Molecular Autism:自閉癥患者具有完整的觸覺情感意義的神經(jīng)表征,但缺乏具體的具身能力

人類在觀察社會(huì)交往時(shí)，很容易掌握觸覺的情感意義。目前，已經(jīng)在大腦中發(fā)現(xiàn)一些神經(jīng)系統(tǒng)支持這種能力，這其中包括心智理論(ToM)網(wǎng)絡(luò)和與具身共鳴能力相關(guān)的體感系統(tǒng)（Embodied Resonance，在18年發(fā)表的一篇文章中，詳細(xì)的解釋了這一概念，該文章中指出，自20世紀(jì)80年代末以來，心理模擬被認(rèn)為是獲取他人行為和思想知識(shí)的一種獨(dú)特方式，在猴腦中的鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)和人腦鏡像神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了這種理論的發(fā)展，這篇文章介紹和討論了具體化的具身方法及其在基本社會(huì)認(rèn)知中的作用），但作者尚不清楚這些系統(tǒng)在自閉癥譜系障礙中是如何受影響的。

自閉癥譜系障礙是一種廣泛性的發(fā)展障礙，現(xiàn)多出現(xiàn)于兒童身上。其病征包括異常的語(yǔ)言能力、異常的交往能力、狹窄的興趣以及固執(zhí)的行為模式。這種病癥嚴(yán)重的影響了患者的社會(huì)交流、語(yǔ)言能力和長(zhǎng)期的重復(fù)刻板行為。除此以外，患有自閉癥的人在使用非語(yǔ)言交流如社交和相互接觸方面也存在障礙。盡管觸摸在社交交流中很重要，但是據(jù)以往的研究報(bào)道，ASD患者厭惡觸摸，然而，目前作者對(duì)ASD患者觸摸交流中潛在的神經(jīng)系統(tǒng)損傷卻知之甚少。因此，來自比利時(shí)魯汶大學(xué)的研究者在雜志Molecular Autism上發(fā)文，使用任務(wù)態(tài)fMRI研究了ASD患者在觸摸交流中潛在的神經(jīng)機(jī)制。

文章重點(diǎn)：

研究方法：

應(yīng)用一個(gè)動(dòng)態(tài)的和有社會(huì)意義的刺激任務(wù)，結(jié)合功能性磁共振成像(fMRI)來確定自閉癥患者的社會(huì)-情感觸摸觀察的神經(jīng)回路的非典型性。21個(gè)患有自閉癥的成年人和21個(gè)神經(jīng)正常的成年人評(píng)估了75個(gè)顯示觸摸交互的視頻片段的效價(jià)和喚起。隨后，他們?cè)谟^看同樣的視頻時(shí)進(jìn)行了核磁共振成像。和簡(jiǎn)單的全腦對(duì)比分析不同，本文使用多體素模式分析(MVPA)和多元回歸分析，檢查了哪些大腦區(qū)域代表了所觀察到的觸摸的社會(huì)-情感意義。為了進(jìn)一步了解大腦行為之間的關(guān)系，作者將軀體感覺皮層的情感表達(dá)強(qiáng)度與個(gè)體對(duì)社會(huì)接觸的總體態(tài)度聯(lián)系起來，并將其與社會(huì)反應(yīng)量表測(cè)量的自閉癥特征定量指數(shù)聯(lián)系起來，進(jìn)行了多元回歸分析。

研究結(jié)果：

結(jié)果顯示，觸摸的情感意義在兩組中都能很好地體現(xiàn)在大腦顳頂交界處，該區(qū)域是心智化能力的核心區(qū)域。與此相反的是，只有在對(duì)照組（即典型發(fā)展人群）在軀體感覺皮層表現(xiàn)出了對(duì)觸摸情感響應(yīng)的激活。最后，作者還發(fā)現(xiàn)在接受、見證和提供社會(huì)接觸方面態(tài)度更積極的個(gè)體，以及在社會(huì)反應(yīng)性方面得分更高的個(gè)體，在這些軀體感覺區(qū)域?qū)τ|摸的情感意義表現(xiàn)出更多的差異，而這種差異與群體無關(guān)（即在兩個(gè)群體中表現(xiàn)出類似的個(gè)體差異模式）。

研究結(jié)論：

作者的研究結(jié)果表明，患有自閉癥的男性成年人表現(xiàn)出對(duì)觀察到的社會(huì)-情感觸摸交互作用的完整理解，但是缺乏自發(fā)的具身共鳴能力。

正文：

研究背景：

人與人之間的接觸，如一個(gè)擁抱或一巴掌，是表達(dá)一個(gè)人的情感和意圖的有效的非言語(yǔ)交際工具;因此，正確理解觸摸的意義對(duì)社會(huì)功能至關(guān)重要。即使人們僅僅是在觀看一個(gè)觸摸互動(dòng)，他們也可以提取大量的信息，包括他人的情感狀態(tài)。現(xiàn)有研究已經(jīng)表明，從這些社會(huì)線索中識(shí)別其他情緒涉及一個(gè)復(fù)雜的神經(jīng)回路，包括擴(kuò)展的視覺系統(tǒng)、邊緣系統(tǒng)和涉及社會(huì)認(rèn)知的區(qū)域。

與社會(huì)認(rèn)知相關(guān)，兩個(gè)相輔相成的理論框架及其相關(guān)的神經(jīng)模塊都以情緒肢體語(yǔ)言的處理為目標(biāo)。第一種理論是以認(rèn)知為導(dǎo)向的心智理論(ToM，包括modular-theory和theory-theory，第一個(gè)可以翻譯為模塊化理論，第二個(gè)可以翻譯為理論論），并假設(shè)人類能夠通過元內(nèi)省推理方法推斷他人的心理狀態(tài)(即(例如，情感、意圖和信念)。modular-theory認(rèn)為心智能力是通過一種先天的神經(jīng)機(jī)制，選擇性地參與心理狀態(tài)推斷來實(shí)現(xiàn)的。theory-theory則認(rèn)為兒童生來就有關(guān)于社會(huì)世界的“naive”的內(nèi)在理論（可以理解為一種原始的、簡(jiǎn)單的對(duì)世界的認(rèn)知空間），這些理論會(huì)隨著積累的經(jīng)驗(yàn)而不斷修正，從而導(dǎo)致心理狀態(tài)推斷的概念上的進(jìn)步。在這兩種描述中，ToM系統(tǒng)都被描述為一種需要相對(duì)付出、可控以及需要認(rèn)知的社會(huì)認(rèn)知形式，并且認(rèn)為這種加工主要在人腦的雙側(cè)顳頂交界處(TPJ)。

第二種理論框架來源于具身模擬或具身共鳴，與鏡像神經(jīng)元機(jī)制理論相一致，假設(shè)個(gè)體通過自動(dòng)重現(xiàn)預(yù)先獲得的感官經(jīng)驗(yàn)，從社會(huì)線索中隱含地推斷他人的情緒狀態(tài)。

雖然第二項(xiàng)研究最初集中于觀察相當(dāng)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)，包括前運(yùn)動(dòng)皮層和下頂葉區(qū)域，但最近的研究已經(jīng)開始調(diào)查簡(jiǎn)單觸摸和更復(fù)雜的人際觸摸的觀察。關(guān)于觸覺觀察，越來越多的證據(jù)表明，被激活的大腦區(qū)域超出了視覺皮層，包括參與自我感覺觸摸處理的軀體感覺區(qū)域。這種將他人的身體經(jīng)驗(yàn)直接映射到自己身上的做法可能有助于模擬和同情他人的情緒(例如，當(dāng)作者看到別人被注射針頭時(shí)所感受到的疼痛)。因此，在觸覺觀察中，軀體感覺系統(tǒng)的激活水平與移情能力（也叫共情）的個(gè)體間差異有關(guān)。

雖然許多研究證實(shí)了社會(huì)認(rèn)知存在個(gè)體間差異，但社會(huì)觸覺感知的行為和神經(jīng)機(jī)制尚未在神經(jīng)病理學(xué)人群中得到深入研究。在這一背景下最相關(guān)的是自閉癥譜系障礙(ASD)，一種遺傳性神經(jīng)發(fā)育障礙，其特征是社會(huì)交往和交流障礙，以及存在受限的、重復(fù)的和刻板的行為模式。ASD通常伴隨著對(duì)社交接觸的厭惡。通過使用有限范圍的觸摸刺激，先前的研究表明，自閉癥患者經(jīng)常在接受和提供觸摸時(shí)感到困難，對(duì)痛苦的觸摸觀察表現(xiàn)出較低的共情共鳴能力，對(duì)愉快、溫和的觸摸做出反應(yīng)時(shí)，社會(huì)大腦區(qū)域的神經(jīng)活動(dòng)減弱。

雖然從非語(yǔ)言的社會(huì)暗示如面部和身體的表情來解釋他人的情緒是自閉癥譜系障礙的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一，但實(shí)驗(yàn)研究的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)是混合的。在理論水平上，ASD患者的社會(huì)溝通障礙通常被歸因于ToM能力受損，以及自發(fā)具身共鳴能力的缺陷。

一些最初的研究顯示，ASD患者的ToM能力發(fā)展受損或延遲，這可以通過觀察角度、錯(cuò)誤信念處理和情緒識(shí)別的缺陷得到證明。同樣，在神經(jīng)水平上，自閉癥患者在以ToM為目標(biāo)的各種社會(huì)認(rèn)知任務(wù)中，TPJ的腦活動(dòng)減弱。另一方面，人們逐漸認(rèn)識(shí)到許多ASD患者，尤其是智力和語(yǔ)言能力健全的患者，，盡管在日常生活中自發(fā)的社會(huì)交流和互動(dòng)方面有很大的障礙，但仍然能夠通過補(bǔ)償性的感覺策略和基于規(guī)則的推理來完成這些ToM任務(wù)。此外，最近的神經(jīng)影像學(xué)研究表明，自閉癥患者在錯(cuò)誤信念任務(wù)和面部情緒表達(dá)識(shí)別過程中，大腦的活動(dòng)與典型人群的神經(jīng)控制相似。這就是具體共鳴能力發(fā)揮作用的地方。根據(jù)這種說法，ASD中的社交障礙可能是由于無法通過個(gè)人的感覺和情感表征來模擬觀察到的行為和他人的內(nèi)心狀態(tài)導(dǎo)致的。這一解釋得到了ASD患者在完成各種需要模擬的任務(wù)時(shí)，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)(MNS)的腦活動(dòng)減少這一證據(jù)的支持。然而，這一關(guān)于自閉癥譜系障礙的“受損的鏡像系統(tǒng)（broken mirror theory）”也受到了批評(píng)，因?yàn)樵谧蚤]癥譜系障礙的運(yùn)動(dòng)觀察中，有證據(jù)顯示出完整的MNS激活。

但是，到目前為止，具身共鳴和MNS主要是通過基本的動(dòng)作觀察范式來測(cè)試運(yùn)動(dòng)擬態(tài)，將這一系統(tǒng)應(yīng)用于更高級(jí)的社會(huì)-情感領(lǐng)域，如社會(huì)觸覺觀察，可能有助于弄清自閉癥患者是否會(huì)自發(fā)地再現(xiàn)先前獲得的感官體驗(yàn)，以理解他人的情緒狀態(tài)。

因此，作者使用一個(gè)動(dòng)態(tài)刺激集組成的視頻顯示在日常生活中遇到的社交接觸互動(dòng)。了解患有自閉癥的成年人在行為和神經(jīng)層面上涉及觸摸的社會(huì)情感處理。作者的研究目的有兩個(gè)：

第一:闡明社會(huì)情感觸覺觀察的神經(jīng)表征是基于認(rèn)知規(guī)則的方式還是基于身體感覺共鳴的方式。

第二：研究大腦區(qū)域中社會(huì)情感表征的個(gè)體差異在多大程度上與自閉癥癥狀和觸摸厭惡有關(guān)。

研究方法：

被試：

42名男性參與了這項(xiàng)研究，包括21名多學(xué)科ASD診斷的成年男性和21名年齡、性別和智商匹配的神經(jīng)典型發(fā)展(NT)的成年人(表1)。他們都經(jīng)過了魯汶大學(xué)醫(yī)院的自閉癥專家中心的診斷。診斷過程包括8小時(shí)的患者接觸和評(píng)估，整個(gè)過程分幾個(gè)階段完成，由一個(gè)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)管理，包括精神病學(xué)家、心理學(xué)家、社會(huì)工作者和(可選的)語(yǔ)言治療師。評(píng)估包括對(duì)患者及其父母的廣泛的發(fā)育性回憶，半結(jié)構(gòu)化的精神病學(xué)訪談和/或成人亞斯伯格癥評(píng)估量表的評(píng)分，深入的人格量表，以及廣泛的心理和神經(jīng)心理測(cè)試。ASD患者均無神經(jīng)、精神或遺傳方面的共病，如癲癇、創(chuàng)傷性腦損傷或注意力缺陷等。

本實(shí)驗(yàn)中的自閉癥患者表現(xiàn)出高于自閉癥患者平均水平的智力和足夠的社會(huì)適應(yīng)能力(例如，21人中有11人有固定的工作，7人是高等教育的學(xué)生)。作者的樣本量確定是基于先前的研究，這些研究通過類似的神經(jīng)成像方法來檢測(cè)臨床人群中的非典型神經(jīng)表現(xiàn)。此外，對(duì)行為和神經(jīng)數(shù)據(jù)的可靠性進(jìn)行了徹底的檢查(方法和結(jié)果見下文)，進(jìn)一步證明該研究的樣本量是適當(dāng)?shù)摹?/span>

表1 ASD和NT對(duì)照組的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和智商得分以及描述性統(tǒng)計(jì)

量表測(cè)量：

一共是兩個(gè)量表，第一個(gè)：社會(huì)接觸問卷(STQ)評(píng)估個(gè)人對(duì)于接受、提供和見證社會(huì)接觸的態(tài)度。第二個(gè)：成人社會(huì)反應(yīng)量表(SRS-A)，它是一個(gè)規(guī)范的自我報(bào)告問卷，測(cè)量ASD的一系列行為特征。

實(shí)驗(yàn)刺激：

使用了一組最近創(chuàng)建的75個(gè)灰度級(jí)的視頻剪輯(每個(gè)3秒)，展示了積極（擁抱或握手）的和消極的(例如，拍擊)人際觸摸交互以及中性的對(duì)象操作(例如，拿著一個(gè)盒子)。部分視頻的代表性靜止圖像如圖1所示。根據(jù)身體接觸的類型，39個(gè)人際或社會(huì)接觸場(chǎng)景和36個(gè)物體操作或非社會(huì)接觸場(chǎng)景是緊密匹配的。例如，擁抱另一個(gè)人與拿著一個(gè)大盒子的動(dòng)作是相匹配的。將視頻序列的各種物理參數(shù)進(jìn)行量化，包括像素方向的強(qiáng)度、像素方向的運(yùn)動(dòng)能量和總運(yùn)動(dòng)能量等，保證刺激材料不同類別間的物理屬性的一致性。作者使用psychtoolbox工具呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)程序。

圖一 靜態(tài)的不同類型的人際觸摸交互

效價(jià)和覺醒的行為評(píng)定：

首先，參與者參加了一個(gè)行為實(shí)驗(yàn)，他們觀看了所有的視頻剪輯，并報(bào)告了他們相對(duì)于75個(gè)觸摸場(chǎng)景的主觀愉悅感(觸摸有多愉悅?)1極度不愉快，5中性，9極度愉快)和覺醒(觸摸有多興奮?1個(gè)極度平靜到9個(gè)極度興奮)。75個(gè)刺激中的每一個(gè)都在每一個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)一次，在兩個(gè)環(huán)節(jié)之間有一個(gè)短暫的休息。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的更多細(xì)節(jié)可以在之前研究的實(shí)驗(yàn)2中找到（Socio-affective touch expression database就是這篇文章，盤它）。

核磁采集：

使用3T飛利浦核磁共振，32通道線圈。使用EPI序列采集，TR=2000ms，TE為30ms，翻轉(zhuǎn)角度 90°,FOV（視野）為216 × 216 mm, 矩陣大小為 80 × 80, 體素大小為 2.7 × 2.7 × 3 mm,共37層。一共掃描了8個(gè)run，包括七個(gè)任務(wù)run和一個(gè)定位run，定位run采集298個(gè)時(shí)間點(diǎn)，其他七個(gè)任務(wù)run都采集239個(gè)時(shí)間點(diǎn)。結(jié)構(gòu)成像采用常見參數(shù)。

任務(wù)態(tài)核磁實(shí)驗(yàn)流程：

被試共執(zhí)行了7段在執(zhí)行正交注意力任務(wù)（如識(shí)別執(zhí)行動(dòng)作的人的上衣是什么顏色）的行為實(shí)驗(yàn)中播放的相同的視頻的任務(wù)，之所以做7段，是因?yàn)樽髡呤褂玫?/span>MVPA分析范式要求數(shù)據(jù)可以達(dá)到一小時(shí)。在每個(gè)run中，75個(gè)視頻都以事件相關(guān)設(shè)計(jì)的最佳偽隨機(jī)順序顯示。因此，相同的觸摸場(chǎng)景(例如，三個(gè)拍擊場(chǎng)景)從未連續(xù)顯示。每個(gè)run包括3個(gè)block，每個(gè)block包含一個(gè)基線條件，顯示固定的注視點(diǎn)(6秒)和25個(gè)試次，包括視頻演示(3秒)和刺激間隔(ISI, 3秒)。

定位功能磁共振實(shí)驗(yàn):對(duì)觸摸情感相關(guān)區(qū)域的大腦定位

這個(gè)實(shí)驗(yàn)被用來定位(情感的)觸覺相關(guān)的皮層區(qū)域，如軀體感覺皮層內(nèi)的roi。值得注意的是，目前的研究旨在調(diào)查觀察到的觸摸的神經(jīng)表現(xiàn)形式，而實(shí)際的觸摸刺激只局限了一個(gè)涉及積極和消極觸摸的與觸摸相關(guān)的皮層區(qū)域。當(dāng)參加者躺在掃描儀中時(shí)，會(huì)在左右前臂腹側(cè)表面的獲得愉快(即，以5厘米/秒的速度）和不愉快的觸碰刺激（比較猛烈的橡皮筋彈式的接觸），定位程序的總時(shí)間約為10分鐘。實(shí)驗(yàn)由四個(gè)隨機(jī)塊組成(愉快的touch-left手臂,pleasant-right， unpleasant-left, unpleasant-right)。

統(tǒng)計(jì)分析：

作者先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了Shapiro-Wilk normality test（檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布），對(duì)符合正態(tài)分布假設(shè)的，進(jìn)行參數(shù)檢驗(yàn)，不符合的進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。對(duì)于基于組的多元回歸分析，使用了一個(gè)非參數(shù)的置換檢驗(yàn)。作者所有的T檢驗(yàn)都報(bào)告了效應(yīng)量（0.2-0.3，小效應(yīng)量，0.5左右）。

行為學(xué)數(shù)據(jù)：

分別對(duì)積極、消極和非社交觸摸場(chǎng)景的視頻評(píng)分進(jìn)行分析，以評(píng)估參與者是否認(rèn)為積極的觸摸場(chǎng)景相對(duì)更愉快，消極的觸摸場(chǎng)景不愉快，非社交觸摸場(chǎng)景中立。作者共進(jìn)行了兩次重復(fù)測(cè)量，對(duì)兩次重復(fù)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行了分試次和分被試的平均處理。作者還比較了社會(huì)接觸場(chǎng)景和非社會(huì)接觸場(chǎng)景的喚起等級(jí)（配對(duì)樣本T）。對(duì)于每個(gè)視頻類別，作者比較了ASD組和NT組在感知效價(jià)和喚起方面的評(píng)分（兩樣本T）。最后，量化了受試者內(nèi)部和受試者之間的信度，以檢驗(yàn)每組參與者內(nèi)部和之間的評(píng)分是否一致。為了使用行為數(shù)據(jù)作為獨(dú)立變量來預(yù)測(cè)神經(jīng)數(shù)據(jù)，作者將情感效價(jià)和喚起評(píng)分結(jié)合起來，生成了一個(gè)整體的情感評(píng)分。這是通過使用勾股定理計(jì)算每對(duì)視頻的二維歐幾里得距離和喚醒評(píng)級(jí)來實(shí)現(xiàn)的，勾股定理首先對(duì)每個(gè)人進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)每個(gè)人求平均值。這一操作產(chǎn)生了一個(gè)情感差異(距離)矩陣。值得注意的是，在行為效價(jià)和喚起評(píng)級(jí)中，受試者內(nèi)部和受試者之間的一致性很高

核磁數(shù)據(jù)分析：

核磁數(shù)據(jù)分析包括預(yù)處理，一階分析和二階分析。

預(yù)處理過程為標(biāo)準(zhǔn)流程，先進(jìn)行時(shí)間層矯正，然后頭動(dòng)矯正，接著使用兩步配準(zhǔn)法進(jìn)行空間標(biāo)準(zhǔn)化。最后使用5mm的高斯平滑核進(jìn)行空間平滑（單變量組分析數(shù)據(jù)使用了8mm）。作者的平均頭動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)為3mm，還是用ART工具箱計(jì)算了逐幀頭動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)0.5mm。作者還計(jì)算了最大頭動(dòng)和平均頭動(dòng)的組間差異，無顯著性差異。

一階分析是把每個(gè)被試的7個(gè)run建模在一個(gè)一般線性模型中的，然后使用HRF函數(shù)進(jìn)行卷積。作者共創(chuàng)建了四個(gè)不同的GLM模型，第一個(gè)GLM用于第二級(jí)單變量的組分析，并使用8mm FWHM平滑預(yù)處理成像數(shù)據(jù)。該GLM包含三個(gè)預(yù)測(cè)因子，即社交性、非社交性和基線條件，分別指社交接觸視頻、非社交接觸視頻和固定注視點(diǎn)。所得數(shù)據(jù)用于標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)效應(yīng)組水平的全腦分析。在社交-非社交觸摸觀察對(duì)比中發(fā)現(xiàn)了明顯激活的體素，反之亦然，比較了兩組在每個(gè)對(duì)比中的大腦激活。使用FWE矯正，p<0.05。

第二個(gè)GLM用于代表性相似度分析(即表征相似度分析)，并使用5毫米FWHM平滑預(yù)處理成像數(shù)據(jù)。該GLM包含75個(gè)預(yù)測(cè)因子，即，每個(gè)視頻刺激對(duì)應(yīng)一個(gè)回歸變量。我們使用所得到的75個(gè)估計(jì)貝塔值作為MVPA的輸入，以構(gòu)建一個(gè)特定受試者的神經(jīng)差異矩陣。

剩下的兩個(gè)GLM是用來尋找可用于后續(xù)分析的ROI的。第三個(gè)GLM(使用5 mm FWHM平滑數(shù)據(jù))再次包含三個(gè)預(yù)測(cè)因子，社會(huì)觸覺觀察、非社會(huì)觸覺觀察和基線(注視交叉)。使用了所有觸摸視頻與基線的對(duì)比來識(shí)別大部分ROI，把與觸摸相關(guān)的ROI排除在外。最后一個(gè)GLM(使用定位實(shí)驗(yàn)?zāi)莻€(gè)run的5毫米FWHM平滑數(shù)據(jù))包含三個(gè)預(yù)測(cè)因素:愉快的接觸、不愉快的接觸和休息條件。使用觸摸條件和休息條件的對(duì)比來確定一手觸摸選擇皮層區(qū)域?yàn)?/span>ROI。

感興趣區(qū)的確定:

作者使用上述的第三個(gè)GLM和第四個(gè)GLM來確定ROI。作者使用的ROI區(qū)域包括Brodmann區(qū)(BA) 3、BA1、BA2、頂葉蓋部(PO)、腦島、中扣帶皮層(MCC)、顳中回(MTG)、顳上回(STG)、TPJ、楔前葉、BA17、BA18、BA19、BA37、V5（高級(jí)視覺皮層）和BA4。所有這些ROI都參與了NT（典型神經(jīng)發(fā)育）成人視覺呈現(xiàn)的社會(huì)接觸場(chǎng)景的處理。具體為：軀體感覺網(wǎng)絡(luò)(BA3、BA1、BA2和PO)、疼痛網(wǎng)絡(luò)(insula和MCC)、社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)(MTG、STG、TPJ和楔前葉)、視覺網(wǎng)絡(luò)(BA17、BA18、BA19、BA37和V5)中的替代觸摸處理。運(yùn)動(dòng)皮層(BA4)也被包括在內(nèi)，因?yàn)樵趻呙鑳x中執(zhí)行任務(wù)時(shí)，與主動(dòng)按鍵相關(guān)的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)是必需的（具體見圖2）。

圖2 所有ROI的腦圖位置示意

神經(jīng)表征各異性矩陣

針對(duì)每個(gè)ROI和每個(gè)參與者，創(chuàng)建了神經(jīng)表征各異性矩陣(neural representation dissimilarity matrices, RDM)，捕捉成對(duì)視頻之間的多體素神經(jīng)響應(yīng)模式的差異。例如，如果ROI對(duì)觸摸場(chǎng)景的情感效價(jià)顯示出選擇性，那么兩個(gè)不同的社交觸摸場(chǎng)景(例如，擁抱某人與扇某人耳光)的神經(jīng)模式將在很大程度上不同。另一方面，如果ROI沒有表現(xiàn)出這種選擇性，那么這兩種類型的情感交互的神經(jīng)模式在很大程度上是相似的。

值得注意的是，根據(jù)可靠性測(cè)試的結(jié)果，作者將PO排除在進(jìn)一步的分析之外，因?yàn)槭茉囌咧g的變異性太高，無法進(jìn)行組間分析?？偣灿?/span>42個(gè)(21個(gè)參與者2組)帶有75*75個(gè)元素的普通觸摸RDMs（表征各異性矩陣）和42個(gè)帶有39*39個(gè)元素的社交觸摸RDMs。在組內(nèi)分析中，計(jì)算了21個(gè)單獨(dú)的RDM的平均值，從而為每個(gè)ROI創(chuàng)建每個(gè)組的一般接觸RDM和社會(huì)接觸RDM。在后續(xù)的分析中，每個(gè)ROI的RDMs作為每個(gè)回歸模型的因變量。

多元線性回歸分析

為了研究個(gè)體在顯示的觸摸場(chǎng)景中承載特定信息的ROI，作者進(jìn)行了一系列的多元回歸分析，以確定每個(gè)感興趣的變量對(duì)神經(jīng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的獨(dú)立貢獻(xiàn)(以beta系數(shù)表示)。在此之前，首先向量化每個(gè)矩陣，只取上對(duì)角元素（矩陣是對(duì)稱的），并使用Z-score轉(zhuǎn)換對(duì)向量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。在預(yù)測(cè)每組社會(huì)接觸RDM的回歸模型中，使用每組社會(huì)接觸的平均情感評(píng)價(jià)代替了社會(huì)接觸與非社會(huì)接觸的二元模型。在各組回歸模型中使用各組的平均情感性差異矩陣。

每組結(jié)果的統(tǒng)計(jì)推斷基于一個(gè)置換檢驗(yàn)(1000次迭代)，使用與之前文章描述的相同的過程。

為了直接比較兩組，考慮到受試者之間的差異性，對(duì)每組的個(gè)體參與者的神經(jīng)矩陣進(jìn)行了多元回歸，并應(yīng)用兩樣本t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn)來比較兩組。

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結(jié)果:

1. 對(duì)社交和非社交觸摸視頻的情感反應(yīng)

總體而言，兩組人對(duì)觸摸視頻的情感意義的感知與預(yù)期一致。更具體地說，積極的觸摸視頻被評(píng)為愉快(NT，中位數(shù)= 7.4(中位數(shù)絕對(duì)偏差(MAD) = 0.4);ASD，中位= 6.8(0.6))，負(fù)性接觸為不愉快(NT，中位= 2.9 (0.3);ASD，中位數(shù)= 3(0.5))，非社交接觸為中性(NT，中位數(shù)= 4.8 (0.2);ASD，中位數(shù)= 4.8(0.2))。

關(guān)于喚起等級(jí)，兩組都認(rèn)為社會(huì)接觸是令人興奮的(NT，中位數(shù)= 5.7 (0.9);ASD，中位數(shù)= 6.2(0.8);非社交接觸為鎮(zhèn)靜(NT，中位數(shù)= 2.4 (0.9);ASD，中位數(shù)= 2.5(0.6))。此外，受試者內(nèi)部和受試者之間的可靠性測(cè)試顯示，參與者在兩次會(huì)議之間的評(píng)分是一致的，并且在每組內(nèi)彼此之間也是一致的（具體見圖三）。

MannWhitney U測(cè)試顯示，在負(fù)性接觸(z = 0.21, p = 0.83)和非社交接觸視頻(z = 0.42, p = 0.68)的效價(jià)評(píng)分上，組間沒有差異。相反,兩組對(duì)積極的視頻的效價(jià)評(píng)分存在顯著差異(z =1.99, p = 0.046,效應(yīng)值d = 0.65),表明自閉癥參與者認(rèn)為積極的社會(huì)聯(lián)系（如一個(gè)擁抱）會(huì)獲得相對(duì)較少的愉快。

圖3 對(duì)社會(huì)(積極和消極)和非社會(huì)接觸刺激的情感反應(yīng)a為效價(jià)評(píng)價(jià)不同條件的圖，b為喚起水平的不同條件的圖。

2.社會(huì)接觸偏好及其與自閉癥數(shù)量特征的關(guān)系

與NT組（ M = 69.2, SD = 9.6; t(40) = 3.21, p=0.003, d = 1.07）相比，ASD患者在日常生活中對(duì)給予、接受和見證社交接觸的欣賞程度較低(STQ: MASD = 56.8, SDASD = 13.2)。與作者預(yù)期一致，與NT個(gè)體相比，ASD個(gè)體表現(xiàn)出更高數(shù)量的自閉癥特征，包括：社會(huì)意識(shí)、社交能力和社交動(dòng)力。總的來說，在社會(huì)接觸偏好和自閉癥特征數(shù)量上發(fā)現(xiàn)了很大的群體差異。相關(guān)分析顯示，社會(huì)接觸偏好的個(gè)體差異與個(gè)體所經(jīng)歷的自閉癥特征數(shù)量呈負(fù)線性相關(guān)，所有被試 r = ? 0.62, p < 0.001; NT group r = ? 0.55, p = 0.009; ASD group r = ? 0.48, p = 0.03（如圖四所示）。

圖四 社會(huì)接觸偏好及其與自閉癥數(shù)量特征的關(guān)系

3. 觀察和感覺觸摸的單變量分析

雙樣本t檢驗(yàn)顯示，社交視頻與非社交視頻的神經(jīng)反應(yīng)沒有明顯的組間差異，反之亦然。同樣，在感覺觸摸的神經(jīng)反應(yīng)方面，也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的組間差異（FWE矯正）。但是社交視頻和非社交視頻是有顯著的條件間差異的（如圖s1）。

圖S1 大腦中社會(huì)接觸VS非社會(huì)接觸的區(qū)域

圖(A)為社會(huì)接觸減去非社會(huì)接觸對(duì)比的顯著性差異(單變量隨機(jī)效應(yīng))，圖(B)為非社會(huì)接觸減去社會(huì)接觸的反向?qū)Ρ?/span>(PFWE < 0.05, k= 60)。

4. 觀察到的社交和非社交觸摸處理的神經(jīng)表征

多元回歸分析證實(shí)，即使在控制了所有其他回歸變量(如低水平視覺特征和運(yùn)動(dòng)反應(yīng))的影響之后，幾乎每一個(gè)ROI都代表了社會(huì)和非社會(huì)觸摸場(chǎng)景之間的區(qū)別(13個(gè)p值中，兩組均有11個(gè)< 0.001)。重要的是，ToM核心區(qū)(TPJ (t(40) = 0.67, p = 0.50)和體感區(qū)(BA3 z = 0.93, p = 0.35；BA2 z = ? 0.31, p = 0.76)的神經(jīng)選擇性沒有明顯的組間差異（如圖5a）。這說明，ASD組在社交和非社交方面的神經(jīng)選擇性表現(xiàn)在他人的觸摸行為上。

總而言之，這些研究結(jié)果表明，無論ASD患者還是非ASD患者，他們的大腦都能同樣分辨出另一個(gè)人的觸摸行為是否包含社交互動(dòng)，而這種基本的社交處理是在包括視覺、軀體感覺和社交區(qū)域在內(nèi)的多個(gè)大腦區(qū)域中進(jìn)行的。

圖5 觸摸場(chǎng)景中社會(huì)與非社會(huì)的區(qū)別和情感意義的神經(jīng)表征雷達(dá)圖

5. 社會(huì)觸覺觀察中整體情感的神經(jīng)表征

通過結(jié)合效價(jià)維度和喚起維度，作者得到了社交接觸場(chǎng)景中所傳達(dá)的整體情感的度量。研究了當(dāng)參與者觀看他人的人際接觸行為時(shí)，社交接觸的這種情感意義是如何在大腦中實(shí)現(xiàn)的。在NT組,統(tǒng)計(jì)學(xué)意義表征的總體影響被觀察到在V5(β= 0.09,p = 0.04), MTG(β= 0.20,p < 0.001), STG(β= 0.08,p = 0.04),TJP(β= 0.20,p < 0.001),運(yùn)動(dòng)皮層(β= 0.11,p = 0.01)和軀體感覺皮質(zhì)(BA3β= 0.13,p = 0.002;BA1β= 0.13,p = 0.004;BA2β= 0.14,p < 0.001)。

然而,ASD組整體影響的重要表征在V5(β= 0.10,p = 0.05)、MTG(β= 0.10,p = 0.03)和TJP(β= 0.18,p < 0.001),中被發(fā)現(xiàn), 但不是在軀體感覺皮質(zhì)(BA3β= 0.08,p = 0.08;BA1β= 0.02,p = 0.32;BA2β= 0.03,p = 0.32),STG(β= 0.07,p = 0.12),和運(yùn)動(dòng)皮層(β= 0.08,p = 0.09)。

比較兩組在ToM核心區(qū)域和軀體感覺皮層對(duì)精細(xì)的社會(huì)-情感信息的神經(jīng)選擇性的強(qiáng)度，兩組間TPJ(t(40) = 1.04, p = 0.30)無顯著性差異，但ASD組BA1 (t(40) = 3.06, p =0.004, d = 0.94)和BA2 (t(40) = 2.45, p = 0.02, d = 0.76)表達(dá)明顯較差。效應(yīng)量都很大。

6. 觸碰回避和自閉癥特征個(gè)體差異的神經(jīng)關(guān)聯(lián)

在作者之前對(duì)NT成年人的研究中，作者證明了軀體感覺皮層中社會(huì)-情感觸摸的神經(jīng)表征強(qiáng)度的個(gè)體差異與日常生活中對(duì)社會(huì)觸摸的態(tài)度的個(gè)體差異有關(guān)。在這里，作者擴(kuò)展了這些發(fā)現(xiàn)，并將神經(jīng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)與普遍存在的自閉癥核心特征聯(lián)系起來。請(qǐng)注意，下面描述的結(jié)果僅在兩組合并在一起分析時(shí)觀察到。

首先來看，社會(huì)觸摸行為偏向

當(dāng)把社會(huì)接觸問卷(STQ)的分?jǐn)?shù)和beta系數(shù)聯(lián)系起來時(shí)，身體感覺皮層的整體情感表征的質(zhì)量就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。結(jié)果表明，在BA1 (rS = 0.43, p = 0.008)和BA2 (rS = 0.32, p = 0.04)中，對(duì)社交接觸更積極的態(tài)度與更高的整體情感表達(dá)質(zhì)量顯著相關(guān)。BA3中影響表征的個(gè)體差異(rS = 0.08, p = 0.64)與個(gè)體對(duì)社交接觸的態(tài)度無關(guān)。加入?yún)f(xié)變量后，結(jié)果不變。

該結(jié)果表明，軀體感覺皮層的功能組織和替代的情感敏感性(即， BA1和BA2)對(duì)接受、見證和提供社會(huì)接觸有積極態(tài)度的個(gè)體可能與表現(xiàn)出社會(huì)接觸厭惡的個(gè)體不同。

其次來看，社交障礙

同樣，SRS-A得分與軀體感覺皮質(zhì)整體情感表征強(qiáng)度之間的相關(guān)性表明，社會(huì)反應(yīng)的個(gè)體差異與BA1和BA2中整體情感表征的特異性和特異性顯著相關(guān)（(rS = ? 0.38, p = 0.02) ，BA2 (rS = ?0.45, p = 0.003)。BA3中情感表達(dá)的個(gè)體差異(rS = 0.12, p = 0.46)與自我報(bào)告的自閉癥特征的個(gè)體差異無關(guān)。

同樣，在秩偏相關(guān)模型中，年齡和平均框向頭部運(yùn)動(dòng)位移作為協(xié)變量時(shí)，也觀察到類似的結(jié)果。

總之，研究結(jié)果表明，在中高水平的軀體感覺皮層中，視覺上可觀察到的觸覺交互的情感表征的存在（BA1和BA2)顯示出定量自閉癥特征和個(gè)人對(duì)社會(huì)接觸的態(tài)度之間的聯(lián)系。

總結(jié)：

作者通過任務(wù)態(tài)研究分離了自閉癥患者和典型發(fā)展人群對(duì)視覺上可觀察到的觸覺情感交互（包括積極和消極）和觸覺非情感交互的神經(jīng)表征，通過單變量的全腦分析、多體素模式識(shí)別分析（MVPA)以及ROI的多元線性回歸分析，分離了兩組被試在條件間的差異性和共同性。研究結(jié)果表明患有自閉癥的男性成年人表現(xiàn)出對(duì)觀察到的社會(huì)-情感觸摸交互作用的完整理解，但是缺乏自發(fā)的具身共鳴能力。

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