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

Declaração de Ética: Todos os indivíduos devem fornecer consentimento informado antes do experimento. A pesquisa aqui descrita foi aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional do Centro Médico da Universidade Vanderbilt. 1. Experiência Set Up <ol><li> Peça aos participantes para completar as tarefas em um, controlado som quarto mal iluminado. NOTA: Considere a implementação de um esquema visual 29,30 como parte do desenho do estudo. Apesar de cada tarefa neste bateria é relativamente curto, realizando várias tarefas em uma linha pode causar fadiga em algumas crianças, ambos com desenvolvimento típico (DT) e com ASD. A programação visual deve incluir todas as atividades planejadas (ambas as tarefas e audição / exames de visão), bem como pequenas pausas entre as tarefas. Esta estrutura vai ajudar a contribuir para uma experiência de investigação global positivo para o participante, e sequer foi mostrado para obter respostas mais precisas em algumas tarefas 31. </li&gt; <li> Juntar uma resto queixo até a mesa onde o participante vai sentar-se ao completar a tarefa, com o monitor do computador colocados 60 cm de distância do participante. Isto é para garantir que os estímulos são a mesma intensidade para cada participante. Use fones de ouvido ou alto-falantes com cancelamento de ruído para entrega estímulo auditivo. </li><li> Devido às diferenças nas plataformas experimentais individuais (placa de som, placa de vídeo, sistema operacional, etc.), verificar a duração do estímulo e estímulo assincronias início (SOA) com um osciloscópio, célula fotovoltaica, e microfone em cada computador para o experimento. NOTA: Dependendo da plataforma individual (por exemplo, uma placa de som lento), fazer ajustes no código da experiência de modo que o tempo de apresentação do estímulo é preciso. </li></ol> 2. Estímulos <ol><li> Gerar 2 .wav ou .mp4 arquivos com duração de 16 ms (incluindo a 2 - rampa de 3 ms cima e para baixo da rampa) a 500 Hz e 1.000 Hz. Para fazer isso,especificando uma onda sinusoidal de frequência desejada com uma rampa gradual até amplitude total, seguido de uma rampa para baixo no fim do tom. Salve a onda senoidal como um arquivo auditivo. Teste o volume de cada tom com um medidor de nível de pressão sonora para verificar se ele é jogado em 60 dB. Se alto-falantes são usados ​​para apresentar estímulos auditivos, o som deve ser testado a 60 cm de distância da tela (onde o participante vai sentar-se). Se será usado fones de ouvido, medir o volume diretamente ao lado do fone de ouvido. NOTA: É mais fácil manter o computador a um volume padrão e ajustar o volume do som de acordo ajustando o código utilizado para gerar o estímulo ou um programa de edição de áudio. </li><li> Criar estímulos visuais por tanto que especifiquem o tamanho e localização do flash no código da experiência, ou através da geração de uma imagem bitmap JPEG ou com um fundo preto e um anel branco centrado em torno de uma fixação mira, e exibindo no momento apropriado. Defina a duraçãodo flash visual para 16 ms no código da experiência. </li><li> Estímulos de fala registo por um falante nativo em uma sala silenciosa contra um fundo branco liso dos ombros para cima com o alto-falante no centro do quadro. Registre os estímulos de vídeo com a câmera de vídeo na melhor resolução. Alternativamente, vídeos de estímulo publicamente disponíveis podem ser utilizados, se desejar. NOTA: O vídeo eo áudio do alto-falante dizendo as sílabas &quot;ba&quot; e &quot;ga&quot; são necessários para este experimento. <ol><li> O uso de qualquer programa de edição de vídeo, exportar o componente auditivo de cada faixa e salvar como um arquivo .wav separado. Fazer isso indo para a janela Configurações de exportação e selecione &quot;wav arquivo de áudio&quot; no menu drop-down &quot;Format&quot;. Marque a opção &quot;Export Audio&quot; e clique em &quot;Export&quot; para a parte inferior da janela Configurações de exportação. </li><li> Em seguida, exportar o componente visual (ou seja, vídeo silencioso) de cada faixa umad salvar como um arquivo .avi separado. Fazer isso indo para a janela Configurações de exportação e selecione &quot;Uncompressed AVI&quot; no menu drop-down &quot;Format&quot;. Marque a opção &quot;Export Video&quot; e clique em &quot;Export&quot; para a parte inferior da janela Configurações de exportação. </li><li> Por fim, remova o componente auditivo da pista &quot;ga&quot; e substituí-lo com o componente auditivo da pista &quot;ba&quot; para tornar o estímulo McGurk. Para fazer isso, selecione o arquivo &quot;.avi&quot; a partir do desktop para o como a fonte de vídeo, escolhendo &quot;Source&quot;, neste caso &quot;ga_VOnly.avi&quot;. Da mesma forma, selecione a outro vídeo &quot;ba_Aonly.avi&quot;. No menu Seqüência do programa, garantir que o vídeo (V1) &quot;Video 1&quot; fonte é &quot;ga_VOnly.avi&quot; eo ​​áudio (A1) &quot;Audio 1&quot; fonte é &quot;ba_Aonly.avi&quot;. Verifique se o início do estímulo visual &quot;ga&quot; é temporalmente alinhados com os sti auditivosMulus &quot;ba&quot;. NOTA: É importante que os estímulos auditivos são a mesma gravação exato tanto no audiovisual e apenas estímulo auditivo (e não apenas a mesma sílaba), de modo que a única diferença entre um &quot;ba&quot; audiovisual e o estímulo McGurk é o componente de vídeo. Isto vai assegurar que se pode fazer uma comparação adequada para examinar a influência do estímulo visual no sílaba auditivo percebida. </li></ol></li></ol> 3. Task Bateria Nota: Esta tarefa exige que todos os participantes são capazes de compreender e cumprir as instruções verbais do experimentador. <ol><li> Certifique-se que todos os participantes têm visão normal através da realização de um rastreio simples antes do teste. Use um quadro Snellen em 20 pés e pedir ao participante para ler cada linha com os dois olhos abertos (os participantes estarão vendo estímulos com os dois olhos abertos). Grave o menor linha que parteicipants relatar com precisão os estímulos visuais. Os participantes devem ter visão 20/40 ou melhor. </li><li> Certifique-se que todos os participantes têm a audição normal, testando limiares auditivos em 500, 1.000, 2.000 e 4.000 Hz em cada orelha. Realização de testes auditivos devem ser concluídas em um ambiente controlada som com um audiômetro. <ol><li> Para encontrar limiar de um participante, instruir o participante a levantar a mão cada vez que detectar um tom. Jogar pulsante tom de 500 Hz encaminhado para a orelha direita a partir de 35 dB e diminuir o volume em 5 dB. Uma vez que um participante já não detectar um tom, aumentar o volume em 5 dB para verificar o volume perceptível menor. Repita este procedimento com cada freqüência, e repita todas as freqüências de tom na orelha esquerda. Os participantes devem ter limiares de 20 dB ou mais baixos. </li></ol></li><li> Certifique-se de que os participantes são capazes de compreender e cumprir as instruções verbais medindo tanto IQ e as habilidades de linguagem receptiva com padronizadomedidas neuropsicológicas antes do teste. Os participantes devem ter uma medida de QI de 70 ou mais. Se desejar, testes neuropsicológicos adicional pode ser concluída neste momento. </li></ol> 4. A simultaneidade Julgamento (SJ) NOTA: A tarefa SJ é um dois alternativa da escolha forçada tarefa (2-AFC) e consiste em um anel de visual e auditiva tom 1.000 Hz apresentou em vários ambientes SOA (negativo = auditivo anterior visual, auditiva positiva = processo visual) apresentados em ordem aleatória . <ol><li> Certifique-se de incluir bastante grande SOA (pelo menos -400 a +400 ms) para obter uma medida precisa da largura total da TBW (conjunto típico estímulo: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 ms SOA). Use o mesmo conjunto de SOA para cada participante, o que facilita a comparação de desempenho de tarefas através participantes. Apresentar um mínimo de 20 ensaios por SOA para uma estimativa precisa. A tarefa demora aproximadamente 15-20 min para completar. Forneça uma breve pausa a cada 100 testes para reduzir a fadiga participante. </li><li> Instrua o participante a observar um flash e um sinal sonoro e explicar que a sua tarefa é decidir se o flash e beep ocorreu ao mesmo tempo ou em momentos diferentes. Instrua o participante pressionar &quot;1&quot; no teclado numérico, se os estímulos ocorreu ao mesmo tempo, ou &quot;2&quot;, se os estímulos ocorreu em um momento diferente. NOTA: Se uma caixa de resposta está disponível, este também pode ser utilizado para a recolha de respostas. Incluir essas mesmas instruções na tela do resposta após cada tentativa. </li><li> Como um substituto alternativa o flash e beep com um token discurso visual e auditiva (boca &quot;ba&quot; e expressou &quot;ba&quot;) e presente ao mesmo SOA com a mesma instrução tarefa (&quot;Same tempo ou horário diferente?&quot;). Desta forma, comparar o TBW para estímulos que variam em complexidade e conteúdo social dentro de sujeitos individuais27. </li></ol> 5. Ordem Temporal Julgamento (TOJ) NOTA: A tarefa TOJ auditivo é uma tarefa de 2 AFC usado para examinar a acuidade temporal do processamento auditivo. A tarefa TOJ visual é uma tarefa 2-AFC usado para examinar a acuidade temporal de processamento visual. A tarefa TOJ multissensorial é uma tarefa de 2 AFC usado para examinar de acuidade temporal em toda a audição e visão. Cada tarefa demora cerca de 10 - 15 minutos para se completar. <ol><li> Na tarefa TOJ auditiva, instruir o participante para ouvir dois sinais sonoros apresentados (500 Hz e 1000 Hz) a diversos atrasos e pedir ao participante pressionar &quot;1&quot; se o tom mais alto é jogado primeiro ou pressione &quot;2&quot; se o tom mais baixo é reproduzida primeiro. Presente 20 ensaios para cada SOA em ordem aleatória. NOTA: Em comparação com a tarefa SJ, há uma gama dinâmica muito menor do que ao longo SOA percepção auditiva unisensory de alterações de ordem temporal e visuais, para os mesmose usar um conjunto de estímulos, onde SOAs menores são mais fortemente representados (conjunto típico estímulo: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 SOA ms, onde negativo = tom mais alto anterior tom mais baixo, tom positivo = inferior prosseguir tom mais alto) para as tarefas toj unisensory. </li><li> Na tarefa TOJ visual, instruir o participante a observar dois círculos (acima e abaixo de uma cruz de fixação central) em vários atrasos e pedir ao participante pressionar &quot;1&quot; se o top círculo aparece em primeiro lugar ou pressione &quot;2&quot; se o círculo de fundo aparece primeiro. Presente 20 ensaios para cada SOA em ordem aleatória. NOTA: Nesta tarefa, SOAs negativos indicam que a parte superior do círculo foi apresentado primeiro e positivos SOAs indicam que o círculo inferior foi apresentado pela primeira vez. </li><li> Na tarefa TOJ audiovisual, instruir o participante a observar um pequeno flash central e ouvir um único tom (1.000 Hz) em vários atrasos e pedir ao participante t<html> o pressione &quot;1&quot;, se o sinal sonoro foi apresentado pela primeira vez ou pressione &quot;2&quot; se o flash foi apresentado pela primeira vez. Presente 20 ensaios para cada SOA em ordem aleatória. NOTA: Precisão na TOJ audiovisual é tipicamente muito pior em comparação com o TOJ auditivo unisensory e tarefas toj visuais. Isto requer uma maior variedade de SOA em comparação com as tarefas unisensory toj (conjunto típico estímulo: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). Nesta tarefa, SOAs negativos indicam que a auditiva foi apresentado pela primeira vez e SOAs positivo indicou que o visual foi apresentado pela primeira vez. NOTA: Como com a tarefa SJ, a tarefa TOJ pode ser adaptado para examinar o processamento temporal entre vários tipos de estímulos. Aqui a tarefa TOJ foi completada com estímulos simples (beeps auditivas e flashes visuais), mas isso pode ser expandido para olhar para outros pares de estímulo, como fala e movimento biológico 24. </li></ol>tle &quot;&gt; 6. McGurk Task NOTA: A ilusão McGurk consiste em um vídeo de visual sílaba &quot;ga&quot; emparelhado com uma gravação em áudio da sílaba &quot;ba&quot;. Muitos assuntos realmente vai fundir as sílabas visuais e auditivas e perceber este par como a sílaba &quot;da&quot; ou &quot;tha&quot; 32. <ol><li> Instrua o participante a observar diferentes sílabas e pedir ao participante para relatar a sílaba que eles percebida. Em um bloco de presentes 20 ensaios cada uma das sílabas unisensory (apenas sílabas auditivas (A- &quot;ba&quot;, A- &quot;GA&quot;) e apenas sílabas visuais (V- &quot;BA&quot;, V- &quot;ga&quot;) em ordem aleatória. Em um segundo bloco, os actuais 20 ensaios cada uma das sílabas audiovisuais (AV- &quot;ba&quot;, AV- &quot;ga&quot;, eo &quot;ba&quot; A- / V- &quot;ga&quot; McGurk estímulo) em ordem aleatória. Pergunte ao participante para pressionar a letra no teclado correspondente aosílaba percebido (&quot;prima b para ba, pressione g para ga, pressione d para da, pressione t para tha&quot;). Esta tarefa leva cerca de 5 - 10 min total a ser concluído. </li><li> A estimativa mais conservadora consiste em um formato de resposta aberta 33, no qual o participante relata em voz alta a sílaba percebido e a resposta é registrada pelo experimentador. </li></ol>

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

The authors declare that they have no competing financial interests.

O manuscrito descreve elementos de uma bateria tarefa psicofísica que são utilizados para avaliar o processamento temporal e acuidade na investigação sensorial e sistemas multissensoriais. A bateria tem uma ampla aplicabilidade para um número de populações e tem sido utilizado pelo nosso laboratório, a fim de caracterizar o desempenho temporais audiovisual em 18 adultos normais, as crianças 10,39, e em crianças e adultos com autismo 17,23. Além disso, ele tem sido usado para e...

A investigação tradicional neurociência tem muitas vezes abordado compreender a percepção sensorial, incidindo sobre as modalidades sensoriais individuais. No entanto, o ambiente é composto por uma grande variedade de estímulos sensoriais que são integrados em uma visão de percepção unificada do mundo de uma forma aparentemente sem esforço. O fato de que nós existimos em um rico ambiente tão multissensorial exige que compreendamos melhor a maneira pela qual o cérebro combina informações entre os diferentes sistemas sensoriais. A necessidade para esta compreensão é ainda mais amplificado pelo fato de que a presença de múltiplas peças de informação sensorial, muitas vezes resulta em melhorias substanciais no comportamento e percepção 1-3. Por exemplo, existe uma grande melhoria (até 15 dB na relação sinal-ruído) na capacidade para compreender o discurso em um ambiente ruidoso que o observador pode também ver o movimento dos lábios do orador 4-7. Um dos principais fatores queafeta a forma como os diferentes estímulos sensoriais são combinadas e integradas é a sua proximidade temporal relativa. Se duas pistas sensoriais ocorrem juntos no tempo, uma estrutura temporal que sugere origem comum, eles são altamente susceptíveis de ser integrada como evidenciado por mudanças de comportamento e percepção 8-12. Uma das ferramentas mais poderosas para experimentais examinar o impacto da estrutura temporal multissensorial em respostas comportamentais e de percepção é o julgamento simultaneidade (SJ) tarefas 13-16. Em tal tarefa, multissensorial (por exemplo, visual e auditiva) estímulos estão emparelhados em vários assincronias início do estímulo (SOA), variando de objetivamente simultânea (ie., Um deslocamento de 0 ms temporal) a altamente assíncrona (por exemplo, 400 ms). Os participantes são convidados a julgar os estímulos como simultânea ou não através de um simples toque de botão. Em tal tarefa, mesmo quando os estímulos visuais e auditivos são apresentados na SOAS de 100 ms ou mais, os sujeitos relatam que o parfoi simultânea em uma grande proporção de ensaios. A janela de tempo em que pode ocorrer de duas entradas e têm uma elevada probabilidade de ser percebida como ocorrendo simultaneamente é conhecido como a janela de ligação temporal (TBW) 17-19. A TBW é uma construção altamente etológica, na medida em que representa as regularidades estatísticas do mundo que nos cerca de 19. A &quot;janela&quot; proporciona flexibilidade para a especificação de eventos de origem comum; um que permite a estímulos que ocorrem a distâncias diferentes, com tempos de propagação diferentes (tanto físicas e neurais) para ainda ser &quot;ligada&quot; para o outro. No entanto, embora o TBW é uma construção probabilística, as mudanças que se expandem (ou contrato) o tamanho desta janela são susceptíveis de ter em cascata e os efeitos potencialmente prejudiciais sobre a percepção 20,21. Transtorno do espectro do autismo (ASD) é um distúrbio neurológico que foi diagnosticado o classicamenten a base de déficits na comunicação social e na presença de interesses restritos e comportamentos repetitivos 22. Além disso, e como recentemente codificada no DSM-5, as crianças com ASD freqüentemente apresentam alterações em suas respostas aos estímulos sensoriais. Ao invés de ser restrito a um único sentido, esses déficits muitas vezes abrangem vários sentidos, incluindo audição, tato, equilíbrio, paladar e visão. Junto com uma apresentação tão &quot;multisensorial&quot;, os indivíduos com ASD muitas vezes apresentam déficits no domínio temporal. Coletivamente, essas observações sugerem que a função temporais multissensorial podem ser preferencialmente alterada no autismo 17,23-25. Embora concorde com o ponto de vista da função sensorial alterada em ASD, mudanças na função temporais multissensorial também pode ser um importante contribuinte para os déficits de comunicação social na ASD, dada a importância da rápida e precisa de ligação de estímulos multissensoriais para as funções sociais e de comunicação. Tome-se como umn exemplo a troca de fala descrita acima, em que a informação importante está contido tanto no auditivo e modalidades visuais. Na verdade, essas tarefas foram usados ​​para demonstrar diferenças significativas na largura da TBW multissensorial em crianças de alto funcionamento com autismo 26-28. Devido a sua importância para a função normal perceptual, as suas potenciais implicações para os processos de ordem superior, como a comunicação social (e outras habilidades cognitivas), e sua relevância clínica, uma bateria de tarefas destinadas a avaliar a função temporais multissensorial em crianças com ASD é descrito.

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

testing sensory and multisensory function in children with autism spectrum disorder

Além de prejuízos na comunicação social e na presença de interesses restritos e comportamentos repetitivos, déficits no processamento sensorial são agora reconhecidos como um sintoma central no transtorno do espectro do autismo (ASD). A nossa capacidade de perceber e interagir com o mundo externo está enraizada no processamento sensorial. Por exemplo, ao ouvir uma conversa envolve o processamento dos sinais auditivos que vêm do alto-falante (o conteúdo da fala, prosódia, a sintaxe), bem como as informações associadas visual (expressões faciais, gestos). Coletivamente, a &quot;integração&quot; desses (ou seja, audiovisual combinado) peças multissensoriais de informações resulta em uma melhor compreensão. Tal integração multisensorial demonstrou ser fortemente dependente da relação temporal dos estímulos associados a este. Assim, os estímulos que ocorrem em estreita proximidade temporal são altamente susceptíveis de resultar em benefícios comportamentais e de percepção - os ganhos que se acredita ser o reflexo daO julgamento de sistema perceptivo da probabilidade de que esses dois estímulos vieram da mesma fonte. Alterações nesta integração temporal possam alterar fortemente processos perceptivos, e tendem a diminuir a capacidade de perceber com precisão e interagir com o nosso mundo. Aqui, uma bateria de tarefas destinadas a caracterizar vários aspectos do processamento temporal sensorial e multissensorial em crianças com ASD é descrito. Para além da sua utilidade no autismo, esta bateria tem um grande potencial para a caracterização de alterações na função sensorial em outras populações clínicas, bem como a ser usado para examinar as alterações nestes processos em toda a vida.

Esta bateria tarefa revelou-se muito bem sucedido em medir diferenças individuais no processamento temporal em indivíduos com e sem ASD 17,18,23,27. Para a tarefa de SJ, plotar os dados resultantes de cada sujeito individual, primeiro calcula a proporção de respostas em cada SOA esse assunto respondeu &quot;síncrona&quot; e, em seguida, ajustar a curva de resposta resultante com uma curva de Gauss. Como ilustrado na Figura 1A, há uma janela de tempo em que os pares de estímulos visuais...

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Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

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

Teste de função sensorial e multisensorial de crianças com distúrbios do espectro do autismo

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

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

Research

JoVE Journal

Behavior

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

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P50 Sensory Gating in Infants

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

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

P50 Sensorial Gating em Lactentes

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

Comportamento

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

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

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

Avaliação Quantitativa de processamento cortical auditivo-tátil em Crianças com Deficiência

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

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

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

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

Medição de fronto-límbico Atividade Usando um emocional Oddball Task em Crianças com Familial alto risco para Esquizofrenia

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

Measuring Attentional Biases for Threat in Children and Adults

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

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

Medindo atencionais Preconceitos de Ameaça em crianças e adultos

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

Psychophysical Tracking Method to Measure Taste Preferences in Children and Adults

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

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

Psicofísica Rastreamento método para medir preferências alimentares nas crianças e adultos

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

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

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

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

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

Avaliando memória de trabalho em crianças: a bateria de avaliação abrangente para crianças - Memória de trabalho (CABC-WM)

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

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

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

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

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

Uma Priming semântico evento tarefa relacionada a potencial (ERP) para estudar o processamento Lexico-semântica e visão-semântica em transtorno do espectro do autismo

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

A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons

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

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

Tarefa de forçado-escolha uma intervalo de dois para comparações multisensorial

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

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

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

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

Usando o paradigma de mundo Visual para estudar a compreensão da frase em língua Mandarim de crianças com autismo

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

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

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

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

Modelagem de déficits de comportamento verbal com a equação da razão de controle de estímulo, escore

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