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该综述聚焦发育性地形定向障碍(DTD),系统梳理其定义、认知特征及评估方法。指出 DTD 以心理地图质量低下为核心特征,导航障碍集中于 allocentric 位置知识和路径知识,而地标知识多不受影响。研究为 DTD 临床表征及评估工具开发提供依据。
引言
成功的空间功能几乎是所有日常生活活动的基本要素。大规模空间能力帮助人们规划路线并导航至重要地点,以开展购物、社交、工作或学习等活动。在健康人群中,空间导航能力通常处于足够水平,但存在例外情况,即发育性地形定向障碍(DTD)。DTD 于 2009 年由 Giuseppe Iaria 及其同事首次命名。根据关于 DTD 的最新理论研究(如 Iaria, 2013;Iaria & Burles, 2016),其标准有四点:(1)每周至少迷路多次;(2)迷路问题自童年起就存在;(3)没有其他可解释迷路的明显认知问题;(4)没有可解释迷路的神经或精神异常。DTD 因一些引人关注的案例描述而受到关注,这些案例中的人无法利用任何空间信息独自出行,导致教育和职业活动受到严重限制。由于导航能力的标准化测试几乎不可用(如 van der Ham et al., 2013;van der Ham & Claessen, 2022),迄今为止,大多数认知测量集中于在已知和未知环境中学习路线,以及绘制熟悉环境(如自己的房子)的地图(如 Iaria et al., 2009;Iaria & Barton, 2010)。在严重 DTD 的情况下,此类地图通常缺乏空间细节,仅能表示房间的顺序,而形状、比例和相对位置的区分则不存在(如 Bianchini et al., 2014;Iaria et al., 2009)。当 Iaria 及其同事将公众注意力吸引到这一新发现的病症上时,他们得以开展几项群体研究,提供该病症的信息,并启动 DTD 患者之间的互动。个人故事显示,DTD 患者可能因自身状况经历社会情感困难(Iaria & Burles, 2016),如自尊问题和教育限制。类似的社会情感困难也见于阅读障碍(如 Riddick, 2000;Shaw & Anderson, 2017;Stoeber & Rountree, 2021)。DTD 可能被误认为是不成熟、过度依赖或焦虑,也可能被视为智力低下的标志。此外,DTD 患者可能被迫限制自己的教育和职业选择,仅仅因为他们无法独立前往相关地点。因此,在某些情况下,智力发展受限可能是 DTD 的结果,而非原因。
DTD 的特征与研究现状
根据现有文献,DTD 的几个特征已可明确识别。它是一种自出生起的空间导航问题,缺乏关于更普遍认知或心理健康问题的其他解释,存在遗传成分(Barclay et al., 2016),在健康人群中的患病率估计为 3%(Piccardi et al., 2022a, 2022b)。但仍有一些元素尚不明确,缺乏关于认知特征的精确定义。有人认为,任何与导航相关的发育问题都可视为 DTD,包括地标失认(Piccardi et al., 2019),而另一些人则提出心理映射及其神经相关物 —— 海马结构 —— 的特定作用(如 Conson et al., 2018;Iaria et al., 2014)。解决这些关于 DTD 不同描述的不一致性,是迈向其临床分类的关键一步。此外,DTD 的个体案例之间存在显著差异,其中个体案例研究可能反映了更极端的例子,因此提供了对 DTD 的某种有偏见的观点(与 Burles 和 Iaria(2020)的大规模群体研究相比)。研究结果的差异还源于所使用任务的差异,不同实验室进行的评估可能不同。这是可以理解的,因为大规模空间功能的标准化测试材料长期缺乏,直到最近才开始可用(如虚拟 SILCton,Weisberg et al., 2014;Sea Hero Quest,Spiers et al., 2023;莱顿导航测试,van der Ham & Claessen, 2022)。另一个可能阻碍 DTD 诊断过程的因素是,自首次报告 DTD 以来,导航辅助选项的出现。目前,许多人可通过智能手机和汽车导航系统获得技术辅助。从与 DTD 患者的讨论中观察到,“你多久迷路一次” 这个问题可能难以回答,因为许多患者表示他们的答案取决于是否能使用手机。因此,此类技术在一定程度上可能掩盖 DTD,并为一些患者提供一定支持。
当前 DTD 研究现状提出了两个主要问题:潜在的谬误和结构效度问题。正如 Hanfstingl 等人(2024)最近所讨论的,DTD 可能存在术语混淆谬误(jingle fallacy,Thorndike, 1904),即一个术语(在本例中为 DTD)被用于描述不同的现象。由于目前缺乏对 DTD 的详细认知描述,存在一种风险,即所有关于导航行为特定弱点的描述都被归入 DTD,而它们可能并非都反映相同的行为现象。Hanfstingle 及其同事提出的解决术语混淆谬误的过程是通过检查现有理论和数据来重新概念化。目前,DTD 测量的结构效度较低,因为它们严重依赖自我报告,且缺乏关于导航行为的标准化测试材料。
研究目的与方法
本系统文献综述的目的是通过检查现有理论和实证证据,进一步阐明 DTD 的精确行为特征。这一方法包括分析三个要素:DTD 的现有描述和标准、所使用的测试及在不同导航领域的表现,以及现有文献中可观察到的现象。这些信息有望激发关于 DTD 的进一步研究,并为未来专注于 DTD 的客观行为评估和干预机会的解决方案提供基础。之前关于获得性脑损伤个体导航障碍客观分类的研究(如 van der Kuil et al., 2022)对 DTD 的识别也具有高度参考价值。根据 Claessen 和 van der Ham(2017),导航障碍可表现为三种不同形式:地标知识;位置知识,包括自我中心(egocentric)或 allocentric;以及路径知识,包括基于路线或概览的信息。地标知识指记忆和识别环境中独特地标或场景的能力。位置知识与这些地标的空间位置相关,可通过自我中心或 allocentric 方式评估(如 Burgess, 2006;Klatzky, 1998)。导航中的自我中心视角采择指基于观察者的空间信息编码,可通过要求指向特定位置来评估(如 Wang & Spelke, 2000)。相比之下,allocentric 视角采择涉及基于环境的空间位置编码,通过基于外部空间线索编码位置的任务来测量(Thornberry et al., 2021)。路径知识指关于环境中多个地标空间位置的知识,可动态使用(如路线元素记忆,如转弯和顺序,Wolbers et al., 2004)或静态使用(如通过不同地标对距离比较的概览知识,Chrastil & Warren, 2013)。
本研究旨在检查现有关于 DTD 的实证文献,并研究迄今为止已知的 DTD 认知表现。为此,对聚焦 “发育性地形定向障碍” 行为测量的任何科学出版物进行了全面文献检索。主要目的是尝试基于现有科学证据更详细地界定 DTD,同时牢记上述不同导航能力领域。这种界定可被视为对 DTD 当前潜在术语混淆谬误的理论和实证验证:DTD 的精确和独特现象是什么?根据检索结果,首先收集了 DTD 的常用描述。接下来,分析了 DTD 人群中使用的特定认知测试和问卷及其在这些测量上的表现,以阐明哪些认知功能表现出非典型特征,哪些功能通常完好,以及哪些潜在相关功能尚未被检查。特别是,根据不同导航领域(地标;位置,自我中心和 allocentric;路径,路线;路径,概览;Claessen & van der Ham, 2017)对测试进行了表征,以检查是否存在可与 DTD 相关联的特定损伤模式。由于许多关于 DTD 的案例研究通过间接行为表现来说明,如即使是非常熟悉的环境(如自己的房子)的地图绘制严重受损,因此假设 DTD 严重依赖受损的心理地图形成和使用。这也与最近关于海马区非典型连接模式与 DTD 相关的证据一致(如 Fragueiro et al., 2024;Iaria et al., 2014;Kim et al., 2015)。在导航领域方面,这意味着主要测量 allocentric 位置和路径概览知识的任务将受损,因为心理地图使用与这些领域最为相关。还将分析所包含认知功能的列表,以确定未来工作中可能需要进一步评估的认知功能。最后,将呈现和讨论分析文章集时所做的其他定性观察。
研究方法与结果
2024 年 1 月 12 日,按照 PRISMA 指南,使用 PubMed、PsychINFO 和 Web of Science 三个数据库进行了系统文献检索。检索未注册。由于特别关注 DTD,使用的检索术语相对简单,使用 “developmental topographical disorientation” 作为检索术语,并对英语(所有三个搜索引擎)、人类(PubMed 和 PsychINFO)和全文(PubMed)进行过滤,无出版日期限制。标题、摘要和全文检索的纳入标准为:(1)论文的主要主题是 DTD;(2)仅研究没有其他可能解释导航障碍的认知或身体损伤的健康参与者;(3)论文包括大规模空间功能行为数据的呈现。
对于 DTD,共找到 93 条记录,去除重复项(41 条被移除)。图 1 展示了该方法的流程图。检索由三名独立研究人员进行。在标题检索期间,74 篇文章因 DTD 未作为主要焦点或明确聚焦临床而非健康参与者而被排除。在剩下的 19 篇文章中,另外 4 篇在摘要检索期间因参与者有临床状况或缺乏新的行为数据而被排除,最终数据集为 15 篇文章。
分析重点有两个:(1)理解作者使用的 DTD 定义特征;(2)检查所使用任务的认知特征和参与者的表现模式。三名独立研究人员分析了所有引言和方法部分,以提取 DTD 的标准。处理所有方法部分以提取任务特征,并识别每个任务中测试的认知结构和参与者样本的特征。通过检查所有结果部分,每个测量的认知结构与健康对照参与者相比,被标记为完好或受损,如作者所述。
总共 15 篇文章在实验环境中探讨了 DTD(见表 1)。其中 8 篇文章涉及单案例研究;其余 7 篇文章包括 2 至 1211 名 DTD 参与者。
DTD 的描述
“发育性地形定向障碍” 这一术语的首次使用相对较新,源于 Giuseppe Iaria 及其同事 2009 年以来的工作。值得注意的是,搜索显示 Brunsdon、Nickels、Coltheart 和 Joy(2007)也提到了一种发育性地形定向障碍,指儿童在导航方面的重大困难。在他们的案例描述中,还存在视觉失认,因此未纳入当前分析。自 2009 年以来,又发表了 14 篇实验性文章,均纳入此处报告的分析中。在 Iaria 及其同事(2009)首次提及 DTD 的文章中,该病症被描述为心理表征获取的缺陷。最初工作之后的两篇最古老的出版物(Bianchini et al., 2010;Iaria & Barton, 2010)和 Conson 及其同事(2018)明确提及心理或认知地图质量。从 2014 年开始,Iaria 及其同事(2014)明确提出了 DTD 的四个标准:(1)在非常熟悉的环境中频繁迷路;(2)自童年起经历该问题;(3)没有其他影响日常生活活动的认知抱怨;(4)未遭受任何脑损伤或神经系统疾病。这些标准是从一般意义上指导航无能,而非具体说明心理地图质量。在大多数较新的文章中,也使用了这些标准。Nemmi 及其同事(2015)明确强调,鉴于导航能力的复杂性,DTD 可能源于与导航系统不同 “模块” 选择性损伤相关的各种形式的导航障碍。Piccardi 及其同事(2019)进一步扩展了 DTD 内多样性的观点,引入了发育性地标失认作为 DTD 的一个亚型。值得注意的是,该案例是所有纳入文章中唯一报告的儿童(6 岁,下一个最年轻的参与者是 20 岁,由 Conson 等人(2018)描述),数据显示面孔失认也与地标失认同时存在。
Rusconi 及其同事(2021)也考虑了与面孔处理的这种联系以及 DTD 的潜在亚型。搜索结果中的两篇最新文章使用了明显不同的方法来确定 DTD 的存在。Piccardi 及其同事(2022a, 2022b)专注于方向感测量,以从大规模人群研究中提取 DTD 患者。方向感得分低于样本均值两个标准差以上被视为 DTD 的分类器。
此外,DTD 现象的定义显示出有益的模式。大多数文章未表明与其他形式的认知障碍共病(15 篇中的 12 篇)。在三篇文章中,报告了与 DTD 相关的面孔失认或面孔识别表现明显较低。
认知测量
对于每篇文章,所有行为测量均根据空间认知特征进行分析和分类。与之前关于导航障碍的工作(Claessen & van der Ham, 2017;van der Ham & Claessen, 2020;van der Ham et al., 2020)类似,使用了五个类别:地标知识(识别环境中的地标或场景)、自我中心位置知识(环境中特定位置的方向编码,如指向)、allocentric 位置知识(基于环境的特定位置编码,如在地图上指示地标)、路径路线知识(地标之间关系的顺序信息,如交叉路口的方向决策)和路径概览知识(地标之间空间关系的静态信息,如不同地标组之间的距离比较)。
表 2 显示了每篇文章中测量所包含的每个导航领域。每个领域的发现用 “=” 表示与无 DTD 的对照参与者表现相当,用 “?” 表示显著低于对照参与者的表现。该表表明,大多数文章包括地标、allocentric 位置、路径路线和路径概览测量。大多数研究未涉及自我中心位置知识。此外,只有三篇文章包括所有五个领域的测量。在大多数情况下,地标知识完好,而 DTD 患者在大多数评估 allocentric 位置知识和路径概览知识的文章中表现出损伤。对于路径路线知识,研究结果似乎参差不齐,有七例表现受损,其中一例仅涉及反应较慢,四例表现完好。引人注目的是,四篇表明地标知识受损的文章中有三篇(Iaria et al., 2014;Piccardi et al., 2019;Burles et al., 2020)是唯一也报告面孔识别受损的文章,除了一篇(Rusconi et al., 2021)。
讨论与结论
本综述的目的是通过检查现有理论和实证证据,进一步阐明 DTD 的精确行为特征。该方法包括分析三个要素:DTD 的现有描述和标准、所使用的测试及在不同导航领域的表现,以及现有文献中可观察到的现象。这些信息有望激发关于 DTD 的进一步研究,并为未来专注于客观行为评估和干预机会的解决方案提供基础。
结果表明,DTD 的一般描述在 2014 年已稳定,提出了四个标准。这些标准侧重于一生中频繁迷路,且无法用认知或医疗条件解释。可以认为,最近导航支持系统的可用性急剧增加,可能使 “频繁迷路” 这一标准难以实施,因为部分但非所有 DTD 患者表示他们在导航时严重依赖智能手机。此外,“频繁” 缺乏明确说明,限制了该标准的清晰度,从而限制了客观评估的可能性。此外,迷路的性质未被具体说明。早期工作特别提到心理地图质量是关键标志,而最近有人提出 DTD 可作为包括地标失认在内的一系列导航障碍的总称。我们认为,将所有类型的导航问题归入 DTD 标签下,增加术语混淆谬误的风险,实际上可能不利于寻求解决方案,因为它有意造成该损伤的更模糊画面。正如我们在获得性脑损伤的导航障碍中所见,对导航能力进行明确的行为分类是迈向正式诊断过程和后续治疗选择的建设性方法。
搜索得出的行为模式表明,DTD 中的损伤具体与 allocentric 位置知识和路径概览知识受损相关。相当多的报告指出路径路线知识受损,但在某些情况下也发现其完好。此外,观察到地标知识在很大程度上完好,这支持了 DTD 是一种选择性、特定形式的导航障碍的观点。这进一步得到以下事实的支持:罕见的地标知识损伤观察结果与面部感知问题在很大程度上重叠。在四篇发现地标失认的文章中,有三篇检测到面孔失认或面孔表象受损。这可能表明,在这些案例中,可能存在比 DTD 更普遍的视觉失认形式,导致包括迷路在内的若干行为问题。其中一篇文章(Iaria et al., 2014)包含非常大的样本量(N=1211),数据反映了整个样本的平均表现。检查地标知识与面孔表象表现之间的相关性将非常有益。Rusconi 及其同事(2021)是唯一报告面孔识别缺陷而无地标知识损伤的研究。值得注意的是,在这个特定案例中,地标知识仅通过验证对家乡和欧洲地标的熟悉程度来评估,与记忆特定路线或环境完全分开。关于潜在更普遍的视觉失认或表象损伤的这一观察,进一步推动了更明确定义的 DTD 定义的发展。最后,自我中心