自闭症者颞上沟发育异常与其社会交往障碍探讨
摘要：自闭症谱系障碍中最为常见的临床症状是社会交往和交流障碍。已有研究发现，颞上沟在言语加工、生物运动和心理理论中发挥着重要作用，而自闭症者在这几方面都存在不同程度的缺陷。本文综合已有关于自闭症者颞上沟的结构异常和功能缺陷的研究，试图梳理出颞上沟在自闭症者的言语加工、生物运动和心理理论缺损中可能产生的作用机制。
关键词：颞上沟 自闭症 语言加工 生物运动 心理理论
分类号：B845.5
1、引 言
自闭症是一种神经发育障碍，其临床症状广泛，轻重程度不一，通常被称作自闭症谱系障碍(AutismSpectrum Disorder)，主要有自闭症、广泛性发育障碍非特定型以及阿斯伯格综合征三种亚型，其共同的临床症状包括社会互动缺陷、言语／非言语交流障碍和刻板重复的行为。
言语发展迟缓或缺损是自闭症早期诊断的重要标准之一。自闭症者的社会交往缺陷，尤其是社会认知和心理理论能力方面的缺损，也是当前自闭症领域研究的热点。近来，研究发现自闭症者在心理理论、行为模仿及共情等方面表现出的缺损与镜像神经元缺损有密切关系。由于自闭症者在言语、社会交往等方面缺陷中涉及的脑区都包含一个共同的结构——颞上沟，因此，颞上沟与自闭症核心缺陷之间的关系、作用机制成为本研究关注的要点。本文首先探讨自闭症者颞上沟的结构和功能缺损，然后总结和归纳颞上沟在听觉言语、视觉生物运动和心理理论中的作用机制，最后结合颞上沟的功能特征，探讨可能造成自闭症者产生社会交往和交流缺陷的病理机制。
2、自闭症者颞上沟的结构和功能
颞上沟是颞上回与颞中回之间的一条沟带，位于背侧通路和腹侧通路的交叉区域，它是心理理论和社会知觉的主要脑区，在言语知觉和面孔加工中有重要的作用，同时也是生物运动加工的主要脑区结构，此外在视听整合中也发挥着重要作用。神经解剖和神经功能研究显示，自闭症者的颞叶，尤其是颞上沟和颞上回存在异常。从出生到6－14个月期间，自闭症者的大脑急速增长，这些区域主要涉及额叶和颞叶。Caroer等用脑成像技术对2－11岁的自闭症儿童和普通儿童对照组进行脑容积测量，发现2－3岁自闭症儿童颞叶灰质增生明显，但在年龄较大的孩子中这种差异缩小；该研究还考察了颞叶灰质容积与年龄的关系，发现2至11岁自闭症组的颞叶灰质容积增幅小于对照组。Bocldaert等对21名自闭症儿童(平均年龄10.8岁)和12名普通儿童(平均年龄9.3岁)进行扫描分析，发现同普通儿童对照组相比，自闭症儿童双侧颞上沟灰质密度降低，右侧颞叶的白质密度降低。Bailey等对6位自闭症者的脑部结构进行了测查，发现其中4位的颞叶存在异常，包括颞沟变宽、颞叶中异常的层状模式、颞上回增厚、颞上回白质区域的神经元发育不全。正电子断层扫描和单光子发射断层扫描研究发现，自闭症儿童双侧颞叶局部存在血流量偏低，这些静息功能性异常主要集中在颞上沟和颞上回。Meresse等考察静息态皮层血流量与自闭症儿童临床症状(简写为ADI－R)之间的相关关系，发现自闭症者左侧颞上区域的静息皮层血流量与ADI－R的分数存在显著负相关，ADI－R的分数越高，左侧颞叶区域的静息皮层血流量就越低。
3、自闭症者社会交往和交流缺陷与颞上沟功能异常的关系
3.1 言语加工、语音知觉与颞上沟功能
言语功能障碍是自闭症最明显的临床症状之一，研究者通常从语音、语义、句法和语用等方面对自闭症者的言语表现进行描述。大部分自闭症儿童发音正常，但交流能力差，在词汇、高级语义和句法方面有缺陷的自闭症者还会出现语音加工缺陷。语义障碍在低功能自闭症者中表现得严重，但在高功能自闭症者和阿斯伯格者中比较轻微，总的来说，自闭症者在单词、句子和篇章等不同语义水平上均存在缺陷E13J。有研究发现，即使具备会话能力的自闭症儿童也表现出明显的特异性句法缺陷，采用《语言基础临床评估表》(Clinical Evaluation of Language Fundamentals)进行评估和考察自闭症儿童在自由游戏时间内的平均话语长度，发现自闭症儿童的表达性和接受性句法能力有缺损。语用功能缺陷在自闭症者的各个发展阶段都有明显表现，如他们在歧义辨别、讽刺和含蓄性话语理解上存在困难。
脑成像研究表明，自闭症者在言语加工中表现出左右半球的不对称性，表现为右半球的激活大于左半球的激活，与普通个体的左半球优势不同。在句子理解任务中，自闭症者表现出威尔尼克区激活过度，布洛卡区激活不足。研究还发现，自闭症者在言语知觉的早期已经存在颞上脑区的激活异常。Bod-daert等人采用一种复杂的类言语声音刺激进行了一系列的研究，由于该刺激材料并非言语，因此不可能受到语义系统加工的影响。这样，该刺激材料的加工就反映在言语知觉的初始阶段，即前言语加工阶段。研究者分别以自闭症成人和儿童为被试，在听类言语声音的条件下测量其脑区的血流量模式。结果发现，同没有听类言语刺激的条件相比，自闭症成人和儿童的颞上脑区均表现出异常的激活模式，普通成人和儿童控制组表现出双侧颞上脑区左侧化的非对称性激活模式，但自闭症成人和儿童均表现出右侧化激活模式。这表明，自闭症成人和儿童的颞叶脑区在复杂的类言语声音刺激的加工上出现功能障碍。
那么，自闭症者在非语音的声音加工上是否存在异常呢?Gervais等采用言语语音和非语音声音作为刺激材料，被试听这些刺激材料并进行回忆。结果发现，自闭症者非语音声音的回忆比例远远好于言语语音，并且言语声音的回忆比例显著低于控制组。功能性脑成像的结果显示，自闭症者对非语音声音表现出正常的激活模式，而对于言语语音刺激，自闭症组并没有表现出双侧颞上沟上部脑区的激活，这些结论提示自闭症组的非语音声音加工能力是完好的，但对言语语音信息表现出异常的皮层加工模式。
自闭症者非语音声音的加工能力完好，然而，发生在前言语阶段的皮层语音加工障碍可能是言语障碍的原因之一。自闭症者脑结构的异常发展也可能同时导致皮层语音加工障碍和语言障碍。因此可以推测，自闭症者颞上沟的结构和功能异常可能导致其言语语音信息流的知觉偏差在前言语知觉阶段已经发生，进而导致其言语发展障碍。
3.2 视觉生物运动加工与颞上沟
自闭症者另一重要的社会性缺陷表现为视觉生物运动信息加工障碍。已有研究表明，3－6个月大的婴儿已经表现出对生物运动的优先注意，但被诊断为自闭症的幼儿并没有表现出这种偏好。表情作为一种特殊形式的生物运动，是通过眼睛、额头以及嘴部的运动特征模式来表现出来的。正常发育个体中，颞上沟对手、嘴巴、眼睛(视线变化)，以及面孔朝向等动态信息都会有反应。对表情这类特殊的生物运动，自闭症者表现出颞上沟加工异常。Pelphrey
等给被试呈现四种类型的面孔刺激，静态无表情、静态有表情(恐惧和生气)、动态无表情、动态有表情(恐惧和生气)，比较自闭症组和普通人控制组的脑激活模式。结果显示，控制组对动态表情在颞上沟后部的激活明显强于静态表情，而自闭症组并没有表现出显著的激活差异。
自闭症者在加工光点轨迹模拟的人物运动时出现障碍。Johansson等人在1973年设计了通过光点运动轨迹来识别人们动作的任务。在这些动画中，一些小的光点附在演员身体的关节处，这样光点就追随着身体运动，在黑暗的场景中，观众通过看到光点形成的运动轨迹识别当事人的运动动作、性别和身份。随后的实验室研究发现，普通个体对这种光点轨迹演示人类运动的动画知觉极为迅速，能从中看#p#分页标题#e#出步行者的情绪状态、性别、身份、年龄及社会支配地位等，而自闭症者虽能准确知觉到这些社会相关的运动线索，但难以对知觉到的信息进行充分的社会认知性分析，从而表现出识别的困难。神经影像学研究表明，人脑对光点生物运动的加工涉及到一些特定的脑区的激活：颞上沟／回的后部、视皮层V5区、腹侧颞叶以及枕叶，其中颞上沟，回后部与光点生物运动的关系最密切。Freitag等让自闭症组和控制组观看步行者的光点运动演示，要求判断光点运动是随机散点运动还是生物统合运动(即由光点组成的生物运动)。同时对被试进行功能性磁共振扫描。行为学结果显示，自闭症组辨别生物统合运动的反应时显著长于控制组，而脑成像结果显示，自闭症组和控制组在颞上沟后部的活动存在显著差异。该结果显示，自闭症者的生物运动加工缺陷与颞上沟后部功能不足有关。
以上分析可知，颞上沟在生物运动加工中发挥着重要作用，而自闭症者对生物运动的动态信息不敏感。DaMn和Frith等的话似乎印证了以上研究结论，他们认为，自闭症者在包括生物运动在内的运动加工缺陷可能源于颞上沟的异常，自闭症者颞上沟的异常可能作为生物运动加工缺陷的神经基础，这种解释为自闭症者的知觉异常和特定的社会认知缺陷提供了联系。
3.3 心理理论与颞上沟
心理理论是推断他人心理状态及理解他人信念、期望和意图，并知道这些信念、期望和意图与自己不相同的一种认知能力。Baron－Cohen等提出，心理理论缺陷是自闭症者社会交流障碍的核心。测量儿童心理理论水平的经典范式是“错误信念”任务，大量的实验研究表明普通儿童4岁左右就能通过该任务，但自闭症儿童在该年龄阶段却不能。采用图形动画运动的实验任务发现，对含有某种意图互动的动画，自闭症组更少采用心理状态的描述，即使存在心理状态的描述，也与动画实际情况不相符合。脑成像研究结果显示，在图形动画运动中含有某种意图互动的条件下，控制组颞上沟有显著激活，但自闭症组该脑区的激活不明显。
眼睛注视方向作为一种重要的社会刺激，可以提供大量社会情境的信息，它能表明个体的注意指向及内心意图。普通个体能通过视线传递交流信息，追随他人视线方向、觉察对方意图；而自闭症者虽能准确觉察视线方向，但不能使用视线信息推测他人内心状态。Pelphrey等通过脑成像研究证实，自闭症者的视线信息加工异常与颞上沟功能缺陷关系密切。他们选取自闭症者和普通成年人被试进行对照研究。首先在屏幕中央呈现一张正立直视女性面孔，随后中央面孔保持不变并在外周闪现一目标刺激(目标刺激可能出现的位置有六个)，目标刺激消失后屏幕中央人物的视线发生改变，或者指向目标出现的位置，或者指向与目标无关的其他位置。结果发现，与视线－目标一致条件相比，普通对照组在视线一目标不一致条件下右侧颞上沟激活显著增强，而自闭症组两种条件激活强度差异不显著。这表明，在普通个体中，视线－目标不一致、与预期意图相违背的条件加重了颞上沟的加工负荷，表现出右侧颞上沟的激活增强。而自闭症者没有基于视线方向推测他人意图的倾向，从而没有出现视线－目标一致和不一致条件下颞上沟激活强度的差异。考虑到自闭症者功能受损情况存在差异，Pel－phrey等进一步分析了自闭症者组中两种条件下颞上沟激活差异量与自闭症严重程度的关系，结果表明颞上沟激活差异量越小。社会互动交流维度得分越高、症状越严重，即自闭症者社会互动障碍与颞上沟功能缺陷有关。
近来有研究指出，颞上沟不仅对眼部视线方向敏感，还会对有社会交流意义、能提示他人注意目标的手指指向等其他提示线索进行加工，促使个体利用这些社会参照线索推测他人意图和预测他人行为。颞上沟作为心理理论神经网络的重要脑结构之一，在觉察他人行为的意图上发挥着重要的作用。可见，无论是生物运动的加工还是心理理论任务，颞上沟都在其中发挥着重要的作用。自闭症者在视线加工中表现出的异常激活模式，可能在于他们无法依据视线进行意图推理。因此，自闭症者视线加工的缺损机制可能在于颞上沟功能的异常，难以从中抽取社会意义的信息，从而获得对他人心理状态推测的能力。
4、小 结
自闭症者颞上沟的结构和功能异常与他们表现出的典型症状高度一致，提示该脑区在社会互动、情绪反应和交流中发挥着重要的作用。颞上沟对具有交流意义的刺激表现出显著的激活，有研究者提出其作用机制是将快速转换的听觉和视觉输入分解成有意义的单位，然后从中抽取输入信息的意义。基于前面的分析，颞上沟缺损与自闭症者社会交往、交流障碍的关联需要在两种层次上的探讨：其一，脑结构的异常导致社会信息加工中基本认知功能的异常，由于颞上沟的功能异常，自闭症者难以对听觉和视觉的信息流进行解码并从中提取信息，导致在听觉言语加工和视觉生物运动识别中的困难；其二，基本认知功能的异常导致复杂社会认知技能的形成和发展，由于自闭症者具有言语加工困难，也难以基于生物运动觉察交流意图，导致其表现出心理理论能力缺损，从而影响到他们对具有社会意义的刺激的理解和推论，进而在社会交往和交流中表现出障碍。
自闭症者言语加工和生物运动的缺陷可能使他们在社会信息的加工和交流上处于劣势，因为它们具有复杂属性，是快速变化着的信息流。如果这种缺陷较为严重，就可能妨碍他们从中抽取意义。如果社会刺激对自闭症者并没有特定的意义，他们就可能缺乏动机来维持对这些社会信息的注意，甚至会回避这类刺激和情景。总之，自闭症者难以从外界复杂的动态线索从中抽取出意义，并推断他人的目的和意图，这也在一定程度上妨碍了他们高级社会认知技能的发展。
虽然研究表明颞上沟在自闭症者社会交往障碍中具有重要作用，但颞上沟在不同类型任务中表现出不同部位的激活模式，提示其作用机制可能更多的是通过与其他脑区协作完成的。因此，在社会认知过程中，在不同条件下自闭症者颞上沟激活的模式不存在显著差异，其神经生物基础是源自颞上沟本身，还是颞上沟与其他涉及社会认知加工的脑结构的连接异常，仍有待研究。关于不同脑区间功能关系，Just等提出的“联结低下”(undemormeetivity)理论认为，自闭症者不同脑区之间的结构和功能联结异常导致不同脑区之间难以协同运作，从而引起一些临床症状。应该强调的是，在自闭症社会交往和交流障碍中，颞上沟虽然具有重要作用，但它不是其唯一的病理结构，双侧颞叶、额叶、枕叶等其他脑结构都与自闭症者的社会交往、交流障碍有关。因此，研究者在探讨自闭症者社会交往障碍的病因机制时，除了探讨独立脑结构的作用机制，还应该加强分析不同脑结构间功能关系，如颞上沟与其他脑区的结构与功能联系的研究。
