Summary

Test de la fonction sensorielle et multisensorielle chez les enfants avec des troubles du spectre autistique

Published: April 22, 2015
doi:

Summary

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.

Abstract

En plus de déficiences dans la communication sociale et la présence d'intérêts restreints et comportements répétitifs, des déficits dans le traitement sensoriel sont maintenant reconnus comme un symptôme de base dans les troubles du spectre autistique (TSA). Notre capacité à percevoir et d'interagir avec le monde extérieur est enracinée dans le traitement sensoriel. Par exemple, écoute d'une conversation consiste à traiter les signaux auditifs provenant du haut-parleur (contenu de la parole, la prosodie, syntaxe) ainsi que les informations associées visuelle (expressions faciales, les gestes). Collectivement, l '«intégration» de ces multisensorielles (c.-à-audiovisuel combinée) des morceaux de résultats d'information dans une meilleure compréhension. Une telle intégration multisensorielle a été montré pour être fortement dépendante de la relation dans le temps des stimuli appariés. Ainsi, les stimuli qui se produisent à proximité temporelle étroite sont très susceptibles d'entraîner des changements de comportement et de perception – gains croyais être le reflet de lale jugement de la probabilité que ces deux stimuli proviennent de la même source système perceptuel. Modifications apportées à cette intégration temporelle devraient modifier fortement les processus perceptifs, et sont susceptibles de diminuer la capacité de percevoir et d'interagir avec notre monde précision. Ici, une batterie de tâches conçues pour caractériser divers aspects de traitement temporel sensorielle et multisensorielle chez les enfants atteints de TSA est décrite. En plus de son utilité dans l'autisme, cette batterie a un grand potentiel pour la caractérisation des modifications de la fonction sensorielle dans d'autres populations cliniques, ainsi que d'être utilisé pour examiner les changements dans ces processus à travers la durée de vie.

Introduction

La recherche traditionnelle en neurosciences a souvent approché comprendre la perception sensorielle en se concentrant sur les modalités sensorielles individuelles. Cependant, l'environnement se compose d'un large éventail d'entrées sensorielles qui sont intégrés dans une vue unifiée de perception du monde d'une manière apparemment facile. Le fait que nous existons dans un tel environnement multisensorielle riche exige que nous comprenons mieux la façon dont le cerveau combine les informations entre les différents systèmes sensoriels. La nécessité de cette compréhension est encore amplifié par le fait que la présence de plusieurs éléments d'information sensorielle se traduit souvent par des améliorations substantielles de perception et comportement 3.1. Par exemple, il ya une grande amélioration (jusqu'à 15 dB dans le rapport signal-sur-bruit) dans la capacité à comprendre la parole dans un environnement bruyant si l'observateur peut également voir les mouvements des lèvres de l'orateur 4-7.

L'un des principaux facteurs quiaffecte la façon dont les différentes entrées sensorielles sont combinés et intégrés est leur proximité temporelle relative. Si deux signaux sensoriels se produisent rapprochés dans le temps, une structure temporelle qui suggère une origine commune, ils sont très susceptibles d'être intégrées comme en témoignent les changements de comportement et la perception 8-12. Un des outils expérimentaux les plus puissants pour examiner l'impact de la structure temporelle multisensorielle sur les réponses comportementales et de perception est le jugement de simultanéité (SJ) des tâches 13-16. Dans une telle tâche, multisensorielle (par exemple, visuel et auditif) stimuli sont jumelés à divers asynchronies relance de déclenchement (OSS) allant de objectivement simultanée (ie., Un décalage de 0 ms temporelle) à hautement asynchrone (par exemple, 400 ms). Les participants sont invités à juger les stimuli que simultanée ou non par l'intermédiaire d'une simple pression de bouton. Dans une telle tâche, même lorsque les stimuli visuels et auditifs sont présentés à la SOAS de 100 ms ou plus, sujets rapportent que la paireétait simultanée sur une grande partie des essais. La fenêtre de temps dans laquelle deux entrées peuvent se produire et avoir une forte probabilité d'être perçue comme se produisant simultanément est connu comme la fenêtre de liaison temporelle (TBW) 17-19.

Le TBW est une construction très éthologique, en ce qu'il représente les régularités statistiques du monde autour de nous 19. La «fenêtre» offre une flexibilité pour la spécification des événements d'origine commune; une qui permet de stimuli qui se produisent à des distances différentes avec différents temps de propagation (à la fois physiques et neuronaux) d'être encore "lié" à une autre. Cependant, bien que la TBW est une construction probabiliste, les changements qui élargissent (ou contrats) la taille de cette fenêtre sont susceptibles d'avoir des effets en cascade et potentiellement néfastes sur la perception 20,21.

troubles du spectre autistique (TSA) est un trouble neurologique qui a été diagnostiqué classique oSur la base des déficits dans la communication sociale et la présence d'intérêts restreints et comportements répétitifs 22. En outre, et comme l'a récemment codifié dans le DSM-5, les enfants atteints de TSA présentent souvent des modifications dans leurs réponses aux stimuli sensoriels. Plutôt que de se limiter à un seul sens, ces déficits englobent souvent plusieurs sens dont ouïe, le toucher, l'équilibre, le goût et la vision. Avec une telle présentation "multisensorielle", les individus atteints de TSA présentent souvent des déficits dans le domaine temporel. Collectivement, ces observations suggèrent que la fonction temporelle multisensorielle peut être modifié de manière préférentielle dans l'autisme 17,23-25. Bien que concorde avec le point de vue de la fonction sensorielle altérée dans les TSA, modifications de la fonction temporelle multisensorielle peuvent également être un facteur important pour les déficits dans la communication sociale dans les TSA, compte tenu de l'importance de la liaison rapide et précise des stimuli multisensoriels pour les fonctions sociales et de communication. Prenez comme unn exemple l'échange de discours décrit ci-dessus dans laquelle l'information importante est contenue à la fois dans l'auditoire et les modalités visuels. En effet, ces tâches ont été utilisées pour démontrer des différences importantes dans la largeur de la multisensorielle TBW élevées chez les enfants autistes de fonctionnement 26-28.

En raison de son importance pour le fonctionnement normal de la perception, ses implications potentielles pour les processus d'ordre supérieur tels que la communication sociale (et d'autres capacités cognitives), et sa pertinence clinique, une batterie de tâches visant à évaluer la fonction temporelle multisensorielle chez les enfants atteints de TSA est décrite.

Protocol

Déclaration éthique: Tous les sujets doivent fournir un consentement éclairé avant l'expérience. La recherche décrite ici a été approuvé par l'Institutional Review Board de la Vanderbilt University Medical Center. 1. Expérience Set Up Demandez aux participants de remplir les tâches dans une pièce sonore contrôlé faiblement éclairée. REMARQUE: Pensez à mettre en œuvre un horaire visuel 29,30 dans le cadre de la conception…

Representative Results

Cette tâche batterie est avérée très fructueuse dans la mesure des différences individuelles dans le traitement temporel chez les personnes avec et sans TSA 17,18,23,27. Pour la tâche SJ, tracer les données résultant de chaque sujet individuel en calculant d'abord la proportion de réponses à chaque sujet SOA qui a répondu "synchrone" et ensuite le montage de la courbe de réponse obtenue avec une courbe de Gauss. Comme illustré sur la figure 1A, il existe une fenêtr…

Discussion

Le manuscrit décrit les éléments d'une batterie de tâches psychophysique qui sont utilisés pour évaluer le traitement et l'acuité temporelle dans la recherche sensorielle et systèmes multisensorielles. La batterie a une large applicabilité pour un certain nombre de populations et a été utilisé par notre laboratoire afin de caractériser la performance temporelle audiovisuel chez les adultes, les enfants typiques 18 10,39, et chez les enfants et adultes atteints d'autisme 17,23.</s…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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.

Materials

Oscilloscope
Photovoltaic cell
Microphone
Noise-cancelling headphones
Chin rest
Audiometer

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Citar este artigo
Baum, S. H., Stevenson, R. A., Wallace, M. T. Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder. J. Vis. Exp. (98), e52677, doi:10.3791/52677 (2015).

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