This research was supported by NIH R21CA183492, the Simons Foundation, the Wallace Research Foundation, and by CTSA award UL1TR000445 from the National Center for Advancing Translational Sciences.

Declaración de Ética: Todos los sujetos deberán dar su consentimiento informado antes del experimento. La investigación descrita aquí ha sido aprobado por la Junta de Revisión Institucional del Centro Médico Universitario Vanderbilt. 1. Experimento Set Up <ol><li> Pida a los participantes que completen las tareas en una habitación de sonido controlado con poca luz. NOTA: Tenga en cuenta la implementación de un horario visual 29,30 como parte del diseño del estudio. Aunque cada tarea en esta batería es relativamente corto, la realización de varias tareas en una fila puede causar fatiga en algunos niños, ambas con desarrollo típico (TD) y con TEA. Un horario visual debe incluir todas las actividades previstas (ambas tareas y exámenes de audición / visión), así como las pausas breves entre las tareas. Esta estructura ayudará a contribuir a una experiencia de investigación en general positivo para el participante, e incluso se ha demostrado que para obtener respuestas más precisas en algunas tareas 31. </li&gt; <li> Coloque una mentonera a la mesa donde el participante se sentará al completar la tarea, con el monitor de la computadora colocada a 60 cm de distancia del participante. Esto es para asegurar que los estímulos son la misma intensidad para cada participante. Utilice auriculares o altavoces con cancelación de ruido para la entrega estímulo auditivo. </li><li> Debido a las diferencias en las plataformas experimentales individuales (tarjeta de sonido, tarjeta gráfica, sistema operativo, etc.), verificar la duración del estímulo y estímulo asincronías inicio (SOA) con un osciloscopio, célula fotovoltaica, y el micrófono en cada equipo para el experimento. NOTA: Dependiendo de la plataforma individual (por ejemplo, una tarjeta de sonido lento), realizar ajustes en el código de la prueba por lo que el momento de la presentación del estímulo es exacta. </li></ol> 2. Los estímulos <ol><li> Generar 2 .wav o .mp4 archivos con duración de 16 mseg (incluyendo un 2 - 3 mseg rampa arriba y abajo de la rampa) a 500 Hz y 1000 Hz. Para ello,especificando una onda sinusoidal de la frecuencia deseada con una rampa gradual hasta amplitud completa, seguido por una rampa hacia abajo en el extremo del tono. Ahorre la onda sinusoidal como un archivo auditivo. Pruebe el volumen de cada tono con un medidor de nivel de presión sonora para verificar que se juega en 60 dB. Si se utilizan altavoces para presentar los estímulos auditivos, el sonido debe ser probado a 60 cm de distancia de la pantalla (donde el participante se sentará). Si se utilizan auriculares, medir el volumen directamente uno al lado del auricular. NOTA: Es más fácil para mantener el equipo en un volumen estándar y ajustar el volumen del tono en consecuencia ajustando el código utilizado para generar el estímulo o un programa de edición de audio. </li><li> Crear estímulos visuales, ya sea por que especifican el tamaño y la ubicación del flash en el código de la prueba, o mediante la generación de una imagen de mapa de bits o JPEG con un fondo negro y un anillo blanco en torno a un punto de mira de fijación, y la visualización en el momento apropiado. Establecer la duracióndel flash visual a 16 ms en el código experimento. </li><li> Los estímulos del habla Record por un hablante nativo en una habitación tranquila frente a un fondo blanco liso de los hombros para arriba con el altavoz en el centro del marco. Registre los estímulos de vídeo con la cámara de vídeo de resolución más alta disponible. Alternativamente, vídeos de estímulo a disposición del público se pueden utilizar si se desea. NOTA: Video y audio del altavoz diciendo las sílabas &quot;ba&quot; y &quot;ga&quot; se requieren para este experimento. <ol><li> El uso de cualquier programa de edición de vídeo, exportar el componente auditivo de cada pista y guardar como un archivo .wav separado. Para ello, entrar en la ventana de configuración de exportación y seleccione &quot;archivo de audio wav&quot; en el menú desplegable &quot;Formato&quot;. Marque &quot;Exportar audio&quot; y luego haga clic en &quot;Exportar&quot; para la parte inferior de la ventana de Configuración de exportación. </li><li> A continuación, exportar el componente visual (es decir, el vídeo en silencio) de cada pista de und guardar como un archivo .avi separado. Para ello, entrar en la ventana de configuración de exportación y seleccione &quot;AVI sin comprimir&quot; en el menú desplegable &quot;Formato&quot;. Marque &quot;Exportar vídeo&quot; y haga clic en &quot;Exportar&quot; para la parte inferior de la ventana de Configuración de exportación. </li><li> Por último, retire el componente auditivo de la pista &quot;ga&quot; y sustituirlo por el componente auditivo de la pista &quot;ba&quot; para que el estímulo McGurk. Para ello, seleccione el archivo &quot;.avi&quot; desde el escritorio en el que la fuente de vídeo mediante la selección de &quot;Fuente&quot;, en este caso &quot;ga_VOnly.avi&quot;. Del mismo modo seleccione otro video &quot;ba_Aonly.avi&quot;. En el menú de secuencia de programa, asegúrese de que el video (V1) fuente &quot;Video 1&quot; es &quot;ga_VOnly.avi&quot; y el audio (A1) fuente &quot;Audio 1&quot; es &quot;ba_Aonly.avi&quot;. Verifique que la aparición del estímulo visual &quot;ga&quot; se temporalmente alineado con los sti auditivasMulus &quot;ba&quot;. NOTA: Es importante que los estímulos auditivos son la misma grabación exacta tanto en el audiovisual y el único estímulo auditivo (no sólo la misma sílaba) de modo que la única diferencia entre un &quot;ba&quot; audiovisual y el estímulo McGurk es el componente de vídeo. Esto asegurará que se puede hacer una comparación adecuada para examinar la influencia del estímulo visual en la sílaba auditivo percibido. </li></ol></li></ol> 3. Equipo de batería NOTA: Esta tarea requiere que todos los participantes son capaces de entender y cumplir con las instrucciones verbales del experimentador. <ol><li> Asegúrese de que todos los participantes tengan una visión normal mediante la realización de un examen sencillo antes de la prueba. Use una tabla de Snellen en 20 pies y pedirle al participante que lea cada línea con los dos ojos abiertos (los participantes será la visualización de los estímulos con los dos ojos abiertos). Anote la línea más baja que la parteicipants informan con precisión los estímulos visuales. Los participantes deben tener una visión de 20/40 o mejor. </li><li> Asegúrese de que todos los participantes tengan una audición normal probando los umbrales de audición en 500, 1.000, 2.000 y 4.000 Hz en cada oído. Pruebas auditivas debe ser completada en un ambiente controlado de sonido con un audiómetro. <ol><li> Para encontrar umbral de un participante, instruir al participante a levantar la mano cada vez que detectan un tono. Juega un tono de 500 Hz pulsada encaminado a la oreja derecha a partir de 35 dB y disminuir el volumen en pasos de 5 dB. Una vez que el participante ya no detecta un tono, aumentar el volumen en pasos de 5 dB para verificar el volumen perceptible bajo. Repita este procedimiento con cada frecuencia, y luego repetir todas las frecuencias de tono en el oído izquierdo. Los participantes deben tener umbrales de 20 dB o más bajas. </li></ol></li><li> Asegúrese que los participantes son capaces de entender y cumplir con las instrucciones verbales midiendo tanto el coeficiente intelectual y las habilidades del lenguaje receptivo con estandarizadomedidas neuropsicológicas antes de la prueba. Los participantes deben tener un coeficiente intelectual medido de 70 o más. Si se desea, las pruebas neuropsicológicas adicional se puede completar en este momento. </li></ol> 4. La simultaneidad Juicio (SJ) NOTA: La tarea SJ es una de dos alternativas de elección forzada de tareas (2-AFC) y consiste en un anillo visual y 1000 Hz tono auditivo presentado en diversos SOAs (negativo = auditiva precedente visual, auditiva positivo = procedimiento visual) se presentan en orden aleatorio . <ol><li> Asegúrese de incluir bastante grande SOAs (al menos -400 a 400 ms) para obtener una medición precisa de la anchura total de la ACT (típico conjunto de estímulos: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 mseg SOA). Utilice el mismo conjunto de SOA para cada participante, que permite la fácil comparación de la ejecución de tareas entre los participantes. Presentar un mínimo de 20 ensayos por SOA para una estimación precisa. La tarea tarda aproximadamente 15-20 minutos para completar. Proporcionar un breve descanso cada 100 ensayos para reducir la fatiga de los participantes. </li><li> Instruya a los participantes a observar un destello y un pitido y explicar que su tarea consiste en decidir si el flash y el pitido se produjeron al mismo tiempo o en momentos diferentes. Indique al participante presionar &quot;1&quot; en el teclado numérico, si ocurrieron los estímulos al mismo tiempo, o &quot;2&quot;, si se ha producido el estímulo a una hora diferente. NOTA: Si un cuadro de respuesta está disponible, esto también puede ser utilizado para la recogida de respuestas. Incluya estas mismas instrucciones de la pantalla respuesta después de cada ensayo. </li><li> Como sustituto alternativa el flash y sonido con un token discurso visual y auditiva (boca &quot;ba&quot; y expresó &quot;ba&quot;) y el presente al mismo SOA con la misma instrucción de tareas (&quot;A la misma hora o tiempos diferentes?&quot;). De esta manera, comparar el TBW para los estímulos que varían en complejidad y contenido social dentro de los sujetos individuales27. </li></ol> 5. Orden Temporal Juicio (TOJ) NOTA: La tarea TOJ auditiva es una tarea 2-AFC utilizado para examinar la agudeza temporal del procesamiento auditivo. La tarea visual TOJ es una tarea 2-AFC utilizado para examinar la agudeza temporal del procesamiento visual. La tarea multisensorial TOJ es una tarea 2-AFC utilizado para examinar la agudeza temporal a través audición y la visión. Cada tarea dura aproximadamente 10 a 15 minutos para completar. <ol><li> En la tarea TOJ auditiva, instruir al participante a escuchar dos pitidos presentados (500 Hz y 1000 Hz) a diversos retrasos y pedir al participante presionar &quot;1&quot; si el tono más alto se jugó por primera vez o presione &quot;2&quot; si el tono más bajo se juega primero. Presentar 20 ensayos para cada SOA en orden aleatorio. NOTA: En comparación con la tarea SJ, hay un rango dinámico mucho menor de SOA sobre las que la percepción auditiva de unisensory y cambios visuales orden temporal, los mismose utilizar un conjunto de estímulos donde SOAs más pequeños están más fuertemente representadas (típico conjunto de estímulos: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 ms SOA, donde negativo = tono más alto precedente tono más bajo, = tono más bajo positivo proceder tono más alto) para las tareas TOJ unisensory. </li><li> En la tarea visual TOJ, instruir a los participantes a observar dos círculos (por encima y por debajo de un punto de mira fijación central) a diversas demoras y pedir al participante presionar &quot;1&quot; si el círculo superior aparece por primera vez o pulse si el círculo inferior aparece &quot;2&quot; primero. Presentar 20 ensayos para cada SOA en orden aleatorio. NOTA: En esta tarea, SOAs negativos indican que el círculo superior se presentó primero y positivas SOAs indican que el círculo inferior fue presentado por primera vez. </li><li> En la tarea TOJ audiovisual, instruir al participante para observar un pequeño flash central y escuchar un solo tono (1000 Hz) a varias demoras y pedir al participante t<html> o presione &quot;1&quot;, si se presentó el pitido primero o pulse &quot;2&quot; si el flash se presentó primero. Presentar 20 ensayos para cada SOA en orden aleatorio. NOTA: La precisión en la TOJ audiovisual suele ser mucho peor en comparación a la TOJ auditiva unisensory y tareas TOJ visuales. Esto requiere una gama más amplia de SOA en comparación con las tareas TOJ unisensory (típico conjunto de estímulo: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). En esta tarea, SOAs negativos indican que el auditorio se presentó por primera vez y SOAs positivo indica que el visual se presentó primero. NOTA: Como con la tarea SJ, la tarea TOJ se puede adaptar para examinar el procesamiento temporal a través de múltiples tipos de estímulos. Aquí la tarea TOJ se completó con estímulos simples (pitidos auditivas y destellos visuales), pero esto se puede ampliar a buscar otras parejas de estímulo como el habla y el movimiento biológico 24. </li></ol>tle &quot;&gt; 6. McGurk Tarea NOTA: La ilusión McGurk consta de un video de la sílaba visual &quot;GA&quot; emparejado con una grabación auditiva de la sílaba &quot;ba&quot;. Muchos temas se fusionar realmente las sílabas visuales y auditivas y percibir este par como la sílaba &quot;da&quot; o &quot;Tha&quot; 32. <ol><li> Instruya a los participantes a observar diferentes sílabas y pedir al participante para informar de la sílaba que percibían. En una cuadra presentes 20 ensayos cada una de las sílabas unisensory (sólo sílabas auditivas (A- &quot;ba&quot;, A- &quot;ga&quot;) y sólo sílabas visuales (V- &quot;ba&quot;, V- &quot;ga&quot;) en orden aleatorio. En un segundo bloque, presentes 20 ensayos cada una de las sílabas audiovisuales (AV &quot;ba&quot;, AV- &quot;ga&quot;, y el &quot;ba&quot; A- / V- &quot;ga&quot; McGurk estímulo) en orden aleatorio. Pídale al participante que pulse la letra en el teclado correspondiente alsílaba percibido (&quot;pulse b para ba, pulse g para ga, pulse d para da, pulse t para Tha&quot;). Esta tarea tarda aproximadamente 5-10 minutos totales para completar. </li><li> Una estimación más conservadora consiste en un formato de respuesta abierta 33 en la que el participante informa en voz alta la sílaba percibida y la respuesta es registrada por el experimentador. </li></ol>

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K., Yeung, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneity+within+Autism+Spectrum+Disorders:+What+have+We+Learned+from+Neuroimaging+Studies.">Heterogeneity within Autism Spectrum Disorders: What have We Learned from Neuroimaging Studies.</a> Front Hum Neurosci. 7, 733 (2013).</li><li>Irwin, J. R., Tornatore, L. A., Brancazio, L., Whalen, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+children+with+autism+spectrum+disorders+'hear'+a+speaking+face.">Can children with autism spectrum disorders 'hear' a speaking face.</a> Child Dev. 82 (5), 1397-1403 (2011).</li><li>Woynaroski, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+Speech+Perception+in+Children+with+Autism+Spectrum+Disorders.">Multisensory Speech Perception in Children with Autism Spectrum Disorders.</a> J Autism Dev Disord. 43 (12), 2891-2902 (2013).</li><li>Magnotti, J. F., Beauchamp, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Noisy+Encoding+of+Disparity+Model+of+the+McGurk+Effect.">The Noisy Encoding of Disparity Model of the McGurk Effect.</a> Psychonomic Bulletin &amp; Review. , (2014).</li><li>Hillock-Dunn, A., Wallace, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+changes+in+the+multisensory+temporal+binding+window+persist+into+adolescence.">Developmental changes in the multisensory temporal binding window persist into adolescence.</a> Dev Sci. 15 (5), 688-696 (2012).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

El manuscrito describe elementos de una batería de tareas psicofísica que se utilizan para evaluar el procesamiento temporal y la agudeza en la investigación de sistemas multisensoriales sensorial y. La batería tiene una amplia aplicabilidad para un número de poblaciones y se ha utilizado por nuestro laboratorio con el fin de caracterizar el rendimiento temporal audiovisual en adultos, niños típicos 18 10,39, y en los niños y adultos con autismo 17,23. Además, se ha utilizado para examinar...

La investigación en neurociencias tradicional se ha acercado a menudo la comprensión de la percepción sensorial, centrándose en las modalidades sensoriales individuales. Sin embargo, el entorno se compone de una amplia gama de entradas sensoriales que se integran en una vista perceptual unificada del mundo de una manera aparentemente sin esfuerzo. El hecho de que existimos en un rico entorno tan multisensorial requiere que entendamos mejor la forma en que el cerebro combina la información a través de los diferentes sistemas sensoriales. La necesidad de esta comprensión se amplifica aún más por el hecho de que la presencia de múltiples piezas de información sensorial a menudo resulta en mejoras sustanciales en el comportamiento y la percepción 1-3. Por ejemplo, hay una gran mejora (hasta 15 dB en la relación señal a ruido) en la capacidad para entender el habla en un ambiente ruidoso si el observador también puede ver movimientos de los labios del orador 4-7. Uno de los principales factores queafecta cómo se combinan e integran los diferentes estímulos sensoriales es su proximidad temporal relativa. Si dos señales sensoriales ocurren cerca en el tiempo, una estructura temporal que sugiere un origen común, son muy propensos a ser integrado como lo demuestran los cambios en el comportamiento y la percepción 8-12. Una de las más poderosas herramientas experimentales para examinar el impacto de la estructura temporal multisensorial en las respuestas de comportamiento y de percepción es el juicio de simultaneidad (SJ) tareas 13-16. En tal tarea, multisensorial (por ejemplo, visual y auditiva) estímulos están emparejados en varios asincronías inicio del estímulo (SOA) que van desde objetivamente simultánea (es decir., Un desplazamiento de 0 mseg temporal) a altamente asíncrona (por ejemplo, 400 ms). Los participantes deberán juzgar los estímulos como simultánea o no a través de un simple botón. En una tarea de este tipo, incluso cuando los estímulos visuales y auditivos se presentan al SOA de 100 mseg o más, los sujetos informan que el parfue simultánea en una gran proporción de los ensayos. La ventana de tiempo en el que dos entradas pueden ocurrir y tienen una alta probabilidad de ser percibido como algo que ocurre de manera simultánea se conoce como la ventana de unión temporal (TBW) 17-19. El ACT es una construcción altamente etológico, ya que representa las regularidades estadísticas del mundo que nos 19 alrededor. La &quot;ventana&quot; ofrece flexibilidad para la especificación de eventos de origen común; uno que permite estímulos que ocurren a distancias diferentes con diferentes tiempos de propagación (tanto físicas y neuronales) para todavía ser &quot;unido&quot; a la otra. Sin embargo, aunque el TBW es una construcción probabilístico, los cambios que se expanden (o contrato) el tamaño de esta ventana es probable que tengan en cascada y los efectos potencialmente perjudiciales sobre la percepción 20,21. Trastorno del espectro autista (TEA) es un trastorno del neurodesarrollo que se ha diagnosticado clásico on la base de déficit en la comunicación social y la presencia de intereses restringidos y comportamientos repetitivos 22. Además, y como recientemente codificada en el DSM-5, los niños con TEA presentan frecuentemente alteraciones en sus respuestas a los estímulos sensoriales. En lugar de limitarse a un solo sentido, estos déficits menudo abarcan múltiples sentidos incluyendo oído, el tacto, el equilibrio, el gusto y la visión. Junto con esta presentación &quot;multisensorial&quot;, las personas con TEA a menudo presentan déficits en el ámbito temporal. Colectivamente, estas observaciones sugieren que la función temporal multisensorial puede ser alterada preferentemente en el autismo 17,23-25. Aunque concordante con la visión de la función sensorial alterada en los TEA, cambios en la función temporal multisensorial también pueden ser un importante contribuyente a los déficits en la comunicación social en los TEA, dada la importancia de una rápida y vinculante de estímulos multisensoriales exacta para funciones sociales y de comunicación. Tomar comon ejemplo el intercambio de voz descrito anteriormente en el que la información importante está contenida tanto en el auditorio y las modalidades visuales. De hecho, estas tareas se han utilizado para demostrar diferencias significativas en la anchura de la TBW multisensorial en niños con autismo de alto funcionamiento 26-28. Debido a su importancia para la función normal de percepción, sus posibles implicaciones en los procesos de orden superior, tales como la comunicación social (y otras habilidades cognitivas), y su relevancia clínica, una batería de tareas diseñadas para evaluar la función temporal multisensorial en los niños con TEA se describe.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photovoltaic cell</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microphone</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Noise-cancelling headphones</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chin rest</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Audiometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

testing sensory and multisensory function in children with autism spectrum disorder

Además de las deficiencias en la comunicación social y la presencia de intereses restringidos y comportamientos repetitivos, los déficits en el procesamiento sensorial son ahora reconocidos como un síntoma central en el trastorno del espectro autista (TEA). Nuestra capacidad de percibir e interactuar con el mundo exterior tiene sus raíces en el procesamiento sensorial. Por ejemplo, escuchar una conversación implica el procesamiento de las señales auditivas procedentes del altavoz (contenido del habla, la prosodia, sintaxis), así como la información asociada visual (expresiones faciales, gestos). En conjunto, la &quot;integración&quot; de estos multisensoriales (es decir, en combinación audiovisual) piezas de los resultados de la información en una mejor comprensión. Tal integración multisensorial ha demostrado ser fuertemente dependiente de la relación temporal de los estímulos emparejados. Por lo tanto, los estímulos que se producen en estrecha proximidad temporal son altamente probable que resulte en beneficios de comportamiento y de percepción - ganancias que se cree ser el reflejo de laEl juicio de sistema perceptivo de la probabilidad de que estos dos estímulos provienen de la misma fuente. Se espera que los cambios en esta integración temporal para alterar fuertemente los procesos de percepción, y es probable que disminuya la capacidad de percibir e interactuar con nuestro mundo con precisión. Aquí, una batería de tareas diseñadas para caracterizar diversos aspectos de procesamiento temporal sensorial y multisensorial en niños con ASD se describe. Además de su utilidad en el autismo, esta batería tiene un gran potencial para la caracterización de cambios en la función sensorial en otras poblaciones clínicas, así como que se utiliza para examinar los cambios en estos procesos a través de la vida útil.

Esta batería de trabajo ha tenido un gran éxito en la medición de las diferencias individuales en el procesamiento temporal en individuos con y sin ASD 17,18,23,27. Para la tarea SJ, trazar los datos resultantes de cada sujeto individual calculando primero la proporción de respuestas en cada SOA que sujeta respondió &quot;síncrono&quot; y luego ajustar la curva de respuesta resultante con una curva de Gauss. Como se ilustra en la Figura 1A, hay una ventana de tiempo en el que pares de e...

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Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

We describe how to implement a battery of behavioral tasks to examine the processing and integration of sensory stimuli in children with ASD. The goal is to characterize individual differences in temporal processing of simple auditory and visual stimuli and relate these to higher order perceptual skills like speech perception.

Prueba de la función sensorial y multisensorial en niños con Trastorno del Espectro Autista

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are ...

testing-sensory-multisensory-function-children-with-autism-spectrum

Research

JoVE Journal

Behavior

16.3K vistas.  Vanderbilt University Medical Center. We describe how to implement a battery of behavioral tasks to examine the processing and integration of sensory stimuli in children with ASD. The goal is to characterize individual differences in temporal processing of simple auditory and visual stimuli and relate these to higher order perceptual skills like speech perception.

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P50 Sensory Gating in Infants

Attentional deficits are common in a variety of neuropsychiatric disorders including attention deficit-hyperactivity disorder, autism, bipolar mood disorder, and schizophrenia. There has been increasing interest in the neurodevelopmental components of these attentional deficits; neurodevelopmental meaning that while the deficits become clinically prominent in childhood or adulthood, the deficits are the results of problems in brain development that begin in infancy or even prenatally. Despite this interest, there are few methods for assessing attention very early in infancy. This report focuses on one method, infant auditory P50 sensory gating.
Attention has several components. One of the earliest components of attention, termed sensory gating, allows the brain to tune out repetitive, noninformative sensory information. Auditory P50 sensory gating refers to one task designed to measure sensory gating using changes in EEG. When identical auditory stimuli are presented 500 ms apart, the evoked response (change in the EEG associated with the processing of the click) to the second stimulus is generally reduced relative to the response to the first stimulus (i.e. the response is &#34;gated&#34;). When response to the second stimulus is not reduced, this is considered a poor sensory gating, is reflective of impaired cerebral inhibition, and is correlated with attentional deficits.
Because the auditory P50 sensory gating task is passive, it is of potential utility in the study of young infants and may provide a window into the developmental time course of attentional deficits in a variety of neuropsychiatric disorders. The goal of this presentation is to describe the methodology for assessing infant auditory P50 sensory gating, a methodology adapted from those used in studies of adult populations.

Methods to record auditory P50 sensory gating, a physiological marker of cerebral inhibition which reflects early stages of attention, are described.

Attentional deficits are common in a variety of neuropsychiatric disorders including attention deficit-hyperactivity disorder, autism, bipolar mood ...

Investigación

Comportamiento

Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing children discomfort. To accomplish this we developed a dual channel, time and strength calibrated air puff stimulator that allows both tactile stimulation and sham control. We combined this with the use of event-related potential methodology to allow for high temporal resolution of signals from the primary and secondary somatosensory cortices as well as higher order processing. This methodology also allowed us to measure a multisensory response to auditory-tactile stimulation.

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess infants and children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds, and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing discomfort in vulnerable patients.

Evaluación cuantitativa de procesamiento cortical auditivo-táctil en Niños con Discapacidades

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology ...

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with schizophrenia who are at familial high risk (FHR) may show similar cognitive and emotional changes. However, the neurological changes underlying the emergence of these symptoms remain unclear. This study sought to identify differences in frontal, striatal, and limbic regions in children and adolescents with FHR using functional magnetic resonance imaging. Groups of 21 children and adolescents at FHR and 21 healthy controls completed an emotional oddball task that relied on selective attention and the suppression of task-irrelevant emotional information. The standard oddball task was modified to include aversive and neutral distractors in order to examine potential group differences in both emotional and executive processing. This task was designed specifically to allow for children and adolescents to complete by keeping the difficulty and emotional image content age-appropriate. Furthermore, we demonstrate a technique for suitable fMRI registration for children and adolescent participants. This paradigm may also be applied in future studies to measure changes in neural activity in other populations with hypothesized developmental changes in executive and emotional processing.

This paper describes how to use the emotional oddball task and fMRI to measure brain activation in children and adolescents at familial high risk for schizophrenia (FHR).&#160;FMRI was used to measure differences in fronto-striato-limbic regions during an emotional oddball task. Children with FHR exhibited abnormal functional activation during adolescence.

Medición de Fronto-límbico Actividad Usando una Emocional bicho raro de tareas en niños con alto riesgo familiar para la esquizofrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

Measuring Attentional Biases for Threat in Children and Adults

Investigators have long been interested in the human propensity for the rapid detection of threatening stimuli. However, until recently, research in this domain has focused almost exclusively on adult participants, completely ignoring the topic of threat detection over the course of development. One of the biggest reasons for the lack of developmental work in this area is likely the absence of a reliable paradigm that can measure perceptual biases for threat in children. To address this issue, we recently designed a modified visual search paradigm similar to the standard adult paradigm that is appropriate for studying threat detection in preschool-aged participants. Here we describe this new procedure. In the general paradigm, we present participants with matrices of color photographs, and ask them to find and touch a target on the screen. Latency to touch the target is recorded. Using a touch-screen monitor makes the procedure simple and easy, allowing us to collect data in participants ranging from 3 years of age to adults. Thus far, the paradigm has consistently shown that both adults and children detect threatening stimuli (e.g., snakes, spiders, angry/fearful faces) more quickly than neutral stimuli (e.g., flowers, mushrooms, happy/neutral faces). Altogether, this procedure provides an important new tool for researchers interested in studying the development of attentional biases for threat.

Here we describe a touch-screen visual search paradigm that can be used to study threat detection across the lifespan. The paradigm has already been used in various studies demonstrating that both children and adults detect threatening stimuli like snakes, spiders, and angry faces faster than non-threatening stimuli.

Medición atencionales sesgos de amenaza en niños y adultos

Investigators have long been interested in the human propensity for the rapid detection of threatening stimuli. However, until recently, research in this ...

Psychophysical Tracking Method to Measure Taste Preferences in Children and Adults

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to adulthood. The method, which is identical for children, adolescents, and adults, is of short duration (&#60; 15 min), does not rely on sustained attention or place demands on memory (which would yield spurious age differences), and minimizes the impact of language development, making this method amenable to the cognitive limitations of pediatric populations. In this whole-mouth tasting method, subjects are asked to taste (without swallowing) pairs of solutions of different sucrose concentrations and to point to the solution they prefer. Each subsequent pair contains the participant&#39;s preceding preferred concentration and an adjacent stimulus concentration. The procedure continues until the subject chooses either a given concentration of sucrose when paired with both a higher and a lower concentration, or the highest or lowest concentration two consecutive times. Subjects are prevented from reaching response criteria on the basis of first or second position bias by the two-series design of the method, which counterbalances the order of solution presentation within each pair between the series (the weaker concentration is presented first in Series 1, second in Series 2). The geometric mean of the two sucrose concentrations chosen in Series 1 and 2 is an estimate of the participant&#39;s most preferred level of sucrose. Sucrose preference as determined with this laboratory-based measure has been shown to be associated with preference for sugars in foods and beverages and with taste receptor genotype, family history of alcoholism, and race/ethnicity, as well as depressive symptomatology among pediatric populations. The method has real-world relevance and has been applied to determine most preferred level of other tastes (e.g., salt), making it a valuable psychophysical tool.

Sweet taste has powerful hedonic appeal among people of all ages, particularly children. Described herein is a reliable and valid method that can be used to determine the level of sweetness most preferred, making it a valuable psychophysical tool for scientists.

Psicofísico Método de Seguimiento para medir las preferencias de sabor en niños y adultos

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to ...

Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children &#8211; Working Memory (CABC-WM)

The Comprehensive Assessment Battery for Children - Working Memory (CABC-WM) is a computer-based battery designed to assess different components of working memory in young school-age children. Working memory deficits have been identified in children with language-based learning disabilities, including dyslexia1,2 and language impairment3,4, but it is not clear whether these children exhibit deficits in subcomponents of working memory, such as visuospatial or phonological working memory. The CABC-WM is administered on a desktop computer with a touchscreen interface and was specifically developed to be engaging and motivating for children. Although the long-term goal of the CABC-WM is to provide individualized working memory profiles in children, the present study focuses on the initial success and utility of the CABC-WM for measuring central executive, visuospatial, phonological loop, and binding constructs in children with typical development. Immediate next steps are to administer the CABC-WM to children with specific language impairment, dyslexia, and comorbid specific language impairment and dyslexia.

Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children &amp;#8211; Working Memory (CABC-WM)

Working memory predicts a significant amount of variance for a variety of cognitive tasks, including speaking, reading, and writing. However, few tools are available to assess working memory in children. We present an innovative, computer-based battery that comprehensively assesses different components of working memory in school-age children.

Evaluación de la Memoria de Trabajo en Niños: La Evaluación Integral de la Batería para Niños - Memoria de Trabajo (CABC-WM)

The Comprehensive Assessment Battery for Children - Working Memory (CABC-WM) is a computer-based battery designed to assess different components of ...

A Semantic Priming Event-related Potential (ERP) Task to Study Lexico-semantic and Visuo-semantic Processing in Autism Spectrum Disorder

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) have characteristic deficits in understanding the meaning of language, or semantic processing. However, some evidence indicates that semantic processing of non-linguistic stimuli is intact, suggesting that semantic deficits may be language-specific. To appropriately characterize semantic processing deficits in individuals with ASD, comparison of within-modality linguistic (e.g., written words) and non-linguistic (e.g., pictures) stimuli is required. This paper describes such a methodology that makes use of a semantic priming paradigm during concurrent recording of electroencephalographic (EEG) data. EEG provides a dynamic measure of brain activity that is well-suited to characterize subtle differences in semantic processing that may not be observable at the behavioral level. The semantic priming paradigm presents a prime picture or word (e.g., dog) followed by a target picture or word that is either related (e.g., cat) or unrelated (e.g., pencil) to the prime. This paradigm can thus be used to evaluate semantic processing across different modalities, and to compare lexico-semantic and visuo-semantic processing abilities in individuals with ASD and how they might differ from TD individuals. The specific steps involved in creating the stimuli, performing the EEG testing, and analyzing the EEG data are discussed. Representative results illustrate how the N400 component of the event-related potential (ERP) is reduced following semantically-related prime-target pairs compared to unrelated pairs. Comparisons of the N400 between conditions, modalities, and groups can provide estimates of the success of semantic processing, and can thereby be used to characterize semantic deficits in individuals with ASD or other clinical populations.

A Semantic Priming Event-related Potential ERP Task to Study Lexico-semantic and Visuo-semantic Processing in Autism Spectrum Disorder

This paper describes a semantic priming ERP task using within-modality pairs of pictures and words to investigate semantic processing in individuals with autism spectrum disorder (ASD).

Una Priming semántico relacionado con el evento potencial (ERP) tarea estudiar procesamiento Visuo-semántico y léxico-semántico en el trastorno del espectro autista

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) have characteristic deficits in understanding the meaning of language, or semantic processing. However, ...

A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons

We provide a procedure for a psychophysics experiment in humans based on a previously described paradigm aimed to characterize the perceptual duration of intervals within the range of milliseconds of visual, acoustic, and audiovisual aperiodic trains of six pulses. In this task, each of the trials consists of two consecutive intramodal intervals where the participants press the upward arrow key to report that the second stimulus lasted longer than the reference, or the downward arrow key to indicate otherwise. The analysis of the behavior results in psychometric functions of the probability of estimating the comparison stimulus to be longer than the reference, as a function of the comparison intervals. In conclusion, we advance a way of implementing standard programming software to create visual, acoustic, and audiovisual stimuli, and to generate a two-interval forced-choice (2IFC) task by delivering stimuli through noise-blocking headphones and a computer&#39;s monitor.

Psychophysics is essential for studying perception phenomena through sensory information. Here we present a protocol to perform a two-interval forced-choice task as implemented in a previous report on human psychophysics where participants estimated the duration of visual, auditory, or audiovisual intervals of aperiodic trains of pulses.

Una tarea de selección forzada de intervalo de dos comparaciones multisensorial

We provide a procedure for a psychophysics experiment in humans based on a previously described paradigm aimed to characterize the perceptual duration of ...

Using the Visual World Paradigm to Study Sentence Comprehension in Mandarin-Speaking Children with Autism

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is currently a paucity of research exploring how preschool children with autism understand sentences using different types of cues. The mechanisms underlying sentence comprehension remains largely unclear. The present study presents a protocol to examine the sentence comprehension abilities of preschool children with autism. More specifically, a visual world paradigm of eye-tracking is used to explore the moment-to-moment sentence comprehension in the children. The paradigm has multiple advantages. First, it is sensitive to the time course of sentence comprehension and thus can provide rich information about how sentence comprehension unfolds over time. Second, it requires minimal task and communication demands, so it is ideal for testing children with autism. To further minimize the computational burden of children, the present study measures eye movements that arise as automatic responses to linguistic input rather than measuring eye movements that accompany conscious responses to spoken instructions.

We present a protocol to examine the use of morphological cues during real-time sentence comprehension by children with autism.

Utilizando el paradigma de mundo Visual para el estudio de comprensión de la frase en mandarín-los niños con autismo

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is ...

Modeling Verbal Behavior Deficits with the Stimulus Control Ratio Equation, SCoRE

Verbal operant analyses are the extension of functional analysis technology to the field of verbal behavior, of particular relevance to autism spectrum disorders and associated developmental disabilities. Similarly, a verbal operant analysis carefully controls specific environmental factors that influence language, and measures strength of responding across four verbal operant classes: tact, mand, echoic, and sequelic. The frequency of each independent verbal operant is then measured against one another using the stimulus control ratio equation (SCoRE) to summarize the relative strength of the speaker&#8217;s repertoire. The verbal behavior SCoRE yields a statistic that can be compared against itself (e.g., for the purposes of pre/post testing) or against others (e.g., for the purposes of randomized controlled trials). The results of this evaluation provide an individualized hierarchy for diverging stimulus control across the verbal operants, from which a treatment plan for errorless language learning may be prescribed.

This article describes the procedures for conducting a verbal operant analysis (VOA), calculating the stimulus control ratio equation (SCoRE), and developing individualized verbal behavior treatment plans, specifically significant to address the deficits characteristic of autism.

Modelado de déficits de comportamiento verbal con la ecuación de la relación de control de estímulo, SCoRE

Verbal operant analyses are the extension of functional analysis technology to the field of verbal behavior, of particular relevance to autism spectrum ...