Esta pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde dos Transtornos Surdez e Comunicação (R01 2DC007428).

<html> 1. IPL criação de vídeo Nós projetamos os vídeos para ser interessante e atraente, mas também não-aversivo para crianças com autismo, em um número de maneiras: Quando os personagens animados são necessários, nós usamos os animais ao invés de humanos para fazer as cenas menos socialmente / emocionalmente desafiador para as crianças com ASD. Usamos cenas dinâmicas com brilhantemente objetos coloridos para capturar e prender a atenção. Uma luz vermelha a piscar durante os intervalos entre tentativas (ITIS) prende a atenção das crianças, quando as telas de vídeo estão em branco. Nós produzimos o áudio de voz usando linguagem que é exagerado, tanto entonação e duração de captar e manter a atenção das crianças. Figura 1. (Filme) Um bloco do vídeo Viés Substantivo. Mostra um bloco do vídeo viés substantivo, que testa se as crianças mapear uma palavra nova em um objeto contra uma ação./ 4331movie1.mov &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Clique aqui para ver filme. Estímulos de vídeo são criados através de programas comerciais de edição não-linear, como FinalCut Pro ou Avid Media Composer, usando 4-8 clipes de filme seg. Os primeiros dois clipes são organizados em seqüência, alternando esquerda e à direita, emparelhado com a familiarização mesmo ou de áudio de ensino. Os ensaios iniciais vêm em seguida, estes apresentam os estímulos do teste lado-a-lado, mas estão emparelhados com áudios nondirecting. Os ensaios iniciais nos dizer se as crianças têm preferência inerente ou visual para qualquer estímulo, quando não há áudio linguística ou dirigindo. Os ensaios de teste aparecem por último, emparelhado com os áudios de teste que distinguem os dois visuais. Um tom de 1kHz vai para o segundo canal de áudio, coincidente com cada ensaio, proporcionando designação visual para codificadores do início e deslocamento de ensaios. <ol><li> Execute o processo de consentimento com o pai. Descrever o formato de estudo mais detalhado e pedir pai para assinar os formulários de consentimento. Enfatizar que a criança deve assistir com o mínimo de interação com o pai, e introduzir o leitor de mp3 para o pai de usar, se a criança é sentar-se no colo do pai. O pai ouve música no mp3 player enquanto assistia o vídeo IPL, para que ele / a não ouvir o áudio teste IPL e tão potencialmente influenciar a forma como a criança deve olhar. </li><li> Configurar os componentes do IPL na sala designada, e se conectar a fontes de energia, utilizando cabos de extensão. É útil para trazer um assistente de pesquisa que pode jogar junto com a criança durante a instalação. Configure o grande ecrã com a sua volta para a principal fonte de luz. Coloque o altifalante centrado atrás da tela, ajustar os botões de volume para os dois níveis até a metade. Coloque a câmera no tripé em cima da caixa de adaptador de tom, centrado na frente da tela. Carregara fita na câmera e coloque a DTE no chão ao lado da câmera. O projetor ficar 7-10 metros de distância da tela, coloque o projector em cima. Coloque o laptop ao lado do estande projetor. </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. Os componentes portáteis IPL eo arranjo de sua instalação no. Casa mostra os componentes portáteis IPL e do arranjo espacial de sua instalação em casa. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4331/4331fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver maior figura</a> . <ol start="3"><li> Conectar os componentes do IPL: Conecte o laptop para que ele envia sinal de vídeo para o projetor. O laptop também envia dois sinais de áudio (através de um divisor), com o áudio de voz indo para o alto-falante eo áudio vai tompara a câmara. Ligue a câmera para que ela envia sinal de vídeo e áudio para a DTE. Uma vez conectado, o poder de todos os componentes. A tela deve mostrar DTE &quot;Tipo AVI 1&quot; na esquerda e &quot;contador&quot; por baixo. </li><li> Reproduzir o vídeo (s) para a criança: Coloque o primeiro vídeo sobre o laptop em Quicktime. <ol><li> Coloque uma cadeira 2,5-3 metros da câmera, na frente da tela. Convidar a criança a sentar-se na cadeira, ou no colo do pai. Se no colo do pai, o pai dar o mp3 player e fones de ouvido, dizer a ela / ele para iniciá-lo. Se a criança senta-se sozinho, o pai pode sentar-se ao lado. As crianças que fico nervoso durante o vídeo pode ser incentivado em termos gerais, &quot;assistir ao filme.&quot; </li><li> Certifique-se que o rosto da criança é visível na câmera de vídeo. Verifique novamente sempre que a criança se movimenta. Ajuste a iluminação no quarto, se necessário. </li><li> Escreva as informações da criança em um quadro branco seco apaga (sexo, pseudônimo, visita, vídeo, data, data de nascimento, idade). Ligue câmara de vídeo e gravação de imprensa. Pressione registro na DTE. º filmee quadro branco para 10 seg. </li><li> No laptop, jogar o primeiro vídeo clicando em &quot;Ver&quot;, seguido de &quot;Enter Full Screen&quot;. </li><li> Depois que o vídeo for concluída, pressione o botão de parada na DTE. Se a criança está disposta, outro vídeo pode ser apresentado. Alternativamente, este pode ser um bom momento para uma pausa. Algumas crianças com ASD pode precisar de pausas freqüentes, mas outros podem preferir ver todos os vídeos em uma fileira. </li></ol></li><li> Premiar crianças com um presente no final da visita. </li></ol> 3. Codificação de volta ao laboratório <ol><li> Verifique se os movimentos da criança olho já estão digitalizados na DTE. <ol><li> Importe esse filme em um programa de edição não-linear, converter para o formato (. Avi) usado pelo nosso programa personalizado de codificação, e depois exportar para um dispositivo de armazenamento seguro. </li></ol></li><li> Codificar cada vídeo após a sua layout específico (ou seja,. Arranjo de familiarização / ensino, linha de base, e os ensaios de teste). <ol><li> Guia throug<html> h filme da criança e encontrar os quadros onde a forma de onda do sinal de 1kHz é visível, o que indica que um estímulo visual está sendo apresentado para a criança. </li><li> Começar a codificação durante o intervalo entre tentativas (ITI), antes de cada tentativa de destino (ou seja, não há nenhum tom ea luz centralização é apresentado, a criança deve ser centrada ou à procura de distância). Guia à frente quadro a quadro, registrando cada mudança de olhar como L (à esquerda), R (para a direita), C (ao centro) ou A (longe: para cima, para baixo, à esquerda, à direita, para trás). </li></ol></li></ol> As saídas do programa de codificação colunas de números que indicam o momento e tipo de cada código digitado. Assim, TSC 33499 significa que, no início do ensaio, 3,3499 seg a partir do início do vídeo, a criança olhou para o centro. As matrizes de codificação são analisados ​​por um programa personalizado análise Matlab, que acessa o lateral-layout específico, que é o jogo para cada tentativa de vídeo cada. ve_content &quot;&gt; Os programas de análise então calcular a duração da criança e direção do olhar durante cada ensaio codificado, a latência da criança ao primeiro olhar para o estímulo de correspondência, eo número de vezes que a criança muda a atenção durante cada ensaio codificado. Em seguida, comparam olhando infantil durante a linha de base versus ensaios de teste em (a), duração do olhar para a imagem correspondente, (b) a latência do primeiro olhar para a imagem correspondente, (c) timecourse de olhar para as duas imagens durante todo o ensaio, e (d) número de switches de atenção. A justificativa é que as crianças que entendem o estímulo linguístico vai olhar mais para a imagem de correspondência durante o julgamento teste do que eles tinham durante o julgamento inicial, que eles vão olhar mais rapidamente (uma vez que o julgamento começa) na imagem correspondente do que a imagem não correspondentes, e que eles vão mudar menos atenção durante os ensaios de teste do que durante os ensaios iniciais, porque o estímulo linguístico éorientar o seu olhar. A única diferença entre os valores iniciais e os ensaios de teste é o áudio linguística, os estímulos visuais são o mesmo, mas os testes iniciais têm uma áudio nondirecting (por exemplo, &quot;Olha aqui&quot;), enquanto os ensaios de teste tem um áudio de direção (por exemplo, &quot;Onde está toopen ? &quot;) Portanto, comparando ensaios de teste para testes de linha de base para a duração e os interruptores de medidas de atenção nos diz o quanto o áudio direção está orientando os padrões das crianças que procuram. Além disso, se as crianças a compreender o áudio dirigir, eles devem procurar mais rapidamente a imagem de correspondência que a imagem não correspondentes.

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Não há conflitos de interesse declarados.

Atenção específica é necessária para garantir que os codificadores ser &#39;surdo&#39; para / desconhecem os estímulos específicos que a criança está experimentando em um dado ensaio, de modo que eles não sabem de que lado está a uma correspondência e, inadvertidamente viés sua codificação. Nós assegurar esta via a inclusão do tom de 1 kHz no canal de áudio 2 nd do vídeo, o qual é então copiado para o filme de movimentos oculares da criança. A forma de onda do som proporciona a indicação visual do aparecimento e deslocamento de cada ensaio, delimitando assim os ensaios sem o codificador conhecer o seu conteúdo de vídeo ou de áudio. É muito importante para garantir que a disposição de análise toma em consideração o interruptor da esquerda para a direita, que ocorre quando as crianças são codificados (isto é, se a cena correspondente está no lado esquerdo, enquanto a criança está a observar, aparecerá como na direita lado do codificador do movimento do olho, e vice-versa). Entre múltiplos confiabilidade avaliaçãocorrelações entre rendimento s de cerca de 0,98 para pares de programadores experientes em seleções aleatórias de 10% dos dados; 3 com programadores menos experientes ou se houver turn-over elevado nos codificadores utilizados através dos participantes do estudo, recomendamos ter todos os da criança movimentos oculares codificados por pelo menos duas pessoas e exigindo que seus códigos (geralmente de duração para combinar) estar dentro de 0,3 segundos um do outro para cada tentativa. Se não forem, então uma pessoa, terceiro, quarto ou quinto deve codificar a criança até que a confiabilidade é alcançada 17. Com participantes de idade da criança e / ou crianças com atrasos de desenvolvimento, é inevitável que alguns não irão olhar para qualquer cenário para alguma proporção de cada ensaio, e para alguns ensaios, nunca. As seguintes convenções são geralmente aplicadas para esses lapsos de atenção: (a) As crianças precisam de olhar para pelo menos uma cena para um mínimo de 0,3 segundos para que o julgamento a ser contado. Caso contrário, é um ensaio em falta. (B) Para um dado vídeo, As crianças precisam para fornecer dados para mais de metade dos ensaios de teste, a fim de ser incluídos na base de dados final. (C) Ensaios ausentes são substituídos com a média em crianças nessa faixa etária / condição para esse item. IPL é um método que bate primeiros mapeamentos das crianças de formas lingüísticas (ou seja, palavras e frases) no referencial (ou seja, objetos e ações) ou proposicional (ou seja, relações e eventos) significados. Ele pode ser usado para avaliar os processos pelos quais as crianças de idades diferentes aprender novas palavras, assim como as idades em que compreendem diferentes tipos de formas gramaticais. Ao exigir apenas movimentos oculares como indicadores claros de entendimento (ou não), IPL pode ser usado com crianças cujo cumprimento comportamental é geralmente baixo, bem como com algumas populações especiais, como crianças com ASD. Além disso, como esta tecnologia pode ser trazido para casas de crianças, que pode também ser usado com populações que são difíceispara chegar em laboratórios convencionais, como as crianças de baixa sociais grupos econômicos, crianças em comunidades rurais, e as crianças bilíngües de monolíngües pais não-nativos de língua. Novas maneiras de analisar estes movimentos oculares estão revelando efeitos interessantes e importantes de aprender diferentes tipos de línguas, e de aprender palavras em diferentes idades. Os planos futuros incluem o uso de IPL simultaneamente com metodologias de neuroimagem, para que a atividade do cérebro das crianças durante a compreensão da linguagem pode ser comparado com os seus indicadores comportamentais.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do componente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários (opcional) </td></tr><tr><td> Tela </td><td> Draper </td><td> RoadWarrior Tela de projeção portátil </td><td></td></tr><tr><td> Laptop </td><td> Maçã </td><td> 15 polegadas do MacBook Pro </td><td></td></tr><tr><td> Projetor </td><td> NEC </td><td> NP40 Projetor </td><td> Digital lente do projetor </td></tr><tr><td> Suporte de projetor </td><td> DA-LITE </td><td> Projeto-O-Stand </td><td></td></tr><tr><td> Alto-falante </td><td> YAMAHA </td><td> Monitor de Speaker Modelo MS101II </td><td></td></tr><tr><td> Tripé </td><td> Velbon </td><td> QB-4W DF Mini </td><td></td></tr><tr><td> Filmadora </td><td> Cânone </td><td> VIXIA HV30 HDV </td><td>Vídeo em Alta Definição </td></tr><tr><td> DTE </td><td> DTE Tecnologia </td><td> FS-H200 </td><td></td></tr><tr><td> Fones de ouvido com cancelamento de ruído </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

Uma das características definidoras do transtorno do espectro do autismo (ASD) é a dificuldade com a linguagem e comunicação. 1 Crianças com início ASD de falar é normalmente demorado, e muitas crianças com ASD consistentemente produzir linguagem menos frequência e de menor complexidade lexical e gramatical do que a sua tipicamente desenvolvimento (TD) pares. 6,8,12,23 No entanto, as crianças com ASD também apresentam um déficit social significativa, e os pesquisadores e clínicos continuam a debater a medida em que os déficits em conta a interação social para ou contribuir para os déficits em linguagem produção. 5,14,19,25 Avaliações padronizadas da linguagem em crianças com ASD geralmente não incluem um componente de compreensão, no entanto, muitas tarefas de compreensão de tais avaliar apenas um aspecto da linguagem (por exemplo, vocabulário), 5 ou incluir uma componente motor significativo (por exemplo, apontando, ato-out), e / ouexigem que as crianças deliberadamente escolher entre uma série de alternativas. Estes dois últimos comportamentos são conhecidos por também ser um desafio para crianças com ASD. 7,12,13,16 Nós apresentamos um método que pode avaliar a compreensão da linguagem de jovens crianças com desenvolvimento típico (9-36 meses) e crianças com autismo. 2,4,9,11,22 Este método, Portable Intermodal preferencial Olhar (P-IPL), lado projetos -a-lado de imagens de vídeo a partir de um computador portátil num ecrã portátil. As imagens de vídeo são combinados em primeiro lugar com uma &quot;base&quot; (nondirecting) áudio, e em seguida voltou a apresentar emparelhado com áudio linguística um &quot;teste&quot; que corresponde a apenas uma das imagens de vídeo. Movimentos oculares enquanto crianças assistindo o vídeo são filmados e posteriormente codificada. As crianças que entendem o áudio linguística vai olhar mais rapidamente para, e mais menos, o vídeo que corresponde ao áudio linguística. 2,4,11,18,22,26 Esse paradigma inclui um certo número de co-mponents que foram recentemente miniaturizados (projetor, câmera de vídeo, digitalizador) para permitir a portabilidade e fácil instalação em casas das crianças. Este é um ponto crucial para avaliar as crianças com ASD, que são freqüentemente desconfortável em novos (por exemplo, laboratório) definições. Os vídeos podem ser criados para avaliar uma ampla gama de componentes específicos do conhecimento lingüístico, como sujeito-verbo-objeto ordem das palavras, QU perguntas, e tempo / aspecto sufixos em verbos; vídeos também podem avaliar princípios da Palavra de aprendizagem, tais como um substantivo preconceito, um preconceito, forma e bootstrapping sintático. 10,14,17,21,24 vídeos incluem personagens e fala que são visualmente e acusticamente salientes e bem tolerado por crianças com ASD.

Um exemplo dos padrões de procura de crianças testadas usando P-IPL é apresentada na Figura 3. Vendo o vídeo NounBias, as crianças TD 21 meses de idade olhou mais para a imagem de correspondência durante o teste, em comparação com os ensaios iniciais, indicando que eles tinham mapeado as palavras novas em objetos, em vez de ações. 21 crianças com ASD média de 33 meses de idade apresentaram comportamento semelhante, com tamanhos de efeito semelhantes. 21,24 Portanto, as crianças com ASD mostrar uma palavra semelhante viés de aprendizagem como filhos TD. Vendo o vídeo SVO ordem das palavras, as crianças de ambos os grupos também mostraram mais olhando para combinar imagens durante o teste em relação ao início (ou seja, a compreensão significativa), demonstrando compreensão da ordem de palavra Inglês (por exemplo, de que &quot;A menina empurra o menino&quot; é uma relação diferente de &quot;O menino empurra a menina&quot;). 3,14,21 diferenças de desenvolvimento são vistas com o vídeo wh questão, como crianças com DT mostraram significativas comprehensíon em 28 meses de idade, enquanto que a compreensão significativa foi encontrada em crianças com ASD a 54 meses de idade. 10 Portanto, as crianças com ASD estão atrasadas em aprender a interpretar corretamente a perguntas como &quot;O que fez o sucesso de maçã?&quot; <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig3.jpg" /> Figura 3. Por cento das crianças de olhar o tempo para o jogo (ou seja, o objeto, em vez de acção), enquanto visualiza o vídeo Viés Substantivo. Shows por cento das crianças do tempo olhando para o jogo (ou seja, o objeto, em vez de acção), enquanto visualiza o vídeo Viés Substantivo. A Figura 4 apresenta as análises mais detalhadas dos timecourse crianças TD visualização o vídeo ShapeBias menos quatro visitas sucessivas, medindo 20-32 meses. As linhas azuis indicam olhando para o jogo (ou seja, objeto de forma mesmo), anúncio de que a altura das linhas azul durante o diaEnsaios Ensaio E (lado direito de cada gráfico) aumenta com a idade, mostrando preferências de forma crescente. Além disso, como as crianças ficam mais velhas, as linhas azuis subir para a partida no início do julgamento, o que indica que eles estão entendendo o áudio dirigir mais rapidamente com a idade. Linhas vermelhas indicam olhando para longe, anúncio que a amplitude das linhas vermelhas diminui com a idade, como as crianças passam menos tempo olhando para longe. Linhas de rosa indicam olhar para o Centro durante o ITI, nós usá-los para se certificar de que as crianças não são tendenciosos antes do julgamento começar. Estes dados confirmam os IPL de outros métodos que o viés Forma é uma palavra cada vez mais forte para as crianças aprender princípio TD. No entanto, três repetições ainda não conseguiu demonstrar um viés forma significativa baseada em palavras nas crianças com ASD. 17,24 <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig4.jpg" /> Figura 4. Tim TD criançasecourse de olhar ao ver o vídeo Viés Forma. Mostra timecourse TD crianças de olhar para o jogo, nonmatch, centro e distância, enquanto a visualização do vídeo Viés Forma. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4331/4331fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver maior figura</a> . A Figura 5 apresenta os dados timecourse para as mesmas crianças com ASD, quando em média 41 meses de idade, enquanto visualiza o vídeo sintática inicialização, quando eles são convidados a aprender verbos romance usando quadros sentença ao redor (por exemplo, para determinar que gorping em &quot;O pato é gorping o coelho &quot;refere-se a uma acção causativo em vez de uma acção noncausative). Bootstrapping sintático é outro princípio aprendizado de palavras replicado em muitos estudos de crianças com DT. Note-se que as crianças com ASD olham mais para a imagem não correspondentes (linhas verdes) durante os ensaios iniciais, mas depois seu olhar se dirige mais aoimagens correspondentes (linhas azuis) durante a segunda metade dos ensaios de teste, quando eles são convidados a encontrar o referente do verbo romance (por exemplo, &quot;Encontrar gorping!&quot;). Como um grupo, estas crianças com ASD foram, assim, capaz de mapear corretamente o verbo sobre a ação causal. Cruz visita-regressões revelam que as crianças com ASD que pareciam mais no jogo durante o vídeo Bootstrapping sintático teve latências mais curtas para o jogo quando eles viram o vídeo Ordem Word, oito meses antes. 14 <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig5.jpg" /> Figura 5. As crianças com ASD timecourse de olhar ao ver o vídeo Bootstrapping sintático. Mostra crianças com ASD timecourse de olhar para o jogo, nonmatch, centro e distância, enquanto a visualização do vídeo Bootstrapping sintático.

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

Uma maneira fiável baseado em casa para avaliar a compreensão da linguagem de crianças muito jovens, tipicamente em desenvolvimento, assim como pessoas com autismo, é descrita. O método analisa o olhar de crianças do olho durante a exibição lado a lado imagens, mas ouvir um áudio que combina com apenas uma imagem. Estímulos são projetados com jovens participantes em mente.

Portátil Intermodal preferencial Olhar (IPL): Investigando a compreensão da linguagem em desenvolvimento típico lactentes e crianças jovens com 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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Research

JoVE Journal

Medicine

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

17.8K visualizações.  University of Connecticut. Uma maneira fiável baseado em casa para avaliar a compreensão da linguagem de crianças muito jovens, tipicamente em desenvolvimento, assim como pessoas com autismo, é descrita. O método analisa o olhar de crianças do olho durante a exibição lado a lado imagens, mas ouvir um áudio que combina com apenas uma imagem. Estímulos são projetados com jovens participantes em 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.

A estratégia para identificar mutações de novo em Distúrbios comuns, tais como autismo e esquizofrenia

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, ...

Medicina

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.

Sondando o cérebro no autismo utilizando fMRI e Difusão Tensor Imagem

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.

Rastreamento ocular crianças com 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.

Utilizando estimulação magnética transcraniana repetitiva para melhorar a função da linguagem em pacientes com AVC crônico com afasia não-fluente

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.

Medindo a atividade cardíaca Sistema Nervoso Autônomo (ANS) em Toddlers - Descansar e Desenvolvimento Desafios

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.

Indução e Avaliação da Exertional lesão muscular esquelético em humanos

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.

-Nervo poupadores Mid-obstrução uretral (Nemo) em fêmeas pequenos roedores

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.

Biofilme oral amostragem para análise de Microbiome em crianças saudáveis

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.

Medições da função motora e outros parâmetros de resultados clínicos em Ambulant crianças com Distrofia Muscular 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.

Envolvendo Indivíduos com Transtorno do Desenvolvimento da Linguagem e seus Pais/Cuidadores no Estabelecimento de Prioridades de Pesquisa

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