EMOTIONAALISTEN KASVONILMEIDEN TARTTUMINEN AUTISMISSA

Transkriptio

1 EMOTIONAALISTEN KASVONILMEIDEN TARTTUMINEN AUTISMISSA Sami Eloranta Pro gradu tutkielma Psykologian laitos Tampereen yliopisto Joulukuu 2006

2 TAMPEREEN YLIOPISTO Psykologian laitos ELORANTA, SAMI: Emotionaalisten kasvonilmeiden tarttuminen autismissa Pro gradu tutkielma, 39 s. Ohjaaja: Jari Hietanen Psykologia Joulukuu 2006 Kun ihmiset näkevät kuvia emootioita esittävistä kasvoista, heidän kasvoissaan aktivoituu spontaanisti saman emootion ilmaisuun liittyviä lihaksia. Ilmiötä kutsutaan kasvonilmeiden tarttumiseksi. Kasvonilmeiden tarttumisen on esitetty liittyvän useisiin erilaisiin autismissa häiriintyneisiin sosio-emotionaalisiin toimintoihin. Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään onko myös kasvonilmeiden automaattinen tarttuminen häiriintynyt autismissa. Tutkimukseen osallistui yksitoista lasta, joille oli kliinisesti asetettu autismidiagnoosi, sekä neljätoista iän ja älykkyysosamäärän suhteen rinnastettua tyypillisesti kehittynyttä lasta verrokkihenkilöinä. Koehenkilöille esitettiin iloa, vihaa ja pelkoa esittäviä dynaamisia kasvokuvia samalla, kun heidän kasvoistaan mitattiin corrugator supercilii, zygomaticus major ja masseter lihasten reaktioita elektromyografialla (EMG). Koehenkilöille esitettiin myös muita emootioita herättäviä ärsykkeitä kuin kasvoja. Kontrolliryhmällä pelkoa esittävät kasvokuvat aiheuttivat iloa esittäviä kuvia enemmän aktivaatiota negatiivisten emootioiden ilmaisuun liittyvässä corrugator supercilii lihaksessa. Zygomaticus majorin ja masseterin reaktioiden voimakkuudessa ei ollut eroa eri emootioiden välillä. Autistisesti käyttäytyvillä lapsilla minkään lihaksen reaktioissa ei ollut eroa eri emootioiden välillä. Tulokset viittaavat siihen, että autistisesti käyttäytyvillä lapsilla ei tapahdu samanlaista nopeaa ja automaattista kasvonilmeiden tarttumista kuin tyypillisesti kehittyneillä lapsilla. AVAINSANAT: Autismi, elektromyografia, EMG, kasvonilmeiden tarttuminen

3 JOHDANTO... 1 AUTISMI JA SOSIAALINEN VUOROVAIKUTUS... 1 EMOOTIOIDEN TUNNISTAMINEN KASVONILMEISTÄ... 4 EMOOTIOIDEN TUNNISTAMINEN AUTISMISSA... 5 AUTISMI JA EMOOTIOIDEN ILMAISU... 8 EMOOTIOT JA KASVOJEN REAKTIOT... 9 AUTISMI JA KASVOJEN REAKTIOT EMOTIONAALISIIN KASVOKUVIIN...12 TUTKIMUSKYSYMYS JA HYPOTEESIT...13 METODIT...15 KOEHENKILÖT...15 ÄRSYKKEET...15 TUTKIMUSASETELMA...17 EMG AINEISTON KERUU...18 AINEISTON KÄSITTELY...18 TULOKSET...20 KASVONILMEET...20 KONTROLLIÄRSYKKEET...23 DISKUSSIO...25 LÄHTEET...30

4 JOHDANTO Autismi on neurobiologinen kehityshäiriö, jossa esiintyy mm. erikoista ja joustamatonta stereotyyppistä käyttäytymistä, sekä epätavallisia ja rajattuja kiinnostuksen kohteita. Tunnusmaisimmat vaikeudet autismissa kuitenkin liittyvät sosiaaliseen ja sosio-emotionaaliseen vuorovaikutukseen, sekä kieleen ja kommunikaatioon (esim. Lord & Bailey, 2002). Usein, muttei läheskään aina autismi myös on yhteydessä kehitysvammaisuuteen (Volkmar, Lord, Bailey, Schultz & Klin, 2004). Autismin syistä ja sen taustalla olevista kognitiivisista ja neurologisista mekanismeista on esitetty monenlaisia erilaisia teorioita. Nykyisin autismia pidetään vahvasti perinnöllisyydestä johtuvana, mutta sen taustalla olevat tarkemmat biologiset ja psykologiset tekijät ovat monimutkaisia ja edelleen monilta osin tuntemattomia (ks. Lord & Bailey, 2002). Esimerkiksi autistisesti käyttäytyvien ja tavallisesti kehittyneiden henkilöiden välillä on useissa tutkimuksissa havaittu eroja monissa aivojen rakenteissa, mutta tutkimukset ovat jossain määrin ristiriitaisia (ks. yhteenveto Brambilla ym., 2003). Tässä tutkimuksessa tutkitaan sosiaaliseen kognitioon ja sen kehitykseen läheisesti liittyvää ilmiötä, kasvonilmeiden spontaania tarttumista. Kun tyypillisesti kehittyneet ihmiset näkevät kuvia emootioita esittävistä kasvonilmeistä, tapahtuu heidän kasvoissaan automaattisesti samojen emootioiden ilmaisuun liittyvien lihasten aktivoitumista (esim. Dimberg, 1982). Tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään, onko autistisesti käyttäytyvien ja tyypillisesti kehittyneiden lasten välillä eroa kasvonilmeiden tarttumisessa. Autismi ja sosiaalinen vuorovaikutus Sosiaaliseen ja emotionaaliseen vuorovaikutukseen liittyvät ongelmat näkyvät autismissa monin tavoin varhaislapsuudesta lähtien. Jo pienillä lapsilla katsekontakti on tärkeä vuorovaikutukseen liittyvä signaali, ja autismissa sosiaalinen katsekäyttäytyminen on epänormaalia (esim. Volkmar & Mayes 1990). Autistisesti käyttäytyvät lapset mm. katsovat vuorovaikutustilanteessa vähemmän aikuista kohti kuin kehitysvammaiset kontrollihenkilöt (Buitelaar, van England, de Kogel, de Vries & van Hoof, 1991), ja he käyttävät ongelmanratkaisutilanteessa kontrollihenkilöitä vähemmän katsekontaktia avun pyytämiseen aikuiselta (Phillips, Gómez, Baron-Cohen, Laá & Rivière, 1995). Autistisesti käyttäytyvillä lapsilla myös ns. jaettu tarkkaavaisuus on häiriintynyt. Tyypillisesti kehittyneet lapset katsovat jo alle yhdeksän kuukauden iässä vuorotellen jotain kiinnostavaa esinettä 1

5 ja aikuista, ikään kuin esitellen aikuiselle heitä kiinnostavaa asiaa. Noin vuoden iässä lapset alkavat osoitella kiinnostavia asioita kiinnittääkseen aikuisen huomion niihin (ks. Carpenter, Nagell & Tomasello, 1998; Striano & Bertin, 2005). Autistisesti käyttäytyvillä lapsilla tällaista käyttäytymistä esiintyy vähemmän kuin kontrollihenkilöillä (mm. Buitelaar ym., 1991; Charman ym., 1997; Roeyers, van Oost & Bothuyne, 1998; Warreyn, Roeyers, Oelbrandt & De Groote, 2005). Autistisesti käyttäytyvillä lapsilla esiintyy myös vähemmän sosiaalista imitaatiota, eli toisen ihmisen ilmeiden ja eleiden matkimista (Charman ym., 1997; Royers ym., 1998). On esitetty, että jaettu tarkkaavaisuus ja mahdollisesti myös sosiaalinen imitaatio saattaisivat olla ns. mielen teorian, eli toisen ihmisen mielenliikkeiden ymmärtämisen kehittymisen taustalla (ks. Roeyers ym., 1998). Davisin (1996) mukaan empatia tarkoittaa sensitiivisyyttä ja ymmärrystä toisen ihmisen mielentiloja kohtaan, ja kykyä nähdä asioita toisen ihmisen näkökulmasta. Termiä on käytetty kuvaamaan kahta jossain määrin erilaista kykyä. Ensimmäinen on kognitiivinen empatia, eli toisen ihmisen asemaan asettuminen ja hänen mielenliikkeidensä ymmärtäminen, ja toinen emotionaalinen empatia, eli toisen ihmisen tunteen jakaminen. Davis esittää, että termi kognitiivinen empatia tarkoittaisi monilta osin samaa kuin mielen teoria. Autistisesti käyttäytyvillä lapsilla on vaikeuksia tehtävissä jotka vaativat mielen teoriaa (Baron-Cohen, Leslie & Frith, 1985). Yirmiya, Sigman, Kasari ja Mundy (1992) ovat todenneet, että autistisesti käyttäytyvät lapset suoriutuvat tyypillisesti kehittyneitä lapsia heikommin empatiakykyä vaativissa tehtävissä. Lisäksi heidän mukaansa autistisesti käyttäytyvillä lapsilla kognitiivinen taso on voimakkaammassa yhteydessä empatiakykyyn kuin tyypillisesti kehittyneillä lapsilla. He esittävätkin, että autistisesti käyttäytyvät lapset joutuisivat käyttämään empaattisuudessa kognitiivisia strategioita enemmän kuin tyypillisesti kehittyneet lapset. On myös esitetty, että autismi saattaisi olla häiriö, jossa kognitiivinen empatia on häiriintynyt, mutta emotionaalinen empatia ei (Smith, 2006). Myös Baron-Cohen on viimeaikaisemmassa teoriassaan nostanut esiin empatiavaikeudet ja niiden merkityksen autismissa (ks. Baron-Cohen, 2002). Muun muassa empatian kehityksen on esitetty liittyvän peilisolujärjestelmään (Gallese & Goldman, 1998), ja Williamsin, Whittenin, Suddendorfin ja Perrettin (2001) mukaan se saattaa olla keskeinen mekanismi monen sellaisen toiminnon tai taidon kehityksessä, joka on häiriintynyt autismissa. He ovatkin esittäneet, että keskeinen autismin moninaisten vaikeuksien takana oleva syy voisi olla häiriö peilisolujärjestelmässä. Peilisolut (mirror neurons) ovat tietynlaisia visuomotorisia neuroneja, jotka liittyvät imitoimiseen ja sen avulla oppimiseen. Peilisoluja on alunperin löydetty eläinkokeissa apinoiden premotoriselta aivokuorelta, ja on olemassa näyttöä siitä, että myös ihmisen aivoissa on 2

6 vastaavia hermosoluja (ks. Rizzolatti & Craighero, 2004). Autismissa esiintyy vaikeuksia imitaatiossa, sekä epänormaalia imitaatiota, kuten esim. echolaliaa eli kaikupuhetta ja echopraxiaa eli liikkeiden toistamista (ks. Malvy ym., 1999; Williams, Whitten & Singh, 2004; Williams ym., 2001). Onkin olemassa viitteitä siitä, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä peilisolujärjestelmä toimisi epänormaalisti. Viimeaikaisessa EEG-tutkimuksessa (Oberman ym., 2005) ja fmritutkimuksessa (Dapretto ym., 2006) on löydetty tällaisia viitteitä peilisolujärjestelmän toiminnan häiriöstä autismissa. Muun muassa puheenkehityksen, tunteiden tarttumisen, mielen teorian, empatian, toisen ihmisen mielentilojen tunnistamisen ja jaetun tarkkaavaisuuden kehittymisen on esitetty liittyvän peilisolujärjestelmään (ks. Gallese & Goldman, 1998; Williams ym., 2001). Lisäksi on esitetty, että peilisolujärjestelmä liittyisi myös kasvonilmeiden tarttumiseen (Williams ym., 2001). Autismissa esiintyy useiden tutkimusten mukaan myös vaikeuksia henkilöllisyyden tunnistamisessa kasvoista, vaikkakin tulokset ovat osittain ristiriitaisia ja vaihtelevia. Esimerkiksi Boucherin ja Lewisin (1992) mukaan autismissa esiintyy kasvojen tunnistuksen ongelmia verrattuna sekä kielellisen älykkyyden että ei-kielellisen älykkyyden mukaan rinnastettuihin kontrolliryhmiin. Myös Klin ym. (1999) ovat raportoineet kasvojen tunnistuksen vaikeuksista autistisesti käyttäytyvillä lapsilla, ja heidän mukaansa autismissa kasvojen tunnistaminen myös korreloi yleisen kognitiivisen kapasiteetin kanssa vähemmän kuin kontrollihenkilöillä. Kuitenkaan Celani, Battacchi ja Arcidiacono (1999) eivät tutkimuksessaan löytäneet eroja autistisesti käyttäytyvien lasten, Downin syndroomaa sairastavien lasten, ja tavallisesti kehittyneiden lasten välillä kasvojen tunnistuksessa. Joka tapauksessa on runsaasti näyttöä siitä, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä kasvojen prosessointi tapahtuu eri tavalla kuin tyypillisesti kehittyneillä. Kuvantamistutkimuksissa on havaittu, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on kasvojen prosessoinnin aikana vähemmän aktivaatiota siihen tyypillisesti liittyvillä aivoalueilla (Pierce, Müller, Ambrose, Allen & Courchesne, 2001). McPartland, Dawson, Webb, Panagiotides ja Carver (2004) taas ovat havainneet eroja kasvojen prosessointiin liittyvissä EEG-vasteissa autistisesti käyttäytyvien ja tyypillisesti kehittyneiden henkilöiden välillä. Dawsonin ym. (2002) mukaan jo 3-4 vuotiailla autistisesti käyttäytyvillä lapsilla herätevasteet eroavat tyypillisesti kehittyneiden lasten vasteista, kun lapsille näytetään valokuvia äidistä ja tuntemattomasta naisesta. Tämä viittaa jo varhaisessa lapsuudessa näkyvään spesifisti kasvojen prosessoinnin ja tunnistamisen epänormaaliuteen autismissa. Eroja prosessointitavoissa on selitetty muun muassa sillä, että toisin kuin tyypillisesti kehittyneille henkilöille (esim. Farah, Wilson, Drain & Tanaka, 1998), autistisesti käyttäytyville 3

7 henkilöille kasvot eivät olisi erityinen ärsyke joka prosessoidaan kokonaisuutena, vaan he suuntautuisivat kasvojenkin prosessoinnissa yksittäisiin piirteisiin (mm. Langdell, 1978). Ristiriitaisia tutkimustuloksia kasvojentunnistuksen häiriöistä saattaisi selittää muun muassa se, että osa autistisesti käyttäytyvistä henkilöistä olisi oppinut käyttämään tyypillisten erikoistuneiden ja automaattisten prosessointitapojen sijaan kompensoivia ja enemmän kognitiivisiin strategioihin pohjautuvia keinoja kasvojentunnistuksessa (Teunisse & de Gelder, 2003). Emootioiden tunnistaminen kasvonilmeistä Kasvojen ilmeet ovat ihmisen emootioiden tärkein ulospäin näkyvä ilmaisutapa (Ekman, Friesen & Ellsworth 1982). Myös muilla kädellisillä kasvot toimivat ääntelyn ohella tärkeimpänä emotionaalisen kommunikaation välineenä. Eri kädellisillä ilmenevät kasvoilmeet ovat myös keskenään hyvin samanlaisia (ks. esim. Parr, Waller & Fugate, 2005). Onkin esitetty, että emootioiden ilmaisulla olisi kulttuurista ja oppimisesta riippumaton biologinen pohja (Izard, 1977; Tomkins 1962), ja että emootioiden ilmaisua kasvoilla ohjaisivat automaattiset neurobiologiaan pohjautuvat tunneohjelmat (Tomkins, 1962). Kasvonilmeen tunnistus, ja kasvojen identiteetin tunnistaminen ovat ainakin jossain määrin toisistaan riippumattomia ja erillisiä prosesseja (Haxby, Hoffman & Gobbini, 2000). Tyypillisesti kehittyneet ihmiset havaitsevat kasvonilmeet kategorisesti (ks. esim. Calder, Young, Perrett, Etcoff & Rowland, 1996). Harnad (2003) on määritellyt kategorisen havaitsemisen havaitsemiseksi laadullisten erojen perusteella, jolloin havainnon muuttumisella on jyrkkä käännekohta. Kategorisen havainnoinnin vastakohta on jatkuva havaitseminen, jossa havainnoidaan jonkin jatkumon määrällistä muutosta, ja havainnon muuttumisella ei ole selkeää käännekohtaa. Kasvonilmeiden kategorista havainnointia on tutkittu muun muassa kuvasarjoilla, joissa kahta eri kasvonilmettä on sulautettu yhteen eri suhteissa. Kun ihmisille näytetään tällaisia kuvasarjoja eri emootioiden välisistä jatkumoista, on olemassa jyrkkä käännekohta, jonka jälkeen havainto vaihtuu emootiosta toiseksi (Calder ym. 1996). Ainakin ilon ja pelon kategorisointi tapahtuu jo varhain aivojen havaintojärjestelmässä, eli n. 150 millisekuntia ärsykkeen esittämisen jälkeen (Campanella, Quinet, Bruyer, Crommelinck & Guerit, 2002). Kasvonilmeiden havaitseminen vaikuttaa siis tapahtuvan automaattisesti, nopeasti ja erikoistuneesti. 4

8 Emootioiden havaitsemiseen kasvonilmeistä osallistuu useita aivojen alueita. Tietyille alueille on vaikea määrittää yksittäisiä tehtäviä, koska ne osallistuvat useisiin prosesseihin emootion tunnistuksen eri vaiheissa (ks. esim. Adolphs, 2002a). Emootioiden tunnistuksessa tärkeitä alueita ovat näköaivokuoren tietyt ohimolohkojen alueet, kuten erityisesti ylempi temporaaliuurre (superior temporal sulcus), joka liittyy kasvojen dynamiikan ja kasvoissa tapahtuvien muutosten prosessointiin, eli katseensuunnan ja kasvonilmeiden tunnistamiseen (Haxby ym., 2000; 2002). Myös amygdalalla on tärkeä rooli emootioiden havaitsemisessa (Calder, Lawrence & Young, 2001). Erityisen tärkeä amygdala on pelon tunnistuksessa (Adolphs, Tranel, Damasio & Damasio, 1995; Calder ym., 2001; Calder ym., 1996), mutta sen vaurioihin liittyy vaikeuksia myös muiden negatiivisten emootioiden tunnistamisessa (Calder ym. 1996). Myös aivojen somatosensoriset alueet liittyvät emootioiden tunnistamiseen kasvoista (Adolphs, Damasio, Tranel, Cooper & Damasio, 2000). On esitetty että tämä liittyisi siihen, että emotionaalisen ilmeen näkeminen aiheuttaisi ihmisessä emotionaalisen vasteen, ja tämän vasteen tulkitseminen somatosensorisilla alueilla helpottaisi emootion tunnistusta (Adolphs ym. 2000; Wild, Erb & Bartels, 2001). Lisäksi orbitofrontaalisella aivokuorella on yhteys emootioiden tunnistamiseen (Vuilleumier, Armony, Driver & Dolan, 2001). Emootioiden tunnistaminen autismissa Autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä vaikuttaisi useiden tutkimusten mukaan olevan vaikeuksia emootioiden tunnistamisessa kasvonilmeistä (esim. Celani ym., 1999; Gross, 2004; Hall, Szechtman & Nahmias, 2003; Hobson, 1986; Hobson, Ouston & Lee, 1988). Kuitenkaan kaikissa tutkimuksissa ei ole löydetty eroa kognitiivisesti hyvätasoisten autistisesti käyttäytyvien henkilöiden ja kontrolliryhmien välillä, jos tunnistettavana on ollut helposti tunnistettavia perusemootioita, kuten esimerkiksi ilo (esim. Adolphs, Sears & Piven, 2001). Hyvätasoisella tarkoitetaan tässä yhteydessä autistisesti käyttäytyviä henkilöitä joilla ei ole kehitysvammaa, eli heidän älykkyysosamääränsä on yli 70 (esim. Gillberg & Ehlers, 1998). On mahdollista, että osa autistisesti käyttäytyvistä henkilöistä on oppinut käyttämään kompensoivia keinoja paitsi kasvojen, myös kasvonilmeiden tunnistuksessa (Teunisse & de Gelder, 2001). On kuitenkin näyttöä siitä, että autistisesti käyttäytyvät henkilöt tunnistavat kasvojen identiteetin lisäksi myös kasvonilmeitä eri tavalla kuin tyypillisesti kehittyneet ihmiset. 5

9 Grossin (2004) tutkimuksessa autistisesti käyttäytyvät lapset käyttivät emootioiden tunnistuksessa kasvonilmeistä hyödykseen enemmän kasvojen alaosaa kuin kontrolliryhmään kuuluvat lapset. Hän esittääkin, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä olisi häiriö synnynnäisessä emootiojärjestelmässä, joka automaattisesti ohjaa orientaatiota kasvojen yläosiin emootioiden tunnistuksessa, ja että he käyttäisivät enemmän hyödykseen kasvojen alaosien tarkasteluun liittyvää opittua ja tahdonalaista emootiojärjestelmää. Myös Pelphrey ym. (2002) ovat todenneet, että nähdessään kasvoja tyypillisesti kehittyneet henkilöt katsovat tiettyjä emootiontunnistuksessa tärkeitä piirteitä, kuten silmiä ja suuta enemmän kuin autistisesti käyttäytyvät henkilöt, jotka käyttävät enemmän aikaa kasvojen muiden osien katsomiseen. Edellä todettiin, että tyypillisesti kehittyneet ihmiset tunnistavat kasvonilmeet kategorisesti (Calder ym., 1996). Lisäksi tyypillisesti kehittyneillä ihmisillä kasvojen tunnistuksen lisäksi myös kasvonilmeiden tunnistamisessa käytetään ainakin jossain määrin kokonaisuuteen perustuvaa prosessointia (Calder, Young, Keane & Dean, 2000; ks. myös Adolphs, 2002b). Teunisse ja de Gelder (2001) ovat todenneet, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä kasvonilmeiden tunnistaminen ei tapahdu kategorisesti. He selittävät tätä sillä, että autistisesti käyttäytyvät henkilöt eivät käyttäisi kasvoilmeidenkään tunnistuksessa kokonaisuuteen perustuvaa informaatiota yhtä paljon kuin tyypillisesti kehittyneet henkilöt. Myös esimerkiksi Hall ym. (2003) ovat todenneet, että emootiontunnistustehtävän aikana autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä aktivoituu vähemmän emootiontunnistukseen tavallisesti liittyviä aivojen alueita, ja enemmän yksittäisten piirteiden analysointiin liittyviä aivoalueita kuin kontrollihenkilöillä. Emootiontunnistuksen yhteydessä autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä esiintyvä epätyypillinen aivotoiminta on näkyvissä jo lapsilla. Dawson, Webb, Carver, Panagiotides ja McPartland (2004) näyttivät autistisesti käyttäytyville 3-4 vuotiaille lapsille ja samanikäisille verrokkihenkilöille kuvia neutraaleista ja pelokkaista kasvoista. Kontrolliryhmän EEG:llä mitatussa aivotoiminnassa näkyi suurempi varhainen negatiivinen vaste (N300) pelkoa esittävään kuin neutraaliin kasvokuvaan, mutta autistisesti käyttäytyvillä lapsilla näissä vasteissa ei ollut eroa. Lisäksi autistisesti käyttäytyvien lasten N300 vasteet molempiin ilmeisiin olivat tyypillisesti kehittyneiden lasten vasteita hitaampia. Dawson ym. teettivät autistisesti käyttäytyville lapsille myös sosiaalista tarkkaavaisuutta ja muuta tarkkaavaisuutta mittaavia tehtäviä. He havaitsivat, että ne autistisesti käyttäytyvät lapset, joilla aivojen varhainen negatiivinen reaktio pelkoilmeeseen oli nopeampi (eli lähempänä samanlaista reaktiota tyypillisesti kehittyneiden lasten kanssa), pärjäsivät muita autistisesti käyttäytyviä lapsia paremmin sosiaalisen tarkkaavaisuuden tehtävissä, mutta muissa 6

10 tarkkaavaisuutta mittaavissa tehtävissä heidän välillään ei ollut eroa. Tämä viittaa siihen, että pelkoa esittävän kasvonilmeen prosessoinnin nopeus on ainakin autistisesti käyttäytyvillä lapsilla yhteydessä myös monimutkaisempiin sosiaalisiin toimintoihin. Autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on vaikeuksia erityisesti pelon tunnistamisessa (mm. Pelphrey ym. 2002). Skuse (2003) on esittänyt, että kun henkilö näkee pelkoa ihmisen kasvoilla, hänelle on erityisen tärkeää tietää mitä pelokkaan ihmisen mielessä liikkuu. Skusen mukaan pelon havaitseminen ja mielen teoria pohjautuvat samoihin hermostollisiin rakenteisiin. Tietyt aivojen alueet, erityisesti amygdala liittyvät pelon tunnistamiseen ja suoran katsekontaktin havaitsemiseen. Muilla eläinlajeilla suora katsekontakti on uhkaava ele. Skusen mukaan ihmiselle on kuitenkin kehittynyt säätelymekanismeja moduloimaan pelon ja suoran katsekontaktin havaitsemisen aiheuttamaa uhan kokemusta. Näin hermostolliset mekanismit, jotka ovat alun perin pelon havaitsemiseen liittyviä, ovat Skusen mukaan kehittyneet myös toimimaan toisten ihmisten mielenliikkeiden havaitsemiseksi ja ymmärtämiseksi. Hän esittää, että häiriö näissä hermoverkostoissa saattaisi olla autismin sosiaalisen käyttäytymisen ja sosiaalisen kognition häiriöiden taustalla. Autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä suora katsekontakti lisääkin aktivaatiota amygdalassa, mutta tyypillisesti kehittyneillä henkilöillä ei (Dalton ym., 2005). Lisäksi suora katsekontakti aiheuttaa autistisesti käyttäytyvillä lapsilla suuremman autonomisen hermoston vireystilan kuin käännetty katse, mutta tyypillisesti kehittyneillä lapsilla näin ei tapahdu (Kylliäinen & Hietanen, 2006). Myös Baron-Cohen ym. (2000) ovat esittäneet, että autismi saattaisi johtua häiriöstä amygdalan toiminnassa. Tähän viittaa muun muassa se, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on samantapaisia ongelmia emootioiden havaitsemisessa kuin henkilöillä, joilla on vaurio amygdalassa (Adolphs ym., 2001). Amygdalavaurio vaikeuttaa erityisesti monimutkaisten sosiaalisten emootioiden tunnistusta kasvoista, varsinkin silmien alueelta (Adolphs, Baron-Cohen & Tranel, 2002). Kun autistisesti käyttäytyvät henkilöt näkevät kuvia emootioita esittävistä kasvoista, amygdala ja ylempi temporaalipoimu (superior temporal gyrus) aktivoituvat vähemmän kuin tyypillisesti kehittyneillä ihmisillä (Baron-Cohen ym. 1999). Lisäksi Baron-Cohen ym. (2000) ovat tuoneet esiin teoriaa tukevia tutkimustuloksia eläinkokeista ja aivojen rakenteiden tutkimuksista. Amaral, Bauman ja Schumann (2003) ovat kuitenkin kyseenalaistaneet sen, että pelkästään amygdalan häiriö voisi olla avaintekijä autismin sosiaalisen käyttäytymisen ongelmissa. Heidän mukaansa tutkimukset amygdalan ja autismin yhteydestä ovat ristiriitaisia ja metodologisesti 7

11 kyseenalaisia ja he ovat myös tuoneet esiin tutkimustuloksia siitä, että amygdalan puuttuminen ei vähennä rhesusapinoiden sosiaalista käyttäytymistä Autismi ja emootioiden ilmaisu Emootiontunnistuksen vaikeuksien ja epätyypillisten havaintostrategioiden lisäksi autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on hankaluuksia myös emootioiden ilmaisussa. Kliinisten havaintojen perusteella autistisesti käyttäytyvät lapset ilmaisevat tavallisesti yksinkertaisia perusemootioita, mutta eivät monimutkaisempia ja kehittyneempiä emootioita, kuten esimerkiksi syyllisyys (Dawson & Galpert, 1986). Lisäksi Attwoodin, Frithin ja Hermelinin (1988) mukaan autistisesti käyttäytyvät nuoret eivät vuorovaikutuksessa käytä tunteita ilmaisevia eleitä (kuten esimerkiksi halaaminen) samoin kuin mentaalisen iän mukaan rinnastetut Downin syndroomaa sairastavat nuoret ja tyypillisesti kehittyneet lapset. Myös emootioiden ilmaisu kasvonilmeillä on autismissa häiriintynyt. McDonald ym. (1989) ovat havainneet, että autistisesti käyttäytyvien aikuisten on vaikeampi tuottaa tunnistettavia emotionaalisia ilmaisuja kasvonilmeillä kuin älykkyysosamäärän mukaan rinnastettujen tyypillisesti kehittyneiden aikuisten. Autistisesti käyttäytyvien aikuisten oli myös vaikeampi tuottaa emotionaalisia ilmauksia puheäänen sävyllä. Myös Lovelandin ym. (1994) tutkimuksessa verrattuna iän ja älykkyystason mukaan rinnastettuihin Downin syndroomaa sairastaviin henkilöihin, autistisesti käyttäytyville henkilöille oli vaikeampaa esittää nimettyjä emootioita. Autistisesti käyttäytyvät henkilöt myös esittivät enemmän outoja ja mekaanisen näköisiä ilmeitä. Nähtyjen kasvonilmeiden jäljittely sujui kuitenkin tässä tutkimuksessa molemmilla ryhmillä yhtä hyvin. Dapreton ym. (2006) tutkimuksessa on saatu viitteitä siitä, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä myös aktivoituu aivoissa osittain eri alueita kuin tyypillisesti kehittyneillä henkilöillä emotionaalisia ilmeitä imitoitaessa. Tässäkään tutkimuksessa ei havaittu eroa ryhmien välillä ilmeiden laadussa, mutta autistisesti käyttäytyvillä lapsilla erityiset imitaatioon liittyvät aivojen osat, eli peilisolujärjestelmä ei aktivoitunut samoin kuin tyypillisesti kehittyneillä lapsilla. Koska autismiin liittyy monenlaisia sosiaalisen käyttäytymisen, kielen ja muun käyttäytymisen ongelmia, on todennäköistä että autismissa esiintyvät vaikeudet johtuvat toiminnallisesti moninaisten ja laajasti levinneiden hermojärjestelmien häiriöistä. Kuitenkin samaan aikaan 8

12 autismissa vain tietyt järjestelmät ovat häiriintyneitä, koska autismi ei välttämättä vaikuta älykkyyteen tai muihin korkeampiin aivotoimintoihin (Volkmar, Lord, Bailey, Sholtz & Klin, 2004). Tarvitaankin vielä lisää tutkimusta, että pystyttäisiin varmasti sanomaan, mitkä hermostolliset ja psykologiset prosessit ovat autismissa esiintyvien sosiaaliseen kognitioon ja emootioihin liittyvien häiriöiden taustalla. Emootiot ja kasvojen reaktiot Mittaamalla kasvolihasten aktiviteettia ihon pinnalle kiinnitetyillä elektrodeilla (elektromyografia eli EMG), on useissa tutkimuksissa osoitettu, että kun ihmisille näytetään kuvia kasvoista jotka esittävät jotain emootiota, heidän kasvoissaan aktivoituu spontaanisti samaan emootioon liittyviä lihaksia (mm. Dimberg, 1982; Lundqvist, 1995). Eniten on tutkittu positiivisten emootioiden ilmaisuun liittyvän zygomaticus majorin, joka vetää hymyillessä suupieliä ylöspäin, sekä negatiivisten emootioiden ilmaisuun liittyvän, esimerkiksi vihaisena kulmia kurtistavan corrugator superciliin reaktioita. Iloisten kasvojen näkeminen lisää aktivaatiota zygomaticus majorissa ja vihaisten kasvojen näkeminen corrugator superciliissä (ks. esim. Dimberg, 1982). Joissain tutkimuksissa corrugator superciliin on todettu aktivoituvan myös pelkoa esittäviä ilmeitä nähtäessä (esim. Lundqvist, 1995), mutta tulokset ovat olleet epäjohdonmukaisia (vrt. Lundqvist & Dimberg, 1995). Myös silmien ympärillä oleva ja hymyillessä aktivoituva orbicularis oculi -lihas aktivoituu reaktiona iloisiin kasvoihin (esim. Surakka & Hietanen, 1998). Huolimatta joistain vastakkaisista ajatuksista (ks. esim. Blairy, Herrera & Hess 1999) on olemassa näyttöä siitä, että nämä kasvojen reaktiot ovat automaattisia. Reaktiot kasvonilmeitä esittäviin kuviin ovat nopeita, eli ne ovat todettavissa jo noin millisekunnin kuluttua ärsykkeen esittämisestä (Dimberg & Thunberg, 1998). Dimbergin, Thunbergin ja Elmehedin (2000) mukaan kasvojen reaktiot emootioita esittäviin kasvokuviin eivät tarvitse ärsykkeen tietoista prosessointia. Esitettäessä iloa tai vihaa esittävää kasvokuvaa vain 30 millisekuntia ja tämän jälkeen korvattaessa se neutraalilla kasvokuvalla niin, etteivät koehenkilöt tiedosta nähneensä kuin neutraalit kasvot, esiintyy samanlaisia reaktioita kuin silloinkin, kun ilmeet ovat näkyvissä kauemmin. Lisäksi vaikka koehenkilöt pyrkisivät pitämään kasvonsa liikkumattomina, tai vaikka he pyrkisivät reagoimaan hymyilevään kuvaan kulmiaan kurtistamalla tai päinvastoin, heidän kasvoissaan kuitenkin edelleen aktivoituvat myös heidän näkemäänsä emootioon liittyvät lihakset (Dimberg, Thunberg & 9

13 Grunedal, 2002). Se että kasvojen reaktiot ovat nopeita ja tiedostamattomia, ja se ettei niitä voida tietoisesti estää, viittaa vahvasti siihen että kasvojen reaktioilla emotionaalisin kasvokuviin olisi neurobiologinen pohja (Dimberg & Thunberg, 1998; Dimberg, Thunberg & Grunedal, 2002). On myös esitetty, että biologisesti määräytyvät tunneohjelmat ohjaisivat niitä (ks. Dimberg & Thunberg, 1998; Dimberg ym., 2002; Tomkins, 1962). Osa tutkijoista pitää kasvonilmeiden automaattista tarttumista refleksinomaisena motorisena jäljittelynä, johon ei liity emotionaalista komponenttia (ks. esim. Blairy ym., 1999; Chartrand & Bargh, 1999; Hess & Blairy, 2001). On kuitenkin viitteitä siitä, että kasvonilmeiden tarttuminen ei olisi pelkkää jäljittelyä, vaan emotionaaliseen kokemukseen olennaisesti liittyvä osa. Dimbergin (1990) mukaan kasvojen lihakset aktivoituvat myös reaktiona muihin emotionaalisiin ärsykkeisiin kuin kasvoihin, kuten esimerkiksi käärmeiden ja kukkien kuviin, tai epämiellyttäviin ääniin. Kasvojen reaktiot myös riippuvat koehenkilöiden subjektiivisesta kokemuksesta ja arviosta ärsykkeestä, sekä mahdollisista yksilöllisistä peloista ärsykettä kohtaan. On myös mahdollista erottaa verrattain neutraali, mutta epämiellyttäväksi ehdollistettu ärsyke kasvojen reaktioiden avulla. Kasvojen reaktiot ainakin epämiellyttäviin ärsykkeisiin vastaavat samalla mitattuja autonomisen hermoston reaktioita. Lisäksi kasvojen reaktiot myös muihin emotionaalisiin ärsykkeisiin kuin kasvoihin ovat tahdosta riippumattomia ja nopeita (Dimberg ym. 2002). Hietasen, Surakan ja Linnankosken (1998) mukaan kasvolihakset aktivoituvat myös reaktiona puheen emotionaaliseen äänensävyyn. Kun koehenkilöt kuulevat sisällöltään neutraalin sanan vihaisella äänellä sanottuna, tapahtuu corrugator superciliissä aktivaatiota. Sama sana tyytyväisellä äänensävyllä sanottuna lisää puolestaan aktivaatiota orbicularis oculissa. Nähdessään emootioita esittäviä kasvokuvia ihmiset myös ilmoittavat kokevansa samoja emootioita kuin kuvissa esitetään (Lundqvist & Dimberg, 1995; Surakka & Hietanen, 1998; Wild ym., 2001). Kasvoilmeiden lisäksi myös emootiot siis tarttuvat. Emootioita esittävät kasvokuvat herättävät joissain tapauksissa myös muita emootioita kuin ne esittävät. Lundqvist ja Dimberg (1995) havaitsivat muun muassa, että vihaiset kasvot herättivät koehenkilöissä pelon kokemusta. Yksi selitys kasvonlihasten aktivoitumiselle reaktiona emotionaalisiin kasvokuviin voisi näin ollakin emootioiden tarttumisen lisäksi myös se että, nähdyt emootiota esittävät kasvot herättävät katsojassa jotain toista emootiota, ja tämä tulee esiin kasvojen reaktiona (esimerkiksi vihaiset kasvot herättävät pelkoa, joka näkyy corrugator superciliin aktivaationa). Emotionaalisten ilmeiden ja emootioiden tarttumisen aiheuttavat mekanismit ovat kuitenkin vielä jossain määrin tuntemattomia. Lundqvistin ja Dimbergin (1995) mukaan yksi mahdollisuus on, että ihmiset ensin jäljittelevät ilmettä ja se 10

14 aiheuttaa emotionaalisen kokemuksen. Toinen mahdollisuus on, että nähty emootio herättää ensin emotionaalisen kokemuksen, joka sitten ilmenee kasvoilla. On esitetty erilaisia näkemyksiä siitä, mitä tarkoitusta emootioiden tarttuminen palvelee. Niedenthalin, Brauerin, Halberstadtin ja Innes-Kerin (2001) tutkimuksessa tuli esiin viitteitä siitä, että kasvoilmeiden tarttuminen helpottaisi niiden tunnistamista. He esittivät koehenkilöille videoita, joissa jokin kasvonilme muuttui vähitellen toiseksi, ja koehenkilöiden piti tunnistaa joko hetki jolloin alkuperäinen ilme katosi, tai hetki jolloin uusi ilme tuli näkyviin. Koehenkilöt, joiden kasvojen liikkeitä oli häiritty kehottamalla heitä pitämään kynää suussaan, havaitsivat muutokset myöhemmin kuin kontrolliryhmä. Niedenthal ym. pitävät tätä osoituksena siitä, että kasvonilmeiden jäljittely helpottaa emootioiden tunnistamista niistä. Aiemmin mainittiin, että aivojen somatosensoriset alueet liittyvät emootioiden tunnistukseen (Adolphs ym., 2000; ks. myös Wild ym., 2001). Tämä sopii yhteen Niedentalin ym. (2001) tutkimuksen tulosten kanssa. Myös Hess ja Blairy (2001) ovat käyttämällä dynaamisia ja verrattain heikkoja kasvonilmeitä vahvistaneet sen, että ihmiset jäljittelevät näkemiään ilmeitä, ja että nähdyt emootiot tarttuvat. Kuitenkaan heidän mukaansa emootioiden jäljittely kasvoilla ei ole yhteydessä niiden tarttumiseen tai tunnistamiseen, vaan kyseessä on erillinen ilmiö. Myös Blairy, Herrera ja Hess (1999) ovat saaneet tuloksia, joiden mukaan emootioiden tarttuminen ja niiden tunnistaminen ei liity kasvonilmeiden tarttumiseen. On myös esitetty, että kasvonilmeiden tarttuminen liittyisi empatiaan. De Wied, Boxtel, Zaalberg, Goudena ja Matthys (2006) tutkivat hiljattain uhmakkuus- ja käytöshäiriöisten lasten kasvojen reaktioita emotionaalisiin kasvonilmeisiin. Uhmakkuus- ja käytöshäiriöiset lapset arvioivat itsearviointilomakkeella itsensä keskimäärin vähemmän empaattisiksi kuin kontrolliryhmä, ja myös keskimääräinen aktivaatio corrugator superciliissä reaktiona vihaisiin kasvokuviin oli heillä kontrolliryhmää alhaisempaa. Myös aikuisilla on löydetty empatiaan liittyviä eroja kasvonilmeiden tarttumisessa. Sonnby-Borgströmin, Jönssonin ja Svensonin (2003) tutkimuksessa paljon empatiaa tuntevilla koehenkilöillä kasvonilmeitä esittävien kuvien näkeminen aiheutti lisääntynyttä aktivaatiota näihin emootioihin liittyvissä kasvolihaksissa, mutta vähän empatiaa tuntevilla koehenkilöillä näin ei tapahtunut. Tulos oli näkyvissä jo silloin kun ärsykkeitä näytettiin hyvin lyhyitä aikoja, joten tämä viittaa eroihin nimenomaan kasvojen automaattisissa reaktioissa. Samanlainen tulos on saatu myös Sonnby-Borgströmin (2002) toisessa tutkimuksessa. Siinäkin empatiakyvyn mukaan ryhmitellyillä koehenkilöillä oli eroa kasvojen reaktioissa. Kuitenkaan ryhmien välillä ei ollut eroa siinä, kuinka paljon he raportoivat tuntevansa eri emootioita kuvia katsoessaan. 11

15 Kasvoilmeiden tarttuminen siis vaikuttaa liittyvän läheisesti moniin sosiaalis-emotionaalisiin toimintoihin. Moody ja McIntosh (2006) ovat esittäneet, että se jopa voisi olla tärkeä välittävä tekijä sosiaalis-emotionaalisten toimintojen kehityksen taustalla, ja että häiriö kasvoilmeiden tarttumisessa saattaisi estää useiden sosiaalis-emotionaalisten ja sosiaalis-kognitiivisten toimintojen normaalia kehitystä. Tällaisia toimintoja heidän mukaansa saattaisivat olla ainakin emootioiden havaitseminen, sosiaalinen kognitio ja mielen teoria, sekä emootioiden tarttuminen. He myös esittävät, että kasvoilmeiden tarttuminen johtaisi emootioiden tarttumiseen, ja tämä saattaisi olla vaikuttava tekijä empatian kehittymisen taustalla. Edellä esiteltiin, että nämä kaikki toiminnot ovat autismissa jossain määrin häiriintyneitä. Autismi ja kasvojen reaktiot emotionaalisiin kasvokuviin Kasvonilmeiden tarttumisesta autismissa on hyvin vähän tutkimustietoa. McIntosh, Reichmann- Decker, Winkielman ja Wilbarger (2006) ovat äskettäin julkaistussa tutkimuksessaan mitanneet zygomaticus majorin ja corrugator superciliin EMG-reaktoita autistisesti käyttäytyviltä ja tyypillisesti kehittyneiltä henkilöiltä iloa ja vihaa esittäviä valokuvia nähtäessä. He laskivat koehenkilöiltä nähdyn ilmeen mukaisten, eli kongruenttien reaktioiden (kun corrugator supercilii aktivoituu reaktiona vihaa esittävään ilmeeseen tai zygomaticus major iloa esittävään) ja nähdyn ilmeen vastaisten, eli inkongruenttien reaktioiden (kun corrugator supercilii aktivoituu reaktiona iloa esittävään ilmeeseen tai zygomaticus major vihaa esittävään) lukumääriä. Kontrollihenkilöillä esiintyi enemmän kongruentteja kuin inkonguentteja reaktioita, eli heillä tapahtui kasvonilmeiden tarttumista. Silloin kun kyse oli automaattisista ja spontaaneista reaktioista (nopeasti syntyvät reaktiot ms ärsykkeen esittämisen jälkeen), autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä tapahtui yhtä paljon kongruentteja ja inkongruentteja reaktioita, eli heillä nähty ilme ei tarttunut automaattisesti. Tahdonalaista jäljittelyä (hitaammat vasteet ms ärsykkeen esittämisen jälkeen) mitattaessa molemmilla ryhmillä esiintyi enemmän kongruentteja kuin inkongruentteja reaktioita. Tämä viittaa siihen, että kasvonilmeiden nopea ja automaattinen tarttuminen olisi autismissa häiriintynyt. Myös edellä esitetyn autismiin ja kasvoilmeiden tarttumiseen liittyvän tutkimustiedon pohjalta voitaisiin odottaa, että kasvonilmeet eivät tarttuisi autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä samoin kuin 12

16 tyypillisesti kehittyneillä. On vahvoja viitteitä siitä, että kasvonilmeiden tarttuminen olisi automaattinen neurobiologisiin mekanismeihin perustuva ilmiö (ks. Dimberg ym., 2002). On esitetty, että se liittyisi kasvonilmeiden tunnistamiseen (Niedenthal ym., 2001) sekä empatiakykyyn (de Wield ym., 2006; Sonnby-Borgström ym., 2002; 2003). On myös esitetty, että peilisolujärjestelmä liittyisi siihen (Williams ym., 2001). Autismissa on vaikeuksia emootioiden tunnistuksessa (mm. Hall ym., 2003) ja ilmaisemisessa (esim. Loveland ym., 1994). On myös todettu, että autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä kasvojen ja kasvoilmeiden tunnistus on poikkeavaa ja on esitetty, että he todennäköisesti käyttävät kompensoivia keinoja niiden tunnistamisessa (esim. Teunisse ja de Gelder, 2001). Autistisesti käyttäytyvät ihmiset myös käyttävät kasvojen ja kasvonilmeiden tunnistuksessa eri aivoalueita kuin tyypillisesti kehittyneet ihmiset (mm. Hall ym., 2003), ja on viitteitä siitä, että peilisolujärjestelmän toiminta olisi autismissa häiriintynyt (Dapretto ym., 2006; Oberman ym., 2005). Lisäksi autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä on vaikeuksia empaattisuudessa ja toisen ihmisen mielentilojen ymmärtämisessä (esim. Baron- Cohen ym., 1985; Yirmiya ym., 1992). Näin voitaisiin odottaa, että autistisesti käyttäytyvien henkilöiden kasvolihasten reaktiot kasvonilmeille olisivat erilaisia kuin tyypillisesti kehittyneiden henkilöiden. Erityisesti voitaisiin odottaa, että eroja autistisesti käyttäytyvien- ja tyypillisesti kehittyneiden henkilöiden välillä olisi kasvolihasten automaattisissa ja nopeissa reaktioissa (alle 1000 ms) (McIntosh ym., 2006). Viimeaikaisten yhteenvetojen mukaan sosioemotionaaliseen käyttäytymiseen liittyvä automaattinen imitaatio ja tietoinen tavoitteellinen imitaatio ovat toisistaan erillisiä asioita (ks. Moody & McIntosh, 2006; Rogers, Heburn, Stcakhouse & Wehner, 2003). Pidemmällä aikavälillä (yli 1000 ms) erot ryhmien välillä kasvolihasten vasteissa saattaisivat siis tasaantua, koska tietoinen jäljittely voisi lisätä kasvojen liikkeitä myös autistisesti käyttäytyvillä henkilöillä (ks. McIntosh ym., 2006). Tutkimuskysymys ja hypoteesit Tässä tutkimuksessa oli tarkoituksena mitata EMG:llä kasvojen lihasten aktiviteetin muutoksia reaktioina iloa, vihaa, pelkoa ja neutraalia ilmettä esittäviin kasvokuviin, ja selvittää eroavatko autistisesti käyttäytyvien lasten kasvojen reaktiot tyypillisesti kehittyneiden lasten reaktioista. Iloa ja vihaa esittävillä ilmeillä on saatu eniten tuloksia kasvonilmeiden tarttumisesta (ks. esim. Lundqvist & Dimberg, 1995). Pelko valittiin mukaan tutkittaviin emootioihin, koska on havaittu, 13

17 että autismissa erityisesti sen tunnistus on häiriintynyt (mm. Pelphrey ym., 2002). Sinha ja Parsons (1996) ovat tutkineet kasvojen EMG-vasteita vihaa ja pelkoa herättävien mielikuvien miettimisen aikana, ja esittäneet, että masseter lihas aktivoituisi koettaessa vihaa, muttei pelkoa. Tämän perusteella tässä tutkimuksessa pyrittiin erottelemaan vihan ja pelon herättämät reaktiot masseterin aktivaatiota mittaamalla. Aikaisempien tutkimusten perusteella (esim. Lundqvist, 1995) odotettiin, että normaalisti kehittyneillä lapsilla vihaisen ja pelokkaan ilmeen näkeminen lisäisi aktivaatiota corrugator supercilii lihaksessa ja että iloisen ilmeen näkeminen lisäisi aktivaatiota zygomaticus majorissa. Edellä esitellyn tutkimustiedon perusteella odotettiin myös, että autistisesti käyttäytyvillä lapsilla ei esiintyisi samalla tavoin tällaisia nähdyn ilmeen mukaisia kasvolihasten reaktioita. Tältä osin siis pyrittiin toistamaan McIntoshin ym. (2006) tutkimustulos, ja täydentämään sitä mittaamalla reaktioita myös pelkoa ja neutraalia ilmettä esittäviin ilmeisiin. McIntoshin ym. tutkimuksesta poiketen tässä tutkimuksessa käytettiin dynaamisia ärsykkeitä, joissa neutraali ilme vaihtui emootiota esittäväksi. Liikkuvia ärsykkeitä käytettiin, koska ne saattavat olla paikoillaan olevia kuvia vahvempi ärsyke ja siten parantaa ilmeiden tunnistusta (Wehrle, Kaiser, Schmidt & Scherer, 2000), ja koska liike saattaa parantaa kasvonilmeiden tunnistusta autistisesti käyttäytyvillä lapsilla (Gepner, Deruelle & Grynfeltt, 2001). Näin pyrittiin vähentämään autismissa esiintyvien emootioiden tunnistusvaikeuksien vaikutusta tuloksiin. Liikkuvia ärsykkeitä käytettiin myös, koska ne vastaavat paikoillaan olevia kuvia paremmin aidoissa sosiaalisissa tilanteissa esiintyviä ilmeitä. Jos autistisesti käyttäytyvien ja normaalisti kehittyneiden lasten välillä on hypoteesin mukaisesti eroja reaktioissa kasvonilmeisiin, on tärkeää selvittää johtuvatko ne siitä, että autistisesti käyttäytyvät lapset eivät reagoi kasvonilmeisiin, vai siitä etteivät he reagoi kasvoillaan mihinkään emotionaaliseen ärsykkeeseen. Tämän vuoksi tässä tutkimuksessa käytettiin myös kontrolliärsykkeitä, jotka eivät olleet kasvokuvia, mutta joiden ajateltiin herättävän positiivisia tai negatiivisia emootioita. Jos reaktiot kasvojen ilmeisiin eroavat, mutta reaktiot kontrolliärsykkeisiin ovat samanlaiset, viittaa tämä siihen, että autismissa esiintyy epätyypillisiä kasvojen reaktioita nimenomaan kasvonilmeisiin, mutta ei muihin emotionaalisiin ärsykkeisiin. Aiemmin esitetyn tutkimuksen pohjalta näin voidaan ajatella olevan, joten hypoteesi oli, että molemmissa ryhmissä negatiiviset kontrolliärsykkeet aiheuttaisivat aktivaatiota corrugator superciliissä ja positiiviset kontrolliärsykkeet zygomaticus majorissa. 14

18 METODIT Koehenkilöt Koehenkilöinä oli 11 kouluikäistä autistisesti käyttäytyvää lasta, sekä 14 vapaaehtoista, tyypillisesti kehittynyttä älykkyysosamäärän (WISC-III) ja kronologisen iän suhteen autistisesti käyttäytyvien lasten kanssa rinnastettua lasta vertailuryhmänä. Kaikki koehenkilöt olivat miespuolisia. Autistisesti käyttäytyvien lasten vanhemmille oli tehty diagnostinen haastattelu Autism Diagnostic Interview- Revised (ADI-R; Lord, Rutter & Le Couteur, 1994). Haastattelun mukaan kaikki tutkimusryhmän lapset täyttivät autismin kriteerit. Taulukossa 1 on esitetty tutkimusryhmän pisteet ADI-R:n kolmella alueella. Sosiaalisella alueella pistemäärän 10, kommunikaation alueella pistemäärän 8, ja toistavan käyttäytymisen alueella pistemäärän 3 ylittävien arvojen tulkitaan merkitsevän autismia. Tutkimusryhmän ja vertailuryhmän välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja kronologisessa iässä, eikä WISC-III:n mukaisessa älykkyysosamäärässä, kielellisessä älykkyysosamäärässä tai eikielellisessä älykkyysosamäärässä (ks. Taulukko 1). Koehenkilöiltä ja heidän vanhemmiltaan pyydettiin kirjallinen suostumus tutkimukseen osallistumisesta. Ärsykkeet Ärsykkeinä käytettiin iloa, vihaa ja pelkoa esittäviä synteettisiä kasvokuvia (ks. kuva 1). Ärsykkeet olivat dynaamisia, ja ne oli rakennettu siten, että kasvojen ilme oli ensin neutraali 0.5 sekunnin ajan, muuttui sitten neutraalista iloa vihaa tai pelkoa esittävään ilmeeseen 0.5 sekunnin aikana, ja jäi näkyviin seitsemän sekunnin ajaksi. Lisäksi ärsykkeinä oli pelkkiä neutraaleja kasvokuvia. Ärsykkeet tehtiin mallinnusohjelmalla Poser 5 (Curious Labs, Santa Cruz, California). Ilmeiden rakentamisessa käytettiin ohjeena Ekmanin ja Friesenin (1976) FACS (facial action coding system) järjestelmää (lisätietoja, ks. Mustalahti, 2006). Kontrolliärsykkeinä esitettiin videopätkiä oletettavasti miellyttävistä (koiran- ja kissanpennuista) sekä epämiellyttävistä ärsykkeistä (hämähäkeistä, käärmeistä, torakasta, rukoilijasirkasta, ja perhosen toukasta). Myös kontrolliärsykkeissä kuva oli alussa 0.5 sekuntia paikallaan, sitten liikkui 0.5 sekunnin ajan ja oli taas paikoillaan seitsemän sekuntia. Lisäksi kaikkiin ärsykekategorioihin tehtiin muutamia 15

19 ylimääräisiä ärsykkeitä, joihin lisättiin satunnaiseen kohtaan sekunnin mittaiseksi ajaksi ilmestyvä kuva moottoripyörästä. Näillä ylimääräisillä ärsykkeillä pidettiin yllä ja kontrolloitiin koehenkilöiden tarkkaavaisuutta tehtävää kohtaan Taulukko 1. Koehenkilöiden keskimääräiset iät ja älykkyysosamäärät ryhmittäin, sekä autistisesti käyttäytyvien koehenkilöiden ADI-R pisteet. Ryhmä autistisesti käyttäytyvä vertailuryhmä N ikä (v;kk) keskiarvo (SD) vaihteluväli 11;3 (1;11) 8;1-14;0 ÄO keskiarvo (SD) vaihteluväli kielellinen ÄO keskiarvo (SD) vaihteluväli ei-kielellinen ÄO keskiarvo (SD) vaihteluväli ADI-R sosiaalinen alue keskiarvo (SD) vaihteluväli kommunikaation alue keskiarvo (SD) vaihteluväli toistava käyttäytyminen keskiarvo (SD) vaihteluväli 93 (19) (23) (18) (2.3) (2.7) (2.1) 3-10 ÄO: Älykkyysosamäärä; ADI-R: Autism Diagnostic Interview-Revised 10;8 (1;4) 8;6-12; (12) (15) (14)

20 Kuva 1. Esimerkkejä ärsykkeistä. Ylhäällä on esitetty alku, keskikohta ja loppu vihaa esittävästä, keskellä iloa esittävästä ja alhaalla pelkoa esittävästä ärsykevideosta. Tutkimusasetelma Koehenkilöt istuivat hämärretyssä huoneessa tietokoneen kuvaruudun edessä. Ärsykkeet esitettiin koko ruudun kokoisina tavalliselta 15 näytöltä, jota koehenkilöt katsoivat metrin etäisyydeltä. Koehenkilöille annettiin tehtäväksi katsoa ruudulle ilmestyviä kuvia, ja painaa nappia aina nähdessään ruudulla vilahtavan moottoripyörän kuvan. Heitä myös ohjeistettiin välttämään ylimääräistä liikettä mahdollisimman paljon. Kokeenjohtaja istui kokeen ajan koehenkilön takana tarkkaillen ylimääräistä liikettä, ja esitti ärsykkeet, kun koehenkilöt olivat paikoillaan ja keskittyivät tehtävään. Ärsykkeet esitettiin niin, että kaikki seitsemän erilaista ärsykettä (ilo, viha, pelko, neutraali, positiivinen kontrolli, negatiivinen kontrolli ja ylimääräinen tarkkaavaisuutta ylläpitävä ärsyke) esitettiin aina peräkkäin satunnaisessa järjestyksessä. Näitä seitsemän ärsykkeen sarjoja 17

21 esitettiin yhteensä kahdeksan kertaa. Neljässä sarjassa esitettiin miehen ja neljässä naisen kuvia. Kuhunkin ärsyketyyppiin kuuluvia kuvia esitettiin siis kahdeksan kappaletta. Ärsykkeiden välissä oli noin sekunnin tauko. Tutkimuksen puolivälissä pidettiin pieni tauko, jonka aikana koehenkilöille tarjottiin mehua. Koehenkilöiden kasvoilta rekisteröitiin zygomaticus major, corrugator supercilii ja masseter- lihasten aktivaation muutoksia ärsykkeiden esittämisen aikana EMG:llä. EMG aineiston keruu EMG:n bipolaarirekisteröintiä varten koehenkilöiden kasvojen vasemmalle puolelle ihon pinnalle kiinnitettiin elektrodipastalla täytetyt elektrodit zygomaticus major, corrugator supercilii ja masseter lihasten alueelle (ks. Fridlund & Cacioppo, 1986). Koehenkilöille ei kerrottu suoraan, että elektrodit mittaavat kasvojen lihasten aktivaatiota, vaan että ne mittaavat ihon pinnalla tapahtuvia pieniä muutoksia. Ihoa hangattiin elektrodien kiinnityskohdista elektrodipastalla, ja se puhdistettiin alkoholilla niin, että elektrodien väliseksi impedanssiksi saatiin alle 10 kω. Elektrodiparit maadoitettiin otsaan sijoitetulla elektrodilla. EMG-signaali vahvistettiin, suodatettiin 500 Hz:n alipäästösuotimella ja 10 Hz:n ylipäästösuotimella, sekä tallennettiin tietokoneen kiintolevylle 2000 Hz:n näytteenottotaajuudella. Signaalia tarkkailtiin rekisteröinnin aikana, ja näkyvistä ylimääräisistä liikkeistä aiheutuneet signaalinmuutokset rekisteröitiin. Kontrolliryhmän seitsemän ensimmäisen koehenkilön reaktiot mitattiin tinaelektrodeilla ja loppujen koehenkilöiden hopeakloridielektrodeilla. Aineiston käsittely EMG-signaali käännettiin itseisarvoiseksi ja integroitiin käyttäen 20 millisekunnin aikavakiota. Aineistosta poistettiin osuudet, joissa koehenkilön näkyvä ylimääräinen liike (esimerkiksi haukottelu tai puhuminen) aiheutti muutoksia signaalissa. Lihasten aktiviteetin perustaso mitattiin 100 millisekunnin ajalta ennen ärsykkeen esittämistä. Tämän jälkeen laskettiin lihaksen keskimääräinen aktivaatio kahden sekunnin ajalta ärsykkeen esittämisen jälkeen, ja verrattiin tätä perustasoon. Aineistosta poistettiin tapaus- ja lihaskohtaisesti vasteet, jotka erosivat muista saman 18

22 koehenkilön, ärsyketyypin ja lihaksen vasteiden keskiarvosta yli kahden keskihajonnan verran. Aineiston käsittelyn jälkeen analyysiin mukaan otettavien vasteiden kokonaismäärä vaihteli lihaksittain ja ärsyketyypeittäin autistisesti käyttäytyvien lasten ryhmässä välillä 72 ja 82 (N=11) ja kontrolliryhmässä välillä 98 ja 105 (N= 14). Tämän jälkeen laskettiin keskimääräinen muutos lihaksen aktivaatiotasossa ärsyketyypeittäin jokaiselta koehenkilöltä. Ennen aineiston tilastollista analyysiä sille tehtiin neliöjuuritransformaatio muuttujien vinojen jakaumien korjaamiseksi. Tulososiossa esitetyissä kuvioissa näkyvissä ovat alkuperäiset transformoimattomat arvot. 19

23 TULOKSET Kasvonilmeet Kuviossa 1 on esitetty corrugator supercilii lihaksen keskimääräinen vaste eri ilmeisiin. Kuvion perusteella vihaa ja pelkoa ilmaisevien kasvojen näkeminen aiheutti kontrolliryhmällä corrugator superciliissä enemmän aktivaatiota kuin neutraalin tai iloisen ilmeen näkeminen, mutta autistisesti käyttäytyvien lasten ryhmällä neutraali ilme aiheutti eniten aktivaatiota. Tulokset analysoitiin 4 (emootio: ilo, viha, pelko, neutraali; riippuvat mittaukset) X 2 (ryhmä: kontrolli vs. autistisesti käyttäytyvä; riippumattomat mittaukset) varianssianalyysillä. Tilastollisesti merkitseviä päävaikutuksia ei ollut. Ryhmällä ja kasvonilmeellä oli tilastollisesti merkitsevä yhdysvaikutus, F(3, 69)=3.28, P<0.05. Tämän jälkeen tehtiin ryhmittäin yksisuuntaiset varianssianalyysit. Kontrolliryhmällä varianssianalyysin tulos oli melkein merkitsevä, F(3, 39)=2.78, P<0.06. Parittaiset post-hoc vertailut osoittivat, että kontrolliryhmällä pelko aiheutti suuremman aktiviteetin corrugator superciliissä kuin ilo (LSD, P<0.05). Autistisesti käyttäytyvien lasten ryhmässä reaktiot eri ilmeisiin eivät eronneet tilastollisesti merkitsevästi, F(3, 30)=2.24, P>0.1. Parittaiset vertailut ilmeittäin ryhmien välillä osoittivat, että kontrolliryhmällä corrugator superciliin reaktio pelkoon oli melkein merkitsevästi voimakkaampi kuin autistisesti käyttäytyvien lasten ryhmällä, t(23)=1.91, P<

24 Corrugator supercilii keskimääräinen muutos aktivaatiossa µv 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 ilo viha pelko neutraali 0,00 kontrolli ryhmä autistisesti käyttäytyvä Kuvio 1. Corrugator superciliin keskimääräinen aktivaatiomuutos ilmeittäin Kuviossa 2 on esitetty zygomaticus majorin keskimääräinen vaste eri ilmeille. Kuvion mukaan ilo näyttäisi kontrollisryhmässä aiheuttavan enemmän aktivaatiota zygomaticus majorissa kuin muut emootiot, mutta autistisesti käyttäytyvien lasten ryhmässä pelko näyttäisi aiheuttavan eniten aktivaatiota. Tulokset analysoitiin 4 X 2 varianssianalyysillä, mutta näkyviin ei tullut merkitseviä pää- tai yhdysvaikutuksia (kaikki p:n arvot > 0.39). 21