首頁 > 技術文章 > 能否通過兒童麵部模仿表現檢測孤獨症?

技術文章

能否通過兒童麵部模仿表現檢測孤獨症?
更新時間:2024-01-19   點擊次數:634次

當我們(men) 在社交互動中想要互相理解時,往往會(hui) 下意識或主動模仿對方的麵部表情。這種麵部模仿不僅(jin) 有助於(yu) 對話的進行,還有利於(yu) 獲得更好的同理心與(yu) 情感理解(Holland et al., 2021

那麽(me) ,當麵部模仿能力受損時會(hui) 發生什麽(me) 呢?

有這樣一群孩子,他們(men) 能看見卻不願與(yu) 你對視,會(hui) 說話卻很難和你交流,能聽到卻總是充耳不聞……仿佛來自於(yu) 一個(ge) 遙遠而孤獨的星星,獨自在自己的世界中閃爍。這是患有孤獨症譜係障礙的孩子,而他們(men) 就存在一定麵部模仿能力的缺陷。

來自華東(dong) 師範大學心理與(yu) 認知科學學院的研究團隊針對患有孤獨症譜係障礙(ASD)的兒(er) 童6種基本情緒的麵部表情的自動與(yu) 主動麵部模仿行為(wei) 進行了研究,並探討了心智理論(ToM)、執行功能(EF)與(yu) 孤獨症症狀強度與(yu) 麵部模仿強度的關(guan) 係Liu et al., 2023。這為(wei) 未來量化孤獨症兒(er) 童的綜合症表現提供了來自麵部表情方麵的指示,也為(wei) 孤獨症兒(er) 童社交功能障礙的理論機製提供了新的思路。

孤獨症患者的麵部模仿能力
孤獨症譜係障礙(ASDAutism Spectrum Disorder,是一種以社會(hui) 交往和情感能力障礙為(wei) 特征的發育障礙,伴有興(xing) 趣限製和重複性行為(wei) 。典型孤獨症的核心症狀主要體(ti) 現為(wei) 在社會(hui) 性和交流能力、語言能力、儀(yi) 式化的刻板行為(wei) 三個(ge) 方麵同時都具有本質的缺損。而隨著臨(lin) 床上的逐漸發現,很多患者未必在三個(ge) 方麵都有明顯的缺損(比如未必有刻板的行為(wei) ),但是在社會(hui) 性和交流能力方麵還是有比較明顯的缺陷。因此,互惠社會(hui) 互動的缺陷是關(guan) 鍵的診斷方麵,包括對社會(hui) 信號的理解和產(chan) 生。

在社會(hui) 交往中,人們(men) 往往會(hui) 模仿他人的麵部表情,稱為(wei) “麵部模仿",這被認為(wei) 是許多重要的社會(hui) 認知功能的基礎,因此,它一直是孤獨症譜係障礙研究的關(guan) 鍵。臨(lin) 床上,非典型麵部模仿與(yu) 嚴(yan) 重的社交功能障礙密切相關(guan) 。然而,關(guan) 於(yu) 孤獨症譜係障礙(ASD)兒(er) 童麵部模仿能力的研究結果並不一致許多發展心理學研究表明,孤獨症患者的麵部模仿能力存在缺陷,而也有研究發現,孤獨症患者具有完好無損的麵部模仿能力。

總之,麵部模仿問題是否是孤獨症譜係障礙的核心缺陷,以及它們(men) 與(yu) 社會(hui) 認知的關(guan) 係如何,目前仍未有統一明確的答案。


麵部模仿的影響因素
對於(yu) 麵部模仿,有兩(liang) 個(ge) 方麵的影響因素值得注意。

首先,是麵部模仿的類型。麵部模仿可以分為(wei) 兩(liang) 種:自動主動型。自動麵部模仿是快速、自發且無意識的,它就這樣發生了,無需思考;而主動型麵部模仿是指有意識地將注意力集中在模仿他人的麵部表情,這種模仿比較緩慢且更費力。過往研究發現,孤獨症患者在主動型麵部模仿時準確性較低,而在自動型麵部模仿時無顯著差異。

此外,麵部表情所包含的情緒類型也會(hui) 影響麵部模仿的能力。過往研究表明,孤獨症兒(er) 童在主動型麵部模仿時對快樂(le) 和憤怒表情的模仿強度更高。

因此,基於(yu) 過往研究,本研究假設,孤獨症兒(er) 童在麵部模仿方麵沒有整體(ti) 性的缺陷,而僅(jin) 在特定類型上存在缺陷,即可能隻在自動麵部模仿存在障礙,而在主動型模仿中沒有障礙;此外,孤獨症兒(er) 童的麵部模仿能力可能因不同情緒而異。換句話說,孤獨症兒(er) 童可能會(hui) 以非典型的方式模仿麵部表情,而無法進行麵部模仿。

如何測量麵部模仿能力?
研究不同情緒下自動和自主麵部模仿的最佳方法是什麽(me) ?

一些研究利用肌電圖 (EMG) 來檢查特定麵部肌肉的活動,肌電數據指標可以指示某種情緒(如快樂(le) 或憤怒),但仍存在一定局限:肌電圖振幅變化過於(yu) 細微,無法從(cong) 外部觀察到,因此想要量化整張臉的表情是十分困難的;另一些研究測量可觀察的麵部模仿時會(hui) 采用主觀編碼(FACS)的方法,而同樣存在主觀性與(yu) 費時費力等問題。

因此,本研究選擇使用諾達思的麵部表情分析係統(FaceReader借助更科學、準確且便捷的研究工具來獲得六種基本情緒的分類,並完成麵部動作單位的定量測量。FaceReader是基於(yu) 心理學家保羅·埃克曼(Paul Ekman提出的動作單元(AU, Action Units進行表情識別與(yu) 分析的,可以自動編碼情緒和20個(ge) 動作單元,且允許進行自定義(yi) 動作單元組合,能夠輸出麵部表情所包含的情緒成分、強度及不同情緒的比例。通過這種麵部表情分析,研究者能夠研究整個(ge) 麵部中的麵部表情模仿過程。

麵部模仿、心智理論和執行功能
麵部模仿是一個(ge) 複雜的過程,涉及自動激活、社會(hui) 認知和理解驅動機製,其潛在機製需要進一步探究。因此,研究探討了心智理論ToM, Theory of mind) 執行功能(EF , Executive Function與(yu) 孤獨症兒(er) 童麵部模仿之間的關(guan) 係。

心智理論ToM是指理解自己及他人心理狀態的能力,這對於(yu) 社會(hui) 認知發展至關(guan) 重要。執行功能EF)指個(ge) 體(ti) 計劃下一步行動或抑製行為(wei) 所需的一係列高階認知過程。因此,也是控製模仿行為(wei) 的必要功能

那麽(me) ,心智理論與(yu) 執行功能是否對孤獨症兒(er) 童的麵部模仿機製存在中介作用,這是本研究同樣關(guan) 注的問題。


使用FaceReader進行麵部表情記錄與(yu) 分析
研究招募了21 孤獨症譜係障礙 (ASD) 兒(er) 童及 22 名正常發育TD, Typically Developing)的兒(er) 童。

為(wei) 了測量麵部模仿能力,實驗分為(wei) 三個(ge) 階段:

  1. 調整階段:指導兒(er) 童舒適地坐在顯示屏前,並確保孩子的整個(ge) 麵部都能被記錄下來;

  2. 自動麵部模仿階段:兒(er) 童被告知他們(men) 將觀看包含6 種基本情緒(快樂(le) 、悲傷(shang) 、恐懼、驚訝、憤怒和厭惡)的靜態彩色麵部表情圖片;

  3. 主動麵部模仿階段:兒(er) 童被要求觀看圖片的同時模仿他們(men) 看到的麵部表情。


整個(ge) 實驗過程中,使用FaceReader記錄兒(er) 童的麵部表情,研究者可以利用被記錄的麵部表情信息衡量兒(er) 童麵部模仿的精準度與(yu) 強度。本研究中,研究者將麵部模仿時強度的峰值與(yu) 目標情緒的強度相對比,若一致,則認為(wei) 是準確的模仿。

過往研究表明,FaceReader中國樣本中對於(yu) 麵部情緒的識別率可以達到71% (Yang & Li, 2015)。新版本基於(yu) 東(dong) 亞(ya) 人的麵部表情對分類模型進行了新的訓練 (>4000張圖像)且應用於(yu) 近期的多項研究中,獲得了良好的結果分析(Cui et al, 2021; Sato et al, 2019)。因此,利用具有較高識別精度和有效性FaceReader進行研究,能夠幫助研究者獲得準確可靠的麵部表情數據

麵部模仿的強度是關(guan) 鍵
兩(liang) 組被試結果表明(圖1),與(yu) 自動麵部模仿相比,兒(er) 童的主動麵部模仿更加準確,且十分有趣的是,兩(liang) 組麵部模仿的準確性之間沒有差異。這與(yu) 先前研究的結果一致。

同時,結果發現(圖2),孤獨症兒(er) 童的自動模仿和主動模仿的強度都低於(yu) 正常發育兒(er) 童,但不同的情緒會(hui) 調節主動型麵部模仿的表現,即在主動麵部模仿時,相比於(yu) 正常發育的同齡人,孤獨症兒(er) 童在快樂(le) 、悲傷(shang) 和恐懼情緒方麵的麵部模仿強度顯著降低。
 
1


2

此外,結果表明,自動型和主動型麵部模仿強度均與(yu) 心智理論ToM)呈顯著相關(guan) ,而與(yu) 執行功能EF)無相關(guan) 關(guan) 係,且孤獨症症狀程度和麵部模仿強度的關(guan) 係受到心智理論ToM)的中介作用(圖3)。

3

綜上結果,可能說明了準確度與(yu) 強度這兩(liang) 個(ge) 指標反映不同的麵部模仿過程:自下而上與(yu) 自上而下(Wang et al., 2012。研究者推測,準確度可能在一定程度上反映了“能否"的問題,這是模仿的基本能力,與(yu) 自下而上的過程更相關(guan) ;而強度則反映了“好與(yu) 不好"的問題,是更高層次的過程,更有可能反映自上而下的加工。心智理論ToM)對孤獨症症狀程度與(yu) 模仿強度的中介作用也能佐證這一點,即模仿的強度,而不是準確性,更有可能是由自上而下的高級心理認知過程處理的。

此外,麵部模仿的前提是理解表情的意義(yi) ,而心智理論ToM)反映了對他人心理狀態和情緒的理解,並能夠以他人的認知角度“再現",這對麵部模仿至關(guan) 重要。因此,心智理論ToM)為(wei) 理解孤獨症兒(er) 童麵部模仿的基本過程提供了一個(ge) 視角,這對臨(lin) 床幹預具有重要意義(yi) 。


麵部模仿作為(wei) 孤獨症的診斷指標
那麽(me) ,這樣的研究結果對於(yu) 幫助孤獨症兒(er) 童意味著什麽(me) 呢?

由於(yu) 孤獨症(ASD)傳(chuan) 統上是通過經驗觀察和評估來識別的,例如通過遊戲或活動、量表測量及問卷調查等,需要標準化的程序及專(zhuan) 業(ye) 的操作人員,存在一些局限性,完成診斷效率較低,且目前也還沒有診斷ASD的生物性指標。因此,使用基於(yu) 視覺的自動計算工具分析麵部模仿行為(wei) 可能有助於(yu) 減少篩查ASD認知指標的時間和費用。

本研究結果表明,非典型麵部模仿行為(wei) 或許能夠成為(wei) 幫助完善孤獨症譜係障礙診斷的額外指標。也就是說,研究兒(er) 童如何模仿麵部表情可能有助於(yu) 進一步了解他們(men) 的症狀嚴(yan) 重程度,尤其是社交功能障礙方麵。

為(wei) 了在臨(lin) 床環境中更好地使用這些信息,研究者建議未來的研究應側(ce) 重於(yu) 更大、更多樣化的被試樣本,以及更動態的麵部表情過程。這樣,才能更好地了解患有孤獨症譜係障礙的兒(er) 童在日常生活中的麵部模仿能力表現及其內(nei) 在機製。


參考文獻
Cui, L., Sun, Q., Yu, F., Xu, J., & Wang, H. (2021). Exploring emotional dynamic within-person concordance across laboratory tasks: Moderation of between-person SES and sexual orientation. Biological Psychology, 161, 108055.
Holland, A.; O’Connell, G.; Dziobek, I. (2021). Facial mimicry, empathy, and emotion recognition: A meta-analysis of correlations. Cognition and Emotion, 35(1), 150-168.
Liu, S.; Wang, Y., Song, Y. (2023). Atypical facial mimicry for basic emotions in children with autism spectrum disorder. Autism Research, 16, 1375-1388.
Sato, W., Hyniewska, S., Minemoto, K., & Yoshikawa, S. (2019). Facial expressions of basic emotions in Japanese laypeople. Frontiers in Psychology, 10, 259.
Wang, Y., & Hamilton, A. F. (2012). Social top-down response modulation (STORM): A model of the control of mimicry in social interaction. Frontiers in Human Neuroscience, 6, 153.
Yang, C., & Li, H. (2015). Validity study on FaceReader’s images recognition from Chinese facial expression database. Chinese Journal of Ergonomics, 21(1), 38–41.



關(guan) 注諾達思公眾(zhong) 號,聯係我們(men) 獲取更多產(chan) 品信息及學術文章!


分享到:

返回列表 | 返回頂部
上一篇 : 缺鐵對後代大腦發育及行為的影響    下一篇 :  測量野生海豚的攻擊行為
網站首頁 公司簡介 星空体育登录入口网页版 招聘中心 技術支持 星空体育登录入口网站 聯係我們
地址:北京市朝陽區廣順北大街33號院6號樓507
GoogleSitemap
諾達思
  • 電話/傳真

    86-10-84852246

在線客服