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.
Udover nedskrivninger i social kommunikation og tilstedeværelsen af begrænsede interesser og gentagne adfærd, er underskud i sensorisk behandling nu anerkendt som en central symptom på autisme spektrum forstyrrelse (ASF). Vores evne til at opfatte og interagere med den ydre verden er forankret i sensorisk forarbejdning. For eksempel lytter til en samtale indebærer behandling af de auditive signaler, der kommer fra højttaleren (tale indhold, prosodi, syntaks) samt den tilhørende visuel information (ansigtsudtryk, fagter). Samlet "integration" af disse multisensoriske (dvs. kombineret audiovisuelle) stykker information resulterer i bedre forståelse. Sådanne multisensory integration har vist sig at være stærkt afhængig af den tidsmæssige forhold mellem de parrede stimuli. Således stimuli, der opstår i tæt tidsmæssig nærhed er meget sandsynligt, at resultere i adfærdsmæssige og perceptuelle fordele – gevinster, som menes at være reflekterende afperceptuelle system, dom af sandsynligheden for, at disse to stimuli kom fra den samme kilde. Ændringer i denne timelige integration forventes kraftigt ændre perceptuelle processer, og vil sandsynligvis mindske evnen til præcist at opfatte og interagere med vores verden. Her er et batteri af opgaver med henblik på at karakterisere forskellige aspekter af sensoriske og multisensoriske tidsmæssig behandling hos børn med ASF beskrevet. Ud over sin anvendelighed i autisme, dette batteri har et stort potentiale til at karakterisere ændringer i sensorisk funktion i andre kliniske populationer, samt at blive anvendt til at undersøge ændringer i disse processer i hele levetiden.
Traditionel neurovidenskab forskning har ofte kontaktet forståelse sansning ved at fokusere på de enkelte sensoriske modaliteter. Men miljøet består af en bred vifte af sensoriske input, der er integreret i et samlet perceptuel opfattelse af verden i en tilsyneladende ubesværet måde. Det faktum, at vi eksisterer i sådan en rig multisensorisk miljø kræver, at vi bedre kan forstå, hvordan hjernen kombinerer information på tværs af de forskellige sansesystemer. Behovet for denne forståelse forstærkes yderligere af, at tilstedeværelsen af flere stykker af sensorisk information resulterer ofte i væsentlige forbedringer i adfærd og opfattelse 1-3. For eksempel er der en stor forbedring (op til 15 dB i signal-til-støj-forhold) i evnen til at forstå tale i støjende omgivelser, hvis observatøren kan også se talerens læbe bevægelser 4-7.
En af de vigtigste faktorer,påvirker, hvordan de forskellige sensoriske inputs kombineres og integreres er deres relative tidsmæssige nærhed. Hvis to sensoriske signaler forekomme tæt på hinanden i tid, en tidsmæssig struktur, der antyder fælles oprindelse, de er meget sandsynligt, at blive integreret som det fremgår af ændringer i adfærd og opfattelse 8-12. Et af de mest kraftfulde eksperimentelle værktøjer til at undersøge virkningen af multisensoriske tidsmæssig struktur på adfærdsmæssige og perceptuelle reaktioner er samtidighed dom (SJ) opgaver 13-16. I en sådan opgave, er multisensoriske (f.eks, visuelle og auditive) stimuli parret på forskellige stimulus onset asynchronies (SOAS) lige fra objektivt samtidig (dvs.., En tidsmæssig forskydning af 0 ms) til højt asynkron (f.eks 400 ms). Deltagerne bliver bedt om at bedømme stimuli som samtidig eller ikke via en simpel knaptryk. I en sådan opgave, selv når de visuelle og auditive stimuli præsenteres på SOAS på 100 ms eller mere, fag rapporterer, at parretvar samtidig på en stor del af forsøg. Vinduet af tid, hvor to indgange kan forekomme og har en høj sandsynlighed for at blive opfattet som gennemføres samtidigt er kendt som den tidsmæssige binding vindue (TBW) 17-19.
Den TBW er en meget etologiske konstruktion, idet den repræsenterer de statistiske lovmæssigheder i verden omkring os 19. Den "vindue" giver fleksibilitet for specifikation af begivenheder af fælles oprindelse; en, der giver mulighed for stimuli, der forekommer ved forskellige afstande med forskellige udbredelsestider (både fysiske og neurale) stadig at være "bundet" til hinanden. Men selv om TBW er en probabilistisk konstruktion, sandsynligvis har Cascading og potentielt skadelige virkninger på opfattelsen 20,21, ændringer, der udvider (eller kontrakter) størrelsen af dette vindue.
Autisme spektrum forstyrrelse (ASF) er en neurologisk lidelse, som er blevet klassisk diagnosticeret oå grundlag af underskud i social kommunikation og tilstedeværelsen af begrænsede interesser og gentagne adfærd 22. Derudover og som for nylig kodificeret i DSM-5, børn med ASF ofte udviser ændringer i deres svar på sensoriske stimuli. I stedet for at være begrænset til en enkelt følelse, disse underskud ofte omfatter flere sanser, herunder hørelse, berøring, balance, smag og vision. Sammen med en sådan "multisensoriske" præsentation, personer med ASF ofte udviser underskud i den tidsmæssige rige. Kollektivt, disse observationer tyder på, at multisensoriske tidsmæssige funktion kan fortrinsvis ændres i autisme 17,23-25. Selvom overensstemmende med visningen af ændret sensorisk funktion i ASF, kan ændringer i multisensoriske tidsmæssig funktion også være en vigtig bidragyder til underskuddene i social kommunikation i ASD, i betragtning af betydningen af en hurtig og præcis binding af multisensoriske stimuli for sociale og kommunikationsfunktioner. Tag så enn eksempel talen udveksling beskrevet ovenfor, hvor vigtige oplysninger er indeholdt i både den auditive og visuelle modaliteter. Faktisk har disse opgaver blevet anvendt til at påvise signifikante forskelle i bredden af multisensory TBW i høje fungerende børn med autisme 26-28.
På grund af sin betydning for normal perceptuelle funktion, de potentielle konsekvenser for højere ordens processer såsom social kommunikation (og andre kognitive evner), og den kliniske relevans er et batteri af opgaver med henblik på at vurdere multisensoriske tidsmæssig funktion hos børn med ASF beskrevet.
Manuskriptet beskriver elementer af en psykofysisk opgave batteri, der bruges til at vurdere tidsmæssige behandling og skarphed i sensoriske og multisensoriske systemer forskning. Batteriet har bred anvendelighed for en række bestande, og har været brugt af vores laboratorium for at karakterisere audiovisuelle tidsmæssig præstationer i typiske voksne 18, børn 10,39, og hos børn og voksne med autisme 17,23. Desuden er det blevet brugt til at undersøge, hvordan forskellige facetter…
The authors have nothing to disclose.
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.
Oscilloscope | |||
Photovoltaic cell | |||
Microphone | |||
Noise-cancelling headphones | |||
Chin rest | |||
Audiometer |