Molecular Psychiatry：自由观看中的凝视行为揭示了四种主要精神疾病中视觉显著性处理的差异——1012人的巨型分析研究

视觉显著性处理异常被认为是精神疾病患者中精神病症状的病理生理机制之一，尤其是在精神分裂症患者中。精神分裂症患者在观看图像时表现出异常的凝视轨迹，表明异常的视觉显著性可能与精神疾病相关。本研究旨在确定视觉显著性是否在精神分裂症患者中受到影响，并且是否这种异常现象仅在精神分裂症患者中出现，还是其他精神疾病中也存在。研究通过分析四种主要精神疾病患者的凝视行为，揭示其视觉显著性处理差异。

本研究纳入了1012名参与者，来自7个研究机构，分为五组：550名健康对照、238名精神分裂症患者、41名双相情感障碍患者、50名重度抑郁障碍患者以及133名自闭症谱系障碍患者。所有参与者被要求在“自由观看”条件下观看静态图像。研究利用基于低级视觉特征的计算显著性模型（Itti–Koch模型），通过凝视轨迹分析每位参与者的视觉显著性。实验任务采用了19英寸液晶显示器，分辨率为1280x1024像素，显示距离为70厘米。每个实验开始时，屏幕中央呈现一个注视点，当参与者凝视该点一段时间后，图像会显示8秒，每次试验结束后图像消失。参与者可以自由观看20张不同类别的图片，每张图片的显示顺序为随机确定。凝视行为通过1kHz频率的EyeLink 1000 Plus系统记录，并将眼动数据分为眨眼、扫视和固定注视期。显著性分析基于计算模型生成的显著性图，分别计算了颜色、亮度和方向三个低级视觉特征的显著性分数。实验数据通过统计分析方法对不同组别的显著性分数进行比较，采用线性回归模型分析显著性特征的效应大小，并根据Bonferroni校正进行事后配对比较。

图1：显著性分数计算的示意图及从1012名个体中获得的显著性分数

研究发现，与健康对照组相比，精神分裂症患者在观看图像时的凝视点更倾向于落在视觉显著性较高的区域，尤其是在方向特征上。效应大小分析显示，精神分裂症患者的显著性分数显著高于健康对照组，方向特征的效应最强（效应大小为0.97），而颜色特征的效应较弱（效应大小为0.47），亮度特征几乎没有显著性差异（效应大小为-0.18）。

通过四种主要精神疾病的跨障碍比较，结果表明，视觉显著性处理的异常程度依次为：精神分裂症患者、双相情感障碍患者、重度抑郁障碍患者和自闭症谱系障碍患者。精神分裂症患者在显著性分数上表现出最大的差异，尤其是在方向特征的凝视分数上。研究还发现，精神分裂症患者更容易被低级视觉特征（如方向显著性）吸引，而其他精神疾病患者则表现出不同程度的异常。此外，研究还表明，不同精神疾病患者之间的显著性处理差异与精神病性症状的严重程度相关，精神分裂症患者的显著性处理异常与幻觉、妄想等症状的频率和强度相关。

图2：精神分裂症患者显著性分数的效应大小森林图

本研究提供了强有力的证据，证明了精神分裂症患者的视觉显著性处理受到了显著影响，尤其是方向特征的显著性异常最为明显。跨疾病比较显示，精神分裂症患者的显著性处理异常最为严重，双相情感障碍、重度抑郁障碍和自闭症谱系障碍患者次之。研究结果支持了“精神病显著性异常假说”，即视觉显著性处理异常可能是精神病症状（如妄想和幻觉）的潜在病理机制之一。未来的研究应进一步探讨显著性处理异常与精神症状之间的关系，并考察药物治疗对这些异常的影响。

原始出处：

Miura K, Yoshida M, Morita K, et al. Gaze behaviors during free viewing revealed differences in visual salience processing across four major psychiatric disorders: a mega-analysis study of 1012 individuals. *Molecular Psychiatry*. 2024. https://doi.org/10.1038/s41380-024-02773-5