性染色体三体(XXX, XXY, XYY)对注视面部和影响识别的影响:一项横断面眼动跟踪研究

背景

大约1:650-1000的孩子出生时带有额外的X或Y染色体(47,XXX;47岁,XXY;47,XYY)，导致性染色体三体(SCT)。这项国际横断面研究旨在调查SCT儿童早期的面部注视和对识别的影响，目的是寻找支持和治疗的指标。

方法

一组101例SCT患儿(年龄1-7岁;米_年龄= 3.7年)，以及98名无SCT的儿童(M_年龄= 3.7)。使用眼球跟踪方法测量眼睛注视面部的模式，该方法量化静态面部对眼睛的第一次注视和注视持续时间，以及动态范式中对眼睛和面部的注视持续时间(有两种情况:单张脸和多张脸)。使用nepsyi - ii神经心理测试组的情感识别子测试来测量情感识别。招聘和评估在荷兰和美国进行。

结果

眼动追踪结果显示，与没有SCT的儿童相比，患有SCT的儿童从3岁起就表现出较低比例的注视时间。此外，在情感识别的临床范围内也发现了损伤(32.2%的SCT组得分低于平均范围)。

结论

这些结果强调了在纵向设计中进一步探索SCT儿童社会认知技能发展的重要性，情感识别技能的监测，以及旨在支持对社会重要信息和情感识别的注意发展的(预防性)干预措施的实施。

大约1:650-1000的儿童出生时多了一条X或Y染色体，导致染色体模式47,XXY (Klinefelter综合征;KS)， 47,XXX (X三体或三X)或47,XYY (XYY综合征)，而男孩和女孩的典型核型为46,XY或46,XX。这些性染色体三体(SCTs)是由早期细胞分裂时X或Y染色体自发不分离引起的，通常未被诊断出来[4,6］．SCT在怀孕期间被越来越多地确认为最近无创产前筛查技术进步的结果(即，无创产前筛查试验的引入;NIPT)。因此，目前有一个独特的机会来深入了解SCT患儿发育风险的发育途径和机制，这是迄今为止尚未受到太多关注的研究领域。

SCT患者之间存在广泛的表型变异性，在儿童和青少年以及成年生活的发育过程中，出现躯体、神经发育、教育、行为和心理困难的风险增加[37］．儿童和青少年的神经认知障碍包括语言发育障碍、社会认知障碍和执行功能障碍。SCT的整体智力功能是可变的，从受损到高于平均水平;平均智力功能处于平均水平和低平均水平之间[38］．然而，许多研究只包括患有SCT的青少年和成人，并且大多数研究集中在体细胞表型上[28］．SCT患者的社会适应功能近来受到越来越多的关注。尽管SCT患者的社会表型是可变的，并且在SCT组内差异很大，但人们越来越认识到SCT患者的社会焦虑、社会互动和社会适应困难以及社会认知能力受损的风险增加[38,41,42］．有趣的是，SCT患者的神经影像学研究表明，X和Y染色体影响参与高阶认知的大脑网络(见综述:[18])。一项神经影像学研究比较了额外的X和Y染色体对皮层解剖结构的影响，有助于我们理解SCT患者在社会认知领域脆弱性的神经机制，因为研究表明，额外的X或Y染色体的存在会对“社会大脑”网络中大脑区域的成熟产生汇聚性影响[30.］．

对社会认知发展的洞察有助于理解社会适应功能的脆弱性(如社会模型所述:[3.])。社会认知被定义为感知和处理社会信号的能力，以及在社会互动中作出充分反应的能力[9］．这些社会处理技能在很大程度上独立于其他认知能力，如语言、智力和注意力[29］．最近一项关于SCT儿童社会认知能力的稀缺文献综述[39的研究表明(尽管这些能力尚未完全成熟)，通过父母报告和基于表现的测试评估，社会认知能力的发展已经被发现从8岁及8岁以上开始受到影响。然而，社会认知功能并没有在更年轻的群体中进行研究。

社会认知功能源于生命最初几年大脑功能和网络的动态和复杂发展。受SCT等遗传因素和环境影响的影响，大脑中感知和理解社会信息的区域成熟并促进社会认知的发展。社会认知障碍影响儿童如何感知和与环境互动，这在广泛的精神病理学中受到影响，包括自闭症谱系障碍(ASD)和注意力缺陷/多动障碍(ADHD);与同龄人相比，患有SCT的儿童表现出更高比例的这些行为分类(回顾见:[41])。为了更深入地了解导致精神病理的大脑行为动力学，研究社会认知技能早期发展过程中年龄相关的危险因素是很重要的。由于社会障碍对日常生活有很大的影响，因此有必要对SCT儿童早期发育期间的社会认知能力进行客观研究，并有助于确定(预防性)支持和治疗的指标。

社交场合提供了大量需要同时处理的信息。这些情况触发了个体的社会认知机制，以选择能够充分回应的信息。这种社会相关刺激的选择性认知处理的核心是对社会信息的自动和自发的视觉定向，这被称为社会注意。脸在社会环境中尤其重要，因为它们提供了丰富的社会相关信息，因此在成功的社会互动和适应功能中非常重要。从出生开始，新生儿就表现出对面孔的自动定位，并且非常喜欢关注与面孔相似的图案([21];有关眼球追踪研究的综述，请参见[31])。研究表明，眼动追踪是一种适合于评估幼儿对社会重要信息的视觉取向不同方面的发展变化的技术。通过眼动追踪测量，人们对社会信息的注视被发现与从社会信号中学习和发展日常社会行为的能力密切相关。12］．甚至比其他面部特征更重要的是，眼睛区域是最常用于了解他人精神和情绪状态的信息来源，也是我们最关注的地方。20.］．在幼儿(以及一般人)中，对社会刺激的视觉定向偏好在很大程度上是自动的，不需要付出什么努力。24］．然而，有意识地识别他人脸上的情绪需要更多的处理时间，还涉及到其他更高阶的(神经)认知技能(如语言能力;［1])。对情感面部表情的识别为检测他人的情绪状态提供了机会，因此在社会互动中很重要。15］．据信，社会认知障碍(如对社会线索的自发视觉注视和面部影响识别)可能是SCT患者社会行为困难的关键机制之一(例如[41])。

事实上，有证据表明，与没有SCT的个体相比，有SCT的个体以不同的方式关注社会线索。在47,XXY的成年男性和有额外X染色体的男孩和女孩(47,XXX和47,XXY)的眼球跟踪研究中，与没有额外X染色体的男孩和女孩相比，他们对眼睛的注视时间更短，并且在扫描静态面部表情时都没有首先注视眼睛的典型倾向[40]，以及在影片片段中动态呈现人脸时[45］．研究还表明，男孩和47,XXY的成年人在识别面部情绪方面存在困难[43］．有额外X染色体的学龄儿童和青少年(47,XXX;47,XXY)也显示出识别愤怒面部表情的障碍[45］．然而，据我们所知，目前还没有研究调查这些眼睛注视到面部社会信息的不同过程以及面部表情识别障碍是否也存在于非常小的SCT儿童中，是否也存在于47,XYY的个体中。因此，本研究的主要问题是，眼睛注视面部和影响识别的困难是否在生命的早期就已经存在。我们调查了1 - 7岁范围内的三个不同年龄组。原因有两方面。首先，儿童早期在神经、神经认知和行为层面上都是社会发展迅速成熟的时期[34］．因此，在临床实践中，研究SCT患儿与同龄人相比，在儿童早期发育的哪个阶段发生不同是很重要的。因此，研究儿童早期不同阶段导致社会发展受损风险的脆弱性至关重要，以便确定风险的早期标志和监测和干预的目标。其次，在典型的发展中，社会技能的成熟不是线性的，也就是说，这些社会认知能力是逐渐发展的，并在一个社会里程碑的时间序列中交织在一起，这些时间序列可能是形成适当的社会功能所必需的[34］．因此，在早期发展的不同阶段，关注面部凝视和情感识别的脆弱性是很重要的。

与没有遗传变异的儿童相比，患有其他遗传综合征的幼儿对关键社会情感特征的目光减少和延迟的研究(例如脆性X染色体综合征[11];)及ASD(阅览:[7,16)表明，在处理社会线索方面与正常发展群体的差异部分由任务刺激的性质决定。在当前的研究中，为了评估眼睛注视面部的细微差别，在构建眼球跟踪范式时考虑了三个因素。首先，我们研究了各种结果测量:凝视面部的基本能力，以及在较长一段时间内面对面部时焦点区域的选择。其次，我们研究了静态和动态范式下对面孔的眼睛注视，因为我们发现，在仅使用静态社会刺激的任务中，与使用动态社会刺激的任务相比，具有社会注意力缺陷风险的个体在仅使用静态社会刺激的任务中表现得相对较好(参见示例[13])。最后，我们使用了单面和多面范式，因为我们已经发现，刺激的社会内容和丰富程度是社会注意力困难和社会适应和沟通障碍严重程度的重要预测因素(参见示例:[35])。

总之，患有SCT的学龄儿童、青少年和成年人有发展社会认知能力困难的风险。更具体地说，与没有SCT的人相比，他们在引导眼睛注视社会重要线索方面表现出差异，并且在识别面部表情方面存在障碍。不幸的是，目前还没有关于SCT患儿早期发病和这些参数发展的研究。在早期发展的不同年龄阶段，对眼睛注视面部和面部情感识别技能的彻底调查，可以更深入地了解导致晚年社交和沟通困难的早期标记和发展途径，并有可能为(预防性)支持或干预提供目标。

在这项研究中，我们旨在研究这些在社会适应发展中重要的早期标记。我们的研究问题如下:首先，与未接受SCT的儿童相比，接受SCT的儿童在处理社会信息方面是否存在差异，即在早期发展的不同年龄阶段，在观察静态面孔和动态社会场景时，较少关注与社会相关的线索?其次，与正常发育的同龄人相比，处于不同年龄阶段的SCT儿童在情感识别技能方面是否存在困难?最后，我们旨在研究研究地点、招募偏见和核型在眼睛注视面部和影响识别中的作用。虽然SCT表型的表现涉及许多因素，如诊断时间，但本研究的目的是通过关注不同年龄组的眼睛注视面部和影响识别来帮助了解SCT的早期表型，这一点迄今仍未得到探索。基于X和Y染色体与支持社会认知发展的神经网络发展的相关性，我们假设与正常发育的同龄人相比，患有SCT的幼儿会对面部表现出不同的眼睛注视模式，并且在情感识别方面存在困难。

参与者

本研究是一项更大的正在进行的纵向研究(TRIXY幼儿研究-荷兰莱顿)的一部分，该研究包括患有SCT的儿童和正常发育的1-8岁儿童。TRIXY儿童早期研究旨在确定多出X或Y染色体的幼儿的神经发育风险。一组100名SCT患儿(范围1-7岁;米_年龄= 3.69,SD= 1.91)，以及98名无SCT儿童(42名男孩;米_年龄= 3.66,SD= 1.62)。组间平均年龄无显著差异(t(196) = 0.11，p= .913)。SCT组女生47,XXX 34例(34%)，男生47,XXY 45例(45%)，男生47,XYY 21例(21%)。为了研究儿童早期不同发育阶段对面部的眼睛注视及其对识别结果的影响，参与者被分为三个年龄组:1岁和2岁的儿童(n= 61;米_年龄= 1.47岁，SD_年龄= 0.33;32例SCT(6例47,XXX, 18例47,XXY, 8例47,XYY)， 29例无SCT, 3、4岁儿童(n= 83;米_年龄= 3.88,SD_年龄= 0.58;40例SCT (13 47,XXX, 19 47,XXY, 8 47,XYY)， 43例无SCT)， 5、6、7岁儿童(n= 54;米_年龄= 5.86,SD_年龄= 0.67;28 SCT (15 47,XXX, 8 47,XXY, 5 47,XYY)， 26无SCT)。为了测试SCT类型的频率在不同年龄组之间是否不同，aχ²进行了测试，未观察到差异(χ²(4) = 8.40，p =.078)。

招募和评估在两个地点进行:荷兰的X和Y染色体三体(TRIXY)专家中心，以及美国科罗拉多儿童医院/科罗拉多大学发育儿科的非凡儿童诊所。SCT组的儿童是在临床遗传学部门的帮助下(来自荷兰和美国科罗拉多州)，以及通过患者倡导组织和社交媒体帖子招募的。对于SCT组，评估招募偏倚;确定了三个亚组:(1)“积极前瞻性随访”，包括产前诊断后积极随访的家庭(占SCT组的51%);(2)“寻求信息的父母”，包括积极寻找更多关于SCT的信息，但对孩子的行为没有具体担忧的家庭(占SCT组的29%);(3)“临床转诊病例”，包括基于对孩子发育的特殊担忧而寻求专业帮助的家庭(占SCT组的20%)。

SCT的诊断被定义为至少80%的细胞三体，这在该研究中通过标准的核型分析得到了证实。产前诊断67例(65.3%;女XXX 20例，男XXY 32例，男XYY 15例)，产后儿童33例(34.7%;女生14人，男生13人，男生6人。45名男生中有24名(47,XXY)接受睾酮治疗(53.3%)。

研究人员从荷兰西部招募了没有SCT的儿童，并向他们提供了有关这项研究的信息手册。所有参与者都说荷兰语(荷兰)或英语(美国)，视力正常或矫正至正常，没有创伤性脑损伤史。出于伦理原因，没有SCT的儿童没有接受基因筛查，因为这些儿童被认为是普通人群的代表。由于SCT的患病率约为千分之一，在无SCT的儿童组中，有一名或多名SCT儿童的风险被认为是最小的和可接受的。

眼球追踪范式

眼睛注视着静止的面孔

静态面孔范式包括16张静态照片，这些照片是跨文化演员的两种面部情绪(高兴和愤怒)的平均分布，以及男性和女性演员的静态照片(见图)。1)．这些照片来自卡罗林斯卡定向情绪脸(KDEF;［25］．这些KDEF照片没有背景，演员也没有可见的胡子、八字胡、耳环、眼镜或化妆品。将视角为7.99°× 10.87°的照片呈现给孩子，照片以平衡的顺序显示在屏幕中央。儿童观看每张图片3秒，在2秒的项目间间隔中，在屏幕的四个角落之一出现注意力吸引物(即玩具或动物的图片，以及吸引儿童注意力的声音)，以防止儿童自动反应锁定在屏幕的中心。

眼睛注视单个和多个面孔的模式

动态社会信息眼动追踪范式由两种自然动态条件组成:单人脸(SF)和多人脸(MF)。共纳入6个试验(3个单面试验，3个多面试验)，每组15 s。刺激组总时间为90 s。视角为16.98°× 29.73°的试验按单次、多次、单次、多次、单次、多次顺序进行。在每次试验中，给孩子播放一段视频片段。在单张脸的情况下，屏幕上有一张孩子的脸;在多面条件下，屏幕上有两张或两张以上的脸(儿童-儿童，儿童-成人，或儿童-成人-成人)。视频片段由不同文化背景的主题组成，节选自电视剧《宝贝爱因斯坦》([22];见图。1)．这些视频都伴随着不同步的古典器乐，也没有演讲。由于这些眼球追踪范式不涉及语言，并使用了与年龄相适应的刺激，因此被认为对两国的参与者都是合适的。在一组3-7岁的非临床幼儿中，这种眼球追踪范式被发现可以显著预测现实生活中的社会行为，并且与年龄、智商或性别无关[46］．

眼球追踪设备和程序

使用Tobii X2-60眼动仪(Tobii Technology AB, Danderyd，瑞典)收集特定感兴趣区域(AOIs)内的凝视数据，通过角膜反射技术记录儿童在60 Hz下眼睛位置的X和Y坐标。根据Tobii X2-60手册，将15.6″分辨率1080 × 1920(视角= 16.98°× 29.73°)的眼动仪电脑屏幕放置在与座椅高度相适应的桌子上，儿童坐在汽车座椅上，观看距离为65厘米，在理想的记录范围内。使用5点校准程序，成功校准定义为单个校准点的最大校准误差为1°(即，在距离眼动仪65 cm的距离上< 1 cm)。校正程序完成后，指示儿童观看电脑上的电影片段和图片。这两种眼球追踪模式都是从吸引注意力开始的(例如，在黑色背景上显示动物的运动图片，并伴有声音)，以引导孩子的注意力到屏幕上。

凝视数据使用Tobii Studio(3.2.1版)处理，使用Tobii识别速度阈值(I-VT)固定滤波器。此过滤器控制原始眼动数据的有效性，确保仅使用有效数据[27］．设置I-VT阈值滤波器，将最小固定时间定义为60 ms，速度阈值为30°/s。根据Tobii效度标准，如果单眼或双眼均有有效读数，则认为数据有效，并纳入分析。

使用“动态AOI”工具绘制AOI，边缘为1厘米，以确保AOI在定义轮廓外足够大，以可靠地捕捉凝视注视[17］．在静态人脸模型中，aoi被分为眼睛(视角= 5.28°× 1.75°)和整个屏幕(视角= 16.98°× 29.73°);测量第一次注视眼内AOI和注视眼内AOI总时间，以研究眼对眼注视。在动态社会信息范式中，动态aoi被分为以下类别:面部和眼睛，以及整个屏幕(视角= 16.98°× 29.73°)。在单面和多面两种情况下测量AOIs内的总固定时间。为了评估无效的眼动追踪数据量，计算了对整个屏幕的总访问时长，除以剪辑的持续时间，乘以100，反映了在每次眼动追踪测试中收集的有效数据的百分比。对于这两种模式，固定时间比例的计算方法是:在AOI范围内的总固定时间，除以儿童对整个屏幕的总访问时间，再乘以100，反映儿童关注AOI的时间百分比。在面部情绪范式中，通过将参与者第一次注视眼睛的照片数量除以照片总数(最大= 16)来计算AOI眼睛内第一次注视的比例。

NEPSY影响识别

发育神经心理评估的情感识别子测试，第二版(nepsyi - ii神经心理测试组;［23])旨在评估儿童从儿童照片中识别常见面部情绪的能力，并在本研究中用于衡量情绪识别技能的任务表现。该任务已在3 - 16岁的正常发育儿童中进行规范，并在3岁及以上的研究样本亚组中进行(n= 138)。在任务中，参与者被要求匹配不同文化背景的不同儿童的面孔，他们表现出相同的情绪表情(快乐、悲伤、愤怒、厌恶、恐惧和中性)。参与者指出两个表情是否相同或不同，确定哪两张脸有相似的表情，或者确定两个孩子的表情与第三个孩子的脸相匹配。原始总分在1到25之间，分数越高，识别面部表情的能力越强。除了原始分数之外，还可以计算出与一般人群的标准相比的百分位数分数。根据孩子的口语，使用荷兰语或英语规范。百分位分数被标记为处于平均范围(百分位分数> 25)、边缘范围(11 <百分位分数> 25)、低于预期水平(3 <百分位分数> 10)和远低于预期水平(百分位分数≤2)。

认知能力评估

为了测量整体智力和语言水平，进行了三项测试。Bayley-III(认知量表;［2])，适用于1-2岁儿童。在年龄较大的儿童中，使用韦氏学前和小学智力量表第三版(WPPSI-III)的四个子测试来估计整体智力水平(3岁儿童:块设计、接受性词汇、信息、物体组装;4岁及以上儿童:块设计、矩阵推理、词汇和相似性;［47])。对于4岁及以上的儿童，总智商估计值是根据WPPSI-III的简写版本计算的[19］．皮博迪图片词汇测验(PPVT-III;［10])用于测量3岁及以上儿童的接受语言水平。

研究过程

评估在不同地点(美国科罗拉多州和荷兰)进行，要么在大学的一个安静的房间(实验室评估)，要么在家里(家庭评估)。为了使试验环境标准化，所有试验点的试验设置和研究方案都是相同的。来自莱顿大学的研究人员负责项目和数据管理(即培训和监督研究人员处理和评分数据)。由训练有素的儿童心理学家或心理测量学家在一张桌子上用荷兰语或英语(取决于儿童的第一语言)进行认知和语言评估和NEPSY。眼动跟踪程序在NEPSY给药后1周内单独进行。带有眼动仪的笔记本电脑被放置在一个小帐篷里，以标准化测试环境，并控制照明条件。孩子坐在眼动仪前的汽车座椅上。审查员坐在儿童旁边(用远程键盘指挥Tobii Studio)并开始校准程序。眼球追踪范式以固定的顺序(单/多张脸，静态脸)显示。父母被允许呆在房间里(看不见的地方)，并被要求在手术过程中不要和他们的孩子交流。

数据分析

使用社会科学统计软件包(SPSS第25版)进行统计分析。一个χ²用检验方法比较三个年龄组核型的分布。皮尔逊相关分析用于测量主要结果变量(即眼睛注视面部和影响识别)与整体认知功能和接受语言能力之间的关联。对于组间(SCT vs.非SCT儿童)首次注视的比例比较，三个年龄组中aoi内注视的比例持续时间，以及两个年龄组中影响识别技能的anova (M)。皮莱示踪法用于评估多变量效应。事后用单变量方差分析分析显著的多变量效应，以确定多变量效应的位点。用MANCOVA检测核型对年龄影响的影响。(M)采用方差分析(anova)来调查招募组之间的差异，并独立分析研究地点的影响t测试。统计分析采用单尾(SCT vs.无SCT儿童)或双尾(核型/招募偏倚/研究地点的影响)，显著性水平设置为p< . 05。如果有明显的差异，科恩的d或部分η2用于计算效应量。

眼动追踪:数据质量

眼睛注视着静止的面孔

181名儿童成功地完成了静态面孔范例(18名儿童由于技术问题或儿童疲劳而无法完成任务)。在刺激对刺激的基础上，通过筛选对屏幕的注意力来确保有效数据，并且在计算每个儿童的平均注视时间时，忽略了<30%的刺激。筛查后，屏幕上有效就诊时间的总比例(各条件平均)为83.3%，在SCT患儿和非SCT患儿之间无显著差异，t(179) =−1.10，p=打击率。初次注视比例和注视时间比例与整体认知功能无相关性(分别为:r= .119,p= .114;r= .143,p= .058)，在实验室和家庭评估之间没有差异(分别为:t(179) =−1.83，p= .069;t(179) = - .60，p= .549)。见表1用于SCT和典型发育组中所有结局测量的描述性统计。

眼睛注视单个和多个面孔的模式

188名儿童成功完成了动态社会信息范式(11名儿童由于技术问题或儿童疲劳而无法完成任务)。总有效屏幕访问时间比例(各条件平均)为83.4%，在SCT患者和非SCT患者之间无显著差异，t(186) =−0.10，p= .921。在单张脸条件下，注视时间与眼睛和脸的比例与整体认知功能不相关(单张脸条件下的AOI脸:r= .062,p= .403;单面AOI眼:r= .104,p= .161)。同样，在多张面孔的情况下，注视时间与面孔的比例与整体认知功能不相关:r= .111,p= .135)。然而，在多面条件下，注视时间与眼睛的比例与整体智力功能有关，r= .169,p= .022。实验室和家庭评估之间的结果测量没有差异(SF faces:t(186) = 0.53，p= .594;科幻的眼睛:t(179) = - .0.77，p= .445;曼氏金融面临:t(179) = - .036，p= .723;眼睛:曼氏金融t(179) =−1.75，p= .081)。见表1用于SCT和典型发育组中所有结局测量的描述性统计。

眼睛注视静态面孔:年龄依赖组差异

第一次注视眼睛的比例

当呈现静态面部照片时，分析年龄依赖的SCT与典型发育组在第一次看眼睛倾向上的差异。在三个年龄组中进行了三个单独的anova，其中两组(SCT vs.没有SCT的儿童)是关于参与者第一次注视眼睛的面部比例。在1 - 2岁组(SCT组与非SCT组)未发现显著影响(F(1,49 = 0.169，p= .342)， 3 - 5岁组(F(1,74) = 0.479，p= .246)。在5 - 7岁组中发现了边缘性群体效应(SCT vs.非SCT儿童)(F(1,52) = 2.288，p= .068)。见表2为米而且SDs。

注视时间在眼睛上的比例

分析了年龄依赖的SCT与正常发育组在静态面部时眼睛注视面部的差异:两组(SCT vs未SCT的儿童)进行了三个独立的anova，根据注视时间与眼睛的比例进行。在1 - 2岁年龄组中，SCT组与非SCT组对固定时间的比例无显著影响，F(1,49) = 0.771，p= .192。此外，在3 - 5岁儿童中，SCT组与非SCT组对固定时间的比例没有显著影响，F(1,74) = 0.314，p=长。然而，在5 - 7岁的儿童中，各组(SCT vs.非SCT儿童)对AOI眼睛注视时间的比例有显著影响(F(1,51) = 4.925，p= .016， η_p²= .09):与正常发育的同龄人相比，SCT组盯着眼睛的时间更少。见表2为米而且SDs。

单张脸和多张脸的眼睛注视模式:年龄依赖的群体差异

眼睛和脸部注视时间的比例

在每个年龄组中，使用皮莱痕迹，用三个独立的manova分析了对单张脸(单张脸条件)和多张脸(多张脸条件)的眼睛注视的差异。描述性统计数据见表3.．在1 - 2岁的儿童中，在SF和MF条件下，不同组(SCT vs.非SCT儿童)对AOIs固定时间的比例均无显著影响，F(4,52) = 0.439，p= .390。在3 - 5岁年龄组中，各组(SCT vs.非SCT儿童)的影响显著，F(4,72) = 2.782，p= .017， η_p²= 13。对结果变量的随机方差分析测试显示，在SF条件下，对AOI面部注视时间的比例存在显著的群体效应，中等效应大小，因此与正常发育的同龄人相比，SCT组对面部注视的时间更少。在5 - 7岁的儿童中，发现了组的显著影响(SCT vs.非SCT儿童)，F(4,49) = 2.165，p= .044， η_p²=酒精含量。结果变量的随机方差分析(Post hoc ANOVA)检验显示，在MF条件下，对AOI面部和AOI眼睛注视时间的比例存在显著的群体效应，且具有中等效应量，表明与没有SCT的儿童相比，SCT组注视面部和眼睛的时间更少。

面部情感识别:年龄依赖组差异

NEPSY情感识别任务只在3岁及以上的儿童组进行(n= 138)。8名儿童未能完成NEPSY Affect识别任务(共8名)n= 130;SCT 61例(26例，其中47例，XXX;26名儿童，47名，XXY;9例患儿47例，XYY)， 69例无SCT)。情感识别得分与整体认知功能不相关(r= .162,p= .071)，但与接受性语言技能相关(r= .604,p<措施)。见表1对SCT和典型发育组的所有结局变量进行描述性统计。

在两个年龄组中(3-5岁;5-7)，用两个单独的anova分析情感识别的差异。SCT组和正常发育的同龄人在两个年龄组都有差异;见图。2．在对SCT组的情感识别进行年龄标准化评分时，54.2%的得分处于平均水平，5.1%处于边缘范围，8.5%的得分低于预期水平，32.2%的得分远远低于预期水平。

SCT组内核型差异

为了研究不同核型对眼睛注视面部的影响，以及考虑年龄影响后对识别的影响，以核型为主效应(XXX vs. XXY vs. XYY)，年龄为协变量进行了MANCOVAs。所有眼动结果测量的核型之间没有发现差异。当考虑年龄并保持不变时，发现影响识别的核型之间存在显著差异(XXY < XXX)。见表4对于估计的边际均值，和p-value，事后效果和效果大小。

SCT组内的招募偏见

在SCT组中，我们对三个招募组(A:前瞻性随访，B:信息寻求父母，C:临床转诊病例组)之间的眼睛注视面部的差异进行了MANOVA检验，并对情感识别的差异进行了ANOVA检验。招募组之间的差异仅在研究措施中进行了分析，其中发现有和没有SCT的儿童之间存在差异。招募组之间的研究结果没有显著差异(除了在动态社会信息范式中对面孔的注视时间比例不同;单的脸)。见表5对于手段，准确p-value, post hoc效果，以及效果大小。

研究场所的作用

为了控制研究地点对研究结果的潜在影响，对两个研究地点的数据进行了比较。比较两个研究地点(荷兰vs.美国)SCT组的结果测量，揭示了一致的结果模式，表明在两个研究地点之间没有任何眼动测量显示出显著差异(见表6)．然而，在情感识别技能方面，研究地点之间存在显著差异:美国儿童的情感识别得分较低(M =13.11SD =4.81岁)，与荷兰儿童相比(M =10.65SD =3.90;p =.037,科恩的d =0.56)。

本研究旨在研究年龄依赖的眼睛注视面部，并影响1-7岁性染色体三体(SCT)幼童的识别脆弱性。该研究的主要结果包括有SCT和没有SCT的儿童在自动定向和注视社会重要信息方面的差异，这表明有SCT的儿童不太倾向于自动定向社会信息。这些在引导眼睛注视社会重要信息方面的困难在3岁及以上的儿童中最为明显，当社会刺激的丰富程度很高时(即多张面孔)。还发现了识别障碍的影响，平均32.2%的SCT患儿得分远低于预期范围。

首先，我们利用眼动跟踪测量方法，探讨了动态社交场景中单张脸和多张脸对静态人脸的注视，以及对眼睛和人脸的注视模式。对特定年龄组的分析显示，1 - 2岁的SCT儿童在看到一张脸时，最初注视眼睛的倾向没有不同。此外，当呈现动态社会互动时，结果显示，有无SCT的1岁和2岁儿童的眼睛凝视模式没有差异(即，对眼睛和面部的注视时间没有缩短)。然而，在3 - 5岁的儿童组中，我们确实发现了SCT儿童与正常发育的儿童之间的差异:SCT儿童在看单个面部的动态社会刺激时不太倾向于注视面部，尽管首次注视静态面部眼睛区域的比例与3 - 5岁没有SCT的儿童相似。这些结果表明，3-5岁的SCT儿童与正常发育的同龄人一样快地评估静态面孔的情绪，但当面对单一的动态社会刺激时，他们对焦点区域的选择就不那么一致了。

此外，当面对静态面孔时，5 - 7岁的SCT儿童与正常发育的儿童相比，对眼睛的注视时间更短。此外，5-7岁的SCT儿童在面对多张面孔的动态社会刺激时，对社交重要信息(包括面部和眼睛)的关注较少。5 - 7岁儿童的这种发现模式表明，SCT和正常发育组之间的眼睛注视社会刺激的差异是社会信息丰富度的函数:如果社会相关和动态信息的丰富度很高(即多张脸)，SCT儿童的眼睛注视偏离了中心和重要的社会信息(即眼睛和脸)。

综上所述，这些眼球追踪结果表明，与学龄前正常发育的儿童相比，患有SCT的儿童通常不太倾向于自动将目光转向相关的社会情感信息(即眼睛和面部)。研究表明，正常发育的儿童早在婴儿期就开始优先关注社会刺激。此外，高社交内容通常会增加儿童对眼睛和面部的注意力[5］．然而，我们的研究结果表明，平均而言，患有SCT的非常年幼的儿童在注意社会线索方面存在困难，与单张面孔相比，在面对高度丰富的社会信息时(即多张面孔)会出现更多障碍，与正常发育的同龄人相比，年龄较大的儿童会出现更多障碍。

在早期发展阶段，眼睛注视对社会有意义和复杂的刺激的减少，如果社会信息量丰富，眼睛注视对社会相关刺激的更明显的困难，可能会对社会学习的基础产生重大影响。减少对社会重要信息的注视可能导致SCT儿童获得社会知识的定量和定性机会有限，并从(复杂的)社会互动中学习[26］．关注他人的脸和眼睛可以让正常发育中的儿童拥有丰富的社会经验，这些经验对发展社交和交际能力至关重要，如联合注意力、语言习得、面部或情感识别[14］．因此，回避他人的眼睛和面孔可能会对社会(认知)能力的复杂成熟产生广泛的影响，而社会(认知)能力是建立在基本的社会感知信息之上的。早先的研究报告了多出X染色体的成年男性的社会注意力缺陷[40,45］．这些成人研究可能代表了对社会重要信息的长期非典型视觉取向的累积效应，而当前研究的结果表明，在儿童早期出现了障碍的发展途径。

虽然在本研究中没有评估眼睛注视对社会重要信息和更复杂的社会处理能力之间的纵向关系，但我们确实调查了年龄依赖的SCT患儿(3至7岁)的识别技能。从3岁开始，SCT儿童与非SCT儿童的情感识别能力存在差异，表明SCT儿童存在缺陷。早期的研究还发现，在SCT患者的父母报告中，学龄儿童和青少年的情感识别能力受损[8,32,44]以及对多出一条X染色体的个体的直接评估[43,44］．在当前研究中，SCT患儿的临床得分在临床范围内的百分比(32.8%)与早期研究中有额外X染色体的老年人的研究相当，并补充到文献中，临床显著的缺陷已经在发育早期出现，也可以在47,XYY的男孩中发现。

研究发现，SCT儿童的情感识别能力在不同研究地点之间存在差异，这可能表明文化和社会因素可能与情绪处理有关。尽管我们承认文化差异可能导致结果的一些差异，但我们相信这与我们在当前研究中发现的SCT和典型发育组之间的系统性群体差异无关。进一步的研究可以研究种族、文化差异和家庭环境对SCT患儿认知能力的影响。由于使用眼动法测量的研究结果在研究地点之间没有发现差异，我们建议在旨在测量文化对情绪处理影响的国际研究中使用眼动法。

在探讨特定核型(XXX, XXY, XYY)对眼睛注视面部的模式和影响识别的影响时，考虑年龄的影响，结果表明，对于大多数社会认知指标，核型之间没有发现显著差异。然而，在情感识别方面，47岁，XXY的男孩表现出比其他一些SCT核型更脆弱(见表2)5)．这些结果表明，尽管在所有核型中，眼睛注视面部的模式和情感识别都受到了损害，年龄较大的SCT儿童比年龄较小的儿童有更多的困难，但XXY的男孩在识别面部影响的能力方面可能比其他SCT核型更脆弱。

本研究结果具有临床意义。染色体三体的影响通常在发育的后期变得更加明显，当儿童面临发育任务时，当大脑发育受损导致与年龄要求的标准越来越不一致时[33,36］．因此，除了语言和学习困难的评估外，从3岁起将社会注意和情感识别技能纳入标准神经心理学评估，以便对SCT儿童进行密切监测，这一点很重要。敏感的发展期也是关键的机会窗口期，早期实施关于社会关注和影响识别技能的(预防性)支持和干预计划有可能降低社会和沟通障碍的风险，并优化生活质量。

关于招募对结果变量的可能偏差，眼球注视面部的模式和对识别的影响(除了一个眼动参数)不依赖于招募策略，即前瞻性随访组、信息寻求父母组或临床转诊病例组。这些发现表明，本研究的结果对于这组被诊断为SCT的儿童整体具有代表性。然而，尚不确定本研究的发现在多大程度上可以推广到那些患有SCT但仍未确诊的患者(参见例如:Berglund et al. [4]以估计SCT诊断不足的比例)。这可能涉及到不需要临床护理的儿童或确实需要护理的儿童，但尚不知道SCT是一种潜在的基因型。

目前研究的局限性包括限制因果结论的横断面设计。未来的研究应关注SCT儿童社会注意的纵向发展，以及社会信息注意的改变对情感识别和其他社会(认知)功能(如心理理论)的影响。在这项研究中，我们只关注了对具有基本情绪情感表达的面孔的注视，因为这些表情比中性的面孔传达了大量的社会信息。基于我们的发现，更多地了解SCT对面部扫描的影响将是很有趣的。未来的研究还应解决以下问题:针对情感识别技能早期发展的干预项目是否能有效提高这些技能，如果是的话，干预是否能改善社会行为结果。由于睾酮治疗对47岁XXY男孩的影响超出了本研究的范围，未来设计合适的研究(如随机对照试验)应研究这些参数与SCT儿童一般社会认知功能的关系。

总之，本研究的总体结果表明，患有SCT的幼儿(平均而言)在自动定向和保持对社会重要信息的注意力方面存在困难，特别是当社会刺激的丰富程度很高时(即多张面孔)。在3岁及以上的SCT儿童中发现了这些眼睛注视社会刺激的困难。此外，还发现了面部情感识别技能的障碍，32.8%的SCT儿童得分在临床范围内。这就要求在SCT中关注从早期开始的社会认知功能监测。这些发现也强调了在纵向设计的研究中进一步探索SCT儿童社会注意的发展途径的重要性，这种研究允许更多地理解这些社会认知技能对社会行为困难和精神病理的预测价值，以及实施旨在支持社会认知的(预防性)早期干预，以积极影响SCT儿童的发展结果。

在本研究中生成和/或分析的数据集由于我们的伦理批准的保密限制而不能公开。

SCT:

性染色体三体

葵:

兴趣领域

作者热烈地感谢参与我们研究的孩子和他们的家人，感谢奥罗拉(美国科罗拉多州)和莱顿(荷兰)的研究助理和学生在数据采集和处理方面的帮助。特别感谢我的同事Evelien Urbanus对眼球追踪范式的发展所做的贡献。

本研究由荷兰科学研究组织资助(NWO资助# 016.165.397给S. van Rijn博士)。科罗拉多州的工作得到了NIH/NCATS科罗拉多州CTSA拨款号UL1 TR002535基础设施的部分支持。内容是作者的唯一责任，并不代表NIH的官方观点。

作者及隶属关系

1. 临床神经发育科学，社会和行为科学学院，莱顿大学，邮政信箱9500,2300 RA，莱顿，荷兰

   Nienke Bouw, Hanna Swaab和Sophie van Rijn

2. 莱顿大脑与认知研究所，莱顿，荷兰

   Nienke Bouw, Hanna Swaab和Sophie van Rijn

3. 发育小儿科，科罗拉多大学医学院，科罗拉多儿童医院，科罗拉多州奥罗拉，美国

   妮可·塔尔塔利亚和丽莎·科代罗

4. 美国科罗拉多州奥罗拉市科罗拉多大学医学院儿科

   妮可·塔尔塔利亚和丽莎·科代罗

贡献

注意事项:设计、招募参与者、获取数据、分析、解释数据、起草和最终批准手稿。h.s.:构想、设计和最终的审稿。n.t.:招募参与者和最终审稿。l.c.:招募参与者，获取资料，修改文章，最终审稿。S. van R.:构想，设计，数据的解释，以及手稿的最终批准。

相应的作者

对应到苏菲·范·瑞恩．

伦理批准并同意参与

这项研究得到了荷兰莱顿大学医学中心伦理委员会和美国科罗拉多州多机构审查委员会(COMIRB)的批准。根据赫尔辛基宣言，所有参与儿童的父母都签署了知情同意书。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

作者声明没有利益竞争。

出版商的注意

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