测试儿童的感官和多感官功能自闭症谱系障碍
2015年4月22日
我们描述了如何实施一系列行为任务来检查 ASD 儿童感觉刺激的处理和整合。目标是描述简单听觉和视觉刺激的时间处理的个体差异，并将其与语音感知等高阶感知技能联系起来。
该程序的总体目标是使用心理物理行为测试来表征自闭症谱系障碍和典型发育儿童对听觉和视觉刺激的时间处理的个体差异。这是通过首先创建必要的刺激并验证刺激呈现的计时精度来实现的。第二步是筛查听力和视力正常的参与者。
接下来，向参与者解释说明并让他们完成每项任务。最后一步是分析每个任务的数据，并比较所有任务的性能差异。最终，这个行为电池用于展示如何用于表征自闭症儿童时间处理的个体差异来评估感觉处理缺陷，这可能与社交交流中的高阶障碍有关。
我们的世界由来自多种不同感官的各种信息组成。因此，了解大脑如何组合来自不同感官的感官信息对我们来说非常重要。感觉处理缺陷现在被认为是自闭症谱系障碍的核心症状。
我们可以使用这种新颖的方法来帮助了解自闭症儿童如何感知和整合感官信息，希望我们可以使用这些方法来帮助制定治疗策略。首先，生成两个 16 毫秒的声音文件，分别是 500 赫兹和 1000 赫兹。使用声压级计测试每个音调的音量，并验证它们是否以 60 分贝播放。
要创建视觉刺激，请生成一个具有黑色背景和以注视十字为中心的白色环的图像。然后让母语人士坐在摄像头前，记录每个语音刺激。要导出每个轨道的听觉组件，请转到视频编辑程序的导出设置窗口。
检查 导出音频 框。然后点击 格式 菜单并选择 wave 音频文件。单击 export 将听觉组件另存为 wave 文件。
要导出每个轨道的视觉组件，请返回导出设置窗口并选中 export video 框。然后单击格式菜单并选择 H 2 64。单击导出将可视化组件保存为单独的 VI 文件。
最后，要创建 McGurk 刺激，请使用无声 G 视频和 BA 视频的听觉成分。从桌面导入这两个文件。接下来，将文件 GA V only dot AVI 拖到节目序列菜单中的视频源，并将 BA A only 点波文件作为节目序列菜单中的音频源。
现在，参与者将看到 ga 的视觉，但听到听觉刺激。首先将下巴托连接到参与者桌上。然后使用示波器、光伏电池和麦克风在计算机上验证刺激、持续时间和刺激开始的异步性。
为此，请按示波器上的暂停以锁定屏幕。播放刺激后，一个网格将覆盖在示波器的屏幕上，它充当比例尺。通过查看每个通道的波形长度与示波器上的比例尺进行比较来验证激励持续时间。
刺激开始异步通过查看两种波形之间的距离来验证。接下来，使用 Snell 和视力表对每个参与者进行视力筛查，以确保所有参与者都有 2040 视力或更好地记录参与者可以准确报告的最低线。接下来，使用音频计在四个不同的阈值下测试每个参与者的听力。
指示参与者在每次检测到音调时举手。筛选完成后，护送参与者进入光线昏暗的隔音室，实验将在那里进行。让参与者坐在距离计算机显示器 60 厘米的地方，以确保每个参与者的刺激强度相同。
要开始第一个测试，请指示参与者观察闪烁和蜂鸣声。向参与者解释，任务是决定闪光和蜂鸣声是同时发生还是在不同时间发生。然后指示参与者在刺激同时发生时按 1，如果刺激在不同时间发生，则按 2。
对于第二个测试，首先要求参与者听两个不同频率的两声哔哔声。指示参与者按数字键盘上的 1（如果先播放高音），如果先播放低音，则按 2。接下来，让参与者观察两个圆圈。
一个将位于中央注视十字上方，另一个位于下方指示参与者按下数字键盘上的一个。如果首先显示顶部圆圈，然后按 2，如果首先显示底部圆圈，则要求参与者观察屏幕上的小闪烁并聆听一个提示音。指示参与者按数字键盘上的 1（如果先显示蜂鸣声），如果先显示闪光灯，则按 2。
对于第三个测试，指示参与者观察说出音节 BA 的视频，然后要求参与者按下键盘上与他们从视频中感知到的音节相对应的字母 BA。例如，如果学生感知到音节 bah，则指示他们按字母 B，如果他们感知到 GA，则按字母 G。代表。同时性判断任务的结果如下所示。
有一个时间窗口，视觉听觉刺激对可能会延迟呈现，并且在很大比例的试验中会被认为是同步的。此外，患有自闭症谱系障碍的受试者比具有典型发育的受试者具有更宽的时间结合窗口。这里显示了每个时间顺序判断任务在不同延迟下的平均准确率。
随着延迟的增加，所有条件下的平均准确率都会增加。视听刺激的平均准确性低于单独的听觉或视觉刺激。最后，此处显示了两个主题组的 McGurk 任务的代表性数据。
红色显示的自闭症受试者对融合的视听音节 daon name 的感知明显低于黑色显示的典型发育受试者。此外，作为该电池效用的一个例子，单个受试者的 McGirk 感知概率与他们在同时性判断任务中的时间绑定窗口一起绘制。McGirk 感知与时间绑定窗口之间存在负相关，因此 McGirk 感知较低的参与者具有更大的时间绑定窗口。
这个测试电池对于了解自闭症的感觉处理和感觉敏锐度有何不同以及这与语音处理的关系非常有用。我们的最终目标是将这个任务电池用于 EEG 和 FMRI 等环境中，以更多地了解这些现象的大脑基础。在采用此程序时，重要的是要了解此任务组的格式要求所有参与者都具备理解每项任务的口头指令所需的接受性语言技能。
因此，该电池目前仅适用于高功能自闭症患者。
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概述
本文概述了一种旨在了解自闭症谱系障碍（ASD）儿童感官处理的心理物理行为测试程序。该研究聚焦于听觉和视觉刺激的时间处理个体差异及其与高阶感知技能的关系。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为心理学
- 自闭症研究
背景
- 了解ASD儿童的感官处理对评估他们的感知技能至关重要。
- 时间处理指个体如何在时间上感知和整合感官信息。
- 高阶感知技能，如语音感知，可能受到感官处理缺陷的影响。
- 本研究旨在通过行为任务表征这些个体差异。
研究目的
- 检查ASD儿童对感官刺激的处理和整合。
- 关联时间处理能力与高阶感知技能。
- 评估自闭症儿童的感官处理缺陷。
使用的方法
- 创建和验证听觉和视觉刺激。
- 筛选参与者的正常听力和视力。
- 提供指导并实施行为任务。
- 分析数据以比较各任务的表现。
主要结果
- 表征时间处理的个体差异。
- 识别ASD儿童的感官处理缺陷。
- 洞察这些缺陷如何与社交沟通障碍相关。
- 数据支持使用行为任务评估感官处理。
结论
- 行为测试可以有效揭示感官处理的个体差异。
- 了解这些差异对开发针对性干预至关重要。
- 需要进一步研究以探索对社交沟通技能的影响。
常见问题
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of sensory and multisensory temporal processing in children with autism spectrum disorder (ASD) addresses a critical gap in early discovery of neurodevelopmental biomarkers. This psychophysical battery enables precise characterization of sensory integration deficits, informing target validation and mechanistic de-risking for translational neuroscience portfolios. Standardized measurement of temporal binding windows and multisensory integration supports predictive confidence in linking sensory phenotypes to higher-order functional outcomes.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of sensory integration pathways implicated in ASD and related neurodevelopmental disorders.
- Supports biological de-risking by quantifying individual differences in temporal processing.
- Facilitates functional target validation through objective measurement of sensory deficits.
- Provides data-driven criteria for portfolio triage based on mechanistic clarity.
Screening & Assay Development
- Establishes validated behavioral assays for quantifying sensory and multisensory processing.
- Delivers reproducible, quantitative outputs for cross-cohort comparison.
- Supports assay standardization and scalability for broader neurodevelopmental research.
- Enables reliable evaluation of candidate interventions targeting sensory processing.
Translational & Preclinical Research
- Aligns sensory processing metrics with disease-relevant phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from discovery-stage behavioral phenotyping to preclinical model validation.
- Informs risk-adjusted advancement decisions for neurodevelopmental therapeutic programs.
- Supports predictive de-risking by linking sensory metrics to functional outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
This psychophysical testing battery integrates into the discovery-to-preclinical continuum for neurodevelopmental disorder research, supporting both early target validation and translational biomarker strategies.
- Discovery Biology: Quantifies temporal binding windows and multisensory integration to clarify sensory pathway mechanisms.
- Screening: Provides standardized, reproducible behavioral assays for sensory function assessment.
- Analytics: Generates quantitative dependent variable measurements for robust cross-group analysis.
- Translational Research: Bridges behavioral phenotyping with preclinical and biomarker-aligned endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, scalable platform for sensory function assessment across neurodevelopmental pipelines.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in linking sensory deficits to neurodevelopmental phenotypes.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable behavioral assays.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk in neurodevelopmental portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of sensory-targeted programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in psychophysical testing and neurodevelopmental assessment.
- Demands precise instrumentation for stimulus presentation and timing verification.
- Necessitates cross-team standardization of behavioral protocols and data analysis.
- Currently suitable for high-functioning individuals with ASD due to language comprehension requirements.
- Adaptation to other clinical populations or age groups may require protocol modification.
