假设没有得到本实验的支持。本结果表明即使是要求自闭症个体在注意整体条件下进行加工任务，自闭症儿童仍然不能像普通儿童一样表现出整体加工优势，同时也没有在局部特征加工上有较好的表现，在整体加工上则表现出显著的缺陷。本结果与Happe、Booth等强调的自闭症人士整体信息整合能力弱的观点一致。Simmons等指出这些不同观点可能源于自闭症人群存在较强的异质性，只有特定类型的自闭症患者存在异常的局部加工偏向。与前人研究相比，本实验在实验材料、被试筛选和实验任务上有所区别，Natasja研究中选取被试的平均言语智商为51.6，而本研究中被试瑞文测验联合型（CRT）测试的平均智力高于70。Caron的实验是利用微观模式的刺激来搜索色块的任务，而本实验是要求对数字大小命名，需要动用被试更多的认知资源，相对于颜色、形状等知觉加工较为复杂。实验结果提示自闭症儿童在形成整体结构水平的心理表征时存在一定程度的缺陷，这种缺陷使自闭症儿童在要求完成整体加工时表现出障碍，并且这种缺陷可能和任务难度有关，在复杂任务上这种缺陷表现得更为突出。

对探测刺激的负启动效应分析可以发现，只有普通被试在注意整体条件下出现了显著的负启动效应，在注意局部条件下没有出现显著的负启动效应；自闭症被试在注意局部条件下出现了负启动的趋势，在注意整体条件下出现了正启动的趋势，但均没有达到显著水平。普通被试在局部条件下没有出现负启动效应，假设（2）并没有得到验证，这与Briand的实验结果具有相似之处。普通被试在在对复合数字加工时，由于整体优先效应，人们会对整体特征的知觉快于局部小数字的知觉，并且整体加工是自动的，当被试要求注意整体时，不会受到这种加工特征的影响，产生负启动效应，然而在要求注意局部特征时，却不能忽略整体的特征，没有产生显著的负启动效应。这种实验结果与王等人认为实验在两个复合数字情况下注意整体和注意局部都可以产生负启动的结论不同。将两个实验对比可以发现，前者实验任务是命名任务，本实验是对数字大小判断，提高了实验难度，并且前者的被试是大学生，本实验被试是儿童，在复核数字构成上，大数字与小数字的形状大小也有差异。严霄霏等的研究已经发现整体加工优先效应和负启动效应都会随着年龄的增长发生变化，这些因素均可能引起实验结果的改变。在自闭症儿童中没有发现显著的负启动效应，与Nicole、Ozonoff有相似之处，证明了自闭症儿童存在抑制能力上的缺陷。在注意整体条件下，自闭症儿童表现出了一定的正启动趋势，但可以看出注意局部条件下的负启动值（NP=1.2）明显少于普通被试（NP=20.6）。由于自闭症儿童在整体加工上的缺陷，不能在整体信息加工过程中完成良好的抑制控制，没有产生负启动效应；相反，由于自闭症局部加工能力没有损害，所以在局部信息加工上会产生负启动的趋势，但可能是实验材料或者任务难度的原因，自闭症被试和普通被试都没有达到显著水平。负启动效应反映的是抑制能力，是自上而下的调节刺激表征，负启动效应越大，表明抑制能力越强。自闭症儿童没有产生负启动效应，支持了自闭症执行功能障碍理论中抑制能力缺陷假设。

5 结论

通过对结果的分析，本研究得出两个结论。

第一，自闭症儿童对于启动刺激的反应时间要长于普通被试，在注意整体条件下的反应时显著长于注意局部条件，呈现出对客体整体加工的不足；而普通被试对于注意整体条件下的反应显著快于注意局部条件，表现出了认知加工中整体优势效应；自闭症儿童在注意局部条件下与普通被试并无显著差异，并没有表现出增强的局部加工优势。

第二，普通被试在注意整体条件下出现了显著的负启动效应，在注意局部条件下没有出现显著的负启动效应；自闭症被试在注意局部条件下仅出现了负启动的趋势，在注意整体条件下出现了正启动的趋势，但均未达到显著水平。