研究背景

先前大量的研究表明自闭症（ASD)患者在面部情绪识别上有困难，这会导致他们在人群中有不恰当的情绪反馈，进而造成社交困难。也正因如此，社交障碍会成为自闭症患者的症状之一。但也有证据表明一些自闭症患者能够精准识别情绪。针对前期研究中出现的自闭症患者面部情绪识别结果的不一致，本研究试图借助fMRI技术定位自闭症患者在正确识别面部情绪时激活的脑区以及错误识别面部情绪时被激活的脑区。

 

 

数据获取

被试

对照组：

对照组由20名16-30岁健康男性组成。该组被试需满足以下条件：认知能力正常;能够进行磁共振成像；没有已知的、未矫正的感觉缺陷；心理健康; 没有遗传、医学或神经疾病，包括智力残疾；未参与直接针对面部情绪识别的治疗。

实验组：

实验组由21名16-30岁患有ASD的男性被试组成 。该组被试需满足以下条件:经由自闭症诊断观察表第二版(ADOS-2; Lord et al., 2012)确认患有自闭症;4周内药物治疗无变化，近期内暂不打算改变治疗；未使用抗癫痫药物。

 

表1 被试的人口学特征和症状描述

 

 

实验过程

符合条件的被试在实验开始前需要完成三份问卷（ADOS, WASI和SRS）和一些行为任务。之后，在进行fMRI扫描时完成情绪识别任务（如图1所示）。

 

图1.情绪识别任务的图示描述

 

fMRI范式：情绪识别任务（the emotion recognition task:ERT)

本研究从CK+影像数据库中选取了60个由男性演员录制的情绪视频。这些视频涉及六种基本情绪：开心，悲伤，惊讶，恐惧，生气，厌恶。每种情绪各10个视频。实验共进行两轮fMRI扫描，每轮使用30个视频刺激。为了避免熟悉效应，在每轮fMRI扫描中每位演员只能出现三次。同时，为了避免顺序效应，刺激以随机的方式呈现。

fMRI实验程序

每位被试完成两轮情绪识别任务。扫描前，为了让被试理解实验任务，所有被试都要进行一次一对一的训练。每个试次中，在观看情绪视频时，被试一旦判断出所呈现的面部情绪，就按下代表情绪的按键。之后出现一个注视点，持续3000毫秒。紧接着被试需要再次按键确认之前视频中出现的情绪类别，随后注视点再次出现并持续3000毫秒之后进入下一试次。两轮fMRI扫描使用相同的任务和程序，但是第二轮扫描使用支持向量分类（support vector classification/model validation）。支持向量分类是用来进行数据分类的机器学习方法，基于存储的大脑激活模式经常用于对感兴趣的条件进行预测。

 

实验结果

1. 情绪识别任务——行为表现

对照组与ASD组的面部情绪识别准确率之间的差异不显著，两组被试的任务表现也跟实际年龄无关。实验组ASD被试的情绪判断时间更长一些，但情绪判断的准确度跟判断时长无关。总体而言，对照组和ASD组在面部情绪识别任务中的行为表现之间无显著差异。

2. 两组被试fMRI数据对比

对于第一轮fMRI扫描的结果，运用全脑混合模型方差分析比较了对照组和ASD组在进行情绪判断确认时（第一个注视点呈现期间），按下按键的前2秒时被试每个反应类别（正确和不正确）的体素活动。主要的效果图和对应的激活表在图2以及表1和表2。在对照组和ASD组对比中（the contrast CON>ASD)，只在正确的情绪识别中观察到了对照组脑激活的显著效应，包含皮层和皮下层区域。这表明在做正确决定前，这些区域被控制组所激活，而ASD组则没有。但是在不正确的情绪识别中，以相似的阈值没有观察到主效应，两组之间也没有显著差异。

 

图2.(A)混合效应方差分析（CON>ASD）表明正确决定时被试组别的显著效应; (B)不区分反应类别以及两种反应类别对比时被试间的显著效应

 

3.基于模型的快速正则化集成的支持向量分类

为了进一步描述fMRI扫描中脑激活的空间模式，本研究使用了一种基于兴趣区的预测方法。首先确定明显区分正确与不正确情绪判断的兴趣区（如表2所示），之后用正向预测模型分析两组被试的共同脑网络机制（如图2所示)，这个共同脑网络机制由左右脑岛（left and right insula）、右扣带回（rACC）和右背外侧前额叶皮层（right dlPFC）构成。研究发现除了双侧脑岛，其他脑区均被显著激活。

 

表1.控制组和ASD组对比时正确决定、不正确决定和两种决定对比下的激活簇

表2.控制组和ASD组共同在正确决定、不正确决定和两种决定对比下的激活簇

 

 

结论

前扣带回只在健康被试中预测到了正确的情绪判断。对于ASD被试，在关于面部情绪种类识别错误发生之前，右背外侧前额叶皮层（Right dlPFC）可能是假阳性信号的来源，这可能与之前研究的结果相一致，表明右背外侧前额叶皮层可能在注意和调节情绪体验方面起作用。

 

原文：Neural Mechanisms of Facial Emotion Recognition in Autism: Distinct Roles for Anterior Cingulate and dlPFC

作者：John A. Richey, Denis Gracanin, Stephen LaConte, Jonathan Lisinski, Inyoung Kim, Marika Coffman, Ligia Antezana, Corinne N. Carlton, Katelyn M. Garcia & Susan W. White

期刊：Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology

发表时间：2022.04.27

DOI: 10.1080/15374416.2022.2051528

 

 

■ 翻译版权 丨 西外多脑核

■ 编译 丨 刘林巧

■ 审校 丨 卢琰