嬰幼兒面孔注意偏向：先天傾向與發展軌跡

/嬰幼兒面孔注意偏向：先天傾向與發展軌跡——來自正常和孤獨癥嬰幼兒的證據【摘要】正常發展(TypicallyDeveloping，TD)嬰兒的先天面孔注意傾向穩定地存在于不同發展階段不同刺激情景中，且在生命第一年內呈現短暫下降后快速增強的發展趨勢。TD嬰幼兒的視覺注意在第4至6周之間發生由皮下控制向皮層控制的關鍵性轉變之后，伴隨面孔視覺經驗的不斷積累，逐漸形成的面孔特異性皮層網絡對面孔的優先選擇性反應逐漸增強。而孤獨癥譜系(AutismSpectrumDisorder，ASD)嬰幼兒具備初始的面孔注意先天傾向，但在面孔皮層發育關鍵期內逐漸偏離正常軌道，在1歲左右表現出面孔注意障礙。該群體先天的感知注意損傷或社會動機缺失可能導致其在關鍵性轉變期內的面孔視覺經驗輸入不足，進而阻礙面孔特異性皮層網絡的正常發展。未來研究可考慮采用生物遺傳學方法和近紅外腦成像技術探索新生兒面孔注意先天傾向的起源，系統考察社會場景中感知覺特征和社會性特征對ASD高危嬰兒面孔注意發展軌跡尤其是關鍵性轉變期的影響作用。【關鍵詞】嬰幼兒；孤獨癥譜系；面孔注意偏向；先天傾向；發展軌跡 1引言 面孔蘊含著豐富的社會交流信息，是嬰兒早期生活環境中尤為突顯的一類視覺刺激，具有重要的生物進化和社會生存意義(Gligaetal.，2009)。正常發展(TypicallyDeveloping，TD)個體從一出生就表現出先天的面孔注意傾向(Simionetal.，1998；Valenzaetal.，1996)，即對面孔刺激進行注意定向和維持的準備狀態(Reynolds&Roth，2018)。與物體比較而言，TD個體更快覺察且更長時間注視面孔。此先天面孔注意傾向在生命早期第4至6周之間經歷短暫下降之后便逐漸增強直至1歲左右(Amso，Haas，&Tenenbaumetal.，2014；DiGiorgioetal.，2012；Franketal.，2009；Gligaetal.，2009；Gluckman&Johnson，2013)。雖然面孔注意先天傾向的潛在機制還尚不清楚，但面孔注意偏向逐漸增強的神經基礎可能是伴隨面孔視覺經驗的不斷累積而逐步形成的面孔選擇性腦區對面孔刺激的優先選擇性反應不斷增強(Buiattietal.，2018)。作為人類物種重要的進化優勢，嬰兒與生俱來的面孔注意偏向有助于他們在社會性發展的敏感期與養育者發起關鍵性的互動，為個體順利進行社會交往及其生存發展提供大量的社會性信息，是個體社會技能形成的基本前提(Constantinoetal.，2017)。 然而，孤獨癥譜系(AutismSpectrumDisorder，ASD)嬰幼兒在社會性視覺注意上卻存在著病理性的障礙。與TD嬰幼兒比較而言，ASD嬰幼兒覺察面孔的速度更慢且注視面孔的時間更少，在生命第一年內呈顯著下降趨勢(Ozonoffetal.，2010)。鑒于社會性視覺注意是嬰兒在社會性發展領域進行學習的重要機制(Peltolaetal.，2018)，因而有理論提出早期社會性視覺注意障礙可能是ASD個體社會交流障礙產生的重要因素。生命最初幾個月內的面孔注意缺陷將產生一系列連鎖效應，阻礙ASD嬰兒面孔加工皮層系統的專業化發展，導致基于面孔信息有效加工的社會交流行為產生障礙(Shephardetal.，2020；Tsangetal.，2019)。目前，ASD嬰幼兒面孔注意障礙產生的潛在機制仍存在領域一般性的感知注意損傷與領域特殊性的社會功能異常之間的爭論。因而，本文將系統梳理TD嬰幼兒面孔注意偏向的先天傾向和發展軌跡及其神經基礎，為理解ASD嬰幼兒面孔注意的異常發展軌跡提供正常發展的參考框架，從而為揭示該障礙的產生機制提供全新的研究視角。 2TD新生兒面孔注意偏向的先天傾向 人類具有一種特殊的天然面孔探測能力。即使是高度示意性的類似面孔的幾何圖形，相對于在感知覺上等效的非類面孔刺激，新生兒在出生后不久就已經表現出穩定的注意偏向。然而，這種先天面孔注意傾向的神經基礎還尚未探明。 2.1TD新生兒面孔注意偏向先天傾向的研究證據 早期研究通過同時呈現直立和倒立的類面孔刺激考察新生兒是否存在面孔注意偏向。類面孔刺激是指在眼睛和嘴巴的位置上分布三個黑色小圓的白色大圓幾何圖形。研究發現，與倒立類面孔比較而言，出生僅1至5天(Simionetal.，1998；Valenzaetal.，1996)或出生僅1個小時(Johnson&Dziurawiecetal.，1991)的TD新生兒更偏好于注視直立類面孔，而出生僅10分鐘的新生兒甚至更偏好于對直立類面孔進行視覺追蹤(Gorenetal.，1975)。在一項最新的研究中，通過向母親腹部投射三個光源組成直立或倒立類面孔，同時利用4-D超聲技術對胎兒的運動進行成像，研究者發現與倒立類面孔比較而言，在直立類面孔呈現期間，研究者觀測到了更多的胎兒運動(Reidetal.，2017)。據此，他們推測后天經驗并不是新生兒面孔注意偏向的必要條件，人類對面孔刺激具有一種先天注意傾向。 2.2TD新生兒面孔注意偏向先天傾向的潛在機制 理解新生兒面孔注意先天傾向的起源是非常重要的。因為選擇性注意分配在早期社會性視知覺學習中扮演著重要角色，而早期社會性視知覺學習對個體后繼社會性認知發展具有一系列影響深遠的連鎖效應(Amso&Scerif，2015；Reynolds，2015)。新生兒面孔注意先天傾向的潛在機制仍存在皮下面孔模板與皮層組織原型兩種理論假說之爭(Powell，Kosakowski，&Saxe，2018；Simion&Giorgio，2015)，而在皮下面孔模板內部還存在領域特殊性與領域一般性兩種觀點之間的分歧。 2.2.1皮下面孔模板假說 皮下面孔模板假說(Sub-CorticalFaceTemplate)認為，面孔加工除后天經驗驅動形成的皮層通路外，還涉及一條由杏仁核、上丘和丘腦枕核在內的作為人類先天機制而存在的皮下通路。與皮層通路對高空間頻率面孔信息進行慢速有意識加工不同，皮下通路則是對低空間頻率面孔信息進行快速無意識的初始探測和定向，先行于并促進皮層通路加工過程，在面孔加工神經網絡的后天專業化發展中發揮著重要作用(Johnsonetal.，2015)。由于新生兒尚未獲得面孔視覺經驗且皮層通路也尚未發展成熟，因而研究者推測新生兒對面孔刺激的天然注意偏向可能是基于皮下通路對社會性刺激的先天快速注意定向機制(DiGiorgioetal.，2016)。該系統不僅能夠相對于物體刺激更快探測面孔刺激、相對于中性表情更快探測恐懼表情、相對于物理運動更快探測生物運動，甚至相應對于斜視視線更快探測直視視線。因而，Johnson等人(2015)認為該先天反射性系統是對面孔相關社會性信息進行優先選擇性定向的領域特殊性系統。 與之相反，Reynolds和Roth(2018)卻認為該先天反射性系統是基于頭重腳輕(top-heaviness)和內外一致(congruency)等低水平視覺結構特征對面孔進行反應的領域一般性系統。其中，頭重腳輕是指模型的上半部分比下半部分分布更多信息，而內外一致則是指模型的內部特征與外部輪廓的一致性，即分布較多信息的區域外部輪廓較寬，而分布較少信息的區域外部輪廓較窄。有研究證實新生兒對具有上述兩個特征的非面孔刺激也表現出注意偏向(Simion&Giorgio，2015)。例如，與倒立T字模型比較而言，新生兒更偏好于注視正立的T字模型(Simionetal.，2002)；在研究者通過平移面孔特征位置或旋轉面孔特征方位從而破壞面孔的幾何構型使其不再被知覺為面孔的實驗條件下，相對于倒置條件，新生兒仍然更偏好于注視正立條件下的此類面孔(Macchietal.，2004；Turatietal.，2002)。此外，相對于內部特征與外部輪廓不一致的非面孔模型，新生兒更偏好于注視內外一致的非面孔模型(Macchietal.，2008)。 2.2.2皮層組織原型假說 皮層組織原型假說(Proto-OrganizationofVisualCortex)提出，新生兒所具備的先天面孔注意偏向可能是基于外紋狀體視覺皮層所具有的原型組織性，即該皮層的神經元偏好于對簡單視覺統計特征進行反應，依據統計特征偏好性在空間上進行聚集。具體而言，相對于外周視域，神經元更偏好于對出現在中央凹的刺激進行反應；與直角輪廓比較而言，更偏好于對曲線輪廓進行反應；相對于高空間頻率刺激而言，更偏好于對低空間頻率刺激進行反應。由于母親經常與嬰兒進行面對面的互動(Jayaramanetal.，2017)，因而嬰兒真實視覺經驗的統計性是高度非隨機性的。這就導致嬰兒獲得大量出現在中央凹的面孔視覺經驗。面孔圖像將同時激活偏好于中央凹輸入、曲線輪廓或低空間頻率等特征的神經元。對這些低水平特征進行疊加反應的皮層被頻繁地同時激活，最終使得神經元習得了對面孔刺激的選擇性優先反應。 3TD嬰幼兒面孔注意偏向的發展軌跡 TD嬰兒的先天面孔注意傾向穩定地存在于不同發展階段不同刺激情景中，且在生命第一年內存在短暫下降后快速增強的發展趨勢。這可能是由于TD嬰兒的視覺注意發生由皮下控制向皮層控制的關鍵性轉變之后，注意控制皮層網絡的功能成熟使視覺突顯性對視覺注意的影響作用隨月齡增加而逐漸降低，與此同時面孔加工皮層網絡的專業化發展使面孔的社會突顯性隨月齡增加而逐漸提高。 3.1TD嬰幼兒面孔注意偏向發展軌跡的研究證據 來自于不同發展階段的橫向研究證實，嬰兒先天的面孔注意傾向在個體不同發展階段的不同刺激情景中穩定存在。例如，在呈現兩個項目的簡單刺激對中，新生兒的初始面孔注意偏向在兒童期(Shahetal.，2015)乃至成人期(Shahetal.，2013)仍然存在。在包含多個項目的復雜刺激矩陣中，6個月的嬰兒在自由觀察中(Gligaetal.，2009)和學齡前兒童在目標探測中(Meissneretal.，2018)均表現出穩定的面孔注意偏向；甚至在目標導向的有意注意成熟前，6.9歲以前兒童對非目標的面孔刺激進行注意定向的比值仍然顯著高于非面孔的目標刺激，表現出了顯著的自發性面孔注意偏向(Hiraietal.，2020)。此外，引入刺激類型變量的研究證實，6個月時TD嬰兒的面孔注意偏向不受刺激類型影響。他們對孤立面孔、刺激矩陣和社會場景中的面孔均具有注意偏向(Gillespie-Smithetal.，2016)。而引入視覺特征變量的研究發現，即使面孔在刺激矩陣中不是視覺上最顯著的刺激，6個月的嬰兒首次注視面孔的比例仍顯著高于隨機水平，且面孔注視時間也顯著高于干擾項目(Gluckman&Johnson，2013)。以TD成人為被試的研究也證實，在自然社會場景的視覺探索過程中，社會性特征(尤其是面孔)不受視覺突顯性的影響而被高度優先選擇(End&Gamer，2017)。上述研究結果說明，面孔注意偏向穩定地存在于TD個體不同發展階段的不同刺激情境中，且是基于面孔的社會相關性而非面孔的視覺顯著性。 來自于嬰兒期的縱向追蹤研究顯示，TD新生兒具備的初始面孔注意偏向在第4至6周之間經歷短暫的下降之后(Johnson&Dziurawiecetal.，1991；Morton&Johnson，1991)，從第3個月起逐漸增強直至1歲左右(DiGiorgioetal.，2012；Franketal.，2009；Kellyetal.，2019；Kwonetal.，2016；Libertusetal.，2017)。例如，在自由觀看動態社會場景中(Franketal.，2014；Franketal.，2009；Libertusetal.，2017；Tsangetal.，2019)或靜態社會場景中(Amso，Haas，&Markant，2014；Franketal.，2014；Kellyetal.，2019)，嬰兒的面孔注視時間比值在3至9或12個月之間隨月齡發展逐漸增加；在自由觀看靜態刺激矩陣的過程中，面孔能夠捕獲并維持6至8個月嬰兒和成人的注意，但卻不能捕獲和維持3或4個月嬰兒的注意(DiGiorgioetal.，2012；Kwonetal.，2016)。而另一項考察范圍從2個月直至24歲的研究發現，在自由觀看靜態社會場景中，面孔注視時間比值不僅在嬰兒期內急劇增加，在童年期乃至成年期也保持著緩慢增加的趨勢(Amso，Haas，&Markant，2014)。由此可見，TD嬰幼兒的面孔注意偏向隨月齡增加呈現快速增強的發展趨勢。 TD嬰兒在生命第一年內面孔注意偏向之所以急劇增長，是因為嬰兒視覺注意模式受低水平視覺突顯性的影響作用隨月齡增加而逐漸減弱，而高水平社會突顯性的影響作用隨月齡增加而逐漸增強(Bahricketal.，2016；Franketal.，2009；Kellyetal.，2019；Kwonetal.，2016；Simpsonetal.，2019)。例如，Kwon等人(2016)考察認知負荷和視覺特征對4至8個月嬰兒在刺激矩陣中面孔注意偏向影響作用的發展趨勢。他們發現，與6至8個月的嬰兒表現出穩定的面孔注意偏向不同，在2個項目的刺激對中，當干擾項目的視覺突顯性較低時4個月嬰兒表現出面孔注意偏向，當干擾項目的視覺突顯性較高時則更偏好于注視干擾項目；而在6個項目的刺激矩陣中，4個月嬰兒則更偏好于注視視覺特征顯著的項目。這說明在4至8個月之間視覺突顯性的影響作用逐漸降低而面孔社會突顯性的影響作用卻逐漸增強。Kelly等人(2019)考察視覺特征對3至12個月的TD嬰兒在靜態社會場景中面孔注意偏向影響作用的發展趨勢。他們發現，對于高視覺突顯性面孔，3個月的嬰兒面孔注視時間比值顯著低于6、9、12月齡的嬰兒，但后3個月齡之間無差異；對于低視覺突顯性面孔，面孔注視時間比值隨月齡增長而逐漸增加。這說明，視覺突顯性的影響作用對于高月齡嬰兒未呈現出增長趨勢，而社會突顯性的影響作用隨月齡增加而逐漸增加。Simpson等人(2019)考察面孔的社會相關性和視覺突顯性對嬰兒在刺激矩陣中面孔注意偏向的影響作用。他們發現，3至5個月的嬰兒對人類面孔的探測速度顯著快于猩猩面孔，表現出典型的本種偏向(own-speciesbiases)，即使在破壞低水平視覺特征的灰色和倒置條件下亦如此，且隨著月齡增長而逐漸增強。這說明，對嬰兒來說，面孔的高水平社會相關性比面孔的低水平視覺特征發揮更重要的作用，以此確保嬰兒能夠更穩定地關注、聯系和學習他人。 3.2TD嬰幼兒面孔注意偏向發展軌跡的潛在機制 TD嬰幼兒面孔注意偏向在第4至6周之間的短暫下降可能反映了在視覺注意由皮下控制向皮層控制轉換的關鍵期內，皮層網絡的初始功能對先天皮下系統的抑制作用(Shultzetal.，2018)。在經歷此次關鍵性轉變之后，領域一般性的額頂注意控制皮層網絡功能逐步成熟，使得TD嬰兒抑制干擾信息對特定視覺目標進行選擇性注意的能力逐漸增強，同時加之領域特殊性的面孔加工皮層網絡專業化發展水平不斷提高，使得面孔刺激對TD嬰兒的社會突顯性不斷增強，兩者共同作用促成了TD嬰幼兒面孔注意偏向的不斷增強(Leppanen，2016)。 3.2.1視覺注意神經網絡的關鍵性轉變 新生兒的視覺注意最初是基于皮下通路的先天反射系統。該系統偏好于對視域中具有快速運動、高對比度、高亮度、“頭重腳輕”非對稱模式或低空間頻率等低水平視覺特征的刺激進行優先選擇性反應。因而新生兒的視覺注意反射性地被具有上述視覺特征的面孔刺激所吸引(Johnson，Posner，&Rothbart，1991)。隨后，由后枕葉、丘腦枕核和額葉等腦區組成的有意視覺注意神經網絡在2至3個月時開始逐漸發揮功能，與此同時基于皮下結構的先天反射性定向隨皮層網絡發揮初步功能而逐漸下降。Shultz等人(2018)提出TD嬰兒的視覺注意在此期間發生了由“經驗期待型”反射性皮下控制向“經驗依賴型”意志性皮層控制的早期關鍵性轉變。在此之后，背外側前額葉、眶額葉以及前扣帶回等腦區在有意視覺注意控制中于嬰兒期6個月左右開始逐漸發揮重要作用(Johnson，Posner，&Rothbart，1991)。上述額葉皮層的功能成熟以及額頂和額顳皮層之間的功能連接不斷加強使嬰兒視覺注意控制能力不斷提高，抑制干擾信息的能力亦逐漸加強。因而，視覺突顯性在嬰兒視覺注意模式中的影響作用不斷減弱，面孔注意偏向逐漸增強。考察嬰兒面孔注意偏向潛在機制的研究證實，嬰兒的注意控制能力與面孔注意偏向密切相關(Reynolds&Roth，2018；vanRenswoudeetal.，2019)。例如，嬰兒面孔注意偏向與物體視覺搜索任務中目標物體定向的潛伏時間(Franketal.，2014)、或在自由觀看社會場景中視覺注視點的平均時長和眼球運動速度(Amso，Haas，&Markant，2014)等領域一般性視覺注意能力的發展變化密切相關。上述研究結果說明，嬰兒面孔注意偏向的發展與一般性視覺注意控制的發展具有同步性。 3.2.2面孔加工皮層網絡的專業化發展 面孔注意偏向的后天發展還與領域特殊性的面孔加工皮層網絡的專業化發展即面孔選擇性腦區(faceselectivearea)的形成密切相關。對于成人而言，面孔注意偏向的神經基礎是一組包括枕葉面孔區、梭狀回面孔區和顳上溝等腦區在內的面孔特異性皮層回路對面孔的優先選擇性反應(Buiattietal.，2018)。來自靈長類動物的一項研究表明，在自由觀看靜態社會場景中，與對照組相比，天生缺失中后部外側面孔選擇性腦區的雌性猴子對面孔的視覺注意偏向明顯降低。這說明面孔選擇性腦區中的神經元聚集與行為水平上的面孔注意偏向之間存在密切關聯(Vinken&Vogels，2019)。據此，我們認為面孔注意偏向的后天發展與面孔選擇性腦區的逐漸形成之間是一個互為因果互相促進的雙向螺旋式發展過程：面孔注意偏向為面孔皮層輸入更多面孔視覺信息，獲取更多面孔學習的機會，從而促進了經驗依賴型面孔選擇性腦區的形成；而面孔選擇性腦區的逐漸形成又使得面孔的社會突顯性日益增強，進而使面孔更容易捕獲和維持個體的視覺注意，表現出更強的面孔注意偏向。 面孔選擇性腦區對面孔刺激的激活反應顯著快于其他視覺刺激(Powell，Kosakowski，&Saxe，2018)。已有研究證實，與其他刺激比較，面孔刺激能夠誘發嬰兒外顳葉和顳下溝等面孔選擇性腦區更大的神經激活反應(Deenetal.，2017；Powell，Deen，&Saxe，2018)和振幅更大反應更快的面孔選擇性N170成分(Inceetal.，2016)。出生僅1至4天的新生兒在將要發展成為面孔特異性腦區的枕外側顳頂葉和內側頂葉對直立類面孔產生的神經激活反應比倒立類面孔更大，且存在明顯的右側優勢效應。這說明面孔選擇性腦區的形成過程可能從出生后不久就已經開始(Buiattietal.，2018)。該腦區對面孔刺激的激活水平(Scherfetal.，2007)和N170成分(Itier&Taylor，2004)在11歲左右接近成人，其面孔選擇性反應和體積在整個青春期不斷增加(Golaraietal.，2015)。這說明面孔選擇性腦區的形成過程起始于嬰兒期延續至青春期(Maresetal.，2020；Powell，Kosakowski，&Saxe，2018)。 面孔選擇性腦區的后天發展需要面孔視覺經驗。來自靈長類動物的研究發現飼養員在喂養猩猩嬰兒的過程中戴上焊工的面具，他們的面孔選擇性腦區在200天時甚至在400天時都未形成(Arcaroetal.，2017)。來自人類視覺障礙嬰兒的一項研究也證實，在嬰兒出生后的12個月內，存在一個面孔知覺發育的關鍵期。即使在視覺矯正后獲得正常的面孔視覺經驗，該類嬰兒的面孔加工仍然受損(Grandetal.，2001)。Powell，Kosakowski和Saxe(2018)提出的社會互動驅動理論進一步指出，在此關鍵期內，嬰兒是通過內側前額葉皮層(MedialPrefrontalCortex，mPFC)在與成人面對面的社會互動過程中識別面孔的社會性價值，維持面孔注意獲取更多面孔視覺經驗。因而，mPFC在面孔加工神經網絡的專業化發展過程中發揮著重要作用。由此可見，面孔選擇性腦區的形成存在兩個來源。一方面將會發展成為面孔選擇性腦區的神經回路對面孔刺激具有先天的注意傾向。另一方面基于此先天傾向的后天視知覺經驗學習使上述腦區對面孔刺激的激活反應不斷提高，與此同時對其他視覺刺激的激活反應逐漸降低，隨著面孔視覺經驗不斷累積，面孔選擇性腦區逐漸形成。 4ASD嬰幼兒面孔注意障礙的表現特征 ASD嬰幼兒的面孔注意發展軌跡偏離正常發展軌跡。具體表現為，后期確診ASD高危嬰兒在6個月時具備初始的面孔注意偏向，但隨后呈顯著下降趨勢，直至1歲左右表現出明顯的障礙。在嬰兒期之后，ASD個體在簡單刺激矩陣中是否存在面孔注意偏向尚存分歧，但在復雜社會場景中的面孔注意普遍少于TD個體。 4.1ASD嬰幼兒面孔注意障礙的發展軌跡 以高危嬰兒(同胞兄姐被確診為ASD)為被試進行的前瞻研究普遍證實，后期確診的高危嬰兒6個月時對面孔的注意行為與TD嬰兒并無差異(Elsabbagh&Gligaetal.，2013；Jonesetal.，2014；Ozonoffetal.，2010；Rozgaetal.，2011；Wanetal.，2013；Youngetal.，2009)。在自由觀看面孔和物體圖片組成的簡單刺激矩陣時，后期確診的高危嬰兒6個月時指向面孔的首次眼跳比值(Elsabbagh&Gligaetal.，2013)、面孔注視時間比值(Elsabbagh&Gligaetal.，2013)和面孔注視時長(Yamashiroetal.，2019)與TD嬰兒并無差異，表現出典型的面孔注意偏向；在半結構化的真實社會互動情景中，他們看向人物面孔的頻次(Jonesetal.，2014；Ozonoffetal.，2010；Rozgaetal.，2011；Wanetal.，2013；Youngetal.，2009；Zwaigenbaumetal.，2005)與TD嬰兒也并無差異。然而，縱向追蹤前瞻數據顯示，后期確診的高危嬰兒在真實社會互動場景中注視人物面孔的頻次在6至12個月之間呈顯著下降趨勢(Ozonoffetal.，2010；Wanetal.，2013)，在自由觀看動態社會性視頻中注視人物面孔眼部的時間在2個月至24個月之間亦呈顯著下降的趨勢(Jones&Klin，2013)，而與此同時TD嬰兒保持不變(Ozonoffetal.，2010)或顯著增加(Jones&Klin，2013；Wanetal.，2013)。因而后期確診的高危嬰兒與TD嬰兒之間的差異在生命第一年內持續增加，直到1歲左右顯著少于TD嬰兒，表現出顯著的面孔注意障礙。這種衰退現象不止限于真實社會互動中的人類面孔，后期確診的高危嬰兒在自由觀看與非面孔刺激同時呈現的人類面孔和猴子面孔時在9至18個月之間也呈現出顯著的衰退現象(Yamashiroetal.，2019)。綜上，后期確診的高危嬰兒具備初始面孔注意偏向，但呈現顯著下降趨勢直至1歲左右表現出顯著障礙。 在嬰兒期后，ASD個體在孤立面孔與干擾物體進行直接簡單比較的刺激矩陣中對面孔的注視時間更長，表現出面孔注意偏向(Gillespie-Smithetal.，2014；Guillonetal.，2016；Parish-Morrisetal.，2013)。引入限制性興趣相關性變量的部分研究還發現，當干擾物體的限制性興趣相關性較高時，ASD幼兒對面孔的注意水平顯著下降；當干擾物體的限制性興趣相關性較低時則表現正常(Sassonetal.，2011；Sassonetal.，2008；Sasson&Touchstone，2013)。這說明ASD幼兒可能具備基本的面孔注意傾向，但受狹隘興趣影響。不過也有研究發現，無論物體的限制性興趣相關性如何，ASD個體更偏好于注視干擾物體(Harrison&Slane，2020；Unruhetal.，2016)。這類研究認為ASD個體普遍缺乏注視面孔的社會性動機，與物體的限制性興趣無關。然而，在復雜社會場景中ASD個體普遍存在面孔注意障礙。在靜態社會性場景中，與TD個體比較而言，ASD個體對面孔的定向速度更慢(Frost-Karlssonetal.，2019；Riby&Hancock，2008；Wilsonetal.，2010)，面孔注視時間更短(Duanetal.，2019；Riby&Hancock，2008；Riby&Hancock，2009；Sumneretal.，2018；Wilsonetal.，2010)。在動態社會性場景中(Nakanoetal.，2010)和真實社會性互動中(Hanleyetal.，2014；Norisetal.，2012)亦如此。引入刺激類型變量考察生態效度對ASD面孔注意影響作用的研究發現(Chevallieretal.，2015；Hanleyetal.，2013)，ASD組的面孔注意在社會場景中異常而在刺激矩陣中則正常。由此可見，在嬰兒期后ASD個體在簡單刺激矩陣中是否存在面孔注意偏向存在分歧，但在復雜社會場景中卻表現出普遍障礙。 4.2ASD嬰幼兒面孔注意障礙的影響因素 為了進一步探究社會場景中何種因素導致ASD個體的面孔注意減少，研究者們分別引入以下4個變量考察它們對ASD個體面孔注意的影響作用。首先，研究者考察社會性信息復雜程度對ASD個體面孔注意行為的影響。他們引入人物數量變量發現，不論在一人、兩人還是三人的社會場景中，ASD個體均比TD被試更少注視面孔(Sumneretal.，2018；魏玲等，2017)。其次，研究者還考察社會互動水平對ASD兒童面孔注意的影響(Chawarskaetal.，2012；Macarietal.，2020；Shicetal.，2020)。在僅呈現言語線索或同時呈現直視視線和言語線索的社會互動條件下，ASD個體表現出面孔注意障礙，在不呈現任何線索的非互動社會場景中兩組無差異(Chawarskaetal.，2012；Shicetal.，2020)。再次，研究者們還引入指導語變量，利用“物理性”和“社會性”指導語考察ASD個體面孔注意維持是否受高水平認知因素的調節(Bensonetal.，2009)。結果發現，與TD青少年不同，指導語并不調節ASD青少年面孔注意水平，即使在“社會性”指導語條件下，ASD青少年面孔注意時長仍顯著短于TD個體。上述三個變量都是高水平的社會性特征，還有研究者考察低水平的感知覺特征對ASD個體面孔注意的影響作用(Amso，Haas，Tenenbaumetal.，2014)。他們發現無論是否是社會性刺激，ASD幼兒對視覺顯著性較高的區域進行注意定向的比例顯著高于TD幼兒。這說明相對于TD幼兒，ASD幼兒更傾向于按照感知覺特征的突顯性等級對社會場景進行掃描。 5ASD嬰幼兒面孔注意障礙的潛在機制 以TD嬰幼兒面孔注意偏向的發展軌跡為參考，我們可知ASD個體對面孔刺激具有先天注意傾向，但是后天發展在面孔知覺發育關鍵期內偏離了正常軌道。在此關鍵期內，他們之所以未能像TD嬰兒一樣表現出越來越強的面孔注意偏向，可能是由于他們的視覺注意缺乏由皮下控制向皮層控制的早期關鍵性轉變(Shultzetal.，2018)，未能順利開啟面孔加工皮層網絡的專業化發展進程。有研究證實，ASD個體面孔加工專業化發展的進程存在異常。較之于TD個體，對于ASD個體而言，面孔刺激誘發的N170的右邊側化效應減少(Kovarskietal.，2019；Shephardetal.，2020)，P1(Neuhausetal.，2016)和N170(Kangetal.，2017；Sysoevaetal.，2018)潛伏期更長，且波幅更小(Kovarskietal.，2019)。與TD個體不同，ASD個體在左側梭狀回和雙側杏仁核等面孔選擇性腦區未表現出面孔偏好性反應以及年齡發展效應(Josephetal.，2015)。此外，與TD嬰兒比較而言，后期確診的高危嬰兒5個月時在右后顳葉皮層對面孔的選擇性神經反應降低(Braukmannetal.，2018)且神經激活持續時間縮短(Jonesetal.，2016)。這說明此異常神經反應模式早在行為反應表現出差異之前就已經存在。ASD嬰兒面孔加工專業化發展受阻導致面孔的社會突顯性不能隨月齡發展而逐漸增強，因而他們像半歲以前的TD嬰兒一樣更依賴視覺突顯性進行視覺注意資源分配(Amso，Haas，&Tenenbaumetal.，2014)。據此，筆者推測ASD個體之所以能夠在某些簡單刺激矩陣中表現出正常面孔注意偏向可能只是基于面孔的視覺突顯性而非社會突顯性；當面孔的視覺突顯性在復雜社會場景中降低時就表現出普遍的面孔注意障礙，且不受復雜社會場景中社會性復雜度和社會性指導語的影響作用。 那么，又是何種原因阻礙ASD嬰兒在面孔知覺發育關鍵性轉換期內順利開啟面孔加工專業化發展的進程呢？在嬰兒能夠爬行或走路之前的很長一段時間內，他們是通過視知覺學習去探索世界的。這種視知覺學習為處于大腦皮層發育關鍵期的嬰兒輸入大量視覺經驗，從出生時起就塑造著嬰兒的正常發展(Constantinoetal.，2017)。然而，ASD嬰兒可能由于某些先天的社會動機或感知注意的缺陷導致他們的視知覺學習經驗異常，使得他們在關鍵性轉變期內不能獲得正常水平的面孔視覺經驗，甚至輸入更多的非面孔視覺經驗。如果將要發展成為面孔選擇性腦區的神經系統是領域特殊性的(Kanwisher，2010)，那么面孔視覺經驗輸入不足將導致該系統的發展遲滯；如果該系統是領域一般性的(Gauthier&Nelson，2001)，那么面孔視覺經驗將與非面孔視覺經驗產生競爭，使該系統的發展逐漸偏離正常軌道，進而阻礙早期社會交流技能的正常發展(Webbetal.，2017)。 5.1社會動機缺失假說 社會動機是一系列促使個體對社交世界產生注視偏好，在社交中獲取快樂即社會獎賞，以及努力建立和維系社會關系的心理傾向和生物機制。社會動機的神經網絡由杏仁核、紋狀體和眶額皮層等組成(Chevallieretal.，2012)。其中，杏仁核在把注意引向面孔等社會性刺激，評價社會性價值方面發揮著重要作用，紋狀體和眶額皮層是獎賞回路的重要組成部分(Azzietal.，2012)。然而，以晚期慢正波(LatePositivePotential，LPP)作為動機情緒喚醒水平的測量指標的研究發現，相較于控制組，ASD個體對面孔刺激表現出更小的LPP波幅，對限制性興趣物體刺激表現出更大的LPP波幅。這說明ASD個體對于面孔缺乏社會性動機，卻對物體具有更高的動機反應水平(Benningetal.，2016)。有研究者進一步指出ASD群體對面孔缺乏社會性動機的原因可能是社會性獎賞系統的功能異常。與非社交線索比較而言，當注意由社交線索引導時，TD個體的額頂注意網絡和紋狀體的激活程度會增加，而ASD個體只有頂上小葉的激活程度增加(Greeneetal.，2011)。TD組在右側杏仁核和vmPFC表現出面孔偏好性反應，而ASD組在上述腦區未表現出面孔偏好性反應(Josephetal.，2015)。上述結果說明ASD個體對社交線索未賦予同等的獎賞價值，未能識別面孔的社會性價值。依據社會動機缺失假說，ASD嬰兒不能識別面孔的社會性獎賞價值，因而早期先天傾向得不到強化，導致他們不能夠在面孔知覺發育關鍵性轉換期內獲得足夠多的面孔視覺經驗，進而阻礙了面孔選擇性腦區的順利形成，導致面孔注意偏向的后天發展逐漸偏離了正常軌道。 5.2注意解離障礙假說 ASD個體的一般性注意控制障礙主要表現在注意解離環節，即將注意從中心刺激轉移至外周刺激的潛伏時間顯著長于TD個體(Bradshawetal.，2019；Klebergetal.，2017；Moetal.，2019；Sabatos-Devitoetal.，2016)，此障礙并不是基本眼球運動控制能力障礙造成(Zhangetal.，2020)。注意解離障礙使ASD嬰兒不能在不同刺激間靈活轉換注意，更容易將注意“鎖定”或“固著”在視覺環境中感知覺特征更為顯著的非社會性刺激上。這導致他們將視覺注意不成比例地指向了視覺環境中的非社會性刺激，與此同時對他人社會性接近的回應水平顯著降低。對于處于皮層發育關鍵期的ASD嬰兒而言，這種異常的早期視知覺學習經驗阻礙了包括面孔選擇性腦區在內的社會腦的專業化發展，使ASD嬰兒表現出對非社會性刺激的注意偏向(Galeetal.，2019；Mooreetal.，2018；Pierceetal.，2016；Thyeetal.，2017；Wangetal.，2015)，10個月的高危嬰兒就已經表現出物體加工優勢(McCleeryetal.，2009)，12個月左右刻板行為和狹隘興趣逐漸顯現(Ozonoffetal.，2008)。與此同時，確診高危嬰兒在6至12個月之間對面孔的注意行為呈現明顯的衰退趨勢，到12個月時顯著低于TD嬰兒(Ozonoffetal.，2010；Wanetal.，2019；Yamashiroetal.，2019)。由此可見，ASD個體兩大核心癥狀之間存在某種對應的發展關系。雖然兩者是完全不同領域，但是他們之間的共病關系以及相似的發展軌跡說明他們之間可能存在某種相關的潛在機制(Auyeungetal.，2009；Elisonetal.，2012)，而早期視知覺學習可能就是這一機制的重要組成部分(Elisonetal.，2013)。此外，另有研究證實后期確診高危嬰兒的注意解離速度在6個月時與TD嬰兒并不存在差異，此后隨月齡增長而逐漸變慢，12個月時顯著慢于TD嬰兒(Brysonetal.，2018；Elsabbagh&Fernandesetal.，2013；Zwaigenbaumetal.，2005)。由此可見，導致早期視知覺學習經驗異常的注意解離障礙與兩大核心癥狀之間也存在著相似的發展軌跡。據此，我們推測6至12個月之間逐漸出現的注意解離障礙很可能與ASD嬰兒面孔注意下降和刻板行為出現存在某種內在的關聯。 6總結與展望 如前所述，TD個體對面孔具有的先天注意傾向在不同發展階段的不同刺激情景中普遍存在，且在生命第一年表現出短暫下降之后的急劇增長趨勢。在第4至6周之間完成皮下控制向皮層控制的關鍵性轉變之后，一方面視覺注意控制皮層網絡的功能成熟使得TD嬰兒抑制干擾信息的能力逐漸加強，因而視覺顯著性在視覺注意中的影響作用不斷下降；另一方面將會發展成為面孔選擇性腦區的皮層回路基于面孔注意的先天傾向，通過后天社會性視知覺經驗學習，不斷積累面孔視覺經驗，逐漸發展成為面孔選擇性腦區，使得面孔刺激的社會顯著性逐步增強，更容易捕獲和維持個體的視覺注意。然而，處于面孔皮層發展關鍵期的ASD高危嬰兒可能因先天的感知注意損傷或社會動機缺失導致其視覺注意未能順利完成皮下控制向皮層控制的關鍵性轉變，進而阻礙面孔選擇性腦區的形成，最終導致其面孔注意逐漸偏離了正常發展軌道。研究證實，后期確診的ASD高危嬰兒具備初始的面孔注意傾向，但隨后呈現顯著的下降趨勢，直至1歲左右表現出顯著障礙。來自于兩類嬰幼兒的研究證據互相促進互相驗證，共同加深了我們對嬰幼兒面孔注意偏向先天起源與后天發展的認識。 在一項對338名幼兒進行的眼動追蹤實驗研究中，研究者發現在面孔注意指標上，同卵雙生子之間的一致性高達0.91，異卵雙生子之間降至0.35，而獨生子之間則無相關性，而ASD幼兒顯著低于TD幼兒。這表明先天遺傳因素對社會性信息的主動搜尋具有重要的影響作用。這種先天的社會性視覺參與能力作為一種神經發育的內在表型，是人類生物生態環境構建的一種方式(Constantinoetal.，2017)。發展系統理論(DevelopmentalSystems)提出，表型差異是處于發展過程中的有機體內外多重因素雙向交互作用的結果。因此，在該理論框架下，面孔注意偏向既不是先天決定也不是出生設定，而是在先天傾向的引導下，早期視覺經驗與個體基因亞型相互作用導致個體之間存在表型差異的發展結果。這不僅能夠解釋在社會性信息搜尋上TD群體存在的差異，而且能夠解釋ASD群體存在的障礙(Reynolds&Roth，2018)。雖然ASD與TD嬰兒之間的差異在生命早期已現端倪，但明顯的組間差異卻出現在1歲左右。這種障礙發展模式與迭代發展理論的觀點一致，即嬰兒自身的早期行為和經驗將引導和限制后繼的學習(Gibson&Pick，2000)。發展的本質是經驗的渠化即早期經驗引導后繼經驗。依據該觀點，任何早期微小的行為和經驗偏差隨時間推移都將逐漸產生更大的組間差異，最終使ASD個體表現出其標志性的癥狀(Shultzetal.，2018)。為了更深入認識TD嬰幼兒面孔注意偏向先天傾向和后天發展的潛在機制，進而揭示ASD嬰幼兒面孔注意障礙產生的潛在機制，未來的研究還可以從以下三個方面進行深入探究。 6.1揭示嬰幼兒面孔注意先天傾向的潛在機