《Scientific Reports》：Motion perception and biological motion processing in adults born with extremely low birth weight
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出生于极低出生体重（extremely low birth weight, ELBW, ≤1000 g）的个体面临长期视觉感知困难的更高风险。生物运动加工（biological motion processing）使机体能够处理有生命和社会相关性的运动。关于极
出生于极低出生体重（extremely low birth weight, ELBW, ≤1000 g）的个体面临长期视觉感知困难的更高风险。生物运动加工（biological motion processing）使机体能够处理有生命和社会相关性的运动。关于极低胎龄出生儿童的研究发现了生物运动加工缺陷，但此前尚未在出生于极低出生体重的成人中进行过研究。研究人员比较了出生于极低出生体重者与足月对照组之间的生物运动和杂乱运动加工差异，并将运动加工与早期神经发育水平进行了关联。来自区域性纵向队列的38名出生于极低出生体重的成人和29名对照完成了眼动追踪任务，评估生物运动和杂乱运动检测及生物运动解读准确性。刺激材料以不同视觉噪声水平呈现以操纵任务难度。极低出生体重组在生物运动和杂乱运动检测方面总体表现更慢。极低出生体重组在低噪声条件下表现出较低的生物运动解读准确性，但未发现显著的组×噪声交互效应。探索性未校正分析提示，幼儿期早期神经发育结局较差可能与成人期生物运动加工较差相关，然而这些关联在经过多重比较校正后未保持显著。这些发现表明，出生于极低出生体重的成人在成年期表现出较对照组效率更低的运动感知。
## 研究背景与问题提出
20世纪80年代末至90年代初，新生儿监护技术取得重大进展，显著提高了极早产（胎龄<28周）和极低出生体重（birth weight ≤1000 g）婴儿的生存率。然而，出生于极低出生体重的个体面临更高的神经发育损害风险，其自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder, ASD）、孤独症特质及社会功能困难的患病率均高于足月正常出生体重同伴。视觉运动感知在极早产（gestational age <32周）后的结局中尤为重要。在极低胎龄出生的儿童中，背侧通路（dorsal stream）功能障碍可能导致视觉感知困难及更广泛的神经发育脆弱性。
生物运动加工是视觉感知的重要方面，指通过运动模式识别和理解社会线索的能力，对识别和理解社会信息至关重要。该能力通常通过光点行走者（point-light walkers）进行评估，即用以点表示主要关节运动的刺激材料，有效隔离运动中所含的社会信息（如意图、性别、身份、情绪和行为）。生物运动加工涉及感知和社会认知机制：在感知层面，生物运动检测指视觉系统检测和分离局部点运动并将其整合为连贯、有意义整体的能力；在社会认知加工层面，个体解读生物运动所传递的信息，如识别动作或情绪。相比之下，杂乱运动（scrambled motion）保留局部点运动轨迹但破坏全局结构，通常无法引发对统一、有意义生命体的连贯感知。
既往研究显示，与足月同伴相比，极低胎龄或极低出生体重（<1500 g）出生的儿童和青少年检测和解读生物运动的能力降低，且这些缺陷与孤独症特质相关，也与新生儿发病率相关。极早产与脑发育改变相关，可能影响参与运动加工的神经系统，特别是脑室周围白质软化（periventricular leukomalacia）和顶枕复合体损伤。生物运动加工困难可能是该群体感知和社会挑战发生率增加的基础。
在成年期研究出生于极低出生体重者的生物运动加工具有重要意义：一方面可揭示长期神经发育结局和早产后可检测的感知功能潜在紊乱；另一方面可澄清儿童期观察到的困难是否在成年期延续，从而有助于识别和理解成年期的感知风险。在典型发育成人中，生物运动加工在青春期后达到平台期并相对稳定，直至老年期（>60岁）才出现轻微下降。因此，研究成年期出生于极低出生体重者可以检验群体差异是否在发育期之后仍可被检测到，而非仅仅反映发育成熟延迟。尽管关于早产或低出生体重儿童和青少年的研究已较为广泛，成年期仍是研究相对不足的阶段。
## 研究目的与设计
本研究的首要目的是调查出生于极低出生体重的成人与足月对照组在生物运动检测、杂乱运动检测和生物运动解读方面的差异。研究人员假设极低出生体重组将表现出总体上更差的生物运动加工，并进一步探究杂乱运动与生物运动加工之间的潜在差异，以区分潜在问题是特定于生物运动还是更普遍的运动加工缺陷。其次，研究人员探索了新生儿因素、早期神经发育水平和同期神经发育诊断与极低出生体重组内运动加工表现的相关性，预期早期神经发育结局较差以及胎龄和出生体重较低者运动加工效率更低。
该研究基于一项全国性前瞻性队列研究，纳入1990-1992年间瑞典所有出生体重≤1000 g的存活儿童。成人随访时，研究者对来自瑞典中部及斯德哥尔摩大区的43名极低出生体重参与者和32名对照进行了生理、神经心理学、运动感知眼动追踪检查和运动评估，参与者年龄为30-33岁。最终38名极低出生体重者和29名足月对照纳入分析。
## 关键技术方法
研究采用Tobii X300眼动仪（采样率300 Hz，精度0.4°，精确度0.16°）呈现刺激并记录眼动数据。运动加工通过三个实验任务评估：（1）生物运动和杂乱运动刺激检测，采用混合测量方差分析（ANOVA, 2组×2刺激类型×3噪声水平）；（2）生物运动解读，采用Mann-Whitney U检验比较低噪声和高噪声条件下的准确性，并计算低噪声与高噪声间差异的变化分数（Δ）以检验噪声效应的组间差异；（3）探索性分析采用单变量回归和Benjamini-Hochberg程序校正多重比较的假发现率（FDR）。控制变量包括瑞典版韦氏成人智力量表第四版词汇分测验得分，以排除一般功能水平的影响。
## 研究结果
**生物运动与杂乱运动检测**
混合测量方差分析显示：极低出生体重组检测时间总体慢于足月对照组（主效应F(1, 65) = 7.31, p = 0.009, η2 = 0.10）；生物运动检测慢于杂乱运动检测（主效应F(1, 65) = 10.75, p = 0.002, η2 = 0.14）；随噪声水平增加检测时间延长（主效应F(1, 65) = 122.04, p < 0.001, η2 = 0.65）。运动模式与噪声水平存在显著交互效应，生物运动检测在高噪声条件下相对杂乱运动检测显著变慢（平均差异=3.96, p < 0.001），但未发现组×运动条件×噪声水平的交互效应（p = 0.222）。
**生物运动解读准确性**
低噪声条件下，极低出生体重组平均秩（30.66）显著低于足月对照组（38.38），表明生物运动解读准确性较差（U = 424, p = 0.012）。高噪声条件下差异未达显著水平（U = 460, p = 0.188）。两组在Δ变化分数上无显著差异（U = 703, p = 0.619），提示噪声敏感性无组间差异。
**极低出生体重组内生物运动加工与新生儿特征及神经发育的相关性**
未校正分析中，胎龄较低与杂乱运动检测较差相关，但与生物运动检测或解读无关；小于胎龄（small for gestational age）状态与生物运动解读准确性较低相关；3岁时Scheffzek评分反映的神经发育迟缓与生物运动检测和解读准确性较差相关，校正胎龄后仍保持；词汇得分较低仅与杂乱运动检测较差相关。未发现生物运动加工与自闭症谱系障碍或注意缺陷/多动障碍（attention-deficit/hyperactivity disorder, ADHD）的关联，但均未通过多重比较校正。
## 讨论与结论
研究人员讨论了极低出生体重成人运动加工差异的性质和意义。首先，由于生物运动检测的降低幅度未大于杂乱运动检测，研究结果提示这是一种运动加工机制的一般性改变，而非特定于生物运动的缺陷。生物运动解读在低噪声条件下的损害表明，困难不仅存在于运动信号检测，也存在于从动态模式中提取有意义信息。这些发现可能反映了出生于极低出生体重成人运动信息整合效率较低，与早期神经发育风险后感知网络的非典型成熟一致。
噪声叠加产生了预期效应，检测时间随噪声增加而延长。生物运动更难检测的合理解释是其需要将局部运动信号整合为连贯全局形式，而杂乱运动更多依赖局部运动线索。极低出生体重组在高噪声条件下持续表现更慢，但未出现额外的噪声效应劣势，提示群体差异可能反映更一般的运动加工或任务表现缺陷，而非生物运动噪声依赖整合的特定困难。背侧通路脆弱性的概念在极低出生体重成人中似乎仍然存在，局部运动线索经背侧通路加工，而全局生物运动在后续步骤中加工，也涉及腹侧区域输入。成人样生物运动感知敏感性在足月儿童12-14岁达到，成年期保持稳定；极低出生体重成人运动加工效率总体较低，可能表明潜在感知机制存在差异而非任务特异性敏感。
极低出生体重组低噪声下生物运动解读准确性较低，表明在全局形式线索可及条件下，从运动中提取相关信息存在细微挑战。无组×噪声交互效应提示两组对噪声的敏感性无差异，极低出生体重组的表现降低可能反映运动信息整合效率降低。这与既往12岁极低胎龄出生儿童使用相同刺激材料的研究结果一致，该研究中生物运动解读准确性较差也与更多孤独症特质相关。
尽管本研究样本相对健康，极低出生体重组与对照组之间仍观察到显著的运动加工差异，提示所观察到的缺陷可能代表了保守估计而非与极低出生体重相关的成年期运动加工困难的完整程度。运动加工与言语智力无关，与既往儿童研究结果一致。未发现临床诊断与生物运动加工的关联，但诊断组人数较少，解释需谨慎。
早期研究发现围产期脑损伤是极早产儿童生物运动加工的重要因素。本研究中白质组织、网络连通性或早期感觉运动经验的细微改变可能随时间累积，与整合性感知系统成熟相关。3岁神经发育评估虽较粗略，但未校正分析提示该年龄神经发育困难者倾向于表现出更差的生物运动检测和解读准确性，校正胎龄后仍保持，虽经多重比较校正后未达显著水平。这些发现应作为假设生成而非确证性结论。
早期运动、感知和认知能力被认为在婴儿和幼儿感知理解世界中起关键作用，构成后续认知和感知发展的基础。研究结果与此观点一致，早期运动和发育限制似乎与生物运动感知存在长期关联。一种可能的解释是早期干扰可能影响视觉运动和感知回路的成熟，从而制约这些网络在发育过程中的精细化。然而由于本研究仅在单一时间点评估参与者，需要纵向研究来得出关于这些感知差异如何出现或是否在在发育过程中保持稳定的结论。还需进一步研究明确生物运动加工与极早产和极早产成人社会减伤功能的关系。
研究局限性包括样本量相对较小可能降低统计效力；纳入标准可能混淆胎龄效应；试次数有限可能影响测量敏感性；生物运动解读评估和Scheffzek评分依赖序数量表而临床诊断依赖分类数据，可能限制精确度；新生儿脑损伤评估采用颅脑超声或计算机断层扫描（CT）而非对细微病变和白质异常更敏感的磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）。研究优势包括前瞻性设计、多维度生物运动加工评估、眼动追踪以非运动非语言形式分离生物运动检测，以及混合测量方差分析方法学设计。
**研究结论：**
综上所述，与对照组相比，出生于极低出生体重的成人在基本运动感知和生物运动加工方面表现出差异。这些发现扩展了既往发育研究，表明运动相关感知机制的改变在成年期仍然明显。缺乏条件特异性交互效应提示，这些差异反映的是运动加工效率的一般性改变，而非感知负荷增加时的选择性脆弱。研究结果共同支持了极低出生体重成人运动加工差异的发展性解释。未来研究结合纵向感知评估和神经影像学方法，对于识别潜在神经机制以及阐明运动加工差异与极早产和极早产个体功能感知和社会结局的关系将具有重要意义。
