識(shí)別和處理面部信息是人際交往的關(guān)鍵，對(duì)社交互動(dòng)的質(zhì)量有著深遠(yuǎn)影響。孤獨(dú)癥個(gè)體在面孔加工上的特異性已被廣泛認(rèn)為是其社會(huì)認(rèn)知障礙的典型表現(xiàn)之一，這種特異性會(huì)影響他們對(duì)社交信息的處理，從而影響社交表現(xiàn)和癥狀的表達(dá)。針對(duì)這一問(wèn)題，易莉課題組的研究系統(tǒng)探討了孤獨(dú)癥面孔加工特異性的潛在機(jī)制，并為相關(guān)理論提供了有力支持(Wang et al., 2018, 2020, 2022， 2025)。基于此，易莉團(tuán)隊(duì)提出了一種新的理解孤獨(dú)癥心理病理機(jī)制的視角——從喚醒水平的視角，對(duì)現(xiàn)有理論和證據(jù)進(jìn)行了重新審視和梳理。文章指出傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為孤獨(dú)癥個(gè)體在社會(huì)信息加工中表現(xiàn)出較低的喚醒水平，然而實(shí)際上，這種現(xiàn)象可能源于其過(guò)高的情緒和生理喚醒，從而導(dǎo)致回避社交信息的行為（Yi et al., 2022）。
近日，易莉課題組與中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)張永清（現(xiàn)為湖北大學(xué)教授）課題組合作在Molecular Psychiatry上發(fā)表了題為“Reduced attention to human eyes in autism-associated Shank3 mutant laboratory beagle dogs”的研究論文（https://doi.org/10.1038/s41380-025-02965-7）, 基于Shank3突變?nèi)膭?dòng)物模型，為這一理論找到了跨物種證據(jù)。研究結(jié)果不僅揭示了Shank3基因突變?nèi)绾斡绊懨婵鬃⒁?，還深化了我們對(duì)孤獨(dú)癥神經(jīng)機(jī)制的理解，并可能為未來(lái)的干預(yù)和治療提供新的思路。
以往研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Shank3基因在孤獨(dú)癥的發(fā)生中扮演了重要角色。該基因編碼一種突觸后支架蛋白，參與神經(jīng)元之間的連接和信息傳遞。如果Shank3基因發(fā)生突變，可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)環(huán)路異常，進(jìn)而影響社交行為和認(rèn)知功能。Shank3是目前公認(rèn)的孤獨(dú)癥高風(fēng)險(xiǎn)基因之一。
另外，在動(dòng)物模型的選擇上，犬逐漸成為研究孤獨(dú)癥的有效模型。與傳統(tǒng)的嚙齒類模型（如小鼠）相比，犬的社交行為更接近人類，并且和人類有著親密的社交互動(dòng)。它們擅長(zhǎng)通過(guò)眼神交流和面部表情識(shí)別人類的情緒，這使得犬模型成為研究孤獨(dú)癥社交注意力變化的理想體系。張永清課題組此前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，Shank3突變?nèi)谏缃换?dòng)方面表現(xiàn)異常，例如與他人的互動(dòng)減少等，類似于孤獨(dú)癥患者的社交特征。但這些犬是否也表現(xiàn)出與孤獨(dú)癥相似的視覺(jué)注意模式？例如，它們是否會(huì)減少對(duì)面孔，尤其是眼睛區(qū)域的關(guān)注？這些問(wèn)題仍然有待解答。
本研究首先開(kāi)發(fā)了適用于犬類的眼動(dòng)追蹤裝置。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是一種無(wú)創(chuàng)方法，能夠精確測(cè)量個(gè)體的視覺(jué)注意。研究結(jié)果顯示，Shank3突變?nèi)谟^看人臉時(shí)，其對(duì)眼睛區(qū)域的注視時(shí)間明顯減少。由于眼神交流在犬-人互動(dòng)中具有重要作用，這一發(fā)現(xiàn)提示Shank3突變可能影響犬對(duì)人類社交信息的處理。這一結(jié)果與以往針對(duì)孤獨(dú)癥人群的研究一致，即孤獨(dú)癥個(gè)體在面部注視和面部信息加工方面存在異常。
圖1 適用于犬類的眼動(dòng)追蹤裝置
圖2 突變?nèi)畬?duì)人臉眼睛區(qū)域注視減少
該研究還進(jìn)一步探討了Shank3突變?nèi)疁p少眼部注視的潛在機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)采用“凝視引導(dǎo)范式” （gaze cueing paradigm）分析了犬對(duì)眼睛區(qū)域的注意力轉(zhuǎn)移情況，發(fā)現(xiàn)突變?nèi)斓貙⒛抗鈴难劬^(qū)域移開(kāi)，而將目光轉(zhuǎn)向眼睛區(qū)域的能力與野生型犬無(wú)顯著差異，表明Shank3突變?nèi)难劬乇苄袨槭侵鲃?dòng)的，而非被動(dòng)忽略。
有趣的是，Shank3突變?nèi)谟^看同類面部時(shí)，并未表現(xiàn)出與人臉相同的注意力減少現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)可能是因?yàn)槿惖纳缃恍畔⒅饕ㄟ^(guò)身體姿態(tài)和尾巴動(dòng)作傳遞，而非通過(guò)眼神交流獲取。這一結(jié)果也提示了犬類在3.2萬(wàn)年的馴化過(guò)程中，與人類形成了獨(dú)特的共進(jìn)化關(guān)系，使其具備了高效解讀人臉信息的能力，以更好地適應(yīng)人類社會(huì)。
該研究還發(fā)現(xiàn)，在外源催產(chǎn)素處理后，Shank3突變?nèi)难鄄孔⒁晻r(shí)間顯著增加。這一結(jié)果與部分人類研究相似。已有研究表明，催產(chǎn)素可增強(qiáng)孤獨(dú)癥個(gè)體的社交信任和情感理解能力，并促進(jìn)他們?cè)谧匀簧缃换?dòng)中維持更長(zhǎng)時(shí)間的眼神接觸。本研究不僅加深了對(duì)Shank3突變?nèi)绾斡绊懮缃蛔⒁饬Φ睦斫?，也為催產(chǎn)素在孤獨(dú)癥干預(yù)中的潛在應(yīng)用提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了犬類模型在孤獨(dú)癥研究中的獨(dú)特價(jià)值。
圖3. 催產(chǎn)素改善Shank3突變?nèi)难鄄孔⒁?/p>
犬的社交行為高度發(fā)達(dá)，與人類共享許多情感交流和社交行為特征，特別是在面部識(shí)別、眼神交流和社會(huì)依戀等方面展現(xiàn)出與人類相似的模式。因此，犬為研究社交注意力和相關(guān)神經(jīng)機(jī)制提供了一個(gè)理想模型。相比傳統(tǒng)的模式動(dòng)物，如小鼠，犬類在社會(huì)互動(dòng)、情緒感知以及對(duì)人類社會(huì)信號(hào)的響應(yīng)方面更加接近人類，使得研究結(jié)果更具可轉(zhuǎn)化性。此外，犬的行為易于訓(xùn)練和觀察，可以在非侵入性條件下評(píng)估復(fù)雜的社交行為和神經(jīng)調(diào)控機(jī)制，從而為孤獨(dú)癥的研究提供更直觀和有效的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)進(jìn)一步探索犬類模型，我們不僅可以深化對(duì)社交認(rèn)知障礙的理解，還能為未來(lái)孤獨(dú)癥的臨床干預(yù)策略提供更接近真實(shí)情境的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院、麥戈文腦科學(xué)研究所易莉研究員和湖北大學(xué)張永清教授為文章的聯(lián)合通信作者；中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所在讀博士生李雨默和北京師范大學(xué)王乾東博士為共同第一作者；中科院遺傳發(fā)育所袁思琦博士、香港中文大學(xué)碩士生林德堃和英國(guó)林肯大學(xué)郭昆教授做出了重要貢獻(xiàn)。本研究獲得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、武漢市科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院生物資源庫(kù)項(xiàng)目等的支持。
文章全文：
Li, Y. #, Wang, Q. #, Yuan, S., Lam, T. K., Guo, K., Zhang, Y.*, Yi, L.* (2025). Reduced attention to human eyes in autism-associated Shank3 mutant dogs. Molecular Psychiatry. https://doi.org/10.1038/s41380-025-02965-7
課題組以往相關(guān)工作：
Yi, L.*, Wang, Q., Song, C., Han, Z.* (2022). Hypo-arousal or hyperarousal? The mechanisms underlying social information processing in autism. Child Development Perspectives, 16(4), 215-222.
Wang, Q., Lu, L., Zhang, Q., Fang, F., Zou, X., & Yi, L.* (2018). Eye avoidance in young children with autism spectrum disorder is modulated by emotional facial expressions. Journal of Abnormal Psychology. 127(7), 722-732. doi: 10.1037/abn0000372
Wang, Q., Hoi, S., Wang, Y., Lam, C., Fang, F., Yi, L.* (2020). Gaze response to others' gaze following in children with and without autism. Journal of Abnormal Psychology, 129, 320-329。
Wang, Q., Lu, H., Feng, S., Song, C., Hu, Y., & Yi, L.* (2022). Investigating intra-individual variability of face scanning in autistic children. Autism, 26(7):1752-1764。
Wang, Q., Han, Y., Hu, Y., Li, X., Liu, J., Fang, H., Li, T., Chang, Y., Yi, L.* (2025). Orienting to and away from the eyes in infants at high likelihood for autism when scanning faces. Autism Research.
2025-04-01