Портативный интермодальных Льготные Ищу (IPL): Исследование понимание языка в типично развивающихся малышей и маленьких детей с аутизмом

Резюме

Надежная дому способ оценки понимания речи очень молодых типично развивающихся детей, а также тех, с аутизмом, описано. Метод анализирует глаза взглядом детских во время просмотра бок-о-бок изображения, но услышав звук, который соответствует только одно изображение. Стимулы разработаны с молодыми участниками в виду.

Аннотация

One of the defining characteristics of autism spectrum disorder (ASD) is difficulty with language and communication.¹ Children with ASD's onset of speaking is usually delayed, and many children with ASD consistently produce language less frequently and of lower lexical and grammatical complexity than their typically developing (TD) peers.^6,8,12,23 However, children with ASD also exhibit a significant social deficit, and researchers and clinicians continue to debate the extent to which the deficits in social interaction account for or contribute to the deficits in language production.^5,14,19,25

Standardized assessments of language in children with ASD usually do include a comprehension component; however, many such comprehension tasks assess just one aspect of language (e.g., vocabulary),⁵ or include a significant motor component (e.g., pointing, act-out), and/or require children to deliberately choose between a number of alternatives. These last two behaviors are known to also be challenging to children with ASD.^7,12,13,16

We present a method which can assess the language comprehension of young typically developing children (9-36 months) and children with autism.^2,4,9,11,22 This method, Portable Intermodal Preferential Looking (P-IPL), projects side-by-side video images from a laptop onto a portable screen. The video images are paired first with a 'baseline' (nondirecting) audio, and then presented again paired with a 'test' linguistic audio that matches only one of the video images. Children's eye movements while watching the video are filmed and later coded. Children who understand the linguistic audio will look more quickly to, and longer at, the video that matches the linguistic audio.^{2,4,11,18,22,26}

This paradigm includes a number of components that have recently been miniaturized (projector, camcorder, digitizer) to enable portability and easy setup in children's homes. This is a crucial point for assessing young children with ASD, who are frequently uncomfortable in new (e.g., laboratory) settings. Videos can be created to assess a wide range of specific components of linguistic knowledge, such as Subject-Verb-Object word order, wh-questions, and tense/aspect suffixes on verbs; videos can also assess principles of word learning such as a noun bias, a shape bias, and syntactic bootstrapping.^{10,14,17,21,24} Videos include characters and speech that are visually and acoustically salient and well tolerated by children with ASD.

протокол

1. IPL создание видео

Мы разрабатываем видео, чтобы быть интересным и привлекательным, но также не отвращение к маленьким детям с аутизмом, в ряде способами: при анимации персонажей необходимо, мы используем животных, а не людей, чтобы сделать сцены менее социально / эмоционально сложным для детей с расстройствами аутистического спектра. Мы используем динамических сценах с яркими объектами для захвата и удержания внимания. Мигающий красный свет во время intertrial интервалы (ИТИС) удерживает внимание детей, когда видеоэкраны пусты. Мы производим голос звука с помощью речи, что преувеличено и в интонации и продолжительности, чтобы захватить и удерживать внимание детей.

Рисунок 1. (Видео) Один блок видео смещение существительное. Показывает один блок видео Существительное смещения, которая проверяет, является ли дети карту романа слово на объект против действий./ 4331movie1.mov "целевых =" _blank "> Щелкните здесь для просмотра фильмов.

Видео стимулы создаются с помощью коммерческих программ нелинейного редактирования, такие как FinalCut Pro или Avid Media Composer, используя 4-8 клипов с фильмом.

Первые 2 ролика расположены последовательно, поочередно левой и правой, в паре с таким же ознакомления или обучения звука.

Базовые исследования приехать в следующем, эти представит тестовые стимулы бок-о-бок, но в паре с nondirecting аудио. Базовые исследования говорят нам о том, как дети любого присущего или визуальные предпочтения ни стимула, когда нет языковых или направляет звук.

Испытаний, появится последняя, ​​в паре с тест-аудио, что различия между двумя визуальными эффектами.

Тон 1 кГц идет на второй аудио канал, совпадающий с каждого испытания, обеспечивая визуальное обозначение для кодеров на начало и конец испытания.

2. В Посетить / Детский Главная

1. Выполните процесса получения согласия с родителями. Опишите исследование формате более подробно и просить родителей подписать согласие форм. Подчеркните, что ребенок должен смотреть с минимальным взаимодействием с родителями, и ввести mp3-плеер для родителей использовать, если ребенок сидеть на коленях у родителей. Родитель слушает музыку на mp3-плеер во время просмотра IPL видео, так что он / она не слышит IPL аудио теста и поэтому потенциально влиять которые, как ребенок должен выглядеть.
2. Установить IPL компонентов в указанном номере, и подключение к источникам питания использовать удлинители. Это полезно, чтобы принести научный сотрудник вдоль, которые могут играть с ребенком во время установки. Установите на большой экран с его обратно в основной источник света. Разместите громкоговоритель центру за экраном; регулировать как регуляторы громкости до половины уровня. Установите камеру на штатив на вершине окна тон адаптер, главным образом в передней части экрана. Загрузкакассету в камеру и место DTE на полу рядом с камерой. Установите проектор, 7-10 метров от экрана, поместите проектор на вершине. Поместите ноутбук рядом с подставкой проектора.

Рисунок 2. Портативный IPL компонентов и расположения их установки в домашних условиях. Показывает портативный IPL компонентов и пространственного расположения их установки в домашних условиях. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

3. Подключите IPL компонентов: Подключить ноутбук так, чтобы он посылает видеосигнал на проектор. Ноутбук также отправляет два звуковых сигналов (через сплиттер), с голосом звук идет на динамик и тон звука происходитк камере. Подключите камеру так, чтобы она посылает видео и аудио сигнал на DTE. После подключения питания всех компонентов. DTE экрана должен показать "AVI Type 1" слева и "Счетчик" под ним.
4. Воспроизведение видео (ы) для ребенка: Загрузите первое видео на ноутбуке в Quicktime.
   1. Поместите кресло от 2,5 до 3 метров от камеры, в передней части экрана. Пригласите ребенка сидеть на стуле или на коленях у родителей. Если на коленях у родителей, дать родитель mp3-плеер и наушники, скажите ему / ей, чтобы запустить его. Если ребенок сидит одна, родители могут сидеть рядом. Дети, которые получают понервничать во время видео может быть рекомендовано в общих чертах "смотреть кино".
   2. Убедитесь, что лицо ребенка видна в видеокамеру. Еще раз проверьте, когда ребенок двигается. Настройте освещение в комнате по мере необходимости.
   3. Написать информации ребенка на сухую доску стирания (псевдоним, пол, визит, видео, дата рождения, возраст). Включите видеокамеру и нажмите кнопку записи. Нажмите кнопку записи на DTE. Фильм-йэлектронной доске в течение 10 сек.
   4. На ноутбуке, играть первым видео, нажав кнопку "Просмотр", затем "Enter Full Screen".
   5. После видео завершена, нажмите кнопку остановки на DTE. Если ребенок готов, другое видео могут быть представлены. Кроме того, это может быть хорошее время для перерыва. Некоторые дети с расстройствами аутистического спектра может потребоваться частые перерывы, но другие могут предпочесть, чтобы просмотреть все видео подряд.
5. Награда детей с подарком в конце визита.

3. Кодирование Вернуться в лаборатории

1. Убедитесь, что глаза ребенка движений уже оцифровано на DTE.
   1. Импорт этого фильма в нелинейную программа для редактирования, преобразовать в формат (. AVI), используемого наш обычай кодирования программы, а затем экспортировать в безопасное устройство хранения данных.
2. Код каждого видео после его конкретного макета (например,. Расположение ознакомления / преподавания, базовые и испытаний,).
   1. Вкладка Throug ч ребенку фильма и найти кадры, где сигнал тона 1 кГц видно, что указывает на визуальный стимул будет представлен ребенка.
   2. Начало кодирования во время intertrial интервал (ITI) перед каждой целевой суда (то есть, нет никакого тона и центровка света представлены; ребенок должен быть центровки или смотрит в сторону). Вкладка вперед кадр за кадром, записывая каждое изменение взгляда как L (слева), R (справа), C ​​(в центре) или (в сторону: вверх, вниз, слева, крайний справа, сзади).

Кодирования программы выхода колонки цифр с указанием сроков и тип каждого введенного кода. Таким образом, TSC 33499 означает, что в начале судебного разбирательства, 3,3499 сек от начала видео, ребенок смотрел в центр.

Кодирование массивов анализируют пользовательские анализа MATLAB программа, которая обращается к конкретной топологии какой стороны подходят друг проб из каждого видео.

ve_content "> Анализ программы затем рассчитать продолжительность ребенка и направление взгляда в течение каждого кодированного суда, задержка ребенка на первый взгляд на соответствующий раздражитель, и сколько раз ребенок переключает внимание во время каждого кодированного суда.

Затем мы сравниваем ищет детей во время базовой против испытаний, на (а) продолжительность взгляда на соответствующий образ, (б) задержка первого взгляда на соответствующий образ, (с) timecourse смотреть в оба изображения в течение всего судебного разбирательства, и (г) число переключений внимания.

Смысл заключается в том, что дети, которые понимают языкового стимула будет выглядеть длиннее на соответствующие изображения во время теста суда, чем они имели в течение базового суде, что они будут выглядеть более быстро (после начала судебного разбирательства) на соответствие изображения, чем nonmatching изображения, и что они будут переключать внимание менее во время испытаний, чем в базовых исследованиях, потому что языковое стимулнаправляет их искать.

Единственная разница между базовым и испытаний, является языковая аудио, визуальных стимулов одни и те же, но базовые испытания nondirecting аудио (например, "! Посмотреть здесь»), в то время испытаний, должны направлять звук (например, "Где toopen ? ") Таким образом, сравнивая испытаний, к исходным испытания на время и переключатели внимание мерам говорит нам, сколько направлять звук руководящих ищет моделей для детей. Кроме того, если дети поняли, направляющий звук, они должны выглядеть более быстро на соответствующую картинку, чем на nonmatching изображения.

Результаты

Пример ищет моделей для детей проверена с помощью P-IPL представлена ​​на рисунке 3. Просмотр видео NounBias, TD детьми 21-месячного возраста смотрели больше на соответствующие изображения во время теста по сравнению с исходным испытаний, указывая они отображаются новые слова на объекты, а не действия. ²¹ детей с расстройствами аутистического спектра в среднем 33 месяцев вели себя аналогично, с сходных размеров эффект. ^21,24 Таким образом, дети с расстройствами аутистического спектра показывают аналогичное слово обучению смещения, как дети TD. Просмотр порядок SVO слово видео, дети в обеих группах также показали больше желающих для изображений во время теста по сравнению с исходными (т.е. значительное понимание), демонстрируя понимание английского языка порядок слов (например, что "девушка толкает мальчика" есть различные отношения от "Мальчик толкает девушку"). ^3,14,21 развития различия видны с вопросом WH-видео, а TD дети показали значительное ВСЕОБЪЕМЛЮЩЕМиона на 28 месяцев, в то время как значительная понимании был впервые обнаружен у детей с расстройствами аутистического спектра в 54-месячном возрасте ^10. Таким образом, дети с расстройствами аутистического спектра с задержкой в том, как правильно интерпретировать такие вопросы, как "Что сделал хит яблоко?"

Рисунок 3. Процентов Детский глядя время матча (т. е. объект, а не действия), во время просмотра видео Существительное смещения. Показывает процент детской глядя время матча (т. е. объект, а не действия), во время просмотра видео Существительное смещения.

На рисунке 4 представлен более подробный анализ timecourse TD детей просмотре видео ShapeBias в четыре последовательных визитов, охватывающих 20-32 месяцев. Синие линии указывают, глядя на матч (то есть тот же объект формы); Обратите внимание, что высота синей линии во время гоэлектронной испытаний, (правая сторона каждой графе) увеличивается с возрастом, показывая увеличение предпочтения форму. Кроме того, как дети становятся старше, синие линии поднимаются на матч Ранее в ходе судебного разбирательства, указав, что они понимании направляет аудио быстрее с возрастом. Красные линии показывают, глядя в сторону, обратите внимание, что ширина красных линий уменьшается с возрастом, как дети проводят меньше времени, глядя в сторону. Розовая линия указывает глядя в центр во время ITI, мы используем их, чтобы убедиться, что дети не предвзято до суда начинается. Эти данные подтверждают IPL от других методов, которые форма смещения становится все более сильное слово для изучения принципа TD детей. Тем не менее, трех повторениях до сих пор не удалось показать значительный слов на основе формы смещения у детей с расстройствами аутистического спектра. ^17,24

Рисунок 4. TD детских тимecourse смотреть во время просмотра видео форма смещения. Показывает timecourse TD детский взгляд на матч, nonmatch, в центре, и на выезде, во время просмотра видео форма смещения. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

На рисунке 5 представлены timecourse данных для тех же детей с расстройствами аутистического спектра, когда они составляли в среднем 41 месяцев, во время просмотра синтаксические начальной загрузки видео, когда они попросили, чтобы узнать новые глаголы использования окружающей предложении кадров (например, чтобы определить, что в gorping " утка gorping кролик "относится к причинного действия, а не noncausative действия). Синтаксические Начальная загрузка является еще одним принципом слова обучения воспроизводится во многих исследованиях TD детей. Обратите внимание, что дети с расстройствами аутистического спектра смотреть больше на nonmatching изображения (зеленые линии) в течение базового испытаний, но затем их искать направлена ​​больше надля фотографий (синие линии) во второй половине испытаний, когда их просят найти референт романа глагол (например, "Найти gorping!"). Как группа, эти дети с расстройствами аутистического спектра таким образом могли правильно сопоставить глагол на причинное действие. Кросс-визит регрессии показывают, что дети с расстройствами аутистического спектра, кто смотрел больше на матче во время синтаксического видео Начальная загрузка была короткой задержки на матч, когда они просматривают видео, порядок слов, 8 месяцев назад ^14.

Рисунок 5. Дети с расстройствами аутистического спектра в timecourse смотреть во время просмотра видео Синтаксические Начальная загрузка. Показывает детям с расстройствами аутистического спектра timecourse о глядя на матч, nonmatch, в центре, и далеко во время просмотра видео Синтаксические Начальная загрузка.

Обсуждение

Особое внимание необходимо, чтобы убедиться, что кодеры быть «глухим» к / не знают о конкретных стимулов, которые ребенок испытывает на данный суда, так что они не знают, какая сторона является, соответствующие одной и случайно смещения их кодирования. Мы гарантируем это с помощью включения тона 1 кГц на ² канала аудио из видео, которое затем копируется на пленку глазами ребенка движений. Форма волны этого тона обеспечивает визуальную индикацию начало и конец каждого испытания, тем самым, ограничивающие испытания без кодера зная их видео-или аудио-контента.

Это очень важно для того, чтобы анализ макета учитывает левый-правый переключатель, который происходит, когда дети кодируются (то есть, если соответствующий сцена находится на левой стороне, когда ребенок наблюдает, он окажется на правой стороны движения глаз кодер, и наоборот).

Intercoder оценки надежностис выходом корреляции около 0,98 для пары опытных кодеров на случайный выбор из 10% данных; ³ с менее опытных кодеров или если существует высокая оборачиваемость в кодеры используются по всему участников исследования, мы рекомендуем иметь каждому ребенку движений глаз кодируется по меньшей мере 2 человека и требуя, чтобы их коды (обычно длительностью, чтобы соответствовать) быть в пределах 0,3 сек друг от друга для каждого испытания. Если это не так, то третий, четвертый или пятый человек должен закодировать ребенка до надежность достигается ^17.

С участниками возрастом малыша и / или детей с отставанием в развитии, это неизбежно, что некоторые не будут смотреть на сцену или на определенную долю каждого испытания, а для некоторых испытаний, никогда. Следующие соглашения, как правило, применяется для этих упущений внимание: (а) Дети должны смотреть, по крайней мере одна сцена не менее 0,3 сек для этого судебного разбирательства засчитывается. В противном случае, это пропавший без вести судебное разбирательство. (Б) Для данного видео, Детям необходимо предоставить данные для более чем половины испытаний, для того, чтобы быть включены в окончательный набор данных. (С) Отсутствует испытания заменяются на среднее по детям в этой возрастной группе / условие для этого элемента.

IPL является методом, который выявляет ранние детские отображения языковых форм (например, слов и предложений) на ссылочных (например, предметы и действия) или высказываний (например, отношения и события) значения. Он может быть использован для оценки процессов, посредством которых дети разных возрастов изучают новые слова, а также возраст, в котором они понимают различные типы грамматических форм. Требуя только движения глаз, как открытая показателей понимания (или нет), IPL может быть использован с малышами чьи поведенческие соответствия, как правило, низкая, а также с некоторых особых групп населения, таких как дети с расстройствами аутистического спектра. Кроме того, поскольку эта технология может быть привлечен к детским домам, он также может быть использован с населением, которые труднодостичь в обычных лабораториях, таких как дети с низким социально-экономическим группам, дети в сельских общинах и двуязычных детей одноязычных неродных родителей говорить. Новые способы анализа этих движений глаз являются выявление интересных и важных эффектов обучения различных типов языков и заучивания слов в разном возрасте. Планы на будущее включают в себя использование IPL одновременно с нейровизуализации методологии, так что детская активность мозга во время понимание языка можно сравнить с их поведенческих индикаторов.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Имя компонента	Компания	Номер в каталоге	Комментарии (по желанию)
Экран	Драпировщик	RoadWarrior переносной экран проекции
Портативный компьютер	Яблоко	15-дюймовый MacBook Pro
Проектор	NEC	Проекторы NP40	Цифровой объектив проектора
Проектор стенд	DA-LITE	Project-O-Stand
Громкоговоритель	YAMAHA	Монитор спикера Модель MS101II
Штатив	Velbon	QB-4W DF мини
Видеокамера	Канон	VIXIA HV30 HDV	Видео высокого разрешения
DTE	Технология DTE	FS-H200
Шумоподавления наушники	Sony	MDR-NC60