Tragbare Intermodal Preferential Looking (IPL): Untersuchung Sprachverstehen bei normal entwickelten Babys und Kleinkinder mit Autismus

Summary

Eine zuverlässige home-based Weg, um das Sprachverständnis von sehr jungen normal entwickelte Kinder, sowie Menschen mit Autismus, beschrieben zu beurteilen. Das Verfahren analysiert Kinderzimmer Blickbewegung beim Betrachten side-by-side Bilder, sondern hört eine Audio, die nur ein Bild übereinstimmt. Stimuli mit jungen Teilnehmer konzipiert.

Abstract

Eines der bestimmenden Merkmale des Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist die Schwierigkeit mit der Sprache und Kommunikation. ¹ Kinder mit ASD Beginn des Sprechens ist in der Regel verzögert, und viele Kinder mit ASD konsequent produzieren Sprache weniger häufig und der unteren lexikalischen und grammatischen Komplexität als ihre in der Regel entwickeln (TD) Altersgenossen. ^6,8,12,23 jedoch Kinder mit ASD zeigen auch eine deutliche soziale Defizit und Forschern und Klinikern weiter, um das Ausmaß zu debattieren, die die Defizite in der sozialen Interaktion berücksichtigen oder die Defizite in der Sprache beitragen Produktion. ^5,14,19,25

Standardisierte Prüfungen der Sprache bei Kindern mit ASD normalerweise gehören ein Verständnis Komponente, aber beurteilen viele solcher Verständnis Aufgaben nur ein Aspekt der Sprache (zB Vokabeln), ⁵ oder eine erhebliche motorische Komponente (z. B. zeigen, Akt-out), und / oderbenötigen Kinder absichtlich zwischen einer Reihe von Alternativen zu wählen. Diese letzten beiden Verhaltensweisen sind dafür bekannt, auch für Kinder eine Herausforderung sein, mit ASD. ^7,12,13,16

Wir stellen eine Methode, die das Sprachverständnis junger normal entwickelte Kinder (9-36 Monate) und Kindern mit Autismus beurteilen kann. ^2,4,9,11,22 Diese Methode, Portable Intermodal Preferential Looking (P-IPL), Projekte Seite -an-Seite von Videobildern von einer auf einem tragbaren Laptop-Bildschirm. Die Videobilder werden zunächst mit einem "Baseline" (nondirecting) Audio gepaart, und präsentierte dann wieder mit einem 'test' sprachliche Audio, die nur eine der Videobilder entspricht gepaart. Kinder Augenbewegungen während Sie das Video gefilmt und später codiert. Kinder, die sprachliche Audio verstehen schneller zu schauen, und länger bei, das Video, das die sprachliche Audio übereinstimmt. ^{2,4,11,18,22,26}

Dieses Paradigma enthält eine Reihe von components wurden erst kürzlich miniaturisierte (Projektor, Camcorder, Digitizer), um die Übertragbarkeit und einfache Installation in Kinderheimen zu ermöglichen. Dies ist ein entscheidender Punkt für die Beurteilung jungen Kindern mit ASD, die häufig unwohl in neuen (zB Labor)-Einstellungen sind. Videos erstellt werden, um eine breite Palette von Komponenten der Sprachkenntnisse, wie Subjekt-Verb-Objekt-Wortstellung, wh-Fragen und Tempus / Aspekt Suffixe auf Verben zu beurteilen; Videos können auch prüfen, Prinzipien des Wortes lernen, wie ein Substantiv bias, eine Form Bias und syntaktische Bootstrapping. ^{10,14,17,21,24} Videos sind Zeichen und Sprache, die optisch und akustisch herausragenden sind und auch von Kindern mit ASD toleriert.

Protocol

Ein. IPL Video Creation

Wir entwerfen die Videos interessant und attraktiv, sondern auch nicht-aversive für junge Kinder mit Autismus, in eine Reihe von Möglichkeiten: Wenn animate Zeichen benötigt werden, verwenden wir Tiere als Menschen machen die Szenen weniger sozial / emotionalen Herausforderung für Kinder mit ASD. Wir verwenden dynamische Szenen mit bunten Objekten zu erfassen und zu halten Aufmerksamkeit. Ein rot blinkendes Licht während der intertrial Abständen (ITIs) hält die Aufmerksamkeit der Kinder, wenn die Video-Bildschirme leer sind. Wir produzieren die Sprach-Audio unter Verwendung von Sprache, die sowohl in Intonation und Dauer zu erfassen und zu halten, die Aufmerksamkeit der Kinder übertrieben.

Abbildung 1. (Movie) Ein Block des Nomen Bias Video. Zeigt ein Block des Nomen Bias Video, das anzeigt, ob Kinder ein neues Wort auf ein Objekt gegen eine Handlung zuordnen testet./ 4331movie1.mov "target =" _blank "> Klicken Sie hier, um Film zu sehen.

Video Reize über kommerzielle nonlinearen Editing-Programmen wie FinalCut Pro oder Avid Media Composer, mit 4-8 sec Videoclips erstellt.

Die ersten 2 Clips aufeinanderfolgend angeordneten abwechselnd links und rechts, gepaart mit der gleichen Einarbeitung oder Lehre Audio.

Die Baseline-Studien im nächsten, diese präsentieren die Teststimuli side-by-side, sind aber mit nondirecting Audios gepaart. Die Baseline-Studien sagen uns, ob die Kinder eine inhärente oder visuelle Präferenz für Impulse haben, wenn es keine sprachlichen oder Regie-Audio.

Die Testversuche an letzter, gepaart mit den Test-Audios, die die beiden Visuals zu unterscheiden.

A 1kHz Ton geht auf den zweiten Audiokanal, übereinstimmend mit jedem Versuch, die visuelle Kennzeichnung, um Programmierer des Beginns und Offset Studien.

1. Führen Sie die Zustimmung Prozess mit den Eltern. Beschreiben Sie die Studie-Format im Detail und fragen Eltern auf die Einverständniserklärungen unterschreiben. Betonen Sie, dass das Kind sollte aufpassen mit minimaler Interaktion mit den Eltern, und die Einführung des MP3-Player für die Eltern zu verwenden, wenn das Kind auf der Eltern Schoß sitzen. Die Muttergesellschaft hört Musik auf den MP3-Player, während Sie die IPL-Video, so dass er / sie hört nicht die IPL-Test Audio-und so potenziell beeinflussen, in welche Richtung das Kind aussehen soll.
2. Richten Sie die IPL-Komponenten in den dafür vorgesehenen Raum, und eine Verbindung zu Stromquellen mit Verlängerungskabel. Es ist hilfreich, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin an, die mit dem Kind während des Setups spielen können zu bringen. Richten Sie die große Leinwand mit dem Rücken zu den wichtigsten Lichtquelle. Stellen Sie den Lautsprecher hinter der Leinwand zentriert; anzupassen beide Lautstärke-Regler auf halbem Ebenen. Legen Sie die Kamera auf dem Stativ oben auf dem Ton-Adapter-Box, vor dem Bildschirm zentriert. Ladendas Band in der Kamera und Ort der DTE auf dem Boden neben der Kamera. Richten Sie den Projektor stehen 7-10 Meter entfernt vom Bildschirm; Aufstellungsort des Projektors an der Spitze. Setzen Sie den Laptop neben dem Projektor stehen.

Abbildung 2. Die portable IPL-Komponenten und die Anordnung ihrer Setup in der Heimat. Zeigt die portable IPL-Komponenten und die räumliche Anordnung ihrer Setup in der Heimat. Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen .

3. Schließen Sie die IPL-Komponenten: Schließen Sie den Laptop, so dass es Video-Signal an den Projektor an. Der Laptop sendet auch zwei Audio-Signale (über einen Splitter), mit der Sprach-Audio geht an den Lautsprecher und der Ton Audio gehenzur Kamera. Schließen Sie die Kamera so, dass es sendet Video-und Audio-Signal an die DTE. Einmal verbunden, schalten Sie alle Komponenten. Die DTE Bildschirm sollte zeigen, "AVI Type 1" auf der linken und "Counter" darunter.
4. Spielen Sie das Video (s) für das Kind: Legen Sie das erste Video auf dem Laptop in Quicktime.
   1. Legen Sie einen Stuhl von 2,5 bis 3 Meter von der Kamera, vor der Leinwand. Bitten Sie das Kind auf dem Stuhl zu sitzen oder auf der Eltern in den Schoß. Wenn auf die Eltern Schoß, geben die Muttergesellschaft der MP3-Player und Ohrhörer, sagen Sie ihr / ihm zu starten. Wenn das Kind sitzt allein kann Muttergesellschaft neben sitzen. Kinder, die unruhig sich während der Videoaufnahme kann im Allgemeinen gefördert werden, um "den Film."
   2. Stellen Sie sicher, dass das Gesicht des Kindes sichtbar im Camcorder. Erneut prüfen, wenn das Kind bewegt sich. Passen Sie Beleuchtung in Raum benötigt.
   3. Schreiben Kindes Informationen über eine trocken abwischbare Whiteboards (Pseudonym, Geschlecht, Besuch, Video, Datum, Geburtsdatum, Alter). Am Camcorder und drücken Sie Record ein. Drücken Rekord auf DTE. Film the Whiteboard für 10 sek.
   4. Auf dem Laptop spielen das erste Video, indem Sie auf "Ansicht", gefolgt von "Enter Full Screen."
   5. Nachdem das Video beendet ist, drücken Sie die Stopp-Taste auf der DTE. Wenn das Kind bereit ist, kann ein weiteres Video präsentiert werden. Alternativ kann dies eine gute Zeit für eine Pause sein. Einige Kinder mit ASD müssen regelmäßig Pausen, aber andere können es vorziehen, alle Videos in einer Reihe zu sehen.
5. Belohnen Sie Kindern mit einem Geschenk am Ende des Besuches.

3. Coding Zurück im Labor

1. Überprüfen Sie, ob das Kind Augenbewegungen bereits auf dem DTE digitalisiert.
   1. Importieren Sie diesen Film zu einem nonlinearen Editing-Programm, das Format (. Avi) durch unsere kundenspezifische Kodierung Programm verwendet konvertieren und exportieren Sie dann zu einem sicheren Speichermedium.
2. Code bei jedem Video nach ihrer spezifischen Layout (dh. Anordnung der Einarbeitung / Lehre, Baseline und Test-Studien).
   1. Tab throug h des Kindes Film und die Rahmen zu finden, wo die Wellenform des 1kHz sichtbar ist, die anzeigt, dass ein visueller Stimulus wird auf das Kind präsentiert.
   2. Beginnen Kodierung während der intertrial Intervall (ITI) vor jedem Target-Studie (dh, es gibt keinen Ton und die Zentrierung Licht präsentiert, das Kind sollte Zentrierung oder Wegschauen). Tab vor Frame für Frame, Aufzeichnung jede Änderung des Blicks als L (links), R (rechts), C (die Mitte) oder A (entfernt: oben, unten, ganz links, ganz rechts, hinten).

Die kodierenden Programm-Ausgänge Spalten von Zahlen, die den Zeitpunkt und die Art der einzelnen Code eingegeben. So bedeutet TSC 33.499 daß am Beginn der Studie, 3,3499 Sekunden vom Beginn des Videos, das Kind zum Zentrum betrachtet.

Die kodierenden Arrays werden durch eine benutzerdefinierte matlab-Analyse-Programm, das die spezifischen Layout-welcher Seite zugreift analysierte das Spiel für jeden Versuch-jedes Video.

ve_content "> Die Analyse-Programme berechnen dann das Kind Dauer und Blickrichtung in jedem codierten Studie des Kindes Latenz auf den ersten Blick an der passenden Reiz, und die Anzahl, wie oft das Kind schaltet Aufmerksamkeit während jedem codierten Studie.

Wir vergleichen dann Kinder suchen während der Baseline vs Testversuchen auf (a) die Dauer der Blick auf den passenden Bild, (b) Latenz ersten Blick auf den passenden Bild (c) Zeitverlauf der Suche nach den beiden Bildern während des gesamten Prozesses und (d) Anzahl der Schalter der Aufmerksamkeit.

Das Grundprinzip ist, dass Kinder, die sprachliche Reiz verstehen mehr Blick auf die passenden Bild während des Test-Studie, als sie während der Baseline-Studie hatten, dass sie schneller aussehen (wenn der Prozess beginnt) an der passenden Bild als die nicht übereinstimmende Bild, und dass sie die Aufmerksamkeit weniger schaltet während der Testläufe als während der Baseline-Studien, da die sprachlichen StimulusFühren ihrer suchen.

Der einzige Unterschied zwischen dem Ausgangswert und Testversuchen ist die sprachliche Audio, die visuelle Reize sind die gleichen, aber die Grundlinie Studien haben eine nondirecting Audio (zB "! Hier schauen"), während die Testläufe haben eine Regie-Audio (zB "Wo ist toopen ? ") deshalb den Vergleich Testversuche zur Grundlinie Studien für die Dauer und schaltet Aufmerksamkeit Maßnahmen erzählt uns, wie viel der Regie Audio Führung der Kinder suchen Mustern. Auch, wenn die Kinder die Regie Audio zu verstehen, sollten sie schneller Blick auf die passenden Bild als bei der nicht übereinstimmenden Bild.

Results

Ein Beispiel für suchen Mustern von Kindern getestet P-IPL ist in Abbildung 3 dargestellt. Anzeigen der NounBias Video, sah TD Kinder 21 Monate alt mehr im passenden Bild während des Tests im Vergleich zum Ausgangswert Studien zeigt sie die neuen Wörter auf Objekte anstelle Aktionen zugeordnet werden. ²¹ Kinder mit ASD durchschnittlich 33 Monate alt verhielten sich ähnlich, mit ähnlichen Effekt Größen. ^21,24 Deshalb zeigen Kinder mit ASD ein ähnliches Wort lernen Bias TD Kinder. Anzeigen der SVO Wortstellung Video, Kinder in beiden Gruppen zeigten auch mehr suchen, um passende Bilder während der Prüfung gegenüber dem Ausgangswert (dh signifikante Verständnis), demonstriert Verständnis der englischen Wortstellung (z. B., dass "Das Mädchen drückt den Jungen" ist ein anderes Verhältnis Von "Der Junge drückt das Mädchen"). ^3,14,21 Developmental Unterschiede sind mit dem wh-Frage Video gesehen, wie TD Kinder zeigten signifikante UMFASSENDEIonen bei 28 Monaten, während signifikante Verständnis wurde bei Kindern mit ASD bei 54 Monaten des Alters gefunden. ¹⁰ Daher sind Kinder mit ASD zu lernen, wie richtig zu interpretieren Fragen wie "Was hat der Apfel Hit?" verzögert

Abbildung 3. Kinder Prozent suchen Zeit zu dem Spiel (dh Objekt, anstatt Aktion), während Sie das Nomen Bias Video. Zeigt Kinder Prozent suchen Zeit zu dem Spiel (dh Objekt, anstatt Aktion), während Sie das Nomen Bias Video.

Abbildung 4 zeigt die detaillierte Zeitverlauf Analysen von TD Kindern Betrachten der ShapeBias Video an vier aufeinander folgenden Aufenthalte, Spanning 20-32 Monate. Blaue Linien zeigen mich auf das Spiel (dh gleiche Form Objekt); beachten Sie, dass die Höhe der blauen Linien während the Testversuche (rechte Seite jeder Kurve) steigt mit dem Alter, zeigt zunehmende Form Präferenzen. Außerdem ist, wie die Kinder älter werden, steigen die blauen Linien auf das Spiel früher in der Studie, was darauf hinweist, dass sie das Verständnis der Regie Audio schneller mit dem Alter. Roten Linien zeigen Wegschauen; beachten Sie, dass die Breite der roten Linien mit dem Alter abnimmt, wenn Kinder weniger Zeit damit verbringen, entfernt. Rosa Linien zeigen sich auf dem Center während der ITI, wir verwenden diese, um sicherzustellen, dass Kinder nicht vorgespannt werden, bevor der Prozess beginnt. Diese IPL-Daten bestätigen die von anderen Methoden, die die Form Bias ein zunehmend starkes Wort lernen Prinzip für TD Kinder. Allerdings haben drei Wiederholungen noch nicht demonstrieren eine signifikante Wort-basierte Form Bias bei den Kindern mit ASD gelungen. ^17,24

Abbildung 4. TD Kinder timecourse zu suchen, während Sie die Form Bias Video. Zeigt TD Kinder Zeitverlauf der mich auf das Spiel, nonmatch, Mitte und entfernt, während sich die Form Bias Video. Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen .

Abbildung 5 zeigt die Zeitverlauf Daten für die gleichen Kinder mit ASD, wenn sie 41 Monate alt gemittelt, während sich die syntaktische Bootstrapping Video, wenn sie gefragt werden, um neue Verben mit umgebenden Satz Frames (zB lernen, dass gorping in "Die Bestimmung Ente gorping der Hase "bezieht sich auf eine ursächliche Wirkung, anstatt zu einer nicht verursacht Aktion). Syntaktische Bootstrapping ist ein anderes Wort Lernprinzip in vielen Studien TD Kinder repliziert. Beachten Sie, dass die Kinder mit ASD mehr Blick auf die nicht übereinstimmende Bild (grüne Linien) während der Baseline-Studien, jedoch dann ihr sucht mehr auf die gerichtetepassenden Bilder (blaue Linien) in der zweiten Hälfte der Test-Studien, wenn sie aufgefordert werden, die Referenten des Romans Verb zu finden (zB "Finde gorping!"). Als Gruppe waren diese Kinder mit ASD damit in der Lage, korrekt abzubilden das Verb auf die ursächliche Wirkung. Cross-Besuch Regressionen zeigen, dass die Kinder mit ASD, die mehr auf dem Spiel sah während der Syntaktische Bootstrapping Video kürzere Latenzen musste dem Spiel, wenn sie das Wort Auftrag Video angesehen, 8 Monate zuvor. ¹⁴

Abbildung 5. Kinder mit ASD Zeitverlauf zu betrachten, während Sie das Syntaktische Bootstrapping Video. Zeigt Kinder mit ASD Zeitverlauf der mich auf das Spiel, nonmatch, Mitte und weg, während sich die syntaktische Bootstrapping Video.

Discussion

Besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Programmierer zu sein 'taub' to / Unkenntnis der konkreten Reize, die das Kind auf einer gegebenen Studie erfahren, so dass sie nicht wissen, welche Seite die passenden ein und versehentlich Bias ihre Codierung. Dies stellen wir über die Aufnahme des 1kHz am ^2. Audiokanal des Videos, das dann auf die Folie des kindlichen Augenbewegungen kopiert wird. Die Wellenform diesem Ton bietet die visuelle Anzeige des Beginns und Offset der einzelnen Studien und damit die Abgrenzung der Studien ohne den Codierer zu wissen, ihre Video-oder Audio-Inhalte.

Es ist sehr wichtig, um sicherzustellen, dass die Analyse u.dgl Konto des Links-Rechts-Schalter, wenn Kinder kodiert sind (dh, wenn der Abgleich Szene auf der linken Seite, während sich das Kind gerade auftritt, so fällt sie anscheinend auf der rechten Seite zu der Augenbewegung Coder, und umgekehrt).

Intercoder Zuverlässigkeitsbewertungs Ertrag Korrelationen von etwa 0,98 für Paare von erfahrenen Programmierern auf zufällige Auswahl von 10% der Daten; ³ mit weniger erfahrene Programmierer oder wenn es hohen turn-over in den Programmierern über die Teilnehmer der Studie verwendet, empfehlen wir, dass jedes Kind die Augenbewegungen von mindestens 2 Personen codiert und zu verlangen, dass ihre Codes (in der Regel Dauer übereinstimmen) innerhalb von 0,3 sec voneinander entfernt sein für jeden Versuch. Wenn sie nicht sind, dann eine dritte, vierte oder fünfte Person sollte codieren das Kind bis Zuverlässigkeit erreicht. ¹⁷

Mit Teilnehmern Kleinkindalter und / oder Kinder mit Entwicklungsverzögerungen, ist es unvermeidlich, dass einige nicht an beiden Szene betrachten einige Anteil der einzelnen Studien, und für einige Studien, niemals. Die folgenden Konventionen werden in der Regel für diese Verfehlungen der Aufmerksamkeit angewandt: (a) Kinder brauchen, um mindestens eine Szene für ein Minimum von 0,3 sec schauen für diese Studie gezählt werden. Ansonsten ist es ein fehlendes Studie. (B) Für eine gegebene Video, Kinder brauchen, um Daten für mehr als die Hälfte der Test-Prüfungen, um im letzten Datensatz enthalten werden kann. (C) Fehlende Studien werden mit dem Mittelwert über Kinder in dieser Altersgruppe / Zustand für dieses Element ersetzt.

IPL ist eine Methode, Kinder frühesten Abbildungen von sprachlichen Formen (dh Wörter und Sätze) tippt auf referentielle (dh, Objekte und Aktionen) oder propositionalen (dh Beziehungen und Ereignisse) Bedeutungen. Es kann verwendet werden, um die Prozesse, mit denen Kinder verschiedener Altersstufen neue Wörter lernen, sowie das Alter, an dem sie verstehen, verschiedene Arten von grammatischen Formen zu beurteilen. Durch die Forderung nur Augenbewegungen als offene Indikatoren Verständnis (oder auch nicht), kann IPL mit Kleinkindern, deren Verhalten die Einhaltung allgemein niedrig ist, sowie mit einigen speziellen Populationen wie Kinder mit ASD verwendet werden. Darüber hinaus, da diese Technologie an Kinderheime gebracht werden kann, kann es auch mit Populationen, die hart sind, verwendet werdenin herkömmlichen Laboren, wie Kinder aus niedrigen sozio-ökonomischen Gruppen, Kinder in ländlichen Gemeinden und zweisprachige Kinder aus einsprachigen nicht muttersprachlichen Eltern zu erreichen. Neuere Methoden der Analyse dieser Augenbewegungen sind aufschlussreich interessante und wichtige Effekte des Lernens verschiedene Arten von Sprachen, und lernen Wörter in verschiedenen Altersstufen. Zukünftige Pläne umfassen die Verwendung von IPL gleichzeitig mit bildgebenden Methoden, so dass die Kinder die Gehirnaktivität während Sprachverständnis mit ihren Verhaltensindikatoren verglichen werden können.

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DTE	DTE Technologie	FS-H200
Noise Cancelling-Kopfhörer	Sony	MDR-NC60