Questa ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health-Disturbi Sordità e comunicazione (R01 2DC007428).

<html> 1. IPL Creazione Video Progettiamo i video per essere interessante e attraente, ma anche non-avversione per i bambini con autismo, in vari modi: Quando i personaggi animati sono necessari, usiamo gli animali anziché gli esseri umani per rendere le scene meno socialmente / emotivamente difficile per i bambini con ASD. Usiamo scene dinamiche con oggetti molto colorati per catturare e mantenere l&#39;attenzione. Una luce rossa lampeggia durante gli intervalli tra le prove (ITI) detiene l&#39;attenzione dei bambini quando gli schermi sono vuoti. Produciamo l&#39;audio vocale utilizzando discorso che è esagerato sia in intonazione e durata di catturare e mantenere l&#39;attenzione dei bambini. Figura 1. (Film) Un blocco del video Bias Noun. Indica un blocco del video Bias Noun, che verifica se i bambini mappare una parola nuova su un oggetto rispetto ad una azione./ &quot;Target =&quot; _blank 4331movie1.mov &quot;&gt; Clicca qui per visualizzare filmati. Stimoli video sono creati tramite programmi commerciali di editing non lineare, come FinalCut Pro o Avid Media Composer, utilizzando 4-8 filmati sec. I primi 2 clip vengono disposte in sequenza, alternando sinistra e destra, in coppia con la familiarizzazione stesso o audio insegnamento. Le prove di base verrà dopo, questi presentano gli stimoli di test side-by-side, ma sono in coppia con audio nondirecting. Le prove di base ci dicono se i bambini hanno alcuna preferenza inerente o visiva sia per lo stimolo quando non c&#39;è audio linguistica o dirigere. Le prove della prova appaiono scorso, in coppia con l&#39;audio di prova che distinguono le due immagini. Un tono 1kHz va sul secondo canale audio, in coincidenza con ogni prova, fornendo indicazione visiva ai programmatori di insorgenza e offset di prove. <ol><li> Eseguire il processo di consenso con il genitore. Descrivere il formato di studio in modo più dettagliato e chiedere genitore di firmare i moduli di consenso. Sottolinea che il bambino dovrebbe guardare con minima interazione con il genitore, e introdurre il lettore mp3 per il genitore di utilizzare, se il bambino è quello di sedersi sulle ginocchia del genitore. Il genitore ascolta musica sul lettore mp3 mentre si guarda il video IPL, in modo che s / egli non si sente l&#39;audio IPL prova e quindi potenzialmente influenzare in che modo il bambino dovrebbe essere. </li><li> Impostare i componenti IPL, nella sala riservata, e la connessione a fonti di energia che utilizzano cavi di prolunga. E &#39;utile portare un assistente di ricerca lungo che può giocare con il bambino durante l&#39;installazione. Impostare il grande schermo con le spalle al principale fonte di luce. Collocare il diffusore al centro dietro lo schermo, regolare le due manopole del volume a livelli a metà strada. Posizionare la fotocamera sul treppiede in cima al box adattatore tono, al centro di fronte allo schermo. Caricoil nastro nella fotocamera e posto il DTE sul pavimento accanto alla fotocamera. Impostare il proiettore stare 7-10 metri di distanza dallo schermo, posto sulla parte superiore del proiettore. Collocare il portatile accanto al supporto proiettore. </li></ol><img alt="Figura 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/4331/4331fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig2.jpg" /> Figura 2. I componenti portatili IPL e la disposizione della loro installazione in formato. Home Mostra i componenti portatili IPL e la disposizione spaziale della loro installazione in casa. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4331/4331fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <ol start="3"><li> Collegare i componenti di IPL: Collegare il computer portatile in modo che invia il segnale video al proiettore. Il portatile manda anche due segnali audio (tramite uno splitter), con l&#39;audio voce di andare al diffusore e il tono audio andandoalla telecamera. Collegare la fotocamera in modo che invii il segnale video e audio al DTE. Una volta collegato, tutti i componenti. Lo schermo DTE dovrebbe mostrare &quot;Tipo AVI 1&quot; a sinistra e &quot;Counter&quot; sotto. </li><li> Guarda il video (s) per il bambino: Caricare il primo video sul computer portatile in Quicktime. <ol><li> Posizionare una sedia 2,5-3 metri dalla telecamera, di fronte allo schermo. Invita il bambino a sedersi sulla sedia, o sul grembo dei genitori. Se in braccio genitore, dare al genitore del lettore mp3 e auricolari, dica lui / lei per avviarlo. Se il bambino si siede da sola, genitore può sedersi accanto. I bambini che ottengono irrequieto durante il video può essere incoraggiata in termini generali a &quot;guardare il film.&quot; </li><li> Assicurarsi che il volto del bambino è visibile nella videocamera. Ricontrollare ogni volta che il bambino si muove. Regolare l&#39;illuminazione nella stanza, se necessario. </li><li> Scrivere le informazioni del bambino su una lavagna cancellabile (pseudonimo, sesso, visitare, video, data, data di nascita, età). Accendere videocamera e registrare premere. Premere record DTE. Film °lavagna e per 10 sec. </li><li> Sul portatile, riprodurre il primo video facendo clic su &quot;Visualizza&quot; seguito da &quot;Invio a schermo intero.&quot; </li><li> Dopo che il video è completato, premere il pulsante di arresto sul DTE. Se il bambino è disposto, un altro video possono essere presentate. In alternativa, questo potrebbe essere un buon momento per una pausa. Alcuni bambini con ASD possono bisogno di pause frequenti, ma altri potrebbero preferire per visualizzare tutti i video in una riga. </li></ol></li><li> Premiare i bambini con un regalo alla fine della visita. </li></ol> 3. Codifica Back in the Lab <ol><li> Controllare che i movimenti degli occhi del bambino sono già digitalizzati sul DTE. <ol><li> Importare questo film in un programma di editing non lineare, convertire il formato (. Avi) utilizzato dal nostro programma personalizzato di codifica, e poi esportare in un dispositivo di archiviazione sicura. </li></ol></li><li> Codificare ogni video successivo alla layout specifico (ad esempio,. Disposizione di familiarizzazione / insegnamento, di base, e le prove di test). <ol><li> Scheda throug<html> h del bambino pellicola e trovare i fotogrammi in cui la forma d&#39;onda del segnale di 1kHz è visibile, indicando che uno stimolo visivo viene presentato al bambino. </li><li> Iniziare la codifica durante l&#39;intervallo tra le prove (ITI) prima di ogni prova di destinazione (ad esempio, non c&#39;è tono e la luce di centraggio è presentato, il bambino deve essere di centraggio o in cerca di distanza). Tab avanti fotogramma per fotogramma, la registrazione di ogni cambiamento di sguardo come L (a sinistra), R (a destra), C (al centro) o A (distanza: su, giù, sinistra, destra, indietro). </li></ol></li></ol> Le uscite di codifica di programma colonne di numeri indicano i tempi e il tipo di ogni codice inserito. Quindi, TSC 33.499 significa che all&#39;inizio del processo, 3,3499 sec dall&#39;inizio del video, il bambino sembrava al centro. Gli array di codifica vengono analizzati da un programma personalizzato di analisi matlab, che accede al particolare layout da che parte è della partita per ogni prova-di ogni video. ve_content &quot;&gt; I programmi di analisi quindi calcolare la durata del bambino e la direzione di ricerca nel corso di ogni prova in codice, la latenza del bambino a primo sguardo lo stimolo di corrispondenza, e il numero di volte che il bambino passa attenzione durante ogni prova codificato. Abbiamo poi confronta cercando bambini durante la baseline vs prove di test su (a) durata sguardo all&#39;immagine corrispondente, (b) di latenza prima occhiata all&#39;immagine corrispondente, (c) timecourse di ricerca di entrambe le immagini durante tutto il processo, e (d) il numero di switch di attenzione. La logica è che i bambini che capiscono lo stimolo linguistica guardare più a lungo l&#39;immagine corrispondente durante la prova, prova di quello che aveva durante il processo di base, che sarà più velocemente (una volta che il processo cominci) l&#39;immagine corrispondente che l&#39;immagine non corrispondenti, e che passerà meno attenzione durante le prove del test che durante le prove di base, in quanto lo stimolo linguistico èorientare la loro ricerca. L&#39;unica differenza tra il basale e prove di test è l&#39;audio linguistico, gli stimoli visivi sono gli stessi, ma le prove di base hanno un audio nondirecting (ad esempio, &quot;! Guarda qui&quot;), mentre le prove di test hanno un audio regia (ad esempio, &quot;Dov&#39;è toopen ? &quot;) Pertanto, confrontando le prove di test per le prove di base per la durata e gli interruttori delle misure di attenzione ci dice quanto l&#39;audio regia sta guidando i modelli che cercano dei bambini. Inoltre, se i bambini a capire l&#39;audio regia, si dovrebbe guardare più rapidamente l&#39;immagine corrispondente che l&#39;immagine non corrispondenti.

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Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Particolare attenzione è necessaria per garantire che i programmatori essere &#39;sordo&#39; a / a conoscenza degli stimoli specifici che il bambino sta vivendo in un dato processo, in modo che non sanno da che parte è la corrispondenza e inavvertitamente pregiudizio alla loro codifica. Possiamo garantire questo attraverso l&#39;inserimento del tono 1kHz sul canale 2 ° audio del video, che viene poi copiato sul film dei movimenti oculari del bambino. La forma d&#39;onda di questo tono fornisce l&#39;indicazione visiva della insorgenza e offset di ogni prova, così da delimitare le prove senza conoscere coder loro contenuto video o audio. È molto importante assicurare che il layout analisi tiene conto di sinistra-destra interruttore che si verifica quando i bambini sono codificati (cioè, se la scena corrispondenza è sul lato sinistro, mentre il bambino sta guardando, apparirà essere sulla destra lato al movimento oculare coder, e viceversa). Intercoder affidabilità valutazionecorrelazioni rendimento s di circa 0,98 per coppie di programmatori esperti in selezioni casuali del 10% dei dati, 3 con i programmatori meno esperti o se c&#39;è turn-over elevato nei codificatori usate nei partecipanti allo studio, si consiglia di avere ogni bambino i movimenti oculari codificato da almeno 2 persone e che richiedono che i loro codici (di solito la durata in modo che corrisponda) essere entro 0,3 secondi l&#39;uno dall&#39;altro per ogni prova. Se non lo sono, poi una terza, quarta o quinta persona dovrebbe codificare il bambino fino a quando l&#39;affidabilità è raggiunto 17. Con i partecipanti di età bambino e / o bambini con ritardi nello sviluppo, è inevitabile che alcuni non vedere i due premesse per una certa proporzione di ogni prova, e per alcune prove, mai. Le seguenti convenzioni sono generalmente applicati per questi errori di attenzione: (a) I bambini hanno bisogno di guardare almeno una scena per un minimo di 0,3 sec per quel processo da contare. Altrimenti, è una prova mancante. (B) Per un video dato, I bambini hanno bisogno per fornire dati per più della metà degli studi di prova al fine di essere inclusi nel dataset finale. (C) le prove mancanti vengono sostituiti con il medio di tutti i bambini in quella fascia di età / condizione per tale voce. IPL è un metodo che sfrutta i bambini I primi mapping delle forme linguistiche (ad esempio, le parole e frasi) su referenziale (vale a dire, gli oggetti e le azioni) o proposizionale (cioè, relazioni ed eventi) significati. Può essere usata per valutare i processi attraverso i quali i bambini di età diverse imparare nuove parole, così come le età in cui essi comprendono diversi tipi di forme grammaticali. Richiedendo movimenti oculari solo come indicatori evidenti di comprensione (o meno), IPL può essere usato con i bambini il cui comportamento conformità è generalmente bassa, così come con alcune popolazioni come i bambini con ASD. Inoltre, poiché questa tecnologia può essere portato a orfanotrofi, esso può essere utilizzato anche con popolazioni che sono difficiliraggiungere nei laboratori tradizionali, come i bambini di bassa gruppi sociali, economici bambini in comunità rurali, e bambini bilingui di monolingui non nativi di lingua genitori. I nuovi modi di analizzare questi movimenti oculari stanno rivelando effetti interessanti ed importanti di apprendimento diversi tipi di linguaggi, e di imparare parole in età diverse. I piani futuri includono l&#39;utilizzo di IPL in concomitanza con metodologie di neuroimaging, in modo che l&#39;attività del cervello dei bambini durante la comprensione del linguaggio possono essere confrontati con i loro indicatori comportamentali.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del componente </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> Schermo </td><td> Negoziante di tessuti </td><td> RoadWarrior Schermo di proiezione portatile </td><td></td></tr><tr><td> Laptop </td><td> Mela </td><td> 15 pollici MacBook Pro </td><td></td></tr><tr><td> Proiettore </td><td> NEC </td><td> NP40 proiettore </td><td> Digital obiettivo del proiettore </td></tr><tr><td> Proiettore supporto </td><td> DA-LITE </td><td> Project-O-Stand </td><td></td></tr><tr><td> Altoparlante </td><td> YAMAHA </td><td> Monitor Speaker Modello MS101II </td><td></td></tr><tr><td> Treppiedi </td><td> Velbon </td><td> QB-4W Mini DF </td><td></td></tr><tr><td> Videocamera </td><td> Canone </td><td> LEGRIA HV30 HDV </td><td>Video in alta definizione </td></tr><tr><td> DTE </td><td> DTE Tecnologia </td><td> FS-H200 </td><td></td></tr><tr><td> Cuffie a cancellazione di rumore </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

Una delle caratteristiche distintive di disturbo dello spettro autistico (ASD) è la difficoltà con il linguaggio e la comunicazione. 1 Bambini con esordio ASD di parlare è di solito in ritardo, e molti bambini con ASD producono costantemente linguaggio meno frequente e di minore complessità lessicale e grammaticale del loro genere in via di sviluppo (TD) coetanei. 6,8,12,23 Tuttavia, i bambini con ASD presentano anche un deficit sociale significativo, e ricercatori e clinici continuano a discutere fino a che punto i deficit in conto l&#39;interazione sociale o per contribuire ai deficit in lingua produzione. 5,14,19,25 Valutazioni standardizzate del linguaggio nei bambini con ASD di solito includono una componente di comprensione, ma, molti compiti di comprensione tali valutare solo un aspetto del linguaggio (ad esempio, vocabolario), 5 o includere una componente significativa del motore (ad esempio, indicare, atto-out), e / ochiedere ai bambini di scegliere deliberatamente tra una serie di alternative. Questi ultimi due comportamenti sono noti per essere una sfida per i bambini con ASD. 7,12,13,16 Vi presentiamo un metodo in grado di valutare la comprensione del linguaggio dei giovani bambini con sviluppo tipico (9-36 mesi) e bambini con autismo. 2,4,9,11,22 Questo metodo, portatile Intermodal preferenziale Looking (P-IPL), lato i progetti -by-side immagini video da un computer portatile su uno schermo portatile. Le immagini video sono accoppiati prima con una &#39;linea di base&#39; (nondirecting) audio, e poi presentato di nuovo in coppia con audio linguistica un &#39;test&#39; che soddisfa solo una delle immagini video. Movimenti degli occhi dei bambini mentre si guarda il video vengono filmati e poi codificato. I bambini che capiscono l&#39;audio linguistico sarà più rapidamente e più a lungo, il video che l&#39;audio corrisponde linguistica. 2,4,11,18,22,26 Questo paradigma comprende una serie di components che sono stati recentemente miniaturizzati (proiettore, videocamera, digitizer) per consentire la portabilità e la messa a punto facile nelle case dei bambini. Questo è un punto cruciale per valutare i bambini con ASD, che sono spesso a disagio in nuovi (ad esempio, laboratorio) le impostazioni. I video possono essere creati per valutare una vasta gamma di componenti specifici di conoscenza linguistica, come soggetto-verbo-oggetto ordine delle parole, wh-domande, e teso / aspetto suffissi su verbi, i video possono anche valutare principi della parola di apprendimento come un sostantivo bias, una polarizzazione forma e bootstrap sintattica. 10,14,17,21,24 Video includono caratteri e parole che sono visivamente e acusticamente salienti e ben tollerato dai bambini con ASD.

Un esempio di modelli che cercano di bambini testati utilizzando P-IPL è presentato nella Figura 3. Guarda il video NounBias, bambini TD 21 mesi di età è più guardato l&#39;immagine corrispondente durante il test rispetto al test di base, indicando di aver mappato le parole nuove su oggetti piuttosto che azioni. 21 bambini con ASD in media 33 mesi di età si comportavano allo stesso modo, con entità degli effetti simili. 21,24 Di conseguenza, i bambini con ASD mostrano una parola simile apprendimento pregiudizi bambini TD. Guarda il video SVO parola d&#39;ordine, i bambini di entrambi i gruppi hanno mostrato più in cerca di immagini durante la prova di corrispondenza rispetto al basale (cioè, la comprensione significativa), dimostrando comprensione dell&#39;ordine parola inglese (ad esempio, che &quot;La ragazza spinge il ragazzo&quot; è un rapporto diverso da &quot;Il ragazzo spinge la ragazza&quot;). 3,14,21 differenze inerenti allo sviluppo sono visti con il wh-questione video, come i bambini hanno mostrato TD COMPLESSIVO significativiione a 28 mesi di età, mentre la comprensione significativo è stato trovato per primo nei bambini con ASD a 54 mesi di età. 10 Pertanto, i bambini con ASD sono in ritardo per imparare a interpretare correttamente domande come &quot;Che cosa ha fatto il colpo mela?&quot; <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig3.jpg" /> Figura 3. Per cento dei bambini di guardare il tempo per la partita (cioè, oggetto piuttosto che azione), durante la visualizzazione del video Bias Noun. Spettacoli per cento dei bambini di tempo a guardare la partita (cioè, oggetto piuttosto che azione), durante la visualizzazione del video Bias Noun. Figura 4 presenta le analisi timecourse più dettagliate di bambini TD che hanno visualizzato il video ShapeBias a quattro visite successive, che coprono 20-32 mesi. Le linee blu indicano guardando alla partita (ad esempio, oggetto stessa forma), si noti che l&#39;altezza delle linee blu durante il secoloprove Test E (parte destra di ogni grafico) aumenta con l&#39;età, che mostra le preferenze di forma crescente. Inoltre, come i bambini crescono, le linee blu all&#39;altezza della partita in precedenza nel processo, che indica che essi sono la comprensione della regia audio più rapidamente con l&#39;età. Le linee rosse indicano in cerca di distanza, si noti che l&#39;ampiezza delle linee rosse diminuisce con l&#39;età, come i bambini passano meno tempo a guardare lontano. Righe di colore rosa indicano che guarda al centro durante l&#39;ITI, li utilizziamo per fare in modo che i bambini non siano distorte prima del processo ha inizio. Questi dati confermano quelli IPL da altri metodi che il Bias Shape è una parola sempre più forte principio di apprendimento per i bambini TD. Tuttavia, tre repliche non sono ancora riusciti a dimostrare un significativo parola basata su pregiudizi forma nei bambini con ASD. 17,24 <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig4.jpg" /> Figura 4. TD bambini timecourse di guardare durante la visualizzazione del video Bias forma. Mostra timecourse TD bambini di guardare la partita, nonmatch, centro, e via, durante la visualizzazione del video Bias forma. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4331/4331fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . Figura 5 presenta i dati timecourse per gli stessi bambini con ASD, quando in media 41 mesi di età, durante la visualizzazione del video sintattica bootstrap, quando viene chiesto loro di imparare i verbi nuovi che utilizzano telai frase circostanti (ad esempio, per determinare che gorping in &quot;The anatra è gorping il coniglio &quot;si riferisce ad una azione causale, piuttosto che ad una azione noncausative). Bootstrapping sintattica è un altro principio di apprendimento parola replicata in molti studi di bambini TD. Si noti che i bambini con DSA guardare più a lungo l&#39;immagine non corrispondenti (linee verdi) durante i processi di base, ma poi la loro ricerca è rivolta più alimmagini corrispondenti (linee blu) durante la seconda metà degli studi di prova, quando viene chiesto di trovare il referente del verbo romanzo (ad esempio, &quot;Trova gorping!&quot;). Come gruppo, questi bambini con ASD sono stati così in grado di mappare correttamente il verbo sul azione causale. Cross-visita regressioni rivelano che i bambini con DSA che hanno guardato più a lungo la partita durante il video Bootstrapping sintattica ha latenze più brevi per la partita quando hanno visto il video Ordine parole, 8 mesi prima 14. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig5.jpg" /> Figura 5. I bambini con ASD timecourse di ricerca durante la visualizzazione del video sintattica Bootstrapping. Spettacoli per bambini con ASD timecourse di guardare al match, nonmatch, centro, e via durante la visualizzazione del video sintattica Bootstrapping.

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

Un modo affidabile home-based per valutare la comprensione del linguaggio di bambini con sviluppo tipico molto piccoli, così come quelli con autismo, è descritto. Il metodo analizza sguardo degli occhi dei bambini durante la visualizzazione side-by-side immagini ma sentire un audio che corrisponde a una sola immagine. Gli stimoli sono stati progettati con i giovani partecipanti in mente.

Portable Intermodal preferenziale Looking (IPL): Comprensione Lingua Indagare in sviluppo tipico per i più piccoli e bambini piccoli con autismo

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

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

17.8K Views.  University of Connecticut. Un modo affidabile home-based per valutare la comprensione del linguaggio di bambini con sviluppo tipico molto piccoli, così come quelli con autismo, è descritto. Il metodo analizza sguardo degli occhi dei bambini durante la visualizzazione side-by-side immagini ma sentire un audio che corrisponde a una sola immagine. Gli stimoli sono stati progettati con i giovani partecipanti in mente.

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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.

Una strategia per identificare le mutazioni de novo nei disturbi comuni come autismo e schizofrenia

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, ...

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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.

Probing the Brain in Autismo Utilizzando fMRI e imaging del tensore di diffusione

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 bambini piccoli con autismo

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.

Utilizzando la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva per migliorare la funzione Language in pazienti con ictus con cronica non-fluente Afasia

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

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.

Misurazione cardiaca Sistema Nervoso Autonomo (ANS) Attività in Toddlers - Riposo e di sviluppo sfide

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

Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery in humans. Herein we discuss the design of an eccentric exercise protocol to induce damage in the quadriceps muscles, marked by changes in strength, soreness, and plasma creatine kinase levels. This method is simple, ethical, and widely applicable since it is performed in human participants and eliminates the interspecies translation of the results. Subjects perform 300 maximal eccentric contractions of the knee extensor muscles at a speed of 120&#176;/sec on an isokinetic dynamometer. The extent of the damage is measurable using relatively non-invasive isokinetic and isometric measures of strength loss, soreness, and plasma creatine kinase levels over several days following the exercise. Therefore, its application can be directed to specific populations in an attempt to identify mechanisms for muscle adaptation and regeneration.

This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

Induzione e valutazione di Exertional scheletrico danno muscolare negli esseri umani

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery ...

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.

Nerve-sparing Mid-ostruzione uretrale (Nemo) nel femminile piccoli roditori

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.

Biofilm orali campionamento per l'analisi di Microbiome nei bambini sani

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.

Misure della funzione motoria e altri parametri di risultato clinico in fase postoperatoria bambini con la distrofia muscolare di 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.

Coinvolgere le persone con disturbo dello sviluppo del linguaggio e i loro genitori / tutori nella definizione delle priorità di ricerca

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