《Autism Research》：Parental Stress and Caregiver Role Modulate Child–Caregiver Prosodic Synchrony in Autism: A Computational Analysis
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本研究通过计算分析方法，揭示了父母压力与照顾者角色对自闭症谱系障碍（ASD）幼儿亲子语音同步（prosodic synchrony）的调节作用。研究采用深度学习和交叉重现量化分析（CRQA）技术，对62个自闭症幼儿家庭在结构化游戏互动中的语音信号进行纵向分析。结果发现，较高的父母压力水平与较低稳定性、可预测性和结构化的亲子互动相关，且这些效应在父子互动中更为显著。研究强调了关注父母福祉、根据父母互动模式差异定制干预措施的重要性，为改善自闭症儿童的家庭沟通与发育结局提供了新视角。
引言：儿童-照顾者互动中的同步性
儿童-照顾者互动的质量是影响个体毕生发展结果的核心因素。这种互动质量在很大程度上取决于双方关系的协调、反应性和同步性程度。人际同步性被定义为个体之间行为、情感和生理节律的动态、相互协调，是促进情感联结、共同调节和共享意向性的基本过程。同步性发生在行为、生理和神经等多个层面，反映了二人互动中时刻变化的相互协调。在自闭症儿童中，同步性常常发生改变，这些非典型模式可能会干扰对获取社交、沟通和认知技能至关重要的经验依赖性学习机制。
父母压力、角色与自闭症中的儿童-照顾者互动
养育压力被定义为“对为人父母要求的厌恶性心理反应”。自闭症儿童的父母普遍报告有较高的压力水平。这种升高的压力会影响孩子和父母双方，并与较差的治疗结果相关。压力不仅影响个体福祉，也影响亲子互动的质量。压力升高与照顾中敏感性降低、侵入性增加和耐心减少有关。具体到同步性，研究表明，较高的父母压力水平可能会改变照顾者与孩子之间情感、认知和生理过程的对齐。相比之下，行为同步性的研究相对不足。
计算方法与语音处理
行为分析传统上依赖于观察方法。近年来，儿童-照顾者同步性分析受益于计算方法，能够对时间协调和互动动力学进行细粒度分析。本研究优化了一个基于人工智能的系统，用于对自然的儿童-成人语音互动进行秒级自动分割，并开发了一个整合了复杂动态系统和重复测量线性混合模型的分析流程。为了量化语音同步性，研究从儿童和成人的发声中都提取了一组韵律特征，为每个参与者创建连续的时间序列。这些特征时间序列作为CRQA的输入，从而能够测量儿童和照顾者之间语音模式的时间协调。
交叉重现量化分析
CRQA是一种基于复杂动态系统理论的非线性时间序列分析技术。其目的是量化两个互动系统之间的时间耦合。在CRQA中，两个时间序列被嵌入到一个共享的相空间中，并生成一个交叉重现图，以识别两个系统的状态基于欧几里得距离足够相似的所有时间点。从该图中可以推导出CRQA指标。重现率衡量重现点的总体比例，表明系统对齐的频率。确定性衡量形成对角线的重现点比例，反映了互动中可预测的、连续的模式。层流性衡量形成垂直线的重现点比例，反映了系统保持相同状态的时期。像确定性/重现率比这样的复合指标表明总体重现中有多少是结构化和可预测的，而非随机的。这些指标共同描述了二人协调的频率和时间组织。
研究结果
CRQA显示系统具有中等程度的重现率以及中到高程度的信号确定性结构。分析突显了表征语音互动的稳定声学状态的显著存在。研究发现，父母压力和照顾者角色与儿童-照顾者韵律协调的时间结构存在可测量的差异。较高的压力水平与频谱斜率和第三个MFCC的层流性/确定性比及确定性/重现率比降低相关，表明压力较大的照顾者参与的语音交流，其时刻耦合的稳定性较低，确定性结构较弱。照顾者角色进一步调节了这些动态，对于层流性/确定性比和Hammarberg指数，父子二人的该比值低于母子二人。对于第三个MFCC，母亲在韵律耦合中也表现出更强的确定性结构。
讨论
本研究结果强调了声学特征作为低阶、客观指标，用于评估早期互动中关系质量的潜力。研究结果似乎与先前表明养育压力与改变的情感沟通和较低质量的亲子互动相关的研究一致。重要的是，本分析框架能够使用动态耦合的可解释指标来量化这些效应，不仅捕捉了人际同步性的存在，还捕捉了其结构。
父亲-孩子的声学互动在频谱方面表现出较不稳定的状态、较不平滑的过渡和较低的确定性结构。这可能是因为父亲通常更多地参与水平式互动，这可以鼓励自闭症儿童的相互探索和自发性沟通，从而导致更多样的互动模式。
本研究的一个关键优势在于其能够分离出声学同步性背后的时间依赖性。使用基于置换的策略为研究结果的特异性提供了关键验证。
局限性与展望
本研究并非没有局限性，主要在于样本量较小，尽管分析严谨，仍需谨慎解读结果并限制了其普适性，也增加了I类和II类错误的风险。需要在更大、更多样化的队列中进行重复验证，以确认这些模式的稳健性，并探索潜在的调节因素、与临床结果的关联，以及与典型发展相关的自闭症特征。此外，尽管是纵向设计，本研究本质上是相关性的。因此，无法建立因果或预测路径。进一步的研究应探索这些方面，以及与儿童-照顾者相互作用和沟通相关的多模态特征。
结论
研究发现强调了与父母压力相关的关键声学标记，为在二人同步性分析中使用基于重现的方法提供了额外的实证支持，并为父母与自闭症儿童互动表现出的差异模式提供了新的见解。针对照顾者角色的韵律同步性差异也可能反映了照顾者适应孩子个体特征的一种机制。
