自闭症大脑处理面孔的方式与科学家们的想法不同
一项重大新研究发现,自闭症儿童的大脑在对人类面孔的响应方式上存在重要差异。 这项研究发表在《自然心理健康》上,是迄今为止针对自闭症中的面孔感知工作最广泛的调查之一。 一些自闭症患者倾向于不那么频繁地注视面孔或进行眼神交流。 与神经典型个体相比,他们在记住面孔或解读面部表情方面可能也会感到更困难。 科学家们花了几十年时间调查这些差异背后的大脑活动。 例如,在2000年代早期,耶鲁大学的研究人员报告称,负责处理面孔的大脑区域在自闭症个体中的活动低于没有自闭症的人。 詹姆斯·麦克帕特兰,儿童研究中心哈里斯教授和大脑与心理健康中心主任,利用脑电图(EEG)研究自闭症患者处理面孔的方式,这是一种记录大脑电活动的技术。 然而,以前的EEG研究通常只检查有限区域的信号,而没有分析整个头皮的活动。 为了获得更完整的图景,麦克帕特兰和他的同事对大约400名自闭症儿童进行了研究,检查记录在头皮上的电信号。 他们发现与面孔识别相关的大脑活动在自闭症参与者中的可区分性较差。 他们还发现发展上的一个显著差异:在神经典型儿童中,大脑对面孔的反应随着年龄的增长而变得更加专业化,而自闭症儿童则没有表现出相同的模式。 麦克帕特兰说:“这是我们第一次利用EEG记录提供的丰富信息的整体体积来理解面孔感知和自闭症。” 科学家们如何发现自闭症大脑活动的差异 麦克帕特兰将传统的面孔识别研究方法比作试图通过仅监控一条市中心街道来理解整座城市的交通。 麦克帕特兰说:“这是迄今为止关于面孔处理的研究方式。” 新方法提供了一个更广泛的视角,类似于使用卫星图像观察整座城市的交通。 为了调查这些模式,研究人员分析了通过自闭症生物标志物临床试验联盟(ABC-CT)收集的信息。 数据集包括不同年龄组的自闭症和神经典型儿童。 在实验过程中,参与者观看面孔和日常物体的图片,同时EEG设备记录他们的大脑活动。 科学家们没有集中在少数几个记录位置,而是检查了围绕每位参与者头皮位置的所有128个电极的电信号。 然后,他们应用机器学习技术来确定记录中的模式是否能够揭示每个儿童所观看的内容。 结果表明,神经典型儿童的大脑活动对面孔观看提供了更清晰的指示,而自闭症儿童则不然。 换句话说,与看到面孔相关的电信号在自闭症组中的可区分性较差。 第一作者、休斯顿大学心理学助理教授杰森·格里芬博士说:“我们在头皮上测量的神经活动在自闭症儿童中并不如此明显。” 格里芬之前曾在麦克帕特兰的实验室工作,担任博士后研究员。 研究人员还发现,神经典型参与者根据大脑活动识别儿童所观看内容的能力随年龄增长而提高。 这种与年龄相关的改善在自闭症儿童中没有观察到,这表明他们对面孔的神经反应沿着不同的模式发展。 格里芬说:“他们的面孔特定处理并没有遵循相同的轨迹。” 面孔识别差异可能比之前认为的要早出现 除了识别大脑活动的差异外,这项研究还提供了关于这些差异在面孔感知中出现得多早的新见解。 认识某人涉及多个神经处理阶段。 该过程开始于视觉信息进入眼睛,并在大脑解读这些信息直到识别出面孔为止。 早期关于自闭症和面孔感知的研究大多集中在一种叫做N170的脑信号上。 这种可测量的电活动变化通常在一个人看到面孔后约170毫秒发生。 以前的研究表明,自闭症个体的N170反应往往会发生得更晚。 通过在更广泛的时间段内分析大脑活动,研究人员发现面孔处理差异的证据在这种熟悉的信号出现之前就已经开始。 这表明,与自闭症相关的差异可能在视觉处理的早期阶段就已经出现,这与研究人员以前确定的情况有所不同。
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