Otizm Spektrum Bozukluğu Olan Çocuklarda Duyu ve Multisensör Fonksiyon Test

Özet

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.

Özet

Sosyal iletişim ve sınırlı ilgi ve tekrarlayıcı davranışlar varlığında bozuklukları yanı sıra, duyusal işleme açıkları artık otizm spektrum bozukluğu bir çekirdek belirti (ASD) olarak kabul edilmektedir. Dış dünya ile algıladığımız ve etkileşim bizim yeteneği duyusal işleme yatmaktadır. Örneğin, bir konuşma dinlerken hoparlör (konuşma içeriği, prozodi, sözdizimi) gelen işitsel ipuçları yanı sıra ilgili görsel bilgi (yüz ifadeleri, jestler) işleme gerektirir. Topluca, daha iyi anlama bilgi sonuçlarının bu multisensory (yani, kombine görsel-işitsel) adet "entegrasyon". Bu tür çoklu duyumsal entegrasyon eşleştirilmiş uyaranların zamansal ilişki kuvvetle bağlı olduğu gösterilmiştir. Böylece, yakın zamansal yakınlık meydana uyaranlar davranışsal ve algısal faydalar neden kuvvetle muhtemeldir - inanılan kazançlar yansıtıcı olmak üzereBu iki uyaranlara aynı kaynaktan gelen olasılığı algısal sistemin yargısı. Bu zamansal entegrasyon değişiklikler güçlü algısal süreçleri değiştirmek beklenen ve doğru algılamak ve bizim dünya ile etkileşim yeteneğini azaltacak muhtemel olan. Burada, ASD çocuklarda duyusal ve multisensory zamansal işleme çeşitli yönlerini tanımlamak için tasarlanmış görevlerin bir pil açıklanmaktadır. Otizmde kendi programını ek olarak, bu pil diğer klinik toplumlarda duyusal fonksiyon değişiklikleri karakterize yanı sıra, ömrü boyunca bu süreçlerde değişiklikleri incelemek için kullanılan için büyük bir potansiyele sahiptir.

Giriş

Geleneksel nörobilim araştırması, genellikle bireysel duyusal modaliteleri odaklanarak duyusal algı anlamak yaklaşmıştır. Ancak, çevre görünüşte zahmetsiz bir şekilde dünya birleşik algısal görünüm içine entegre edilmiştir duyusal girdilerin geniş bir dizi oluşur. Böyle zengin bir multisensory ortamda mevcut olması daha iyi beyin farklı duyusal sistemleri arasında bilgi birleştiren biçimini anlamak gerektirir. Bu anlayış ihtiyacı daha duyusal bilginin çoklu parçalar varlığı genellikle davranış ve algı ^1-3 önemli iyileştirmeler neden gerçeği ile yükseltilir. Örneğin, gözlemci de konuşmacının dudak hareketlerini ^4-7 görebilirsiniz eğer gürültülü bir ortamda konuşulanları anlama yeteneği (sinyal-gürültü oranı 15 dB kadar) büyük bir gelişme var.

Önemli faktörlerden biri olduğunuFarklı duyu girişler kombine ve entegre onların göreceli zamansal yakınlık olduğunu nasıl etkiler. İki duyusal ipuçları zamanda birbirine yakın oluşursa, ortak kökeni anlaşılacağı bir zamansal yapı, onlar davranış ve algı ^8-12 değişiklikler ile kanıtlandığı gibi entegre edilmesi kuvvetle muhtemeldir. Davranışsal ve algısal tepkiler üzerine multisensory zamansal yapının etkisini incelemek için en güçlü deneysel araçlardan biri eş zamanlı kararı (SJ) görevleri ^13-16 olduğunu. Böyle bir görevde, multisensory (örneğin, görsel ve işitsel) uyaranlara objektif eşzamanlı kadar çeşitli uyaran başlangıcı asenkronisidir (SOA) ile eşleştirilmiş (yani., 0 msn ofset zamansal) son derece uyumsuz (örneğin, 400 milisaniye) kadar. Katılımcılar Basit bir düğme aracılığıyla aynı anda ya da değil gibi uyaranlara hakim istenir. Görsel ve işitsel uyaranlar 100 milisaniye veya daha fazla SOAS sunulan bile böyle bir görevde, denekler çifti raporçalışmaların büyük bir kısmı eşzamanlı oldu. İki giriş anda zamansal bağlama pencerede (TVS) ^17-19 olarak bilinir olarak oluşan olarak algılanma olasılığı yüksek oluşabilir ve sahip hangi zaman penceresi.

TVS bize ¹⁹ civarında dünya istatistiksel düzenlilikleri temsil eder ki, son derece etolojik yapıdır. "Pencere" ortak kökenli olayların özellikleri için esneklik sağlar; Hala birbirlerine "bağlı" olmak üzere (fiziksel ve sinirsel hem de) farklı yayılma süreleri ile farklı mesafelerde meydana gelen uyaranlara için olanak sağlayan bir. TVS bir olasılık yapı olmasına rağmen, ancak, bu pencerenin boyutunu genişletmek (veya sözleşme) değişiklikler geçişli ve algı ^20,21 potansiyel zararlı etkileri olması muhtemeldir.

Otizm spektrum bozukluğu (ASD) klasik o tanısı olan bir nörogelişimsel bozuklukturn toplumsal iletişimdeki açıklarının temeli ve kısıtlı ilgi ve tekrarlayıcı davranışlar ²² varlığı. Buna ek olarak, ve gibi son zamanlarda DSM-5 kodlanmış, OSB olan çocuklar sıklıkla duyusal uyaranlara verdikleri yanıtlara değişiklikleri gösterirler. Aksine, tek bir anlamda sınırlı olmaktan çok, bu açıkları genellikle işitme, dokunma, denge, tat ve vizyon dahil olmak üzere birden duyuları kapsar. Böyle bir "multisensory" sunumu ile birlikte, ASD olan bireylerin genellikle geçici alanda açıkları sergilerler. Topluca, bu gözlemler multisensory zamansal fonksiyonu tercihen otizm ^17,23-25 ​​değişmiş olabileceğini düşündürmektedir. ASD değişmiş duyusal fonksiyonun görüntüsü ile uyumlu olmasına rağmen, multisensory zamansal fonksiyon değişiklikleri de önemi göz önüne alındığında, ASD sosyal iletişim açıklarının önemli bir katkı olabilir, hızlı sosyal ve iletişim fonksiyonları için çoklu duyumsal uyaranlara bağlanma doğru. Bir şekilde almakn örnek konuşma değişimi yukarıda açıklanan hangi önemli bilgiler işitsel ve görsel modaliteleri hem yer almaktadır. Gerçekten de, bu görevler, otizm ^26-28 ile yüksek fonksiyonlu çocuklarda multisensory TVS genişliği önemli farklılıklar göstermek için kullanılmıştır.

Nedeniyle, normal algısal fonksiyonu, bu tür sosyal iletişim (ve diğer bilişsel becerileri) gibi daha yüksek mertebeden işlemleri için potansiyel etkileri ve klinik alaka için önemi, ASD çocuklarda multisensory zamansal fonksiyonunu değerlendirmek için tasarlanmış görevlerin bir pil açıklanmaktadır.

Protokol

Etik deyimi: Tüm olgular önce deney bilgilendirilmiş onam vermesi gerekir. Burada anlatılan araştırma Vanderbilt Üniversitesi Tıp Merkezi Kurumsal Değerlendirme Kurulu tarafından onaylanmıştır.

1. Deney Kurma

1. Loş, ses kontrollü odada görevleri tamamlamak için isteyin.
   NOT: Çalışma tasarımının bir parçası olarak görsel bir program ^29,30 uygulanması düşünün. Bu pil her görev tipik gelişim (TD) ve ASD ile hem bazı çocuklarda yorgunluğa neden olabilir üst üste birkaç görevleri yerine, nispeten kısa olmasına rağmen. Bir görsel program planlanan tüm faaliyetleri (hem görevleri ve işitme / görme taraması), yanı sıra görevler arasında kısa molalar içermelidir. Bu yapı katılımcı için genel olarak olumlu bir araştırma deneyimine katkıda yardımcı olacak, ve hatta bazı görevler ³¹ daha doğru tepkiler gösterilmiştir.
2. Görevi tamamladıktan sırasında katılımcı katılımcı 60 cm uzağa yerleştirilmiş bir bilgisayar monitörü ile oturup masaya bir çene dinlenme yapıştırmayın. Bu uyarıcı her katılımcı için aynı yoğunlukta olduğundan emin olmaktır. Işitsel uyaran teslimat için gürültü önleyici kulaklıklar veya hoparlör kullanın.
3. Bireysel deneysel platformlarda farklılıklardan (ses kartı, ekran kartı, işletim sistemi, vb) nedeniyle, uyarıcı süresini doğrulamak ve deney için her bilgisayarda bir osiloskop, fotovoltaik hücre ve mikrofon ile başlayan asenkronisidir (SOA) uyaran.
   NOT: uyaran sunum zamanlaması doğru şekilde bireysel platformda bağlı (örneğin, yavaş ses kartı), deney kodu ayarlamalar yapmak.

2. Uyaran

1. 500 Hz ve 1.000 Hz - (3 msn yukarı rampa ve rampa aşağı 2 dahil) 16 msn süresi 2 Wav veya .mp4 dosyaları oluşturun. Bunu yapınsesi sonunda bir aşağı rampa ardından tam genlik kademeli rampa yukarı istenen frekansta bir sinüs dalgası, belirterek. Bir işitsel dosya olarak sinüs dalga kaydedin. 60 dB oynanan olduğunu doğrulamak için bir ses basınç seviyesi ölçer ile her sesi seviyesini test edin. Hoparlörler işitsel uyaranlara sunmak için kullanılırsa, ses uzakta (katılımcı oturup) ekranından 60 cm test edilmelidir. Kulaklık kullanılacak ise, her kulaklığa hemen yanında hacmini ölçmek.
   NOT: Bu standart hacimde bilgisayarı tutmak ve buna göre uyarıcı veya bir ses düzenleme programı oluşturmak için kullanılan kod ayarlayarak sesi seviyesini ayarlamak için kolaydır.
2. Ya siyah bir arka plan ve bir tespit kursöre etrafında beyaz bir halka ile bir JPEG veya bitmap görüntüsünü üreten ve uygun zamanda göstererek deney kodu flaş boyutunu ve konumunu belirterek ya görsel uyaranlara oluşturun. Süresini ayarlamaDeney kodu 16 ms görsel flaş.
3. Çerçevenin merkezinde hoparlör ile omuzlardan bir düz beyaz arka plana karşı sessiz bir odada bir anadili ile rekor konuşma uyaranlara. Mevcut en yüksek çözünürlüklü video kamera video uyaranlara kaydedin. Alternatif olarak, arzu halka mevcut uyarıcı video kullanılabilir.
   NOT: Video ve hece "ba" ve "ga" diyerek hoparlörün ses bu deney için gereklidir.
   1. Herhangi bir video düzenleme programı kullanarak, her parçanın işitsel bileşeni ihracat ve ayrı bir wav dosyası olarak kaydedebilirsiniz. Ihracat ayarları penceresine giderek bu yapın ve "Biçim" açılan menüden "wav ses dosyası" seçeneğini seçin. İhracat Ayarları penceresinin altına "Export" tıklatın "İhracat Ses" kontrol ve.
   2. Sonraki her parça An görsel bileşeni (yani, sessiz bir video) ihracatAyrı bir avi dosyası olarak kaydetmek d. Ihracat ayarları penceresine giderek bu yapın ve "Biçim" açılan menüden "Sıkıştırılmamış AVI" seçeneğini seçin. İhracat Ayarları penceresinin altına "Export" tıklatın "İhracat Video" kontrol ve.
   3. Son olarak, "ga" parça işitsel bileşeni kaldırmak ve McGurk uyaran yapmak için "ba" Parçanın işitsel bileşeni ile değiştirin. Bu durumda "ga_VOnly.avi" in, "Kaynak" seçerek video kaynağı olarak içine masaüstünden "avi" dosyasını seçin yapmak için. Benzer şekilde diğer video "ba_Aonly.avi" seçeneğini seçin. Program akışı menüsünde, Video (V1), "Video 1" kaynak "ga_VOnly.avi" dir ve ses (A1) "Ses 1" kaynak "ba_Aonly.avi" olduğundan emin olun. Görsel uyarıcı "ga" başlangıcı zamansal işitsel sti ile uyumlu olduğundan emin olunmulus "ba".
      NOT: Bu görsel-işitsel bir "ba" ile McGurk uyaran arasındaki tek fark video bileşeni böylece işitsel uyaranlar görsel-işitsel ve işitsel tek uyaran (sadece aynı hece) hem de aynı kayıt olması önemlidir. Bu bir algılanan işitsel hecede görsel uyaranın etkisini incelemek için uygun bir karşılaştırma yapabilir sağlayacaktır.

3. Görev Pil

NOT: Bu görev, tüm katılımcıların anlamak ve deneyci sözlü talimatlara uymak mümkün olmasını gerektirir.

1. Tüm katılımcılar testten önce basit bir tarama yaparak, normal vizyona sahip olduğundan emin olun. 20 metrede bir Snellen göz çizelgeyi kullanın ve (her iki gözü açık olan uyaranlara inceleyen olacak katılımcılar) her iki gözleri açık olan her satırı okumak için katılımcı isteyin. O kısmı düşük çizgiyi kaydedinicipants doğru görsel uyaranlara rapor. Katılımcılar 20/40 vizyon ya da daha iyi olmalıdır.
2. Tüm katılımcılar, 500, 1,000, 2,000 ve her kulakta 4.000 Hz işitme eşikleri test normal işitme emin olun. İşitsel test bir odiometre olan bir ses kontrollü bir odada tamamlanmalıdır.
   1. Bir katılımcının eşiği bulmak için, bir tonu tespit her zaman onların elini yükseltmek için katılımcı talimat. 35 dB başlayan sağ kulak yönlendirilmiş bir darbeli 500 Hz sesi oynayın ve 5 dB adımlarla ses seviyesini azaltmak. Bir katılımcı artık sesi algıladıktan sonra, en düşük algılanabilir hacmini doğrulamak için 5 dB adımlarla hacmini artırmak. Her frekans ile bu işlemi tekrarlayın ve sonra sol kulakta tüm ton frekansları tekrarlayın. Katılımcılar 20 dB veya daha düşük eşik olmalıdır.
3. Katılımcılar anlamak ve IQ ve standardize ile alıcı dil becerilerini hem ölçerek sözlü talimatlara uymak mümkün olduğundan emin olunTest öncesinde nöropsikolojik önlemler. Katılımcılar, 70 ya da daha fazla ölçülmüş bir IQ olmalıdır. İstenirse, ek nöropsikolojik testler şu anda tamamlanmış olabilir.

4. Eşzamanlılığın Yargı (SJ)

NOT: SJ görev iki alternatif zorunlu seçmeli görev (2-AFC) ve rasgele sırayla sunulan (görsel, pozitif = görsel işitsel işlem önceki negatif = işitsel), çeşitli SOA'lar sunulan görsel halka ve 1.000 Hz işitsel sesi oluşur .

1. TVS (tipik uyarıcı setinin tam genişlikte doğru bir ölçümünü almak için oldukça büyük SOAS (en az -400 +400 msn) dahil emin olun: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 ms SOA). Katılımcıların genelinde görev performansı daha kolay karşılaştırma için izin veren her katılımcı için SOAS aynı seti kullanın. Kesin bir tahmin için SOA başına 20 denemelerin en az sunun. Görev yaklaşık 1 sürer5-20 dk tamamlamak için. Katılımcı yorgunluğunu azaltmak için kısa ara her 100 denemeler sağlayın.
2. Flaş ve bir bip sesi gözlemlemek ve onların görev flaş ve bip aynı anda veya farklı zamanlarda meydana karar olduğunu açıklamak için katılımcı bilgilendirin. Uyaranlar aynı anda meydana geldiyse, numara pad üzerinde "1" basın katılımcı bilgilendirin, ya da "2", uyaranlara farklı bir zamanda oluştu eğer.
   NOT: Bir yanıt kutusu varsa, bu da yanıtları toplamak için kullanılabilir. Her duruşmadan sonra yanıt Ekranda bu aynı yönergeleri dahil.
3. Görsel ve işitsel konuşma belirteci ile alternatif bir yedek flaş ve bip olarak ("ba" ağızlı ve "ba" dile getirdi) aynı görev talimatı ile aynı SOAS de ve mevcut ("Aynı zamanda veya farklı zaman?"). Bu şekilde, karmaşıklık ve bireysel kişilerin bünyelerinde sosyal içeriğine değişen uyarıcılar için TBW karşılaştırın^27.

5. Geçici Sipariş Yargı (TOJ)

NOT: işitsel TOJ görev işitsel işleme zamansal keskinliği incelemek için kullanılan bir 2-AFC görevdir. Görsel TOJ görev görsel işleme zamansal keskinliği incelemek için kullanılan bir 2-AFC görevdir. multisensory TOJ görev seçmelere ve vizyonu karşısında zamansal keskinliği incelemek için kullanılan bir 2-AFC görevdir. Tamamlamak için 15 dakika - Her görev yaklaşık 10 sürer.

1. Alt tonu ise daha yüksek ses tonu birinci veya basın "2" oynanması halinde işitme TOJ görevi, çeşitli gecikmeler sunulan iki bip (500 Hz ve 1.000 Hz) dinlemek ve "1" basın katılımcıdan katılımcı talimat İlk oynanır. Rastgele sırayla her SOA için mevcut 20 denemeler.
   NOT: SJ görev karşılaştırıldığında, SOAS çok daha küçük bir dinamik aralık olduğunu unisensory işitsel ve görsel zamansal düzen değişiklikleri, bunun hangi algı üzerinde-250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75: e küçük SOA'lar daha ağır temsil edildiği bir uyaran kümesi (tipik uyarıcı seti kullanmak 150, 200, 250 msn SOA, burada negatif = yüksek sesi unisensory TOJ görevler için alt tonu, pozitif = alt tonu yüksek sesi devam) önceki.
2. Görsel TOJ görevi, çeşitli gecikmeler de (merkezi tespit crosshair üstünde ve altında) iki daire gözlemlemek için katılımcı talimat ve üst daire ilk basın veya görünürse, "1" basın katılımcıdan "2" alt daire görünürse İlk. Rastgele sırayla her SOA için mevcut 20 denemeler.
   NOT: Bu görev, negatif SOA'lar üst daire birinci ve olumlu SOA'lar alt daire ilk olarak sunuldu belirten sunuldu olduğunu göstermektedir.
3. Görsel-işitsel TOJ görevi, küçük bir merkez flaş gözlemlemek ve çeşitli gecikmeler tek bir tonda (1.000 Hz) dinlemek ve katılımcı t sormak için katılımcı talimat bip sunuldu eğer o basın "1", ilk basın veya "2" flaş ilk sunuldu eğer. Rastgele sırayla her SOA için mevcut 20 denemeler.
   NOT: işitsel Toj Doğruluk unisensory işitsel ve görsel Toj TOJ görevleri kıyasla genellikle daha kötüdür. , -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80: Bu unisensory TOJ görevleri kıyasla SOAS daha geniş bir yelpazede (tipik uyarıcı seti gerektirir 100, 150, 200, 250, 300). Bu görev, negatif SOA'lar işitsel ilk sunuldu ve olumlu SOA'lar görsel Önce sunuldu belirtti olduğunu göstermektedir.
   Not: SJ görev olduğu gibi, TOJ görev uyaranların çok çeşitleri arasında zamansal işleme incelemek için adapte edilebilir. İşte TOJ görev basit uyaranlara (işitsel ve görsel bip yanıp söner) ile tamamlandı, ancak bu konuşma ve biyolojik hareket ²⁴ gibi diğer uyarıcı çiftleri bakmak için genişletilebilir.

tle "> 6. McGurk Görev

NOT: McGurk yanılsama hece "ba" bir işitsel kayıt ile eşleştirilmiş görsel hece "ga" bir video oluşur. Birçok konular aslında görsel ve işitsel hece hece kaynaştırmak ve "da" veya "tha" ³² olarak bu çifti algılayacaktır.

1. Farklı heceleri gözlemlemek ve onlar algılanan hece rapor katılımcı sormak için katılımcı bilgilendirin. Bir blok mevcut 20 çalışmalarda rastgele sırayla unisensory hece (işitsel sadece hece (A- "ba" A- "ga") ve görsel sadece hece (V- "ba", V- "ga") her. In ikinci bir blok, mevcut 20 denemeler görsel-işitsel hece her (AV- "ba", AV- "ga", ve A- "ba" / V- "ga" McGurk uyaran) rastgele sırayla. basın katılımcı isteyin karşılık gelen klavyede harfalgılanan hece ("ba için b düğmesine basın, ga için g tuşuna basın, dekar için d düğmesine basın, tha için basın t"). Tamamlamak için 10 dakika toplam - Bu görev yaklaşık 5 sürer.
2. Daha muhafazakar bir tahmin katılımcı yüksek sesle algılanan hece dışarı raporları ve cevap deneyci tarafından kaydedildiği açık bir tepki biçimi ³³ oluşmaktadır.

Sonuçlar

Bu görev, pil ve ASD ^17,18,23,27 olmayan bireylerde temporal işleme bireysel farklılıkları ölçmek çok başarılı olduğunu kanıtlamıştır. SJ görev için, ilk konusu "senkron" cevap her SOA de tepkilerin oranı hesaplanması ve daha sonra bir Gauss eğrisi ile sonuçlanan tepki eğrisi takarak her konuda kaynaklanan verileri çizmek. Şekil 1A'da gösterildiği gibi, görsel-işitsel uyaran çifti bir gecikme ile sunulabilir ve denemeler yüksek bir oran ile senkron...

Tartışmalar

el yazması duyu ve çoklu duyumsal sistemler araştırma zamansal işleme ve keskinliği değerlendirmek için kullanılan bir psikofiziksel görev pil unsurlarını açıklar. Pil nüfus bir dizi için geniş uygulanabilirliği olan ve tipik yetişkinler ^18, çocuklarda ^10,39 görsel-işitsel zamansal performansını karakterize etmek için bizim laboratuvar tarafından kullanılmıştır ve otizm ^17,23 ile çocuk ve erişkinlerde. Buna ek olarak, bu pilin çeşitli yönleriyle korelas...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Oscilloscope
Photovoltaic cell
Microphone
Noise-cancelling headphones
Chin rest
Audiometer