Summary

Otizm Spektrum Bozukluğu Olan Çocuklarda Duyu ve Multisensör Fonksiyon Test

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

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.

Introduction

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.

Protocol

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 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 ?…

Representative Results

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…

Discussion

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…

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

Referências

  1. Calvert, G. A., Spence, C., Stein, B. E. . Handbook of Multisensory Processes. , (2004).
  2. Stein, B. E., Meredith, M. A. . The Merging of the Senses. , 224 (1993).
  3. King, A. J., Calvert, G. A. Multisensory integration: perceptual grouping by eye and ear. Curr Biol. 11 (8), R322-R325 (2001).
  4. Stevenson, R. A., James, T. W. Audiovisual integration in human superior temporal sulcus: Inverse effectiveness and the neural processing of speech and object recognition. NeuroImage. 44 (3), 1210-1223 (2009).
  5. MacLeod, A., Summerfield, A. Q. A procedure for measuring auditory and audio-visual speech-reception thresholds for sentences in noise: rationale, evaluation, and recommendations for use. Br J Audiol. 24 (1), 29-43 (1990).
  6. Sumby, W. H., Pollack, I. Visual Contribution to Speech Intelligibility in Noise. J. Acoust. Soc. Am. 26, 212-215 (1954).
  7. Bishop, C. W., Miller, L. M. A multisensory cortical network for understanding speech in noise. J Cogn Neurosci. 21 (9), 1790-1805 (2009).
  8. Stevenson, R. a., Wallace, M. T. Multisensory temporal integration: task and stimulus dependencies. Exp Brain Res. 227 (2), 249-261 (2013).
  9. Colonius, H., Diederich, A., Steenken, R. Time-window-of-integration (TWIN) model for saccadic reaction time: effect of auditory masker level on visual-auditory spatial interaction in elevation. Brain Topogr. 21 (3-4), 177-184 (2009).
  10. Hillock, A. R., Powers, A. R., Wallace, M. T. Binding of sights and sounds: age-related changes in multisensory temporal processing. Neuropsychologia. 49, 461-467 (2011).
  11. Wallace, M. T. Unifying multisensory signals across time and space. Exp Brain Res. 158 (2), 252-258 (2004).
  12. Alais, D., Newell, F. N., Mamassian, P. Multisensory processing in review: from physiology to behaviour. Seeing Perceiving. 23 (1), 3-38 (2010).
  13. Conrey, B., Pisoni, D. B. Auditory-visual speech perception and synchrony detection for speech and nonspeech signals. J Acoust Soc Am. 119 (6), 4065-4073 (2006).
  14. Stevenson, R. A., Fister, J. K., Barnett, Z. P., Nidiffer, A. R., Wallace, M. T. Interactions between the spatial and temporal stimulus factors that influence multisensory integration in human performance. Exp Brain Res. 219 (1), 121-137 (2012).
  15. Wassenhove, V., Grant, K. W., Poeppel, D. Temporal window of integration in auditory-visual speech perception. Neuropsychologia. 45 (3), 598-607 (2007).
  16. Eijk, R. L. J., Kohlrauch, A., Juola, J. F., Van De Par, S. Audiovisual synchrony and temporal order judgments: Effects of exerpimental method and stimulus type. Percept Psychophys. 70 (6), 955-968 (2008).
  17. Foss-Feig, J. H. An extended multisensory temporal binding window in autism spectrum disorders. Exp Brain Res. 203 (2), 381-389 (2010).
  18. Stevenson, R. A., Zemtsov, R. K., Wallace, M. T. Individual differences in the multisensory temporal binding window predict susceptibility to audiovisual illusions. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 38 (6), 1517-1529 (2012).
  19. Wallace, M. T., Stevenson, R. A. The construct of the multisensory temporal binding window and its dysregulation in developmental disabilities. Neuropsychologia. 64C, 105-123 (2014).
  20. Hairston, W. D., Burdette, J. H., Flowers, D. L., Wood, F. B., Wallace, M. T. Altered temporal profile of visual-auditory multisensory interactions in dyslexia. Exp Brain Res. 166 (3-4), 474-480 (2005).
  21. Carroll, C. A., Boggs, J., O’Donnell, B. F., Shekhar, A., Hetrick, W. P. Temporal processing dysfunction in schizophrenia. Brain Cogn. 67 (2), 150-161 (2008).
  22. Kanner, L. Autistic Disturbances of Affective Contact. Nervous Child. 2, 217-250 (1943).
  23. Kwakye, L. D., Foss-Feig, J. H., Cascio, C. J., Stone, W. L., Wallace, M. T. Altered auditory and multisensory temporal processing in autism spectrum disorders. Front Integr Neurosci. 4, 129 (2011).
  24. Boer-Schellekens, L., Eussen, M., Vroomen, J. Diminished sensitivity of audiovisual temporal order in autism spectrum disorder. Front Integr Neurosci. 7, 8 (2013).
  25. Bebko, J. M., Weiss, J. A., Demark, J. L., Gomez, P. Discrimination of temporal synchrony in intermodal events by children with autism and children with developmental disabilities without autism. J Child Psychol Psychiatry. 47 (1), 88-98 (2006).
  26. Stevenson, R. A. Brief Report: Arrested Development of Audiovisual Speech Perception in Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 44 (6), 1470-1477 (2013).
  27. Stevenson, R. A. Multisensory temporal integration in autism spectrum disorders. J Neurosci. 34 (3), 691-697 (2014).
  28. Stevenson, R. A. Evidence for Diminished Multisensory Integration in Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 44 (12), 3161-3167 (2014).
  29. Hodgdon, L. Q., Quill, Q. A. . Teaching children with autism: Strategies to enhance communication and socialization. , 265-286 (1995).
  30. Bryan, L. C., Gast, D. L. Teaching on-task and on-schedule behaviors to high-functioning children with autism via picture activity schedules. J Autism Dev Disord. 30 (6), 553-567 (2000).
  31. Liu, T., Breslin, C. M. The effect of a picture activity schedule on performance of the MABC-2 for children with autism spectrum disorder. Res Q Exerc Sport. 84 (2), 206-212 (2013).
  32. McGurk, H., MacDonald, J. Hearing lips and seeing voices. Nature. 264, 746-748 (1976).
  33. Colin, C., Radeau, M., Deltenre, P. Top-down and bottom-up modulation of audiovisual integration in speech. European Journal of Cognitive Psychology. 17 (4), 541-560 (2005).
  34. Boer-Schellekens, L., Eussen, M., Vroomen, J. Diminished sensitivity of audiovisual temporal order in autism spectrum disorder. Front Integr Neurosci. 7 (8), (2013).
  35. Lenroot, R. K., Yeung, P. K. Heterogeneity within Autism Spectrum Disorders: What have We Learned from Neuroimaging Studies. Front Hum Neurosci. 7, 733 (2013).
  36. Irwin, J. R., Tornatore, L. A., Brancazio, L., Whalen, D. H. Can children with autism spectrum disorders ‘hear’ a speaking face. Child Dev. 82 (5), 1397-1403 (2011).
  37. Woynaroski, T. G. Multisensory Speech Perception in Children with Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 43 (12), 2891-2902 (2013).
  38. Magnotti, J. F., Beauchamp, M. S. The Noisy Encoding of Disparity Model of the McGurk Effect. Psychonomic Bulletin & Review. , (2014).
  39. Hillock-Dunn, A., Wallace, M. T. Developmental changes in the multisensory temporal binding window persist into adolescence. Dev Sci. 15 (5), 688-696 (2012).
check_url/pt/52677?article_type=t

Play Video

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).

View Video