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声音频率和声源性别对自闭症儿童声音性别识别的影响

  • 2024-06-06 15:11:10
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来   源:中国特殊教育2021年第7期(总第253期)
作   者:
摘   要:声音性别识别是指分辨声学信息中所包含的性别信息⑶,个体对声音性别识别的成功与否在很大程度上影响着社会互动的进程⑷。鉴于社交互动缺陷是自闭症儿童的核心障碍之一,对声音性别识别进行研究将有助于理解自闭症儿童对听觉社交线索的加工特点,并为教师、临床人员的干预工作提供新思路。
关键词:社会认知,特殊教育,听觉异常,特殊儿童,社交障碍,自闭症谱系,语言理解能力,高功能自闭症

林玄摩1**宋妥妮2叶嘉城1潘戒I

(1.浙江师范大学杭州幼儿师范学院(特殊教育学院),杭州,311231;

2.温州市特殊教育学校,温州,325000)


摘要】为探讨自闭症儿童在不同声音频率和不同声源性别条件下的声音性别识别能力及

其听觉异常行为的具体表现,本研究选取自闭症儿童和普通儿童各24名对30段音频材料进行声音性别识别,结果发现:自闭症儿童对声音性别识别的正确率显著低于普通儿童;两组儿童对声源的声音性别识别均受到声音频率的影响,其中自闭症儿童对女性极低频声音的性别识别正确率显著高于普通儿童。研究表明,自闭症儿童的声音性别识别能力比普通儿童弱,且在声音性别识别的加工过程中表现岀较为明显的听觉局部加工特征。

【关键词】自闭症儿童声音频率性别识别声源性别

分类号B846

本文为2020年度教育部人文社会科学研究青年基金项目“自闭症谱系障碍儿童社交定向的眼动特征及其教育应用研究”(项目编号:20YJC880052)和浙江师范大学大学生创新工作室“自闭症儿童的早期预警和发展评估”建设项目的阶段性成果之一。

[*林云强,博士,副教授,研究方向:特殊儿童临床研究、学前儿童融合教育。


1前言

性别识别作为一种重要的社会认知能力,在社会互动、配偶选择等日常活动中扮演重要角色,对儿童的社会性发展起关键作用。在社交场景启动过程中,声音往往作为第一个被个体获得的信息,是性别识别的重要信号之一『2]。声音性别识别是指分辨声学信息中所包含的性别信息⑶,个体对声音性别识别的成功与否在很大程度上影响着社会互动的进程⑷。鉴于社交互动缺陷是自闭症儿童的核心障碍之一,对声音性别识别进行研究将有助于理解自闭症儿童对听觉社交线索的加工特点,并为教师、临床人员的干预工作提供新思路。

声音性别识别需要个体能够对声音频率等信息进行准确感知。声音频率是指声波的振动频率,单位用赫兹(Hz)表示⑸,它的高低会影响人耳对声音调子高低的主观感受。研究显示,声音频率是声音性别识别最有效的预测因素⑹,这是因为男性与女性的声音差异主要就体现在音调的高低及声音的频率上。典型男性声音的频率变化范围是107~147Hz,而典型的女性声音频率变化范围则是170~224Hz[7]o正是由于男女性在声音频率上存在差异,通常情况下依靠声音频率线索就可以对声音进行性别判断⑻。目前,有关自闭症儿童声音性别识别能力的研究甚少,仅发现高功能自闭症儿童能像普通儿童一样正确识别声音性别E-皿。但由于研究数量较少、被试群体有限,声音频率这一线索在自闭症儿童声音性别识别过程中所起到的作用有待进一步探讨。

临床研究发现自闭症儿童对感觉刺激存在异常反应,如对感觉刺激的极度迟钝或高度敏感、感觉扭曲等m-成。有关听觉刺激的研究指出:自闭症儿童对生活中频率较高的声音耐受能力差,甚至对某些常见的声音(如铃声、汽车马达声、炒菜声、锅碗瓢盆敲击声,甚至是日常谈话、朗读课文的声音)都可能会表现出极为强烈的反应及明显的听觉行为异常[16-,7]0也有研究发现自闭症儿童在音调的感知方面比普通儿童更加敏感,例如,自闭症儿童在纯音记忆、音高区辨(pitchdiscrimination)及复杂音律记忆等任务中的表现比普通儿童出色港]。自闭症儿童的听觉异常行为引发了研究者对其认知加工机制的探讨,Watling等人认为自闭症儿童可能存在中枢神经系统的功能障碍,因此不能对听觉等感官刺激信息进行有效整合,从而表现岀对外界刺激的异常反应叫。珏arpe等人的观点与此相近,认为自闭症儿童对声音的异常反应不是由其对声音的感觉障碍所致,而更有可能是与其对声音的注意缺陷有关,即与中枢神经系统的整体加工(globalprocessing)障碍有关㈣。但是,Mottron等人的研究却发现自闭症儿童对声音信号的整体加工能力与普通儿童

相似,且对声音信号的局部加工(localprocessing)能力明显高于普通儿童oFrith等人认为自闭症儿童的局部加工能力强于普通儿童是由其对信号的整合能力(即整体加工能力)减弱导致的SI。

本研究推测自闭症儿童听觉行为异常是由其对声音信号的整合能力与局部加工能力不平衡导致的。若自闭症儿童能对不同声源声音频率的声音性别做出准确的判断,说明其对声音加工时倾向于优先釆取整体加工;若自闭症儿童仅能对特定声源性别或声音频率做出准确的声音性别判断,则说明其整体加工能力欠缺,而更依赖于对声音进行局部特征加工。故本研究以声源性别(是指来自某个声源的声音性别信息)作为声音信号传递的介质,以声音频率(即基频,用F0表示)作为对声音信号局部加工的一个重要参数,以声音性别识别正确率作为反映自闭症儿童加工声音信号特征的切入点,探究自闭症儿童听觉行为异常在不同声源性别的声音频率任务中的具体表现,尤其是深入了解自闭症儿童在对声音信号的局部加工能力上是否与普通儿童存在差异。


2研究方法

2.1被试

本研究采取方便取样的方式,在某省特殊教育学校选取自闭症儿童33名,在幼儿园和小学选取普通儿童30名,参加实验的自闭症儿童都具有正规医院或相关专业机构的诊断报告,且智商分数低于70。参考同类研究被试选取的方法,正式实验要求所有被试能就性别识别结果进行有声词汇回应,故剔除在实验过程中无出声反馈的自闭症儿童9名,普通儿童6名。最终保留符合条件的自闭症儿童(男19名,女5名)和普通儿童(男19名,女5名)各24名。其中,自闭症儿童的平均生理年龄为127.18±26.14月,普通儿童的平均生理年龄为74.32±5.15月。釆用皮迪博图画词汇测验(PeabodyPictureVocabularyTest-Revised,PPVT)测量两组被试语言发展的心理年龄,并进行差异检验以验证两组儿童心理年龄是否匹配。结果显示,两组儿童的语言理解能力不存在显著差异(t(47)=0.61.P=0.43)。

2.2刺激材料,

音频材料要求未处理过的原声均需在典型的男性或女性声音频率范围之内。声音材料采自于在校大学生,共13名(男性6名,女性7名,平均年龄为21.53岁)。

2.2.1音频材料采集

大学生声音模特以平淡、不带情绪的陈述语气说出“小朋友好,猜猜我是男的还是女的”这句话,总时长控制在5秒以内。使用AdobeAudition专业音频编辑软件分别测查出原声音频相对应的声音频率,剔除在原声频率范围(男107~147Hz,女170~224Hz)以外或临近边缘的音频材料。然后将所选音频随机排序转给30名在校大学生进行一致性评定,最终筛选出其中6段一致性在85%以上的音频(男声3段,女声3段)作为源文件。表1实验音频材料频率分布情况

2.2.2音频材料频率处理

使用AdobeAudition专业编辑软件对6段音频源文件进行频率处理,釆用升高或降低频率的方法将原声音频转变为5个声音频率区间的独立音频,每个频率区间间隔为2个半音,最多升高或降低4个半音,其中,“原声”区间为未经处理的原声音频;“低频”区间是在原声音频基础上降低2个半音;“极低频”区间是在原声音频基础上降低4个半音;“高频”区间是在原声音频基础上升高2个半音;“极高频”区间是在原声音频基础上升高4个半音。同时,将所有音频调整至同一响度,每改变2个半音,就独立编码一个音频材料,6段音频源文件经上述程序处理后,共得到正式实验所需的音频材料30段(见表1)。

2.3实验程序

通过E-prime程序完成数据采集。实验在一个安静舒适、光线充足的房间中完成,被试坐在离电脑屏幕约40厘米的椅子上,戴上耳机,调整到最为舒适的状态后开始实验操作。主试将实验的基本步骤通过口述为主、文字为辅的方式告知被试。

正式实验前,被试要先进行练习。练习实验中的音频材料均为未经频率处理的原声文件,如果被试的准确率达到或超过80%,即可开始正式实验;反之,则重复练习,直至准确率达到80%。若被试在重复练习三次后仍然没有达到80%的准确率,则停止实验。实验过程中的按键反应均由主试完成,练习实验用时约40-60秒。

正式实验时,在屏幕中央呈现注视点"+”,1000毫秒后自动跳转剌激界面。刺激界面中央有一个“喇叭”图片,同步随机播放一段5000毫秒的音频材料。随后,程序跳转至男女照片界面,要求被试以口头报告的方式,用最快速度对刚才听到的“声音”做出性别判断,主试同步做出按键反应后,自动转入反馈界面。反馈界面中央有一个“大拇指”图片,持续时间1000毫秒,随后进入下一试次(见图1)。平均每名被试完成正式实验用时约300秒。图1实验程序流程

2.4数据处理

通过SPSS23.0对采集到的行为数据进行分析,主要是对两类儿童声音性别识别正确率进行描述性统计和差异性检验。


3研究结果

两组儿童在不同声源性别与频率区间下性别识别的正确率见表2O对声音性别识别正确率进行2(被试类别:自闭症儿童和普通儿童)x2(声源性别:男性和女性)x5(声音频率:极低频、低频、原声、高频和极高频)的重复测量方差分析,结果显示:被试类别的主效应显著,F(】,“)=7.28,p<0.05,^=0.14,g闭症儿童声音性别识别的正确率被试类别与声源性别的交互效应显著,F(i,“)=7.62,p<0.01,*=0.14。简单效应分析发现(见图2),普通儿童组对男女两性声源的声音性别识别正确率存在极其显著的差异,F(i,%)=20.30,p<0.001,f=0.14,表现为对男性声源的声音性别识别正确率(M=0.96,SD=0.03)显著高于女性声源(M=0.79,SD=0.03),而自闭症儿童组对男女两性声源的声音性别识别正确率没有显著差异。图2被试类别与声源性别的交互效应情况

被试类别与声音频率的交互效应显著,F(4,43)=7.62,p<0.01,蜡=0.33。简单效应分析发现(见图3),声音频率为原声、极高频、高频时,自闭症儿童的声音性别识别正确率均显著低于普通儿童(ps<0.05);而声音频率为低频和极低频时,自闭症儿童与普通儿童的声音性别识别正确率没有显著差异(ps>0.05)o

从另一个角度看,无论是自闭症儿童组还是普通儿童组,被试对不同声音频率的性别识别正确率差异均显著(ps0.05)o

被试类别、声源性别与声音频率的交互效应极其显著,F(4,43)=5.16,p<0.01,《=0.32。由于男女性别的声音本身就有频率差异,单纯分析频率区间对声音性别识别的影响意义有限,故本研究分别对男性声源和女性声源的声音性别识别正确率进行2(被试类别:自闭症儿童组男口女自闭症儿童和普通儿童)x5(声音频率:极低频、低频、原声、高频和极高频)的重复测量方差分析,结果如图4所示。图4被试类别、声源性别和声音频率的交互效应情况

当声源性别为男性时,方差分析结果显示,被试类别的主效应显著,F(璀)=13.02,p<0.01,蜡=0.22,自闭症儿童的声音性别识别正确率(M=0.81,SD=0.03)低于普通儿童(M=0.96,SD=0.03);声音频率的主效应显著,乩,43)=8.11,p<0.01寫=0.43,两组儿童对男-极高频的声音性别识别正确率(M=0.71,SD=0.29)显著低于其他4个音频水平;声音频率与被试类别的交互效应不显著。

当声源性别为女性时,方差分析结果显示,被试类别的主效应不显著;声音频率的主效应显著,F(4,43)=59.71,p<0.01,*=0.85;声音频率与被试类别的交互效应显著,恥43)=5.21,p<0.01,朮=0.67。简单效应分析发现,在声音频率差异上,无论是自闭症儿童组还是普通儿童组,被试对女-低频和女-极低频的声音性别识别正确率均显著低于女-原声、女-高频、女-极高频,且对女-极低频的性别识别正确率显著低于女-低频(ps<0.05);在被试类别差异上,在女-原声、女-高频、女-极高频、女-极低频四种条件下,自闭症儿童与普通儿童的性别识别正确率均无显著差异(ps>0.05),但在女-极低频条件下,普通儿童的正确率(M=0.17,SD=0.22)显著低于自闭症儿童(M=0.44,SD=0.26)。


4分析与讨论

4.1自闭症儿童对典型声音性别识别的能力总体偏弱

本研究结果显示,在五种声音频率条件下,自闭症儿童的声音性别识别能力均显著低于普通儿童。可见,自闭症儿童在感知声音中社会线索的能力上存在一定的损伤,听觉行为异常表现较为明显,对典型声音的识别能力较弱。神经影像学研究发现,负责识别面部和声音的大脑区域(在颗上沟)部分重叠,自闭症个体发声和接受声音所诱发的皮层激活程度显著低于典型发展个体'可。然而,尽管自闭症个体的大脑皮层对

声音的加工存在异常,但尚不清楚这是否意味着自闭症个体感知声音社会特征的能力受损。Groen等人以20名高功能自闭症儿童为被试开展了相似的研究,结果发现高功能自闭症儿童在声音性别识别上与智力相匹配的典型发展儿童无显著差异〔切,与本研究的结果不一致。这可能与研究被试的选择有关,Gmen等人的研究所选用被试皆为高功能自闭症儿童(智商分数均高于80),而本研究中的自闭症儿童均来自特殊教育学校(培智学校)中的非高功能个体(智商分数均低于70),可能表明自闭症儿童的声音性别识别能力与其自身发展水平有关。

4.2自闭症儿童的声音性别识别能力受到声音频率的影响

本研究发现,自闭症儿童在原声条件下的声音性别识别能力显著高于其他频率条件下的声音性别识别能力,且声音频率在极高频(原音频基础上升高4个半音)或极低频(原音频基础上降低4个半音)时,声音性别识别的正确率下降趋势明显。这表明声音频率会影响自闭症儿童对声音性别的识别。国外同类研究也发现,在声音基频(F0)的基础上进行“+250田或-140压”频率转换时,自闭症儿童的声音性别识别的错误率增加,且需要更多的性别识别反应时间「成。此外,声音频率信息会影响到个体对说话者声音信息的主观感受,同时声音频率特征与个体对声音所反映的情绪特征的感知紧密相关。通常情况下,原声频率传递的声音信息最为自然、真实和舒适;高频率传递的声音信息较为活跃、激动与亢奋;低频率传递的声音信息较为安静、低沉与抑制。自闭症儿童对非原声频率的声源性别判断正确率较低可能与其对情绪性信息的加工能力弱有关。本研究发现普通儿童对低频声音的性别识别正确率显著高于极低频,对高频声音的性别识别率显著高于极高频,但是自闭症儿童对低频与极低频、高频与极高频声音的性别识别正确率却不存在显著性差异,与日常生活中自闭症儿童对他人“生气”与“非常生气”、“高兴”与“非常高兴”情绪分辨较为困难的表现类似,这也进一步表明自闭症儿童对声音频率所传递的社会性刺激信息的知觉效能较低〔27)。

4.3自闭症儿童对不同声源性别和频率区间的声音性别识别存在听觉局部加工特征

对各种感官信息进行处理与整合被认为是个体认知加工的重要组成部分,而对声音声源性别判断的正确与否更是反映个体听觉加工能力的主要指标。本研究结果显示,普通儿童对男性声源的声音性别识别正确率显著高于对女性声源的声音性别识别正确率,但自闭症儿童对男女两性声源性别识别的正确率却不存在显著性差异,说明自闭症儿童对声音听觉信息性别识别的整体加工能力较弱,对声音频率所传递的性别信息难以进行准确判断,且对男性声源的声音性别识别更为困难,这与自闭症儿童对图形视觉信息的整体加工不稳定这一特征较为相似伽]。但是,自闭症儿童对声音性别识别的整体加工不足是否意味着存在局部加工方面的优势?本研究结果显示,男性声源的极高频和女性声源的极低频都会对自闭症儿童和普通儿童造成声音性别识别上的困难,但自闭症儿童对女性-极低频声音性别识别的正确率显著高于普通儿童。不同声源性别的声音频率是声音局部加工的重要参数之一,本研究推测自闭症儿童可能对声音的局部加工能力尤其是对女性声音极端频率的加工能力高于普通儿童,该结果与Mottmn等人的研究结论相吻合,即自闭症儿童对声音信号的局部加工能力高于普通儿童a】。需要指出的是,除特定声音频率外,个体在进行声音性别识别时可能还会借助声音的其他声学特征(如:响度、音调及音色)或社会习得常识等因素进行整合和概括。先前研究也发现普通个体还会根据与声源个体生理和心理特征相关的声学模式对声音进行辨别〔3。]。因此,对于自闭症儿童是否存在对声音信号的稳定的听觉局部加工优势这一问题,仍需要更多的循证研究来证实。

4.4改善自闭症儿童声音性别识别能力可从感统训练与社交定向干预入手

声音性别识别是自闭症儿童社会交往发展过程中不可或缺的能力之一,提升该能力对改善自闭症儿童社交障碍有重大意义。本研究发现自闭症儿童声音性别识别能力偏低,其原因可能在于自闭症儿童对声音线索的社交定向不足,在声音线索感知过程中存在局部而非整体的加工特征,具体表现为自闭症儿童对声音线索的注意不足或从听觉线索中提取有效社交线索(如声源性别)的能力偏弱。因此,建议临床干预人员和教师可以从多感官通道整合训练和听觉线索社交定向干预着手,挖掘可提升自闭症儿童声音感知能力的训练与干预方案。此外,有研究表明自闭症儿童对熟悉个体(尤其是母亲)的声音存在声音感知偏好Bl,在设计干预或训练材料时,可优先考虑将自闭症儿童熟悉的、原声频率的声源作为最低难度的干预材料,然后逐步向陌生、高频(或低频)和极高频(或极低频)声源材料过渡。同时,神经影像学研究发现,自闭症儿童的声音感知皮层与奖赏通路(如多巴胺奖赏通路和杏仁核相关联想学习系统)之间的连接不足且不稳定「32〕。因此,在训练与干预过程中应重视运用奖赏强化机制,激发自闭症儿童对声音学习的主观能动性,以期在最大程度上改善自闭症儿童的声音识别效能。


5结论

(1)自闭症儿童的声音性别识别能力偏弱,显著低于言语理解能力相匹配的普通儿童。

(2)不同声源的声音频率对自闭症儿童的声音性别识别影响显著。

(3)自闭症儿童在声音性别识别加工过程中表现出较为明显的对女性声源极低频声音频率的听觉局部加工特征。

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李俊
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