光对自闭症者身心功能的影响及教育干预建议
论文分类:
【摘要】光的非视觉作用对个体身心功能的影响备受关注。在特殊教育领域中,研究者主要关注光对自闭症者生理活动和行为表现的影响。研究发现,受环境光照或闪光刺激的影响,自闭症组和对照组的被试在瞳孔光反射、皮肤电活动和视网膜电图等生理活动上存在显著差异;光对自闭症者重复刻板行为的影响尚未达成一致。但在睡眠行为上,研究者普遍发现夜间睡前短波和高照度的环境光不利于自闭症者的睡眠质量。在教育干预中,应首选自然光,且为双侧釆光;其次选择白炽灯而非荧光灯,且为间接照明;卧室中应尽量避免短波丰富且高照度的灯具。未来可以从婴儿早期自闭症筛査的光参数设置,自闭症者行为表现光干预、睡眠行为光干预和个性化照明系统开发等角度进行深入研究。
【关键词】非视觉作用自闭症生理活动行为表现光干预
分类号G760
人类活动与光息息相关,我们感知周围事物、进行生产生活和维持身心健康等都离不开光的参与。光是继食物和水之后影响人类身心功能的最重要环境输入之一,它不仅影响个体的视知觉,还对个体的生理活动、认知功能、行为表现和情绪体验等方面产生重要影响。研究者将后者称为光的非视觉作用(non-visualeffects),即紫外、可见和红外辐射对于人、动物、植物、微生物和材料所引起的除视觉以外的一切作用⑴。大量研究证实了光的非视觉作用现象,如相较于夜间(21:30开始)两小时的长波单色光(550nm,)暴露,夜间两小时的短波单色光(460nm)暴露显著抑制个体的褪黑素分泌,以及核心体温和心率的升高⑵。就认知功能而言,高照度(10001?)条件下,被试在工作记忆任务上的表现显著好于低照度条件(1001x)[3]o在行为表现上,Sleegeis等人发现,相较于标准白光(3001x,3000-4000Kc),亮白光(lOOOlx,6500K)显著提升了小学生的课堂注意力,同时注意力测验成绩也更好⑷。此外,光对个体情绪也会产生显著影响,如有研究发现,与低照度(4001x)相比,高照度(50001x)条件下被试感觉更快乐⑸。
自从1961年Rubin将光应用到自闭症儿童瞳孔光反射的检测中以来,探讨光对自闭症者身心功能影响的研究逐渐增多。但我们以“autism"和**light/illuminance"^/关键词在GoogleScholar和BingAcademic中捜索,又以“自闭症/孤独症”和“光/照度”为关键词在中国知网中搜索,均未找到国内外研究者针对该主题的文献综述研究,因此有必要对已有相关研究进行回顾梳理,为深化光对自闭症者身心功能影响的研究以及教育干预提供参考。本文从光对自闭症者生理活动、行为表现的影响,以及教育干预建议等方面进行梳理和介绍。
生理活动可以客观反应个体的身心功能状态。为探讨自闭症者和普通发展个体的生理活动特征,研究者将光引入到自闭症者的生理活动测量中,发现特定光诱发了自闭症者和普通发展个体之间有显著差异的生理活动,其中瞳孔光反射、皮肤电活动和视网膜电图(elec-troretinograms,ERGs)等生理活动受到研究者的关注。
当受到闪光刺激时,瞳孔会经历一个收缩和恢复的过程,即为瞳孔光反射⑹。在瞳孔光反射测量中,通常向被试的瞳孔呈现短暂(约100ms)的光刺激以诱发其瞳孔收缩,从而调节进入视网膜的光量,记录从光剌激开始到其结束之间瞳孔直径的收缩变化过程。
在已有研究中,通常考虑环境光和诱发瞳孔光反射活动的闪光刺激的参数设置。如在环境光设置中,通常选择在暗光环境〔ER,或亮光(30cd/II?)环境中进行实验[14->7],而在闪光刺激选择中,首选绿光(530nrn)U8-m,其次为复合光⑵-羽。
首次报告,在暗光环境中,给被试(7-12岁)呈现1-5秒的强光,测量其瞳孔光反射活动0」,但该研究中并未报告环境光和闪光刺激的参数设置。为考察环境光照度水平是否影响自闭症儿童的瞳孔光反射活动,研究者比较了暗光和亮光环境下自闭症儿童和普通儿童的瞳孔光反射活动〔狗。之后,有研究者提升亮光参数设置,考察高照度(220lx)和低照度(小于0.01lx)的环境光对其瞳孔光反射活动的影响〔勿。结果显示,在不同环境光条件下,自闭症组被试瞳孔光反射潜伏期(刺激开始到瞳孔开始收缩之间的时长)均显著长于控制组被试⑵-如,同时自闭症组被试的瞳孔光反射的收缩幅度(瞳孔直径初始值与瞳孔直径最大收缩值之差)显著小于控制组被试「3—33)。该结果说明,在特定环境光条件下,瞳孔光反射的潜伏期和收缩幅度可能是自闭症与普通个体相区别的典型生理指标,同时,由于瞳孔光反射活动受自主神经系统(autonomicnervoussystem)支配网,其活动异常表明自闭症者存在自主神经系统功能障碍。
闪光刺激能够诱发瞳孔光反射,绿光或白光是常用的闪光刺激。在以绿光为闪光刺激的研究中,结果并不一致,如有研究发现,绿光诱发的自闭症组的瞳孔反射潜伏期显著长于控制组W-36】,但有研究结果显示,自闭症组和控制组在瞳孔收缩幅度、收缩时长和PLR潜伏期等瞳孔光反射指标上的差异不显著,以上结果说明,闪光刺激诱发的瞳孔光反射活动受到个体差异的调节。复合光诱发的瞳孔光反射结果较一致,高风险自闭症婴儿的瞳孔相对收缩(收缩幅度与初始瞳孔大小之比)显著大于低风险自闭症婴儿的瞳孔相对收缩⑶-狈。该结果表明,复合光诱发的瞳孔光反射活动可以考虑作为预测高风险自闭症的指标,但未来需要更多研究进一步验证该结论。
皮肤电活动反应皮肤两点之间汗腺分泌物的电位差,其与生理唤醒相关。生理唤醒是个体在生理上的警觉状态,常以皮肤电活动等生理指标表示I"。鉴于环境光可以显著影响普通发展个体的皮肤电活动,有研究者探讨了光对自闭症者皮肤电活动的影响。
研究者考察了闪烁光(6次/秒)对自闭症被试和万方数据普通被试皮肤电活动的影响,结果显示,实验初期,普通被试的皮肤电活动显著高于自闭症被试,随着闪烁光次数的增加,两者的皮肤电活动水平趋于一致,即实验初期,闪烁光对普通被试生理唤醒的影响显著大于自闭症,但随着时间推移,两者差异不再显著〔⑴。但之后的研究显示,自闭症被试和普通被试的皮肤电活动在闪烁光(10次/秒)条件下的差异不显著M2)。最近,有研究者探讨了LED灯(6535K,46.21x)和荧光灯(6400K,451x)两种光源类型对自闭症被试皮肤电活动的影响,结果显示,相对于LED灯,荧光灯下3名自闭症被试的皮肤电导水平更高,而另1名被试的表现刚好相反,其皮肤电导活动在LED灯下更高,该结果表明自闭症被试在荧光灯下的生理唤醒水平更高。同时,该研究者也探讨了不同波长的单色光(黄光、绿光、红光和蓝光)对自闭症被试皮肤电活动的影响,结果显示,两名被试在黄光下的皮肤电导水平更高。而另两名被试在绿光下的皮肤电导水平更高,结果表明自闭症在黄光和绿光下的生理唤醒水平更高,光源类型对自闭症被试的影响存在个体差异〔43】。
视网膜电图记录了视网膜在暗光或亮光条件下,对短暂的闪光刺激所产生的电压随时间的变化,第一个负波(a波)表示光感受器对光的超极化,随后的正波(b波)是双极性细胞去极化的一个指标〔45】。在以自闭症者为对象的研究中,通常关注视网膜电图中b波的振幅或潜伏期。等人考察了暗光环境中,5种闪光刺激对自闭症被试视网膜电图的影响,结果显示,暗光环境中,仅在红色(>600nm)和蓝色(<470nm)闪光刺激下,48%的自闭症组被试(N=27)的b波振幅显著小于控制组*】,而Creel等人采用与前者类似的研究方法,结果显示,暗光环境中,仅在蓝色(<470nm)闪光刺激下,10名自闭症被试(共22名)的b波振幅降低⑷】。之后Constable等人的研究扩展了环境光变量,分别探讨暗光和亮光环境中,自闭症组和控制组被试的全视野视网膜电图特征,结果显示,仅亮光环境中(30cdm-2),白色闪光刺激(0.5logphotcdsm")引发的自闭症组被试的b波振幅显著小于控制组,而暗光环境中,两者在b波上的差异不显著〔刼。最近,Constable等人进一步考察了亮光环境中,不同亮度的白色闪光刺激(0.4,0.8,1.3,2.5,4.0,6.3,8.9,13和16photcdsm-2)对自闭症被试的全视野视网膜电图的影响,结果显示,仅在最亮的闪光刺激(16photcdsin")作用下,其诱发的自闭症组被试的b波振幅显著小于控制组,但b波潜伏期两者的显著差异仅出现在亮度第三的闪光刺激中(8.9photcdsm-2)[49],以上结果说明,环境光和闪光刺激特征是影响自闭症者和普通发展个体视网膜电图差异的重要因素。
自闭症者除存在沟通障碍、社会性互动障碍外,行为问题也是其主要障碍之一〔刘。鉴于光对普通个体行为表现有重要影响,研究者也从光源的类型、波长等视角探讨光对自闭症者重复刻板行为、睡眠行为和自伤行为的影响。
重复刻板行为是自闭症者的非社会性核心症状,包括一系列高频重复、形式固定且社会性目的不明显的行为集合⑸]。有研究者探讨了不同类型光源对自闭症者重复行为的影响,如Colman等人比较了荧光灯和白炽灯(517candles/m2)对6名自闭症男童重复行为的影响,结果显示,与白炽灯条件相比,荧光灯条件下自闭症儿童重复行为的持续时间更长3】。后来,Fenton等人的研究结果也显示,与白炽灯条件相比,荧光灯条件下自闭症儿童重复行为的持续时间明显更长〔a〕,该结果证实了Colman等人的研究结果。以上结果表明,相较于荧光灯,白炽灯更有利于降低自闭症者重复行为的时长。该结果可能与荧光灯的闪烁特性有关,如Frankel等人研究发现,闪烁光对自闭症儿童行为有强化作用,但对智力障碍儿童没有影响,闪烁光可能对自闭症儿童的行为产生不利影响。
此外,有研究者探讨教室环境中单色光对自闭症儿童刻板行为的影响。有研究发现,在各自偏好的单色光条件下,自闭症儿童可观察到的刻板行为比控制组明显减少,他们在各自偏好的单色光照明条件下被评定为自闭症者的可能性显著降低3]。Pauli研究发现,自闭症者在蓝光和绿光下的刻板行为(双手拍打)频率显著低于红光〔洵。但Pence等人研究发现,与普通教室环境光相比,教室蓝光没有改善自闭症者的刻板行为和课堂参与行为成]。以上研究结果并不一致,表明单色光对自闭症者刻板行为的影响有待后续研究进一步探讨。
睡眠问题长期困扰着自闭症者,也会诱发其情绪和行为问题。研究显示,50%-80%的自闭症者存在睡眠问题技],尤以失眠最为多发。当前睡眠行为的干预以行为训练为主,较少研究者探讨环境光对其睡眠行为的干预。如有研究发现,相较于控制组,自闭症被试在日间(9:00-12:00)接收的光照水平更高,其夜间的睡眠质量越差囱]。Nioi的研究结果进一步显示,夜间睡前蓝波成分丰富的环境光照射与低睡眠质量显著相关,同时,夜间睡前高照度的环境光照射与低睡眠质量显著相关⑹]。以上结果表明,日间和夜间睡前高照度和短波长的环境光照射,不利于自闭症者的健康睡眠。值得一提的是,有研究者建议采用光疗法(lighttherapy)治疗自闭症者的失眠(insomnia),即早晨给予自闭症者30分钟到120分钟的2500k光暴露,但这仅是根据儿童季节性情感障碍的治疗经验而提岀,并没有实证研究基础〔⑵O
自伤行为是指所有针对自己身体进行直接伤害的行为。在特殊教育领域,自伤行为多出现于自闭症儿童和智力障碍儿童中囱]。其干预通常以良好行为训练、控制引发行为的特殊刺激或提供替代性刺激为主凶]。光是否可以干预自伤行为引起研究者的兴趣。Leisman等人检验了低强度激光疗法(LowLevelLaserTherapy,LLLT)(635nm的脉冲激光)对自闭症者自伤行为及其他问题行为的治疗效果,他们分别使用不同波长的光(635nm的脉冲激光VS.635nmLED)对自闭症被试进行干预,被试接受为期4周,共8次,每次5分钟的颅底和顯部激光照射。结果显示,与基线阶段相比,低强度激光疗法(635nm的脉冲激光)干预后自闭症被试在《自伤子量表》(AberrantBehaviorChecklist)的得分更低,且4周后量表得分仍然显著低于基线阶段。表明该疗法可以有效地降低自闭症者的自伤行为频率,且干预效果可持续4周[⑸。
鉴于自闭症者所处的环境光可以显著影响其行为表现,为给自闭症者创设一个舒适、避免诱发问题行为的室内环境光,我们从光源类型、采光方式、照明方式和卧室灯具选择等方面提出教育干预建议。
光源类型分为自然光和人造光,前者来源于太阳,而后者是人类发明的光源,如蜡烛、油灯、电灯和激光等。研究发现,在光源类型上,相较于人造光,自然光是自闭症者偏好的光源〔⑹。因此,在室内环境设计中,优先考虑自然光,其次为人造光。在人造光源选择上,为避免注意力分散,研究者建议在室内中选择白炽灯而非荧光灯,因为荧光灯的闪烁和电流噪声(嗡嗡声)会引起自闭症者的强烈关注,引起其注意力分散⑹]。
自然采光能提高自闭症者的舒适度,使其心情放松。各类建筑的开窗方式分为侧窗采光、天窗采光、混合釆光三类,侧窗釆光按所处位置分为单侧窗、双侧窗和高侧窗。有研究者探讨了双侧釆光(bilateralside-daylighting)方式在科威特自闭症者中心(KuwaitAutismCentre)的应用,证实其对自闭症者的身心健康有积极影响風]。同时,根据我国建筑采光设计标准,专用教室、实验室的釆光系数标准值为3%,室内天然光照度标准值为450lx曲],其可作为国内特殊教育学校或机构的采光设计参考。
按光的分布和照明效果可将照明分为直接照明和间接照明。为避免眩光反应诱发自闭症者的问题行为,研究者推荐间接照明(indirectlighting),即光源不是直接把光线投向被照射物,而是通过墙壁,镜面或地板反射后产生照明效果。英国AclandBuighley学校的自闭症者中心,阿拉伯联合酋长国的阿布扎比自闭症者中心(Abudhabiautismcentre)均采用间接照明'和。4.4自闭症者卧室应避免安装短波丰富的高照度灯具由于自闭症者之间存在显著的感官敏感性差异,自闭症者对同一环境光可能会产生完全相反的行为表现。如有研究发现,自闭症者在蓝光和绿光下的刻板行为(双手拍打)频率显著低于红光血。而Sha此ef等人研究发现,自闭症者的教室宜采用复合白光而非单色光〔”]。因此研究者在室内环境光参数设置上没有达成一致意见,有待后续研究进一步探讨。但值得一提的是,研究发现,夜间睡前蓝波成分丰富的环境光照射不利于自闭症者的健康睡眠”31,因此,自闭症者卧室应避免安装短波丰富的高照度灯具。
传统的自闭症诊断以行为观察和问卷访谈为主,对潜在自闭症者的诊断须在其2岁以后进行,而早发现早干预对自闭症者的干预效果有重要影响,那么婴儿早期的自闭症筛查具有重要意义。有研究初步发现,特定光诱发了高风险患自闭症者婴儿(9~10个月龄)与普通发展个体间有显著差异的瞳孔光反射活动Ml,但该研究还不足以支持光在婴儿早期自闭症筛査中的应用。因此,将光与生理活动相结合,找到婴儿早期自闭症筛查具体有效的光参数设置是未来研究方向之一。
当前自闭症者行为表现的光干预研究仍处于早期阶段。首先,已有研究主要探讨了光源类型和单色光对其行为的影响,光的色温属性对自闭症者行为的干预研究较少见,而色温对普通被试身心功能有显著影响已被大量研究所证实;其次,自闭症者间的感觉异常(感觉过敏和感觉迟钝)没有受到光干预研究的关注。研究发现,儿童总体感觉异常的发生率为74.05%,各类感觉异常的发生率为42%(感觉过敏)和67.18%(感觉寻求)El,而自闭症者间的感官异常影响其对环境光的情绪行为反应,这可能是导致不同研究结果不一致的主要原因;最后,已有自闭症者行为表现的光干预研究主要由国外研究者完成,极少国内研究者探讨该主题,而国外研究结果是否适用于我国自闭症者还不得而知。因此未来自闭症者行为表现的光干预研究可从以下三方面开展:第一,探讨光的色温或将其与照度水平结合,探讨光对自闭症者行为表现的干预效应;第二,在自闭症者感觉异常分类基础之上,探讨环境光对其行为表现的影响,进而制定不同感觉异常类型自闭症者行为表现的光干预方案;第三,开展我国自闭症者行为表现的光干预研究。
当前,自闭症者睡眠问题的干预以药物和行为干预为主,其光干预还未引起研究者的关注。已有研究仅发现夜间睡前蓝波成分丰富的光和高照度光不利于其睡眠港〕,但怎样的环境光设置有利于促进其睡眠仍然未知,因此,自闭症者睡眠问题的光干预是未来研究方向之一,如光干预的时间点、时长和光参数设置等问题值得研究者探讨。
当自闭症者能够根据个人的舒适程度来调节光照强度时,他们会感到更加舒适,许多症状可能是他们感觉不适的表现港]o在DSM-V的自闭症诊断标准中,新增了个体感知觉特点的描述,说明诊断标准制定者也意识到个体所处环境对自闭症者的行为有重要影响。未来可以针对不同感知觉特点的自闭症者群体研发可自主调控光参数的个性化照明系统,以促进其适应性行为的习得和发展。
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