摘要:摘 要: 眼動技術作為研究特殊兒童的重要手段,日漸得到重視,在診斷和康復指導中有重要意義。本文通過梳理眼動技術在孤獨癥譜系障礙、學習障礙、聽力障礙等特殊兒童中的研究
摘 要: 眼動技術作為研究特殊兒童的重要手段,日漸得到重視,在診斷和康復指導中有重要意義。本文通過梳理眼動技術在孤獨癥譜系障礙、學習障礙、聽力障礙等特殊兒童中的研究成果,闡述特殊兒童的眼動特點。
關鍵詞 : 眼動;孤獨癥;學習障礙;聽力障礙;
1、 引言
隨著我國社會經濟的不斷發展,特殊兒童受到了社會更多地關注和重視,對特殊兒童的研究也日漸增加,眼動技術的發展和日漸成熟對特殊兒童研究起到了重要作用,特別是在孤獨癥譜系障礙、學習障礙和聽力障礙方面。特殊兒童與正常兒童的眼動指標差異對特殊兒童的早期診斷和康復指導有重要意義。本文試圖梳理眼動技術在特殊兒童中的應用情況,對未來發展寄予展望。

2、 眼動技術在孤獨癥譜系障礙中的應用
孤獨癥譜系障礙(autism spectrum disorders,ASD)是以不同程度社會交流和社交障礙及興趣狹窄和重復的行為、活動為主要特點的廣泛性發育障礙,又稱自閉癥譜系障礙[1]。由于ASD兒童存在不同程度的社交障礙和刻板行為,如果不及時科學干預,其預后可能不良,因此,科學有效地對孤獨癥進行早期診斷顯得尤為重要。
2.1、 面孔表情加工的眼動特點
社會交往過程中,面孔表情的識別和加工是重要環節,孤獨癥譜系障礙存在不同程度的社會交往障礙,因此,研究孤獨癥兒童面孔表情識別尤為重要。孤獨癥兒童在注視時間、注視次數和正確反應時上都顯著低于正常兒童,存在明顯障礙。孤獨癥兒童對嘴部的關注多于眼部,存在主動避免眼神交流現象[2]。對于熟悉的面孔,孤獨癥兒童對眼部的注視會多于唇部,這一加工方式類似于正常兒童[3]。
影響孤獨癥兒童的表情加工過程有多種因素,其中圍繞正向和負向表情的加工偏向進行了大量研究,有研究認為孤獨癥兒童具有正性情緒的加工優勢[4,5],也有研究認為存在對負向表情的加工偏向[6],還有研究認為孤獨癥兒童對于熟悉面孔,其更偏向正向表情,對于陌生面孔,則更注重負向表情[3],這可能是由于對于熟悉者期望能獲得積極的反饋,而對陌生人存在擔憂恐懼情緒,從而加大對消極表情的注意。各研究結果的差異性可能與研究者對象年齡、孤獨癥嚴重程度、測試材料的差異性等因素有關。
孤獨癥兒童對靜態面部表情的持續興趣較低,對正性表情進行加工時,其對嘴部的注意較多,高于眼部,面對負向表情時,其對眼部的注意高于嘴部,在一定程度上符合孤獨癥兒童對嘴部的關注多于眼部的局部加工特點[6]。對眼部進行遮蔽不影響孤獨癥兒童對表情的識別,但嘴部的遮蔽會導致其識別能力下降。伴隨表情信息的削弱,孤獨癥兒童的視覺注視更多地偏向嘴部,在處理表情信息時,會受到表情特征的影響,改變注視偏向,不會對任何表情存在局部加工,如對于高興和悲傷表情并未出現局部加工,但在恐懼、憤怒中驗證了局部加工[7]。此外,孤獨癥兒童在面孔方向倒立時的首次進入時間明顯快于正立面孔方向,這可能與孤獨癥兒童對于面部的加工多集中在特征信息如嘴部有關[4]。
孤獨癥兒童在有瞳孔映射(將被試者投射在虛擬圖像眼中)下注視點數量明顯多于無瞳孔映射[8]。當瞳孔映射存在時,孤獨癥兒童的注視點更多集中于眼部,而非嘴部,這可能是由于自身圖像的存在,擁有更多的信息,導致眼部吸引力增加。孤獨癥兒童對真人的嘴部注視多于卡通,在卡通形象上,對眼部的回避較少,這可能由于卡通形象簡化了眼睛形象,包含的社會信息較少,顯得更為親和,而對于真人更多的利用嘴部信息獲取信息,避免與人的眼神接觸。
面孔群的矩陣大小會影響孤獨癥兒童和正常兒童的表情視覺搜索,隨著面孔群矩陣的增大,孤獨癥兒童和正常兒童結果相同,首次進入時間和正確反應時均增加,但注視次數和注視時間減少,在矩陣的大小變化時,孤獨癥兒童還表現出了對憤怒情緒的凸顯[5]。
2.2、 詞語理解和習得的眼動特點
王梅等[9]研究了孤獨癥兒童和正常兒童對目標名詞和偏正名詞(修飾詞和中心詞均為名詞)的眼動特點,發現孤獨癥兒童對于詞語理解能力以及正確圖片的注視次數均顯著低于正常兒童,其在理解偏正名詞時,注視修飾名詞的圖片多于中心名詞圖片,存在語音加工優先現象,直觀鮮明的圖片更易造成孤獨癥兒童的視覺干擾。
在孤獨癥兒童習得詞語過程中,相較于感知覺線索,社會性線索具有優勢。線索條件的強弱和有無對詞語的習得存在影響,強線索下更有利于孤獨癥兒童的視線追隨[10],但是其敏感性和視線追隨次數仍會低于正常兒童,這可能是由于孤獨癥兒童難以理解視線的社會性意圖,正常兒童多關注鼻部,而孤獨癥兒童對眼部、鼻部、嘴部的關注度相同,由于孤獨癥兒童需更多地關注眼部以獲得視線方向,進行有意識的加工。孤獨癥兒童對于視線追蹤的有意識加工行為在一定程度上說明其尚未有效掌握社會性信息加工方式,導致其在處理真實社會情境時出現障礙。
2.3、 社交定向的眼動特點
在社會情境中,孤獨癥兒童的社交定向能力顯著低于正常兒童,對于任務目標外的區域關注較多,此外其存在正性的加工優勢,特別是在室內社交環境下,但在室外社交情境下,負性加工優勢凸顯[11],可能是由于室外環境較為陌生使得對負性信息的注意程度提高。
孤獨癥兒童定向到人物及其肢體的首次潛伏期明顯增加,說明其社會定向能力存在缺陷,但其也能夠搜索到社交意圖,表明其并非完全喪失社交定向能力,只是存在一定障礙。當存在刺激意圖時,孤獨癥兒童的搜索時間增加,表明意圖的存在抑制了對人物和肢體的定向能力,增加了認知困難[12]。
相較于非社會性刺激,孤獨癥兒童在社交定向中表現出對社會性刺激的偏向,如在注視人和動物時時間較長,相比于正常兒童在處理遠景(任務目標變小)時注視時間增加,孤獨癥兒童處理遠近景的注視時間不存在明顯差異[13],說明孤獨癥兒童在一定程度上缺少信息整合能力,整體加工能力較弱,更多注重細節的局部處理。卡通的社會場景更能引起孤獨癥兒童的關注,雖然隨著人數的增多,復雜性增大,其對核心區域外的注視點增加,但對于面部的關注能力仍明顯好于真人[14]。
2.4、 其他眼動特點
興趣狹窄是孤獨癥兒童的癥狀之一,存在限制性興趣行為,對一定范圍內的物品興趣較大,奇亞菲等[15]研究孤獨癥兒童對不同類型刺激的眼動指標,發現孤獨癥兒童在面對限制性刺激時,在首次注視潛伏期、注視次數以及注視圖片數量的眼動指標與正常兒童差異不顯著,說明在限制性興趣行為中,孤獨癥兒童與正常兒童相似。在面對社會性刺激時,孤獨癥兒童的首次注視潛伏期顯著延長,注視次數和注視圖片數量減少,說明其對社會性刺激的視覺注意存在缺陷。
孤獨癥兒童除了語言交流缺陷,其非語言交流也存在障礙,兩者整合困難,表現為對身體、手勢語等理解和使用存在缺陷。有研究者[16]通過測試孤獨癥兒童和正常兒童是否有語言伴隨情況下對多個手勢的理解和回應,發現孤獨癥兒童在不同手勢下反應差異較大,對正性的夸獎反應最好,說明手勢的正、負、中性可能存在影響,相比于正常兒童,其手勢得分均顯著降低,表明孤獨癥兒童存在手勢語缺陷,另外研究兩組兒童初始注視位置,發現相比于正常兒童,孤獨癥兒童較多地集中在除手勢以外的其他位置。
卜凡帥等[17]對孤獨癥兒童研究發現學前孤獨癥兒童存在視覺搜索優勢,表現在對任務目標的注視時間短,前注視的點個數更多,并且搜索任務目標后依舊有較好的注意投入。孤獨癥兒童存在顏色凸顯現象[18],有明顯的加工偏向,隨著矩陣的增大,其注視次數和注視時間減小。對于圖片的理解,相比于真人,孤獨癥兒童更能理解卡通人物[19]。
2.5、 基于眼動技術研究下的康復指導
對于孤獨癥兒童來說,直觀簡潔的卡通圖像刺激更易理解,在早期對孤獨癥兒童的康復訓練中,可以適當加入簡潔且與訓練內容關聯性較大的圖片,以利于其理解[19],但同時也要避免過多的視覺形象影響到抽象概念的習得[9]。
由于孤獨癥兒童對限制性興趣存在更好的注意和認知,在制訂干預方案時,要合理地利用限制性興趣刺激引導孤獨癥兒童,并將訓練逐步擴大到其他類型刺激[15]。在詞語的習得過程中合理利用眼部線索促進孤獨癥兒童的注意加工。
孤獨癥兒童存在視覺凸顯現象,正性表情和社交情境[11]更能獲得孤獨癥兒童的注意偏向[4,5],也存在對負性表情[5,6]和室外負性情境[11]的加工偏向,訓練者在教育過程中,要遵循兒童的個性化原則,合理判斷兒童的注意加工偏向,利用情緒的不同偏向特征進行個性化干預[5]。此外,應該綜合利用孤獨癥兒童的感官路徑,采取靜態圖片和動態視頻的多種形式刺激,根據患兒的不同特點合理安排室內外的活動轉化[11],以達到更佳的康復效果。
3、 眼動技術在學習障礙中的應用
學習障礙(learning disabilities,LD)是指與理解、運用語言相關的一種或幾種基本心理過程出現異常,使得兒童在聽、說、讀、寫和運算等方面能力低下。學習障礙有很多小類,本文主要討論閱讀障礙。
3.1 、圖片和拼音閱讀眼動特點
學習障礙兒童觀看圖片時眼動的注視次數多,眼跳距離小,與正常兒童相比存在一定缺陷,效率和理解能力均落后于正常兒童[20],難以從中凝練概括出重要信息,并判斷邏輯關系。在閱讀拼音[21]過程中,注視次數多,注視時間久,眼跳距離小,閱讀能力存在不足,理解加工能力低下。學習障礙兒童在進行視覺搜索任務時也存在相似問題[22]。為了提高學障兒童的學習效果,在教育實踐時應盡可能放慢語速,留給其思考的余地,增加思考時間,減少注意轉移。
3.2、 漢語閱讀的眼動特點
閱讀障礙兒童在閱讀詞匯過程中,存在語素、語音和正字法缺陷,其注視時間、凝視時間、注視次數顯著多于正常兒童[23]。語素、語音和正字法都與閱讀能力存在相關性,三者出現缺陷必然對閱讀能力產生影響。在學習新詞過程中,學障兒童存在一定困難,其眼動模式也與正常兒童存在差異,表現在早期加工階段,學障兒童的首次注視時間及凝視時間長于正常兒童,通過比較學障兒童與閱讀能力匹配組及年齡匹配組兒童可以發現,三組眼動模式均不相似,說明學障兒童學習新詞的異常并非由閱讀能力的發育遲緩導致,而是因為其病理缺陷。有研究者從正常兒童的視覺詞切分線索入手進行研究,發現詞間空格通過緩解視覺擁擠現象,可以促進學障兒童注意目標文字,彌補詞匯分割和識別加工的缺陷,從而促進其學習新詞[24]。
閱讀障礙兒童在閱讀短文過程中,總注視時間、注視次數明顯多于正常兒童,并且回視頻率顯著增高,這與閱讀障礙兒童難以進行整體加工有關[25]。但閱讀障礙兒童和能力匹配組的平均注視時間、總注視時間和平均眼跳距離并不存在明顯區別[26]。該研究說明閱讀障礙兒童只是在能力發展上存在落后現象。
3.3、 英語閱讀的眼動特點
漢語閱讀障礙會導致英語閱讀也出現困難,無論難易程度,識別單詞或是閱讀短文,閱讀障礙兒童成績都低于正常兒童,眼動特點為注視時間長,次數多,閱讀中丟失時間長,眼跳距離減小,回視增多[27],說明閱讀障礙兒童在閱讀過程中,注視內容少,準確性低,記憶容量小,重復加工次數多,更多偏向于局部加工,文章的整體加工薄弱,在閱讀過程中注意力易分散,從而丟失時間增長。提示在閱讀障礙兒童學習英語過程中,要循序漸進,從發音逐步延伸到簡單的單詞、短句,學習障礙兒童更易掌握簡單的單詞,因此復雜的單詞簡化教學,同時教學過程中結合手勢動作、游戲可提高閱讀障礙兒童的興趣和注意力,增加其課堂參與度。
3.4、 其他眼動特點
閱讀障礙兒童的正向眼跳與正常兒童相比無顯著差異,但其對反向眼跳的控制能力較弱,首次眼跳方向存在較高的錯誤概率,眼動控制能力較差,尤其是存在外源性線索時,首次正確眼跳潛伏期延長,外源性注意上存在缺陷[28]。學習障礙兒童的外源性注意轉移不足,眼動注視時間、次數、反應時間均多于正常兒童。
記憶導向任務可以檢測被試的空間工作記憶,有研究[29]通過比較閱讀障礙兒童與正常兒童記憶導向任務時的眼動特點,發現閱讀障礙的眼跳反應時間長于正常兒童,并且與正常兒童不同,其不隨年齡的增大而減短,說明學習障礙兒童的空間工作記憶能力存在不足問題。
4、 眼動技術在聽力障礙中的應用
聽力障礙是指由于聽覺系統的傳聲、感音以及對聲音綜合分析的各級神經中樞發生病變,從而造成不同程度的聽力減退。聽力的減退導致聽障兒童運用聽覺通道獲取信息的能力減弱。因此,聽障兒童大多依靠視覺輔助途徑獲取信息,眼動技術可以直觀的表現出眼球的運動狀態,進行可視化研究。
4.1、 篇章閱讀的眼動特點
聽障兒童在閱讀篇章能力與健聽兒童無顯著差異,其注視次數、注視時間、注視頻率都接近于健聽兒童。由于聽力障礙的存在,使得聽障兒童的閱讀多依靠視覺通道,聽覺通道的缺乏也導致其閱讀能力、語言理解能力落后,聽障兒童與健聽兒童兩者眼動數據相似,可能是由于其研究實驗并未設置任何干擾,從而不需要較高的閱讀能力[30]。當閱讀過程中存在干擾信息時,聽障兒童的閱讀缺陷就會暴露,聽障兒童和健聽兒童對閱讀材料和干擾材料的注視次數、注視時間均增加,但聽障兒童對干擾的抑制能力更弱,受其記憶容量和干擾材料的預測性影響[31]。高記憶容量聽障兒童抗干擾能力高于低記憶能力者,不可預測的隨機位置干擾材料對聽障學生的閱讀能力影響更大。與學習障礙兒童相同,詞切分的存在使聽障兒童的閱讀能力有所提高,有研究[32]通過改變中文語篇的文本顏色,交替顏色進行詞切分,可以有效提高閱讀效率。
聽障兒童在閱讀理解監控過程中,眼動回視次數、回視時間均弱于健聽兒童,不管矛盾信息的間隔是近或遠,都弱于健聽兒童[33]。雖然聽障兒童的閱讀理解監控能力薄弱,但他們也能覺察到閱讀過程中的錯誤信息,聽障兒童對閱讀中的錯誤信息區域的注視時間存在延長,可能是由于錯誤信息對他們進行了誤導,導致加工時間增加,說明聽障兒童在閱讀時存在理解監控[34]。
在篇章閱讀上,閱讀提示策略對聽障兒童存在影響[30],提綱策略和圖示策略更利于聽障兒童的閱讀理解。存在高閱讀策略的聽障學生在閱讀時對閱讀材料的回視、注視次數、注視時間均少于低閱讀策略的聽障學生,說明高閱讀策略學生能更好地理解文章,閱讀效率更高。
4.2 、語篇推理的眼動特點
與健聽兒童相比,聽障兒童的主題推理能力較差,在閱讀推理過程中,存在明顯的回視眼動,注視時間長于健聽兒童,聽障學生的工作記憶廣度直接影響推理成績[35],高工作記憶廣度聽障兒童閱讀理解能力優于低工作記憶者。此外,相比于低閱讀能力的聽障學生,高閱讀能力聽障學生在閱讀過程中的注視次數和注視時間更少[36],對語篇的連接推理能力更強,能通過激活知識背景,提高推理效率。
4.3 、注意的眼動特點
聽障學生進行視覺注意分配時,對邊緣視覺注意增加,對詞句邊緣的注視和回視次數多于健聽兒童,說明聽障者能夠從副中央凹處得到更大范圍的信息,由于注意力的分配,導致中央凹處的視覺注意減少[37]。聽障學生對副中央凹處的信息加工速度快于閱讀能力匹配組學生,但在處理中央凹處信息時注視時間顯著增長,加工效率減弱[38]。
通過比較聽障兒童和健聽兒童在插圖影響下閱讀的眼動軌跡圖,發現聽障兒童對文字的關注時間長于健聽兒童,且帶有明確的順序性,存在強烈的有意注意,以達到完成閱讀任務的目的[39]。與此同時,不適當的圖文混和排列使聽障兒童注意分配出現困難,其在閱讀文字時,需要增加注視次數和時間對文字進行加工,從而降低閱讀速度。因此,在聽障兒童訓練時,應該采用簡潔的聯系性強的輔助性內容,避免過度吸引聽障兒童的視線,設計課件時要做到整體性、相關性和簡潔性相統一。
4.4、 社交的眼動特點
聽障兒童雖然能像普通兒童一樣更多地關注社交情境中的人物,但其對人物的面孔注視時間明顯延長,對肢體的注視時間較少,說明聽障兒童較多的運用面孔獲得社交信息[40],難以綜合利用肢體運動理解表達,因此,聽障兒童康復訓練過程中,要加入對肢體語言的理解和應用訓練,提高綜合分析能力,擴大信息來源。
5、 小結與展望
眼動技術的出現和發展增加了特殊兒童的客觀診斷指標,在現有的文獻中,可以發現眼動技術在孤獨譜系障礙中的應用比重較大,其研究大多圍繞面孔表情的加工、詞語理解和社交定向等方面,表現出區別于正常兒童的眼動特征,說明孤獨癥兒童在社交能力方面存在一定缺陷。
雖然眼動技術在學習障礙和聽力障礙中有一定應用,但研究相對較少。眼動在學習障礙中的研究多圍繞閱讀圖片、詞匯、文章、語篇的閱讀研究,其他方向研究偏少,如社交能力的眼動研究,未能揭示其在交流能力方面與正常兒童的差異。目前也只能解釋學障兒童的部分眼跳現象,難以發現復雜情境下的眼跳模式,對其眼跳實質了解存在缺陷[22]。眼動在聽力障礙中的研究材料對比較少,在社交加工、篇章閱讀、圖片影響等方面,文獻間的結論對比不足,在一定程度上存在偶然現象,應像孤獨癥譜系障礙一樣進行大量的不同樣本不同刺激條件下的對比研究。
從現有文獻比較來看,即使在相同障礙的同一研究方向上,其結果也存在差異,研究者應根據測試兒童的年齡和障礙嚴重程度,選擇適合的測試材料。王梅[9]研究中提到,對于特殊兒童,其眼動的取樣也存在一定難度,眼動儀的校準顯得較為重要。相信隨著眼動技術的日益完善,取樣、校準難度會下降。
此外,眼動技術在其他特殊兒童例如語言發育遲緩等中的應用研究尚不足,可以考慮結合其他類型特殊兒童的特點,針對性的對其社會交往、學習能力等方面進行研究,以取得區別于正常兒童的眼動指標,進一步促進其診斷和康復。
參考文獻
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作者:許曉雯,肖永濤