22. April 2015
Wir beschreiben, wie man eine Reihe von Verhaltensaufgaben implementiert, um die Verarbeitung und Integration von sensorischen Reizen bei Kindern mit ASS zu untersuchen. Ziel ist es, individuelle Unterschiede in der zeitlichen Verarbeitung einfacher auditiver und visueller Reize zu charakterisieren und diese mit Wahrnehmungsfähigkeiten höherer Ordnung wie der Sprachwahrnehmung in Beziehung zu setzen.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, psychophysische Verhaltensprüfungen zu verwenden, um individuelle Unterschiede in der zeitlichen Verarbeitung auditorischer und visueller Reize bei Kindern mit Autismus-Spektrum-Störung und typischer Entwicklung zu charakterisieren. Dies wird erreicht, indem zunächst die notwendigen Reize erstellt und die zeitliche Präzision der Reizpräsentation überprüft wird. Der zweite Schritt besteht darin, Probanden mit normalem Hörvermögen und Sehvermögen auszuwählen.
Als Nächstes erläutern Sie dem Teilnehmer die Anweisungen und lassen Sie jede Aufgabe ausführen. Der letzte Schritt besteht in der Analyse der Daten jeder Aufgabe und dem Vergleich von Leistungsunterschieden über alle Aufgaben hinweg. Letztendlich dient diese Verhaltensbatterie dazu zu zeigen, wie die Charakterisierung individueller Unterschiede in der zeitlichen Verarbeitung bei Kindern mit Autismus verwendet werden kann, um sensorische Verarbeitungsdefizite zu bewerten, die möglicherweise mit höherstufigen Beeinträchtigungen in der sozialen Kommunikation zusammenhängen.
Unsere Welt besteht aus einer Vielzahl von Informationen verschiedener Sinne. Daher ist es äußerst wichtig zu verstehen, wie das Gehirn sensorische Informationen der unterschiedlichen Sinne kombiniert. Störungen der sensorischen Verarbeitung werden mittlerweile als Kernsymptom der Autismus-Spektrum-Störung anerkannt.
Mit dieser neuartigen Methode können wir besser verstehen, wie Kinder mit Autismus sensorische Informationen wahrnehmen und verarbeiten, in der Hoffnung, dass wir mithilfe dieser Verfahren Behandlungsstrategien entwickeln können. Erzeugen Sie zunächst zwei 16 Millisekunden lange Audiodateien mit 500 Hertz und 1000 Hertz. Überprüfen Sie mit einem Schallpegelmessgerät die Lautstärke jedes Tons und stellen Sie sicher, dass sie mit 60 Dezibel abgespielt werden.
Um einen visuellen Stimulus zu erzeugen, generieren Sie ein Bild mit schwarzem Hintergrund und einem weißen Ring, der auf einem Fixationskreuz zentriert ist. Danach lassen Sie einen Muttersprachler vor einer Kamera sitzen und jeden Sprachstimulus aufnehmen. Um die Audiospur jeder Aufnahme zu exportieren, öffnen Sie das Fenster mit den Exporteinstellungen des Videobearbeitungsprogramms.
Aktivieren Sie das Kontrollkästchen „Exportieren des Audios“. Klicken Sie dann auf das Formatmenü und wählen Sie „Wave-Audiodatei“. Klicken Sie auf „Exportieren“, um die Audiospur als Wave-Datei zu speichern.
Um die visuelle Komponente jeder Spur zu exportieren, kehren Sie zum Fenster mit den Exporteinstellungen zurück und aktivieren Sie das Kontrollkästchen „Video exportieren“. Klicken Sie dann auf das Formatmenü und wählen Sie H 2 64. Klicken Sie auf „Exportieren“, um die visuelle Komponente als separate AVI-Datei zu speichern.
Schließlich, um den McGurk-Reiz zu erzeugen, verwenden Sie das stumme G-Video und die Audiospur des BA-Videos. Importieren Sie beide Dateien vom Desktop. Ziehen Sie anschließend die Datei „GA V only dot AVI“ in die Videospur im Programmsequenzmenü und die Audiodatei „BA A only dot wave“ in die Audiospur im Programmsequenzmenü.
Jetzt sieht die Versuchsperson den visuellen Reiz für „ga“, hört jedoch den auditorischen Reiz: Ba Ba. Befestigen Sie zunächst eine Kinnauflage am Tisch der Versuchsperson. Überprüfen Sie anschließend mithilfe eines Oszilloskops, einer Fotovoltaikzelle und eines Mikrofons den Reiz, die Dauer sowie die asynchrone Reizbeginnzeit am Computer.
Drücken Sie dazu die Pause-Taste auf dem Oszilloskop, um den Bildschirm zu fixieren. Nachdem der Reiz abgespielt wurde, wird ein Raster über den Bildschirm des Oszilloskops gelegt, das als Maßstab dient. Überprüfen Sie die Reizdauer, indem Sie die Länge der Wellenform von jedem Kanal im Vergleich zum Maßstab auf dem Oszilloskop betrachten.
Die asynchrone Stimulusonset-Zeit wird überprüft, indem der Abstand zwischen den beiden Wellenformen betrachtet wird. Anschließend führen Sie eine Sehtestung bei jedem Teilnehmer mithilfe einer Snellen-Sehtafel durch, um sicherzustellen, dass alle Teilnehmer eine Sehschärfe von 20/40 oder besser aufweisen, und notieren Sie die tiefste Zeile, die der Teilnehmer korrekt angeben kann. Danach testen Sie das Hörvermögen jedes Teilnehmers an vier verschiedenen Schwellenwerten mit einem Audiometer.
Weisen Sie den Probanden an, bei jeder Wahrnehmung eines Tons eine Hand zu heben. Nach Abschluss der Überprüfung führen Sie den Probanden in einen schwach beleuchteten, schallisolierten Raum, in dem das Experiment durchgeführt wird. Platzieren Sie den Probanden 60 Zentimeter vor dem Computermonitor, um sicherzustellen, dass die Reize für jeden Probanden dieselbe Intensität aufweisen.
Um den ersten Test zu beginnen, weisen Sie den Teilnehmer an, einen Lichtblitz und einen Ton zu beobachten. Erklären Sie dem Teilnehmer, dass die Aufgabe darin besteht, zu entscheiden, ob der Lichtblitz und der Ton gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten. Weisen Sie den Teilnehmer dann an, die Taste eins zu drücken, wenn die Reize gleichzeitig auftreten, und die Taste zwei zu drücken, wenn die Reize zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten.
Bei dem zweiten Test beginnen Sie damit, den Teilnehmer aufzufordern, zwei Pieptöne zu hören, die bei zwei unterschiedlichen Frequenzen präsentiert werden. Weisen Sie den Teilnehmer an, die Eins auf dem Ziffernblock zu drücken, wenn der hohe Ton zuerst ertönt, oder die Zwei zu drücken, wenn der tiefere Ton zuerst ertönt. Danach bitten Sie den Teilnehmer, zwei Kreise zu beobachten.
Ein Kreis erscheint oberhalb eines zentralen Fixierungskreuzes und der andere unterhalb. Weisen Sie den Teilnehmer an, die Eins auf dem Ziffernblock zu drücken, wenn zuerst der obere Kreis präsentiert wird, und die Zwei, wenn zuerst der untere Kreis präsentiert wird. Fordern Sie den Teilnehmer anschließend auf, einen kurzen Lichtblitz auf dem Bildschirm wahrzunehmen und einem einzelnen Ton zu lauschen. Weisen Sie den Teilnehmer an, die Eins auf dem Ziffernblock zu drücken, wenn zuerst der Ton ertönt, und die Zwei, wenn zuerst der Lichtblitz erscheint.
Für den dritten Test weisen Sie die Versuchsperson an, das Video anzusehen, in dem die Silbe BA gesprochen wird, und bitten Sie sie dann, die Taste auf der Tastatur zu drücken, die der Silbe entspricht, die sie im Video wahrnimmt. Weisen Sie sie beispielsweise an, die Taste B zu drücken, wenn sie die Silbe „bah“ wahrnehmen, oder die Taste G, wenn sie GA wahrnehmen. Repräsentative Ergebnisse der Gleichzeitigkeitseinschätzungsaufgabe werden hier gezeigt.
Es gibt einen Zeitraum, innerhalb dessen visuelle und auditorische Reizpaare mit einer Verzögerung präsentiert werden können und auf einem hohen Anteil der Versuche als synchron wahrgenommen werden. Darüber hinaus weist eine Person mit Autismus-Spektrum-Störung ein breiteres zeitliches Bindungsfenster auf als eine Person mit typischer Entwicklung. Hier wird die durchschnittliche Genauigkeit der einzelnen Aufgaben zur zeitlichen Reihenfolgebewertung bei unterschiedlichen Verzögerungen dargestellt.
Wenn die Verzögerung zunimmt, steigt die durchschnittliche Genauigkeit unter allen Bedingungen an. Die durchschnittliche Genauigkeit für die audiovisuellen Reize ist geringer als die für die ausschließlich auditiven oder visuellen Reize. Schließlich werden hier repräsentative Daten aus der McGurk-Aufgabe mit beiden Versuchspersonengruppen gezeigt.
Autismusbetroffene, dargestellt in Rot, nahmen die fusionierte auditorisch-visuelle Silbe „da“ signifikant seltener wahr als Probanden mit typischer Entwicklung, dargestellt in Schwarz. Darüber hinaus wird als Beispiel für die Nützlichkeit dieser Testbatterie die Wahrscheinlichkeit der McGurk-Wahrnehmung bei einzelnen Probanden gegenüber ihrem zeitlichen Bindungsfenster aus der Gleichzeitigkeitsbeurteilungsaufgabe abgetragen. Es bestand eine negative Korrelation zwischen der McGurk-Wahrnehmung und dem zeitlichen Bindungsfenster, sodass Teilnehmer mit geringer McGurk-Wahrnehmung ein größeres zeitliches Bindungsfenster aufwiesen.
Diese Testbatterie ist sehr nützlich, um zu verstehen, wie die sensorische Verarbeitung und sensorische Empfindlichkeit bei Autismus variieren und wie dies mit der Sprachverarbeitung zusammenhängt. Unser langfristiges Ziel besteht darin, diese Aufgabenbatterie in Umgebungen wie EEG und fMRT einzusetzen, um mehr über die neuronalen Grundlagen dieser Phänomene zu erfahren. Bei der Anwendung dieses Verfahrens ist es wichtig zu beachten, dass das Format dieser Aufgabenbatterie voraussetzt, dass alle Teilnehmer über die notwendigen rezeptiven Sprachfähigkeiten verfügen, um die mündlichen Anweisungen zu jeder Aufgabe zu verstehen.
Daher ist diese Batterie derzeit nur für hochfunktionierende Individuen mit Autismus geeignet.
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In diesem Artikel wird ein Verfahren für psychophysische Verhaltensuntersuchungen beschrieben, das darauf abzielt, die sensorische Verarbeitung bei Kindern mit Autismus-Spektrum-Störung (ASD) zu verstehen. Die Studie konzentriert sich auf individuelle Unterschiede in der zeitlichen Verarbeitung auditorischer und visueller Reize sowie deren Beziehung zu wahrnehmungsbezogenen Fähigkeiten höherer Ordnung.
Die quantitative Erfassung der sensorischen und multisensorischen zeitlichen Verarbeitung bei Kindern mit Autismus-Spektrum-Störung (ASD) schließt eine entscheidende Lücke bei der frühen Entdeckung neurodevelopmentaler Biomarker. Diese psychophysikalische Testbatterie ermöglicht eine präzise Charakterisierung von Defiziten in der sensorischen Integration und liefert damit Hinweise zur Zielvalidierung und zur Reduzierung mechanistischer Risiken in translationalen Neurowissenschaftsprojekten. Die standardisierte Messung der zeitlichen Bindungsfenster und der multisensorischen Integration stärkt die Vorhersagekraft bei der Verknüpfung sensorischer Phänotypen mit funktionellen Ergebnissen höherer Ordnung.
Diese psychophysikalische Testbatterie ist in die Entwicklungs- bis präklinische Bandbreite der Forschung zu neurodevelopmentalen Störungen integriert und unterstützt sowohl die frühe Zielvalidierung als auch translationsorientierte Biomarker-Strategien.