1.前言

    自閉癥是神經(jīng)的發(fā)育異常，能從中度到重度缺損，現(xiàn)在被稱為自閉癥型譜紊亂（ASD）。其流行率大概在0.3－0.9％。病因還沒清楚，但遺傳因素扮演著重要角色。ASD最近被定義為行為方面的缺損，包括社交互動(dòng)的缺損、語言和非語言溝通方面的缺損、以及對(duì)各方面的興趣和活動(dòng)的抑制。所有這些復(fù)合癥狀似乎都跟知覺缺損無關(guān)。但隨著研究的深入，人們認(rèn)為感知覺的異常是ASD一些特性的成因，或至少是成因的一部分。如ASD患者眼睛注視不足和臉部表達(dá)匱乏被認(rèn)為跟低級(jí)知覺缺損相關(guān)，這種低級(jí)知覺缺損最終可能導(dǎo)致社交的缺損。另外，不平衡的認(rèn)知能力，通常是高級(jí)視空間技能，被認(rèn)為是知覺加工中的特別強(qiáng)項(xiàng)。

    ASD對(duì)這個(gè)世界的感知是與眾不同的，其對(duì)知覺任務(wù)有超凡的視覺表現(xiàn)，人們都為此而感困惑。一些研究顯示他們對(duì)細(xì)節(jié)的辨別和尋找隱藏物體的能力超強(qiáng)，另一些研究就顯示他們能集中注意力于細(xì)小的東西上，如視覺搜索或在非常紊亂模式中學(xué)習(xí)。另外，某些與ASD相關(guān)的能力，如良好的繪畫能力，都表明ASD對(duì)細(xì)節(jié)有超凡感知的能力,暗示了ASD對(duì)相關(guān)運(yùn)動(dòng)的感知閾值升高。

    2 與ASD具有超凡視覺能力相關(guān)的理論

    與ASD具有超凡視覺能力相關(guān)的現(xiàn)象被2個(gè)理論所解釋，那就是中心連慣一致性不足假設(shè)（WCC）和知覺功能增強(qiáng)假設(shè)（EPF），如圖：

 
    用于探測(cè)ASD患者超凡視覺表現(xiàn)的視知覺加工任務(wù)。（A）Wechsler智力測(cè)試的拼圖板。（B）找出隱藏的目標(biāo)圖。（C）重畫視覺錯(cuò)覺圖。（D）辨別中間圓球是否一樣大。（E和F）當(dāng)要找出單個(gè)“特殊物”（E）和找出“結(jié)合特殊物”（F）時(shí)，自閉癥患者表現(xiàn)更好。（G）在辨別亮度定義正弦曲線條柵的方向時(shí)，ASD表現(xiàn)出能忍受更多噪聲。
   
    2.1中心連慣一致性不足假設(shè)（WCC）

    WCC假設(shè)著重于研究患者對(duì)整體意義的洞察，趨向于整體加工視覺信息（基于對(duì)細(xì)節(jié)和表面特征的洞悉）。這就與ASD患者偏向于局部信息加工，但對(duì)提取意思或洞察整個(gè)畫面的能力相對(duì)不足的解釋相反。因此，中心連慣一致性不足假設(shè)就等于是提取總體形狀不足。WCC認(rèn)為對(duì)不同知覺任務(wù)視覺表現(xiàn)的好壞依賴于它是否要求相應(yīng)的局部加工或總體加工。Happe修改了WCC，認(rèn)為它是一種加工的偏愛或認(rèn)知方式，它能很好的進(jìn)行總體加工。另外，她還提出了證據(jù)，證明這一認(rèn)知方式是自閉癥顯型的一部分，在ASD患者的健康親戚中也能看到。

    2.2知覺功能增強(qiáng)假設(shè)（EPF）
另一個(gè)對(duì)超凡局部加工的解釋就是知覺功能增強(qiáng)的假設(shè)。這一假設(shè)認(rèn)為對(duì)刺激物元素的加工功能是可以被促進(jìn)的。它被看成由于低級(jí)知覺運(yùn)算發(fā)展快速，從而使察覺、辨別和其它低級(jí)功能也被提升。對(duì)比WCC，EPF并沒認(rèn)為總體加工有問題。最近，EPF認(rèn)為，在正常視覺里自動(dòng)的、由局部視覺表現(xiàn)到總體視覺表現(xiàn)的進(jìn)步在逐漸發(fā)生，但結(jié)果是這些ASD患者還可辨別局部結(jié)構(gòu)（但一般人正常視覺加工時(shí)就會(huì)缺失）。

    3 ASD患者的局部視覺加工能力

    3.1視覺加工：局部想法，總體行動(dòng)

    視覺加工開始于視網(wǎng)膜把光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過LGN傳送到初級(jí)視皮層（V1）。雖然有90％的視網(wǎng)膜發(fā)射是對(duì)著LGN的，但這些發(fā)射只在其結(jié)構(gòu)中占少于10％的神經(jīng)元，而差不多60％是從V1反饋的。因此，即使是視覺加工的最早時(shí)期，它都是依賴于大量反饋發(fā)射。在V1階段，圖像被神經(jīng)元拼湊有效地表現(xiàn)出來，而每塊拼湊物都是落在一個(gè)限制區(qū)域（接收域）的視覺結(jié)構(gòu)。在V1，細(xì)胞特別對(duì)接收域里方向定義的結(jié)構(gòu)有反應(yīng)。皮層里神經(jīng)元位置和其空間相應(yīng)點(diǎn)的關(guān)系（retinotopic map）暗示了V1形成的最基本的局部表現(xiàn)。但最近，人們認(rèn)為細(xì)胞可被看作單個(gè)獨(dú)立運(yùn)算個(gè)體，但它崩潰了，明顯地落到接收域之外的視覺結(jié)構(gòu)會(huì)大大影響其反應(yīng)，如：差不多90％在V1里的神經(jīng)元被它們鄰近神經(jīng)元的活動(dòng)抑制。這種脈絡(luò)式影響是有爭(zhēng)議性的，但也可能是因?yàn)楦邔哟我曈X區(qū)域的反饋發(fā)射或鄰近神經(jīng)元長(zhǎng)距離水平連接的影響。V1發(fā)射到一連串更高視覺區(qū)域，總的來說，這些更高區(qū)域的神經(jīng)元的接收域更大（如在V4），那么對(duì)V1輸入就有空間性更大的總體整合。對(duì)于運(yùn)動(dòng)加工，V1神經(jīng)元――只對(duì)細(xì)小局部特征的簡(jiǎn)單平移（直線）運(yùn)動(dòng)趨向于發(fā)射到MT/V5區(qū)，那有大接收域，并對(duì)更復(fù)雜的總體運(yùn)動(dòng)有反應(yīng)（如運(yùn)動(dòng)邊界）。相對(duì)于靜止形態(tài)，V1只對(duì)簡(jiǎn)單方向結(jié)構(gòu)感興趣，而V2神經(jīng)元喜歡線段之間的角度，V4卻喜歡更復(fù)雜的形狀屬性，如通過“群體編碼策略”來把邊角構(gòu)成更復(fù)雜的輪廓。V4區(qū)以外，在IT皮層里神經(jīng)元的反應(yīng)顯示尺度和位置的大范圍區(qū)別，這就顯示了對(duì)總體形狀的敏感性，并對(duì)物體，如臉孔有所反應(yīng)，Logothetis et al, 1995報(bào)道它們對(duì)任何有用的三維物體都有選擇性。

  
 
    接收域與視覺脈絡(luò)。初級(jí)視皮層V1區(qū)里的神經(jīng)元反應(yīng)于視覺空間（接收域）里一小塊局部的、方向性的圖像結(jié)構(gòu)。我們可在上圖看到V1的神經(jīng)元，它們對(duì)不同尺寸的特征有所反應(yīng)。小接收域（綠色）和大接收域（紫色）相應(yīng)地對(duì)高和低空間頻率結(jié)構(gòu)敏感。最近的研究顯示它們并不單獨(dú)行動(dòng)，更廣的視覺脈絡(luò)以兩個(gè)方式加工。首先，它可用促進(jìn)（組成輪廓結(jié)構(gòu)的方向結(jié)構(gòu)來進(jìn)行促進(jìn)，“＋”連接）或抑制（相似方向接收域的鄰近抑制，“—“連接）來調(diào)整局部視覺運(yùn)算（V1神經(jīng)元自己的運(yùn)算）。其次，通過脈絡(luò)作用把局部結(jié)構(gòu)整合成更復(fù)雜的總體結(jié)構(gòu)，如空間擴(kuò)展的輪廓。這種整合的機(jī)制我們還不清楚，雖然它看上去涉及被從更后視覺區(qū)域（如V2）的廣闊空間反饋所激活。

    這種分級(jí)性結(jié)構(gòu)是兩個(gè)不同加工流匯合的結(jié)果。在視覺加工的早期階段（視網(wǎng)膜－LGN－V1），有兩組不同的神經(jīng)元對(duì)刺激物的不同屬性有不同的反應(yīng)。Polyak 1941注意到視網(wǎng)膜細(xì)胞形態(tài)學(xué)上的重大區(qū)別：小型節(jié)細(xì)胞有緊密的突觸，而parasolcells(傘形節(jié)細(xì)胞)樹枝狀是稀少和分散的。小型節(jié)細(xì)胞主要連接更小細(xì)胞體的神經(jīng)元，它們?cè)贚GN的4表層上（以形成parvocellular流），而傘型節(jié)細(xì)胞發(fā)射到其它2個(gè)更深層的大細(xì)胞里（以形成magnocellular 流）。有很多研究都在證明這兩個(gè)流裝載何種信息。Lesion的研究顯示magnocellular(大細(xì)胞)的缺損跟低空間頻率閃爍刺激物的敏感性相關(guān)，這個(gè)流涉及運(yùn)動(dòng)感知。承載差不多70％視網(wǎng)膜輸入的parvocellular流的缺失會(huì)影響很多關(guān)于顏色和細(xì)節(jié)辨別任務(wù)。在超出V1區(qū)后還有一個(gè)更進(jìn)一步的區(qū)分，在那里神經(jīng)元分別對(duì)背流通道或腹流通道都有作用。背視覺流從V1發(fā)射到頂葉，其被認(rèn)為對(duì)視覺刺激物進(jìn)行空間定位和擬定計(jì)劃。腹流發(fā)射到顳葉，其被認(rèn)為涉及辨認(rèn)物體和對(duì)場(chǎng)景里的小部分的空間關(guān)系進(jìn)行編碼。

    總結(jié)起來，人類視覺系統(tǒng)是有等級(jí)性的，當(dāng)順著視覺通道進(jìn)行加工時(shí)，神經(jīng)元對(duì)越來越復(fù)雜特征的選擇性也越來越強(qiáng)。在早期階段，兩個(gè)流對(duì) “粗略尺度的運(yùn)動(dòng)”和“精細(xì)尺度的形狀”的信息是各自分開處理的。在后面階段里，兩個(gè)流都一起處理特征的特性和位置。即使從這簡(jiǎn)單的說明我們都能看到特征間的脈絡(luò)關(guān)系能影響信息加工的方法。在這里，我們認(rèn)為脈絡(luò)關(guān)系有兩個(gè)方面會(huì)影響功能性視覺。第一，脈絡(luò)關(guān)系對(duì)局部視覺處理的影響，即是在場(chǎng)景某一特定區(qū)域的信息處理會(huì)被周圍的視覺結(jié)構(gòu)所影響。如：對(duì)一個(gè)特征方向的察覺會(huì)因?yàn)閳?chǎng)景中相似視覺特征的接近與分布而得到促進(jìn)或降低。第二個(gè)脈絡(luò)關(guān)系對(duì)視覺影響的方面是通過整體視覺整合，我們都趨向于把相似特征連在一起，這是符合知覺心理學(xué)的完整體系原理的。以上兩個(gè)方面都互相聯(lián)系。相同的視覺結(jié)構(gòu)（場(chǎng)景中的相似物）可能導(dǎo)致“元素間脈絡(luò)關(guān)系間互相作用或把所有元素整合”。要嚴(yán)格定義什么是局部處理和什么是總體處理是很難的。我們認(rèn)為局部結(jié)構(gòu)可被眾多早期視覺區(qū)域（V1）的眾多單個(gè)神經(jīng)元接收域所圍繞，以致被這些神經(jīng)元的活動(dòng)所激活。而總體結(jié)構(gòu)就是任何“需要多個(gè)神經(jīng)元協(xié)調(diào)配合活動(dòng)”的結(jié)構(gòu)。

    3.2忽略脈絡(luò)關(guān)系：局部視覺處理

    對(duì)局部視覺加工的研究：脈絡(luò)關(guān)系對(duì)基于局部特征的視覺表現(xiàn)的影響。我們通過它來研究局部視覺加工機(jī)制。這種視覺任務(wù)的普遍特征是（1）受試者需忽略總體結(jié)構(gòu)的干擾，只集中于局部細(xì)節(jié)；（2）引出自閉癥受試者的視覺表現(xiàn)大大好于控制組。從理論角度來看，它是很有意思的，因?yàn)闉槭裁丛谂R床上某個(gè)任務(wù)上表現(xiàn)很差是有很多原因的，而超凡的表現(xiàn)趨向于有特別原因，我們可以順著這些原因很容易跟蹤到特定的大腦機(jī)制。

    一些用于說明局部感知的脈絡(luò)關(guān)系的刺激物在第一幅圖中可以看到。ASD受試者用簡(jiǎn)單拼圖板建構(gòu)模式是比較好的，在找出嵌于復(fù)雜線條圖像里的形狀時(shí)，他們的視覺表現(xiàn)也很好。還有，他們?cè)诋嬕曈X錯(cuò)覺圖畫時(shí)也畫的比一般人好，這可能是他們觀察能力有所缺失，所以被錯(cuò)覺位置所轉(zhuǎn)移。這些發(fā)現(xiàn)跟ASD能集中于模式里的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)相一致。

    很多視錯(cuò)覺都跟物體外表的脈絡(luò)關(guān)系有關(guān)。用視錯(cuò)覺來研究脈絡(luò)關(guān)系的作用在臨床研究上是很有用的（如果認(rèn)為錯(cuò)覺能導(dǎo)出一些知覺錯(cuò)誤的形式時(shí)）。在這種情況下，較弱的脈絡(luò)關(guān)系作用顯示出減低了的視錯(cuò)覺，如他們有更多的局部視覺加工。Happe發(fā)現(xiàn)ASD對(duì)很多視錯(cuò)覺都沒有意識(shí)，如上圖的第四張，還有他們的三維場(chǎng)景中的分割能力也減低。但Ropar和Mitchell都沒有發(fā)現(xiàn)這種相似的影響。它可能跟程序上的差異有關(guān)。

    4.ASD患者超凡的視覺表現(xiàn)與視覺搜索的關(guān)系

    自閉癥在視覺搜索中比對(duì)比組的人好。對(duì)于“特征搜索”，即是目標(biāo)的獨(dú)特特征被不同的干擾物所圍繞（如上圖第五張中有一個(gè)黃色的物體）時(shí)，正常人的搜索時(shí)間跟干擾物的數(shù)量無關(guān)。對(duì)于“關(guān)聯(lián)搜索”，即是目標(biāo)被一對(duì)特征所定義時(shí)，這對(duì)特征中的其中一個(gè)都跟所有干擾物聯(lián)系在一起（如上圖中的第六張，綠色正方體藏在紅色正方體和綠色球體中）。這時(shí)正常人的搜索時(shí)間就依賴于干擾物的數(shù)量了。ASD的搜索時(shí)間在以上兩種情況下都表現(xiàn)更快，在“特征－關(guān)聯(lián)”情況下當(dāng)刺激物尺寸增大時(shí)，其反應(yīng)時(shí)間又沒有增加。在最大尺寸情況下，ASD的速度差不多是正常人的一倍。

    最近，人們都著力研究ASD的視覺搜索和其超凡視覺表現(xiàn)之間的關(guān)系。Jarrold et al 2005報(bào)道，對(duì)于ASD，對(duì)隱藏目標(biāo)的察覺跟“特征搜索”相關(guān)；但對(duì)于正常人，它跟“關(guān)聯(lián)搜索”相關(guān)。有一些有趣的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)給出相當(dāng)小的、與年齡不匹配的刺激物時(shí)，并“特征搜索”任務(wù)非常困難時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生像“關(guān)聯(lián)搜索”一樣依賴于干擾物密度的視覺表現(xiàn)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)的重要性有幾個(gè)原因：第一，ASD會(huì)將隱藏目標(biāo)和“特征搜索”進(jìn)行聯(lián)接，這就暗示了目標(biāo)和干擾物之間的很大差別，而對(duì)照組里隱藏目標(biāo)和“關(guān)聯(lián)搜索”的聯(lián)接暗示了他們受如何跟背景整合的限制。這就超出了認(rèn)知偏愛，并暗示ASD者整合能力的不足可能是由于他們更能看清“突出”的目標(biāo)。

    最后，Bertone et al. 2005報(bào)道了當(dāng)刺激物用亮度調(diào)節(jié)而非對(duì)比度調(diào)節(jié)來定義時(shí)，ASD有更低的“方向辨別閾值”（如上圖最后一張）。這就意味著ASD可以忍受更高的亮度噪聲，并能辨別亮度定義視標(biāo)的方向。

    總結(jié)出來，現(xiàn)在有一個(gè)值得注意的方面，就是ASD至少在某種情況下能更好地利用局部信息。因?yàn)橐鲞@種表現(xiàn)的刺激物趨向于包括總體干擾信息，ASD會(huì)很有效地忽略它們。這是否就是他們不能看到總體結(jié)構(gòu)，還是因?yàn)樗麄兊恼J(rèn)知方式導(dǎo)致這種忽略？我們用幾個(gè)總體整合的任務(wù)來研究ASD的表現(xiàn)。

    5.總結(jié)和未來導(dǎo)向：

    ASD看世界確實(shí)是不同的，或他們對(duì)視覺環(huán)境特征的注意是有不同方式的。難以分解和吸取的元素或許對(duì)于正常人來說是一個(gè)隱藏的元素，ASD就能輕易觀察到。關(guān)于ASD低級(jí)視覺感知的文獻(xiàn)都能很好地說明他們有正常或超凡局部視覺加工處理。這就使他們?cè)谧霰豢傮w信息干擾的正常視覺任務(wù)時(shí)，其表現(xiàn)勝過別人。WCC和EPF理論認(rèn)為這種超凡能力是認(rèn)知方式的反射，它要承受總體加工不足或能忽略脈絡(luò)關(guān)系，又或者它只簡(jiǎn)單反映了對(duì)局部特征的促進(jìn)性感知。對(duì)這一理論的評(píng)測(cè)是需要大量的對(duì)靜態(tài)刺激物組成的總體組合表現(xiàn)的測(cè)試。我們還不知道其它對(duì)ASD總體整合表現(xiàn)的知覺研究所用刺激物并不包括低SF結(jié)構(gòu)（使受試者能用低SF信息，它能被局部機(jī)制激活）。我們應(yīng)先彌補(bǔ)這一空隙，才可區(qū)分這些ASD知覺加工的不同理論（如WCC和EPP）。ASD是如何觀察空間頻率帶寬輪廓刺激物的？這是一個(gè)有趣的問題。我們也提議用更隱藏的“突出”任務(wù)來測(cè)試ASD在背景中尋找隱藏物的能力。特別地，我們知道對(duì)視覺刺激物的辨認(rèn)，如字母，如果是在周邊視野出現(xiàn)，它就會(huì)被附近的結(jié)構(gòu)所干擾，也就是我們所說的“擁擠”。我們還不知道ASD在復(fù)雜的中心視覺里尋找“特殊物”的能力是否對(duì)這種簡(jiǎn)單字母結(jié)構(gòu)的辨認(rèn)有所促進(jìn)。現(xiàn)在人們開始注意到擁擠和皮層基質(zhì)可能牽涉在內(nèi)。