肢體運動(dòng)是人類(lèi)的第二語(yǔ)言。舞者舉手投足之間，人們便能感受到激情和雋永；當靜止的卡通形象被賦予真實(shí)的運動(dòng)，人們立刻看到了鮮活的生命；即使當身體輪廓不可見(jiàn)，人們依然可以憑借幾個(gè)置于關(guān)節上的光點(diǎn)，清晰地辨別他人的動(dòng)作、了解其意圖、甚至預測其下一秒的行為。

　　上述現象無(wú)不表明，人類(lèi)具有敏銳捕獲并準確感知生物運動(dòng)信息的能力。這種能力對人類(lèi)的生存及社會(huì )交往至關(guān)重要。然而，并非所有個(gè)體都能很好地識別生物運動(dòng)。以往研究發(fā)現，自閉癥譜系障礙（ASD），一類(lèi)以社會(huì )交往和交流障礙為特點(diǎn)的遺傳性疾病，常常伴隨著(zhù)生物運動(dòng)加工能力的異常。

　　是什么決定了生物運動(dòng)知覺(jué)的個(gè)體差異？如何解釋它和個(gè)體自閉特質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)？為回答上述問(wèn)題，腦與認知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室、中國科學(xué)院心理研究所的蔣毅研究員、王瑩副研究員及其團隊開(kāi)展了一項行為遺傳學(xué)研究。

　　該研究揭示，生物運動(dòng)知覺(jué)中的兩種基本能力——即視覺(jué)系統加工生命體的局部動(dòng)態(tài)和整體結構的能力——分別由遺傳和環(huán)境因素主導。此外，遺傳因素可以很大程度上解釋生物運動(dòng)加工的可遺傳成分和個(gè)體自閉特質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)。該研究成果最近發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）。

　　生物運動(dòng)中所包含的各關(guān)節點(diǎn)的局部運動(dòng)（圖1, Local BM cues）和骨骼的整體結構（圖1, Global BM cues）是視覺(jué)系統分析生物運動(dòng)所依賴(lài)的基本信息。前人研究發(fā)現，二者的視覺(jué)加工過(guò)程存在很大差異——比如，提取和利用局部生物運動(dòng)信息需要較少的注意資源及意識的參與，且不易受學(xué)習、噪音掩蔽及外周呈現等因素的影響，提示兩種過(guò)程可能由不同的神經(jīng)機制介導。

圖1 光點(diǎn)生物運動(dòng)刺激序列(上：完整的刺激；下：關(guān)節點(diǎn)位置打亂的刺激)及其包含的整體結構和局部運動(dòng)信息

　　蔣毅研究組使用雙生子的實(shí)驗設計，分別探究了局部生物運動(dòng)信息加工、整體生物運動(dòng)信息加工及一般性生物運動(dòng)信息加工能力的可遺傳性?；谕央p生子比異卵雙生子共享更多的基因而非環(huán)境這一特點(diǎn)，研究者可以通過(guò)分析同卵和異卵雙生子在所觀(guān)測變量上相似性的差異，并采用遺傳模型對數據進(jìn)行擬合，估算出基因和共同環(huán)境對該變量個(gè)體差異的貢獻。

　　在實(shí)驗一中，研究者將構成生物運動(dòng)的關(guān)節點(diǎn)的位置打亂，剝離整體結構的影響，從而考察觀(guān)察者對局部生物運動(dòng)信息的加工能力（圖2, BM-Loc）。組內相關(guān)和遺傳模型擬合的結果表明，上述能力的個(gè)體差異主要由基因（遺傳度48%）而非共同環(huán)境所貢獻。

　　在實(shí)驗二中，研究者掩蔽生物運動(dòng)刺激中的局部運動(dòng)信息，僅保留整體結構為有效線(xiàn)索，以考察觀(guān)察者對后者的加工能力（圖2, BM-Glb）。與實(shí)驗一相反，遺傳分析的結果表明共同環(huán)境（解釋43%的個(gè)體差異）而非遺傳因素塑造了人對生物運動(dòng)整體結構的知覺(jué)。

　　在實(shí)驗三和實(shí)驗四中，研究者不再單獨分離局部運動(dòng)或整體結構，進(jìn)一步證實(shí)了一般性的生物運動(dòng)信息加工能力（圖2, BM1,BM2）具有可遺傳性。兩個(gè)實(shí)驗的結果一致揭示了基因和共同環(huán)境的聯(lián)合作用，模型擬合得到的遺傳度介于前兩個(gè)實(shí)驗的結果之間。

圖2 局部、整體和一般性生物運動(dòng)信息知覺(jué)實(shí)驗的范式(上)及結果(下)

　　此外，研究者測量了雙生子被試的自閉特質(zhì)，發(fā)現自閉特質(zhì)本身具有較高的遺傳度。更為重要的是，局部生物運動(dòng)加工能力較差的個(gè)體表現出較高的自閉水平，且基因可以解釋二者間75%的相關(guān)，說(shuō)明它們受共同遺傳因素的調控（圖3）。

圖3 局部生物運動(dòng)信息加工和自閉特質(zhì)共享遺傳基礎

　　生物運動(dòng)加工被認為具有重要的進(jìn)化意義，因為理解身體的語(yǔ)言不是人類(lèi)的專(zhuān)利，而是一種跨物種的能力。該研究發(fā)現生物運動(dòng)知覺(jué)具有可遺傳性，為上述觀(guān)點(diǎn)提供了有力的證據。在此基礎上，該研究揭示了生物運動(dòng)知覺(jué)的兩種基本成分在可遺傳性上存在分離，進(jìn)而從遺傳學(xué)的角度支持并拓展了生物運動(dòng)知覺(jué)包含兩種不同神經(jīng)機制的理論觀(guān)點(diǎn)。同時(shí)，該研究推動(dòng)了人們對自閉癥譜系障礙和生物運動(dòng)加工缺損之間的關(guān)聯(lián)的認識，并提示后者可能是社會(huì )認知能力異常發(fā)展的標志。

　　該研究的合作者包括腦與認知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的何生教授以及加拿大皇后大學(xué)的Nikolaus Troje教授。

　　該研究獲得國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院腦先導專(zhuān)項、前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目、青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )等的支持。

　　論文信息及鏈接：

　　Wang, Y., Wang, L., Xu, Q., Liu, D., Chen, L., Troje, N., He, S., & Jiang, Y. (2018). Heritable aspects of biological motion perception and its covariation with autistic traits. PNAS, doi:10.1073/pnas.1714655115 (www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1714655115)

　　相關(guān)研究論文：

　　Wang, L., Zhang, K., He, S., & Jiang, Y. (2010). Searching for life motion signals: Visual search asymmetry in local but not global biological-motion processing. Psychological Science, 21(8), 1083-1089.

　　Wang, L., & Jiang, Y. (2012). Life motion signals lengthen perceived temporal duration. PNAS, 109(11), E673-E677.

　　Wang, Y., Wang, L., Xu, Q., Liu, D., & Jiang, Y. (2014). Domain-specific genetic influence on visual-ambiguity resolution. Psychological Science, 25(8), 1600-1607.