Cette recherche a été financée par le National Institutes of Health-Troubles Surdité et Communication (R01 2DC007428).

<html> 1. Création vidéo IPL Nous concevons les vidéos pour être intéressant et attrayant, mais aussi non agressif pour les jeunes enfants atteints d&#39;autisme, dans un certain nombre de façons: Lorsque des caractères animés sont nécessaires, nous utilisons les animaux plutôt que les humains pour rendre les scènes moins socialement / émotionnellement difficile pour les enfants atteints de TSA. Nous utilisons des scènes dynamiques avec objets de couleurs vives pour capter et retenir l&#39;attention. Une lumière rouge clignote pendant les intervalles intertrial (ITI) retient l&#39;attention des enfants, quand les écrans sont vides. Nous produisons le son vocal en utilisant un discours qui est exagéré à la fois l&#39;intonation et la durée pour capter et retenir l&#39;attention des enfants. Figure 1. (Vidéo) Un bloc de la vidéo Bias Noun. Indique un bloc de la vidéo Bias Noun, qui teste si les enfants mapper un mot roman sur un objet par rapport à une action./ 4331movie1.mov &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Cliquez ici pour voir le film. Vidéo stimuli sont créés via des programmes commerciaux de montage non linéaire comme FinalCut Pro ou Avid Media Composer, à l&#39;aide des clips de films 8.4 sec. Les 2 premiers clips sont disposées séquentiellement, en alternance à gauche et à droite, couplé avec la familiarisation identiques ou audio enseignement. Les essais de base viennent ensuite; ces stimuli d&#39;essai présentent les side-by-side, mais sont appariés avec nondirecting audios. Les essais de référence nous dire si les enfants ont une préférence intrinsèque ou visuelle pour les deux stimulus quand il n&#39;y a pas d&#39;audio linguistique ou diriger. Les essais du test apparaissent dernier, de pair avec les audios de test qui permettent de distinguer les deux visuels. Un signal 1kHz passe sur le second canal audio, coïncidant avec chaque essai, en fournissant des codeurs de désignation visuelle de l&#39;apparition de décalage et d&#39;essais. <ol><li> Effectuer le processus de consentement avec le parent. Décrivez le format étude plus en détail et demander à des parents de signer les formulaires de consentement. Soulignez le fait que l&#39;enfant doit regarder avec une interaction minimale avec le parent, et d&#39;introduire le lecteur mp3 pour le parent à utiliser, si l&#39;enfant est assis sur les genoux de leurs parents. Le parent écoute de la musique sur le lecteur mp3 tout en regardant la vidéo IPL, de sorte que il / elle n&#39;entend pas le son de test IPL et donc potentiellement influencer de quelle manière l&#39;enfant devrait ressembler. </li><li> Mettre en place les éléments d&#39;IPL dans la chambre désignée, et se connecter à des sources d&#39;énergie à l&#39;aide de rallonges. Il est utile d&#39;apporter un assistant de recherche qui peuvent ainsi jouer avec l&#39;enfant lors de l&#39;installation. Mettre en place le grand écran avec le dos de la principale source de lumière. Placez l&#39;enceinte centré derrière l&#39;écran, régler les deux boutons de volume à des niveaux de transition. Placez l&#39;appareil sur le trépied au sommet de la boîte de l&#39;adaptateur ton, centrée en face de l&#39;écran. Chargerla bande dans l&#39;appareil photo et le lieu de la DTE sur le sol à côté de la caméra. Mettre en place le projecteur et 10.7 mètres de l&#39;écran, et place le projecteur sur le dessus. Placez l&#39;ordinateur portable à côté du stand projecteur. </li></ol><img alt="Figure 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/4331/4331fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig2.jpg" /> Figure 2. Les composants portables IPL et la disposition de leur installation dans l&#39;. Domicile Affiche les composants portables IPL et la disposition spatiale de leur installation dans la maison. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4331/4331fig2large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir la figure</a> . <ol start="3"><li> Connectez les composants IPL: Connectez l&#39;ordinateur portable de sorte qu&#39;il envoie un signal vidéo au projecteur. L&#39;ordinateur portable envoie également deux signaux audio (via un splitter), avec la voix audio va du haut-parleur et le son ton vaà la caméra. Connectez l&#39;appareil photo pour qu&#39;il envoie le signal vidéo et audio à l&#39;ETTD. Une fois connecté, la mise sous tension tous les composants. L&#39;écran DTE doit afficher &quot;AVI Type 1&quot; à gauche et &quot;compteur&quot; en dessous. </li><li> Lire la vidéo (s) pour l&#39;enfant: Chargez la première vidéo de l&#39;ordinateur portable en Quicktime. <ol><li> Placez une chaise 2,5 à 3 pieds de la caméra, en face de l&#39;écran. Inviter l&#39;enfant à s&#39;asseoir sur la chaise, ou sur les genoux de leurs parents. Si sur les genoux de ses parents, donner au parent le lecteur mp3 et écouteurs, dites-lui / elle pour le faire démarrer. Si l&#39;enfant est assis seul, un parent peut s&#39;asseoir à côté. Les enfants qui obtiennent agité pendant la vidéo peut être encouragé en termes généraux de «regarder le film.&quot; </li><li> Veiller à ce que le visage de l&#39;enfant est visible dans le caméscope. Re-vérifier chaque fois que l&#39;enfant se déplace. Régler l&#39;éclairage dans la salle, au besoin. </li><li> Écrire des informations sur l&#39;enfant sur un tableau blanc effaçable à sec (pseudonyme, le sexe, la visite, la vidéo, la date, la date de naissance, âge). Allumez le caméscope et appuyer sur enregistrer. Appuyez sur disque sur DTE. E filme tableau blanc pendant 10 sec. </li><li> Sur l&#39;ordinateur portable, jouer la première vidéo en cliquant sur &quot;View&quot; puis &quot;Entrée Plein écran&quot;. </li><li> Après la vidéo est terminé, appuyez sur le bouton d&#39;arrêt sur la DTE. Si l&#39;enfant est prêt, une autre vidéo peut être présenté. Sinon, cela peut être un bon moment pour faire une pause. Certains enfants atteints de TSA peuvent avoir besoin des pauses fréquentes, mais d&#39;autres peuvent préférer voir toutes les vidéos de suite. </li></ol></li><li> Récompenser les enfants avec un cadeau à la fin de la visite. </li></ol> 3. Codage Retour dans le laboratoire <ol><li> Vérifiez que les mouvements oculaires de l&#39;enfant sont déjà numérisés sur le DTE. <ol><li> Importez ce film dans un programme de montage non linéaire, convertir au format (. Avi) utilisé par notre programme de codage personnalisé, puis l&#39;exporter vers un dispositif de stockage sécurisé. </li></ol></li><li> Coder chaque vidéo suivant celui de sa mise en page spécifique (par exemple,. Arrangement de familiarisation / enseignement, de référence, et les essais de test). <ol><li> Onglet throug<html> h de l&#39;enfant du film et de trouver des images où la forme d&#39;onde du signal 1kHz est visible, indiquant qu&#39;un stimulus visuel est présenté à l&#39;enfant. </li><li> Commencer à coder pendant l&#39;intervalle intertrial (ITI) avant chaque essai cible (ie, il n&#39;ya pas de tonalité et le voyant de centrage est présentée, l&#39;enfant doit être centrage ou en regardant ailleurs). Onglet avance image par image, l&#39;enregistrement de chaque changement de regard que L (à gauche), R (à droite), C (au centre) ou A (écart: haut, bas, gauche, droite, arrière). </li></ol></li></ol> Les résultats des programmes de codage des colonnes de chiffres indiquant la date et le type de chaque code entré. Donc, TSC 33499 signifie que dès le début du procès, 3,3499 sec depuis le début de la vidéo, l&#39;enfant regardait vers le centre. Les tableaux de codage sont analysés par un programme matlab analyse personnalisée, qui accède à la mise en page spécifique, de quel côté est le match pour chaque essai de chaque vidéo. ve_content &quot;&gt; Les programmes d&#39;analyse, puis calculer la durée de l&#39;enfant et la direction de la recherche au cours de chaque essai codé, la latence de l&#39;enfant de regarder d&#39;abord le stimulus correspondant, et le nombre de fois où l&#39;enfant passe une attention au cours de chaque essai codé. Nous comparons ensuite à la recherche des enfants au cours de la ligne de base par rapport à des essais de test sur (a) la durée du regard à l&#39;image correspondante, (b) la latence du premier coup d&#39;oeil à l&#39;image correspondante, (c) timecourse de regarder à la fois des images pendant tout le procès, et (d) le nombre de commutateurs d&#39;attention. La raison en est que les enfants qui comprennent le stimulus linguistique cherchera plus à l&#39;image correspondante au cours du procès de test que ce qu&#39;ils avaient lors du procès de référence, alors qu&#39;ils recherchent plus rapidement (une fois le début du procès) à l&#39;image correspondante de l&#39;image sans correspondance, et qu&#39;ils vont passer moins d&#39;attention au cours des essais de test que pendant les essais de base, car le stimulus linguistique estguider leur recherche. La seule différence entre le taux initial et des essais de test est l&#39;audio linguistique, les stimuli visuels sont les mêmes, mais les essais de référence ont un audio nondirecting (par exemple, «! Regardez ici»), tandis que les essais de test ont une audio diriger (par exemple, «Où est toopen ? &quot;) Par conséquent, la comparaison des essais de test pour les essais de référence pour la durée et les commutateurs de mesures d&#39;attention nous dit combien le son dirigeant est de guider les habitudes des enfants à la recherche. En outre, si les enfants à comprendre l&#39;audio diriger, ils devraient regarder plus rapidement à l&#39;image correspondante que dans l&#39;image sans correspondance.

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Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Une attention particulière est nécessaire pour s&#39;assurer que les codeurs être «sourd» à / ignorer les stimuli spécifiques que l&#39;enfant connaît un essai donné, de sorte qu&#39;ils ne savent pas de quel côté est la correspondance et par inadvertance biais de leur codage. Nous veillons à ce par l&#39;intermédiaire de la prise en compte de la tonalité de 1 kHz sur le canal 2 ème audio de la vidéo, qui est ensuite copié sur le film des mouvements oculaires de l&#39;enfant. La forme d&#39;onde de cette tonalité fournit l&#39;indication visuelle du début et la fin de chaque essai, délimitant ainsi les essais sans codeur sachant que leur contenu vidéo ou audio. Il est très important de s&#39;assurer que la mise analyse prend en compte le passage de gauche à droite qui se produit quand les enfants sont codées (par exemple, si la scène est mise en correspondance sur le côté gauche alors que l&#39;enfant regarde, il semble être sur la droite côté au codeur mouvements oculaires, et vice-versa). Intercoder évaluation de la fiabilitécorrélations des rendements s d&#39;environ 0,98 pour des paires de codeurs expérimentés sur des sélections aléatoires de 10% des données, 3 avec des codeurs moins expérimentés ou s&#39;il ya turn-over élevé dans les codeurs utilisés dans les participants de l&#39;étude, nous vous recommandons de chaque enfant mouvements oculaires codées par au moins 2 personnes et d&#39;exiger que leurs codes (généralement une durée de match) soit moins de 0,3 secondes les uns des autres pour chaque essai. Si elles ne sont pas, puis un troisième, quatrième ou cinquième personne doit coder l&#39;enfant jusqu&#39;à ce que la fiabilité est atteint 17. Avec des participants de tout-petits et / ou des enfants ayant des retards de développement, il est inévitable que certains ne seront pas regarder ni scène pour une certaine proportion de chaque essai, et pour certains essais, jamais. Les conventions suivantes sont généralement appliquées à ces baisses d&#39;attention: (a) Les enfants ont besoin de se tourner vers au moins une scène pour un minimum de 0,3 secondes pour que le procès soit compté. Dans le cas contraire, il s&#39;agit d&#39;un procès manquant. (B) Pour une même vidéo, Les enfants ont besoin pour fournir des données pour plus de la moitié des essais de test afin d&#39;être inclus dans l&#39;ensemble de données final. (C) les essais manquants sont remplacés par le moyen pour les enfants de ce groupe d&#39;âge / condition pour cet élément. IPL est une méthode qui exploite premiers enfants de mappages de formes linguistiques (c.-à-mots et des phrases) sur référentielle (c.-à-objets et actions) ou propositionnel (ie, les relations et les événements) significations. Il peut être utilisé pour évaluer les processus par lesquels les enfants de différents âges apprendre de nouveaux mots, ainsi que l&#39;âge auquel ils comprennent différents types de formes grammaticales. En exigeant que les mouvements des yeux comme des indicateurs manifestes de la compréhension (ou non), IPL peut être utilisé avec les tout-petits dont la conformité comportementale est généralement faible, ainsi que de certaines populations, comme les enfants atteints de TSA. En outre, parce que cette technologie peut être amené à des foyers pour enfants, il peut également être utilisé avec les populations qui sont difficilespour atteindre dans les laboratoires conventionnels, tels que les enfants issus de groupes socio-économiques, les enfants dans les communautés rurales et les enfants bilingues de parents francophones monolingues non indigènes. Les nouvelles façons d&#39;analyser ces mouvements oculaires sont révélateurs des effets intéressants et importants de l&#39;apprentissage de différents types de langues et de l&#39;apprentissage des mots à des âges différents. Les plans futurs comprennent l&#39;utilisation de l&#39;IPL en même temps que les méthodes de neuro-imagerie, de sorte que l&#39;activité du cerveau des enfants au cours de la compréhension du langage peuvent être comparées avec leurs indicateurs comportementaux.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;élément </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> Écran </td><td> Marchand de nouveautés </td><td> Écran de projection portable itinérant </td><td></td></tr><tr><td> Portatif </td><td> Pomme </td><td> 15 pouces MacBook Pro </td><td></td></tr><tr><td> Projecteur </td><td> NEC </td><td> NP40 Projecteur </td><td> Projecteur numérique à objectif </td></tr><tr><td> Position du projecteur </td><td> DA-LITE </td><td> Projet-O-Stand </td><td></td></tr><tr><td> Haut-parleur </td><td> YAMAHA </td><td> Moniteur Président du modèle MS101II </td><td></td></tr><tr><td> Trépied </td><td> Velbon </td><td> QB-4W Mini DF </td><td></td></tr><tr><td> Caméscope </td><td> Canon </td><td> VIXIA HV30 HDV </td><td>Vidéo haute définition </td></tr><tr><td> DTE </td><td> DTE technologie </td><td> FS-H200 </td><td></td></tr><tr><td> Casque antibruit </td><td> Sony </td><td> MDR-NC60 </td><td></td></tr></tbody></table>

portable intermodal preferential looking (ipl): investigating language comprehension in typically developing toddlers and young children with autism

L&#39;une des caractéristiques déterminantes de troubles du spectre autistique (TSA) est une difficulté avec la langue et de la communication. 1 Les enfants présentant un début ASD de parler est souvent retardé, et de nombreux enfants atteints de TSA produire constamment un langage moins fréquemment et de la complexité lexicale et grammaticale inférieure à leur général développement (TD) 6,8,12,23 pairs. Cependant, les enfants atteints de TSA présentent également un déficit social important, et les chercheurs et les cliniciens continuent de débattre de la mesure dans laquelle les déficits en compte de l&#39;interaction sociale pour ou contribuer à des déficits du langage production. 5,14,19,25 Les évaluations normalisées du langage chez les enfants atteints de TSA habituellement inclure un élément de compréhension, mais de nombreuses tâches de compréhension de ces évaluer qu&#39;un aspect de la langue (vocabulaire), 5 ou inclure une composante importante du moteur (par exemple, pointage, acte-out), et / ouexigent que les enfants délibérément choisir entre un certain nombre de solutions de rechange. Ces deux derniers comportements sont connus pour être difficiles aux enfants atteints de TSA. 7,12,13,16 Nous présentons une méthode qui permet d&#39;évaluer la compréhension du langage des jeunes enfants au développement normal (9-36 mois) et les enfants atteints d&#39;autisme. 2,4,9,11,22 Cette méthode, Portable intermodal du regard préférentiel (P-IPL), côté projets à côte des images vidéo à partir d&#39;un ordinateur portable sur un écran portatif. Les images vidéo sont jumelés d&#39;abord avec un «de base» (nondirecting) audio, puis présentée à nouveau jumelé avec audio linguistique d&#39;un «test» qui correspond à une seule des images vidéo. Mouvements des yeux des enfants tout en regardant la vidéo sont filmés et ensuite codé. Les enfants qui comprennent l&#39;audio linguistique aura l&#39;air plus rapidement et plus longtemps à la vidéo qui correspond à l&#39;audio linguistique. 2,4,11,18,22,26 Ce modèle comprend un certain nombre de components qui ont été récemment miniaturisés (projecteur, caméscope, numériseur) pour permettre la portabilité et l&#39;installation facile dans des foyers pour enfants. Il s&#39;agit d&#39;un point crucial pour évaluer les jeunes enfants atteints de TSA, qui sont souvent mal à l&#39;aise dans de nouvelles (par exemple, les laboratoires) paramètres. Les vidéos peuvent être créés pour évaluer une large gamme de composants spécifiques de connaissances linguistiques, telles que l&#39;ordre sujet-verbe-objet, wh-questions, et tendu / aspect suffixes des verbes; vidéos peuvent également évaluer les principes de la Parole d&#39;apprentissage comme un substantif parti pris, un préjugé forme et amorçage syntaxique. 10,14,17,21,24 Vidéos inclure des caractères et de la parole qui sont visuellement et acoustiquement saillant et bien toléré par les enfants atteints de TSA.

Un exemple de motifs à la recherche d&#39;enfants testés en utilisant P-IPL est présenté à la figure 3. Voir la vidéo NounBias, les enfants TD de 21 mois avait l&#39;air plus à l&#39;image correspondante lors de l&#39;essai par rapport aux essais de référence en indiquant qu&#39;ils avaient cartographié les mots nouveaux sur des objets plutôt que des actions. 21 Les enfants atteints de TSA en moyenne 33 mois de l&#39;âge un comportement semblable, avec tailles d&#39;effet similaires. 21,24 conséquent, les enfants atteints de TSA montrent un mot similaire apprentissage biais que les enfants TD. Voir la vidéo SVO l&#39;ordre des mots, les enfants des deux groupes ont également montré plus à la recherche d&#39;images correspondant lors de l&#39;essai par rapport au départ (c&#39;est à dire, la compréhension significative), ce qui démontre la compréhension de l&#39;ordre des mots en anglais (par exemple, que «La fille pousse le garçon&quot; est une relation différente de «Le garçon pousse la fille»). 3,14,21 différences de développement sont vus avec la vidéo wh-question, car les enfants TD a montré exhaust importantsion à 28 mois d&#39;âge, alors que la compréhension significative a été observée chez les enfants atteints de TSA à 54 mois d&#39;âge. 10 C&#39;est pourquoi, les enfants atteints de TSA sont retardés pour apprendre à interpréter correctement les questions telles que «Qu&#39;est-ce que le coup de pomme?&quot; <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig3.jpg" /> Figure 3. Pour cent des enfants de regarder de temps pour le match (c&#39;est à dire, un objet plutôt que de l&#39;action), tout en regardant la vidéo de polarisation Noun. Montre pour cent des enfants de temps à regarder le match (c&#39;est à dire, un objet plutôt que de l&#39;action), tout en regardant la vidéo de polarisation Noun. La figure 4 présente les analyses plus détaillées timecourse d&#39;enfants TD visionner la vidéo ShapeBias moins quatre visites successives, allant de 20 à 32 mois. Les lignes bleues indiquent regardant le match (c&#39;est à dire, l&#39;objet même forme); avis que la hauteur des lignes bleues cours eessais de tests électroniques (à droite de chaque graphique) augmente avec l&#39;âge, montrant la forme préférences croissantes. De plus, comme les enfants grandissent, les lignes bleues atteindre le match plus tôt dans le procès, ce qui indique qu&#39;ils sont la compréhension de l&#39;audio diriger plus rapidement avec l&#39;âge. Les lignes rouges indiquent en regardant ailleurs, notez que la largeur des lignes rouges diminue avec l&#39;âge que les enfants passent moins de temps à chercher loin. Lignes roses indiquent recherche au Centre au cours de l&#39;IIT, nous les utiliser pour s&#39;assurer que les enfants ne sont pas biaisées avant le début du procès. Ces données confirment celles d&#39;IPL à partir d&#39;autres méthodes que la polarisation de forme est un mot de plus en plus forte d&#39;apprentissage principe pour les enfants TD. Cependant, trois répétitions n&#39;ont pas encore réussi à démontrer un biais significatif forme basée sur les mots chez les enfants atteints de TSA. 17,24 <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig4.jpg" /> Figure 4. TD enfants timecourse de la recherche tout en visionnant la vidéo Bias Forme. Indique timecourse TD enfants de regarder le match, nonmatch, au centre, et à l&#39;écart, tout en regardant la vidéo Bias Forme. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4331/4331fig4large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir la figure</a> . La figure 5 présente les données timecourse pour les mêmes enfants atteints de TSA, quand ils en moyenne 41 mois, tout en regardant la vidéo syntaxique bootstrap, quand ils sont invités à apprendre les verbes de nouvelles phrases en utilisant des cadres environnants (par exemple, pour déterminer que gorping dans &quot;The canard est gorping le lapin &quot;se réfère à une action responsable plutôt que d&#39;une action noncausative). Bootstrapping syntaxique est un autre principe apprentissage des mots reproduits dans de nombreuses études sur les enfants TD. Notez que les enfants atteints de TSA sont plus longues à l&#39;image sans correspondance (lignes vertes) au cours des essais de base, mais leur recherche est dirigé plus à l&#39;images correspondant (lignes bleues) au cours de la seconde moitié des essais de test, quand on leur demande de trouver le référent du verbe roman (par exemple, &quot;Trouver gorping!&quot;). En tant que groupe, ces enfants atteints de TSA ont ainsi pu cartographier correctement le verbe sur l&#39;action responsable. Croix-visite régressions révèlent que les enfants atteints de TSA qui ont plus lors du match au cours de la vidéo Bootstrapping syntaxique eu plus courtes latences au match quand ils ont vu la vidéo Ordre des mots, 8 mois plus tôt 14. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig5.jpg" /> Figure 5. Les enfants atteints de TSA timecourse de la recherche tout en visionnant la vidéo Bootstrapping syntaxique. Indique enfants atteints de TSA timecourse de la recherche pour le match, nonmatch, au centre et à distance tout en regardant la vidéo Bootstrapping syntaxique.

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Portable Intermodal Preferential Looking IPL: Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

Un moyen fiable à domicile pour évaluer la compréhension de la langue des très jeunes enfants au développement normal, ainsi que ceux qui sont autistes, est décrite. La méthode analyse le regard des yeux des enfants lors de l&#39;affichage côte à côte des images mais entendre un audio qui correspond à une seule image. Les stimuli sont conçus avec des jeunes participants à l&#39;esprit.

Portable intermodal du regard préférentiel (IPL): Compréhension Langue d&#39;instruction dans les Typiquement Développer tout-petits et les jeunes enfants atteints d&#39;autisme

One  of the defining characteristics of autism spectrum disorder (ASD) is difficulty  with language and communication.1  Children with ASD's onset of ...

portable-intermodal-preferential-looking-ipl-investigating-language

Research

JoVE Journal

Medicine

Portable Intermodal Preferential Looking (IPL): Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

17.9K vues.  University of Connecticut. Un moyen fiable à domicile pour évaluer la compréhension de la langue des très jeunes enfants au développement normal, ainsi que ceux qui sont autistes, est décrite. La méthode analyse le regard des yeux des enfants lors de l'affichage côte à côte des images mais entendre un audio qui correspond à une seule image. Les stimuli sont conçus avec des jeunes participants à l'esprit.

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A Strategy to Identify de Novo Mutations in Common Disorders such as Autism and Schizophrenia

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, the de novo mutation rate in humans is relatively high, so new mutations are generated at a high frequency in the population. However, de novo mutations have not been reported in most common diseases. Mutations in genes leading to severe diseases where there is a strong negative selection against the phenotype, such as lethality in embryonic stages or reduced reproductive fitness, will not be transmitted to multiple family members, and therefore will not be detected by linkage gene mapping or association studies. The observation of very high concordance in monozygotic twins and very low concordance in dizygotic twins also strongly supports the hypothesis that a significant fraction of cases may result from new mutations. Such is the case for diseases such as autism and schizophrenia. Second, despite reduced reproductive fitness1 and extremely variable environmental factors, the incidence of some diseases is maintained worldwide at a relatively high and constant rate. This is the case for autism and schizophrenia, with an incidence of approximately 1% worldwide. Mutational load can be thought of as a balance between selection for or against a deleterious mutation and its production by de novo mutation. Lower rates of reproduction constitute a negative selection factor that should reduce the number of mutant alleles in the population, ultimately leading to decreased disease prevalence. These selective pressures tend to be of different intensity in different environments. Nonetheless, these severe mental disorders have been maintained at a constant relatively high prevalence in the worldwide population across a wide range of cultures and countries despite a strong negative selection against them2. This is not what one would predict in diseases with reduced reproductive fitness, unless there was a high new mutation rate. Finally, the effects of paternal age: there is a significantly increased risk of the disease with increasing paternal age, which could result from the age related increase in paternal de novo mutations. This is the case for autism and schizophrenia3. The male-to-female ratio of mutation rate is estimated at about 4&#x2013;6:1, presumably due to a higher number of germ-cell divisions with age in males. Therefore, one would predict that de novo mutations would more frequently come from males, particularly older males4. A high rate of new mutations may in part explain why genetic studies have so far failed to identify many genes predisposing to complexes diseases genes, such as autism and schizophrenia, and why diseases have been identified for a mere 3% of genes in the human genome. Identification for de novo mutations as a cause of a disease requires a targeted molecular approach, which includes studying parents and affected subjects. The process for determining if the genetic basis of a disease may result in part from de novo mutations and the molecular approach to establish this link will be illustrated, using autism and schizophrenia as examples.

Molecular genetic strategy for finding de novo mutations causing common disorders such as autism and schizophrenia.

Une stratégie pour identifier des mutations de novo dans les troubles courants comme l&#39;autisme et la schizophrénie

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, ...

Recherche

Médecine

Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral symptoms displayed by individuals with autism. While structural neuroimaging findings have provided some insights into brain abnormalities in autism, the consistency of such findings is questionable. Functional neuroimaging, on the other hand, has been more fruitful in this regard because autism is a disorder of dynamic processing and allows examination of communication between cortical networks, which appears to be where the underlying problem occurs in autism. Functional connectivity is defined as the temporal correlation of spatially separate neurological events1. Findings from a number of recent fMRI studies have supported the idea that there is weaker coordination between different parts of the brain that should be working together to accomplish complex social or language problems2,3,4,5,6. One of the mysteries of autism is the coexistence of deficits in several domains along with relatively intact, sometimes enhanced, abilities. Such complex manifestation of autism calls for a global and comprehensive examination of the disorder at the neural level. A compelling recent account of the brain functioning in autism, the cortical underconnectivity theory,2,7 provides an integrating framework for the neurobiological bases of autism. The cortical underconnectivity theory of autism suggests that any language, social, or psychological function that is dependent on the integration of multiple brain regions is susceptible to disruption as the processing demand increases. In autism, the underfunctioning of integrative circuitry in the brain may cause widespread underconnectivity. In other words, people with autism may interpret information in a piecemeal fashion at the expense of the whole. Since cortical underconnectivity among brain regions, especially the frontal cortex and more posterior areas 3,6, has now been relatively well established, we can begin to further understand brain connectivity as a critical component of autism symptomatology.
A logical next step in this direction is to examine the anatomical connections that may mediate the functional connections mentioned above. Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a relatively novel neuroimaging technique that helps probe the diffusion of water in the brain to infer the integrity of white matter fibers. In this technique, water diffusion in the brain is examined in several directions using diffusion gradients. While functional connectivity provides information about the synchronization of brain activation across different brain areas during a task or during rest, DTI helps in understanding the underlying axonal organization which may facilitate the cross-talk among brain areas. This paper will describe these techniques as valuable tools in understanding the brain in autism and the challenges involved in this line of research.

Neuroimaging techniques, such as functional MRI and Diffusion Tensor Imaging have become increasingly useful in characterizing the cognitive and neural deficits in autism. An examination of brain connectivity in autism at a network level along with adaptations for scanning children with developmental disabilities is presented.

Sonder le cerveau dans l&#39;autisme par IRMf et de Diffusion Tensor Imaging

Newly emerging theories suggest that the brain does not function as a cohesive unit in autism, and this discordance is reflected in the behavioral ...

Eye Tracking Young Children with Autism

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a direct, detailed and objective measure of gaze behavior, eye-tracking has become a valuable tool for examining abnormal perceptual strategies in clinical populations and has been used to identify disorder-specific characteristics1, promote early identification2, and inform treatment3. In particular, investigators of autism spectrum disorders (ASD) have benefited from integrating eye-tracking into their research paradigms4-7. Eye-tracking has largely been used in these studies to reveal mechanisms underlying impaired task performance8 and abnormal brain functioning9, particularly during the processing of social information1,10-11. While older children and adults with ASD comprise the preponderance of research in this area, eye-tracking may be especially useful for studying young children with the disorder as it offers a non-invasive tool for assessing and quantifying early-emerging developmental abnormalities2,12-13. Implementing eye-tracking with young children with ASD, however, is associated with a number of unique challenges, including issues with compliant behavior resulting from specific task demands and disorder-related psychosocial considerations. In this protocol, we detail methodological considerations for optimizing research design, data acquisition and psychometric analysis while eye-tracking young children with ASD. The provided recommendations are also designed to be more broadly applicable for eye-tracking children with other developmental disabilities. By offering guidelines for best practices in these areas based upon lessons derived from our own work, we hope to help other investigators make sound research design and analysis choices while avoiding common pitfalls that can compromise data acquisition while eye-tracking young children with ASD or other developmental difficulties.

Eye tracking has long been used to study gaze patterns in typically-developing individuals, but recent technological advancements have made its use with clinical populations, including autism, more feasible. While eye-tracking young children with autism can offer insight into early symptom manifestations, it involves methodological challenges. Suggestions for best practices are provided.

Eye Tracking jeunes enfants autistes

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a ...

Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this experiment, we demonstrate the administration of low-frequency repetitive TMS (rTMS) to an optimal stimulation site in the right hemisphere in patients with chronic non-fluent aphasia. A battery of standardized language measures is administered in order to assess baseline performance. Patients are subsequently randomized to either receive real rTMS or initial sham stimulation. Patients in the real stimulation undergo a site-finding phase, comprised of a series of six rTMS sessions administered over five days; stimulation is delivered to a different site in the right frontal lobe during each of these sessions. Each site-finding session consists of 600 pulses of 1 Hz rTMS, preceded and followed by a picture-naming task. By comparing the degree of transient change in naming ability elicited by stimulation of candidate sites, we are able to locate the area of optimal response for each individual patient. We then administer rTMS to this site during the treatment phase. During treatment, patients undergo a total of ten days of stimulation over the span of two weeks; each session is comprised of 20 min of 1 Hz rTMS delivered at 90% resting motor threshold. Stimulation is paired with an fMRI-naming task on the first and last days of treatment. After the treatment phase is complete, the language battery obtained at baseline is repeated two and six months following stimulation in order to identify rTMS-induced changes in performance. The fMRI-naming task is also repeated two and six months following treatment. Patients who are randomized to the sham arm of the study undergo sham site-finding, sham treatment, fMRI-naming studies, and repeat language testing two months after completing sham treatment. Sham patients then cross over into the real stimulation arm, completing real site-finding, real treatment, fMRI, and two- and six-month post-stimulation language testing.

We explore the use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to improve language abilities in patients with chronic stroke and non-fluent aphasia. After identifying a site in the right frontal gyrus for each patient that responds optimally to stimulation, we target this site during ten days of rTMS treatment.

Utilisant Stimulation magnétique transcrânienne répétitive pour améliorer la fonction de la langue chez les patients avec un AVC chronique aphasie non fluente

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor initiation, metastasis and resistance to radio- and chemotherapy. Here we describe a specific methodology for culturing primary human pancreatic CSCs as tumor spheres in anchorage-independent conditions. Cells are grown in serum-free, non-adherent conditions in order to enrich for CSCs while their more differentiated progenies do not survive and proliferate during the initial phase following seeding of single cells. This assay can be used to estimate the percentage of CSCs present in a population of tumor cells. Both size (which can range from 35 to 250 micrometers) and number of tumor spheres formed represents CSC activity harbored in either bulk populations of cultured cancer cells or freshly harvested and digested tumors 1,2. Using this assay, we recently found that metformin selectively ablates pancreatic CSCs; a finding that was subsequently further corroborated by demonstrating diminished expression of pluripotency-associated genes/surface markers and reduced in vivo tumorigenicity of metformin-treated cells. As the final step for preclinical development we treated mice bearing established tumors with metformin and found significantly prolonged survival. Clinical studies testing the use of metformin in patients with PDAC are currently underway (e.g., NCT01210911, NCT01167738, and NCT01488552). Mechanistically, we found that metformin induces a fatal energy crisis in CSCs by enhancing reactive oxygen species (ROS) production and reducing mitochondrial transmembrane potential. In contrast, non-CSCs were not eliminated by metformin treatment, but rather underwent reversible cell cycle arrest. Therefore, our study serves as a successful example for the potential of in vitro sphere formation as a screening tool to identify compounds that potentially target CSCs, but this technique will require further in vitro and in vivo validation to eliminate false discoveries.

Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

Etudier le cancer du pancréas Stem Cell Caractéristiques pour le développement de nouvelles stratégies de traitement

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges

The autonomic nervous system (ANS) consists of two branches, the parasympathetic and sympathetic nervous systems, and controls the function of internal organs (e.g., heart rate, respiration, digestion) and responds to everyday and adverse experiences 1. ANS measures in children have been found to be related to behavior problems, emotion regulation, and health 2-7. Therefore, understanding the factors that affect ANS development during early childhood is important. Both branches of the ANS affect young children&#8217;s cardiovascular responses to stimuli and have been measured noninvasively, via external monitoring equipment, using valid and reliable measures of physiological change 8-11. However, there are few studies of very young children with simultaneous measures of the parasympathetic and sympathetic nervous systems, which limits understanding of the integrated functioning of the two systems. In addition, the majority of existing studies of young children report on infants&#8217; resting ANS measures or their reactivity to commonly used mother-child interaction paradigms, and less is known about ANS reactivity to other challenging conditions. We present a study design and standardized protocol for a non-invasive and rapid assessment of cardiac autonomic control in 18 month old children. We describe methods for continuous monitoring of the parasympathetic and sympathetic branches of the ANS under resting and challenge conditions during a home or laboratory visit and provide descriptive findings from our sample of 140 ethnically diverse toddlers using validated equipment and scoring software. Results revealed that this protocol can produce a range of&#160;physiological responses to both resting and developmentally challenging conditions, as indicated by changes in heart rate and indices of parasympathetic and sympathetic activity. Individuals demonstrated&#160;variability in resting levels, responses to challenges, and challenge reactivity, which provides additional evidence that this protocol is useful for the examination of ANS individual differences for toddlers.

Measuring Cardiac Autonomic Nervous System ANS Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges

We describe the methods for continuous monitoring of the autonomic nervous system under resting and challenge conditions with 18 month old children. Results revealed that this protocol can produce meaningful physiological responses in both branches of the autonomic nervous system and elicit significant individual variability in patterns of responses.

Mesure du système nerveux cardiaque Autonomic (ANS) Activité in Toddlers - Repos et développement Défis

The autonomic nervous system (ANS) consists of two branches, the parasympathetic and sympathetic nervous systems, and controls the function of internal ...

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction (NeMO) in Female Small Rodents

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal model to investigate bladder remodeling in pBOO are female rodents undergoing partial obstruction at the proximal urethra. Variability in the degree of obstruction and animal mortality are major concerns with proximal obstruction. Furthermore, dissecting around the proximal urethra and bladder neck jeopardizes bladder innervation.
We developed a nerve-sparing mid-urethral obstruction (NeMO) model for pBOO avoiding the disadvantages of the traditional model. We approached the urethra just inferior to the pubic symphysis, which obviated the need for laparotomy as well as for dissection in this area; also, the striated urethral sphincter remained untouched. We performed NeMO in female Sprague-Dawley rats (12 obstructions, 6 sham animals) as well as in female C57/bl6 mice (20 obstructions, 18 sham animals). After two weeks, we evaluated bladder function, bladder mass, and body mass.
We had no mortalities among obstructed- or sham-operated female rats; as described for the traditional proximal pBOO-method, we tied the suture around the proximal urethra and a temporarily placed 0.9 mm metal rod. NeMO induced an 85% increase in bladder mass after two weeks, average residual urine volume was 0.4 mL in partially obstructed rats while only 0.03 mL in sham animals. In mice, we tested 3 sizes of cannulas that we placed along the urethra when tying the suture. We found that using a 27-gauge cannula resulted in over 50% animal mortality; placing the 25-gauge cannula did not yield the desired response in increasing bladder mass; utilizing a 26-gauge cannula yielded favorable results with minimal animal mortality (1/8) yet a significant 2-fold increase in bladder mass.

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction NeMO in Female Small Rodents

Traditional modeling of partial bladder outlet obstruction in rodents is fraught with animal mortality. A denervation injury from dissection around the proximal urethra and bladder neck is also of major concern. We developed and evaluated a safe and reliable mid-urethral obstruction model, avoiding the shortcomings of the traditional model.

Préservation des nerfs Obstruction à mi-urétrale (NEMO) chez les femelles petits rongeurs

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal ...

Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition leads to a better understanding of cariogenic and periopathogenic mechanisms. Microbial changes taking place in the oral cavity during childhood are of interest for several reasons. The evolution of the child oral microbiota and shifts in its composition need to be analyzed further to understand and possibly prevent the onset of disease. At the same time, advanced knowledge of the natural composition of oral biofilm is needed. Early stages of caries-free permanent dentition with healthy gums provide a widely unaffected subgingival habitat that can serve as an in situ baseline for studying features of oral health and disease. Analysis of children's oral biofilm during different stages in life is thus an important theme in the field. Modern molecular analysis methods can provide comprehensive information about the bacterial diversity of such biofilms. To enable microbiota data comparison, it is important to standardize each step in the procedure for molecular data generation. This procedure spans from clinical sampling, Next Generation Sequencing (NGS), bioinformatic data processing, to taxonomic interpretation. One of the most critical factors here is biofilm sampling. Sampling in children is even more challenging in particular due to limited space in subgingival areas. We thus focus on the use of paper points for subgingival sampling. This article provides a detailed protocol for oral biofilm sampling of the subgingival sulcus, the mucosa, and saliva in children.

Changes in the oral microbiome throughout childhood are of growing interest. Comparison of different microbiome studies reveals a lack of standardized sampling protocols. Limited space makes sampling the sound subgingival sulcus of children challenging. Paper point sampling is presented here in detail as the method of choice for this area.

Échantillonnage de Biofilm oral Microbiome analyse chez les enfants en bonne santé

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition ...

Measurements of Motor Function and Other Clinical Outcome Parameters in Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy

While the number of new treatment options tested in patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) is increasing, there is still no defining of the most reliable assessments regarding therapeutic efficacy. We present clinical and radiological outcome measures used in ambulatory patients participating in our trial &#34;Treatment with L-citrulline and metformin in Duchenne muscular dystrophy&#34;. The motor function measure is a validated test in patients with neuromuscular disorders that consists of 32 items and assesses all three dimensions of motor performance including standing and transfer (D1 subscore), axial and proximal motor function (D2 subscore), and distal motor function (D3 subscore). The test shows high intra- and inter-rater variability but only when strictly following guidelines of the materials, examination steps, and calculation of scores. The 6-minute walk test, timed 10-meter walk/run test, and supine-up time are commonly used timed functional tests that also sufficiently monitor changes in muscle function; however, they strongly depend on patient collaboration. Quantitative MRI is an objective and sensitive biomarker to detect subclinical changes, though the examination costs may be a reason for its limited use. In this study, a high correlation between all clinical assessments and quantitative MRI scans was found. The combinational use of these methods provides a better understanding about disease progression; however, longitudinal studies are needed to validate their reliability.

The aim of this study is to present the most reliable clinical outcome measures and their correlations with quantitative muscle MRI in ambulant patients with Duchenne muscular dystrophy.

Mesures de la fonction motrice et d’autres paramètres de résultats cliniques chez les enfants Ambulant avec dystrophie musculaire de Duchenne

While the number of new treatment options tested in patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) is increasing, there is still no defining of the most ...

Involving Individuals with Developmental Language Disorder and Their Parents/Carers in Research Priority Setting

A protocol for involving individuals presenting with developmental language disorder (DLD) (iDLD) and their parents/carers (iDLDPC) in a research priority setting exercise is presented.
iDLD have difficulties with communication skills, such as understanding language, word-finding and discourse. Such difficulties mean existing research priority setting protocols are difficult for iDLD to access, since they require sophisticated communication skills. Thus, a novel protocol for involving iDLD in these exercises is warranted. The same protocol is recommended for use with iDLDPC, to ensure accessibility.
The protocol is presented in 4 steps. Step 1 describes a program of activities delivered by trained, specialist DLD speech and language therapists (SLTs) that prepares iDLD/iDLDPC for involvement. Step 2 outlines an approach to elicit iDLD/iDLDPC&#8217;s opinions on research priorities. Steps 3 and 4 describe methods to analyze and integrate this data at multiple stages of the research priority setting process.
9 trained specialist DLD SLTs delivered steps 1 and 2. 17 iDLDs and 25 iDLDPCs consented to involvement. Opinions from all participants were elicited, and this data was used to influence the process and output of the exercise.
An advantage of this protocol is its accommodation of the heterogeneity in support needs of iDLD/iDLDPC, through a menu of options, whilst also providing a structured framework. Due to the novelty of the protocol, the methods for data integration were developed by the research group. These are potential limitations of the protocol, and may bring the reliability and validity under scrutiny, which are yet to be tested.
This protocol enables meaningful involvement of iDLD/iDLDPC in&#160;research priority setting and could be utilized for people with other kinds of speech, language or communication needs. Further research should evaluate the effectiveness of the protocol and whether it can be adapted for involvement of such populations in other research studies.

A protocol to enable individuals with developmental language disorder (DLD) and their parents/carers to meaningfully participate in a research priority setting exercise is established. The protocol includes a defined program of activities for data collection, and methods to incorporate this data into the broader research priority setting process.

Faire participer les personnes atteintes d’un trouble développemental du langage et leurs parents/soignants à l’établissement des priorités de recherche

A protocol for involving individuals presenting with developmental language disorder (DLD) (iDLD) and their parents/carers (iDLDPC) in a research priority ...