Comparación de los datos de Eye-tracking de los niños con Tea de alto funcionamiento, Comorbid ADHD y de un Control viendo Videos sociales

Resumen

Se trata de un análisis de estudio de caso comparativo cualitativo de los datos de seguimiento de ojo en los primeros momentos de escenas de vídeo sociales visto por tres participantes: uno con trastorno del espectro autista, uno con comorbid desorden hiperactivo de déficit de atención y una control de neurotípicos.

Resumen

Los niños con trastornos del espectro autista (TEA) son conocidos por tener déficits de procesamiento sensorial perceptivo que debilitan su capacidad para atender y percibir los estímulos sociales en contextos de vida cotidiana. Puesto que los episodios sociales diarios consisten de sutiles cambios dinámicos en información social, el hecho de atender o procesar sutiles señales no verbales humanas, tales como expresión facial, posturas y gestos, podría dar lugar a interacción social inadecuado. Escalas de calificación conductual tradicional o herramientas de evaluación basadas en escenas sociales estáticos tienen limitaciones en la captación de los cambios momento a momento en escenarios sociales. Una evaluación de eye-tracking, que puede administrarse en un modo de vídeo, es preferida por lo tanto, para aumentar la observación clínica. En este estudio, mediante el diseño de caso único de comparación, los datos de seguimiento de ojo de tres participantes, un niño con trastorno del espectro autista (TEA), otro con comórbidos trastorno hiperactivo de déficit de atención (TDAH) y un control de neurotípicos, son capturados mientras que ven un video de escenarios sociales. El experimento de eye-tracking ha ayudado a responder a la pregunta de investigación: ¿Cómo difiere la atención social entre los tres participantes? Predefinir las áreas de interés (AOIs), su atención visual en estímulos sociales relevantes o irrelevantes, a qué velocidad cada participante asiste a los primeros estímulos sociales que aparecen en los videos, por cuánto tiempo cada participante continúa atender a los estímulos dentro las AOIs y la mirada cambios entre múltiples estímulos sociales que aparecen simultáneamente en la misma escena social son capturados, en comparación y analizados en un experimento de eye-tracking basado en video.

Introducción

Las personas con TEA se saben que se caracteriza por déficits conductuales en comunicación social, basada en la evidencia conductual convencional de evaluación observación estructurada y entrevistas de los padres. Además, anormalidades del procesamiento sensorial se han incorporado recientemente en los criterios diagnósticos del DSM-5 de ASD¹. Procesamiento de la información social consiste en el procesamiento sensorial perceptivo nivel inferior y mayor procesamiento cognitivo social nivel de información social. Procesamiento sensorial-perceptual se refiere a la capacidad de atender a los estímulos sociales y codificarlos en un banco de memoria a corto plazo para la recuperación instantánea y planificación de la respuesta, mientras que el procesamiento cognitivo social se refiere a la interpretación de la información social por razonamiento social y resolución de problemas^2,3. Como tal, déficits sociales del procesamiento de la información conducen a menudo a otras características psychobehavioral, tales como ansiedad social y falta de atención. Esto puede ilustrarse el comorbid alta tasa de prevalencia de Tea con trastorno hiperactivo de déficit de atención (TDAH). La gama de comorbilidad para el TDAH en el DSM se ha estimado en 30% a 80%, mientras que la presencia de comorbid ASD en el TDAH se ha estimado en 20% a 50%⁴.

Se han propuesto dos hipótesis principales para explicar los déficits en el procesamiento de información social, a saber, mejor funcionamiento perceptivo (EPF) y débil coherencia central (CMC). EPF se refiere al overattentiveness a o preocupación con partes específicas de individuos con ASD, mientras que el CMI se refiere a su debilidad para derivar la esencia de todo tirando las interelement relaciones de las partes⁵. Ambos marcos teóricos dan testimonio de su fracaso a nivel mundial configurar o procesar los múltiples estímulos simultáneamente presentados en un contexto social limitado^6,7. En una cara anterior estudio de reconocimiento de emociones mediante la expresión estática de la cara fotos de⁸, se encontró que el grupo ASD tendió a mostrar localizada procesamiento de rasgos faciales (como la forma de la boca) usando EPF, pero parecen ser más débiles en configural proceso, que exige reunir más abstracta de conceptos perceptuales como postulado por el CMI, como las relaciones espaciales entre múltiples componentes faciales (e.g., la distancia entre las cejas y la intensidad de la mirada) ^9,10.

Puesto que los episodios sociales diarios consisten de dinámicos cambios sutiles de momento a momento en información social, el hecho de asistir o participar en el procesamiento sensorial percepción de sutiles señales no verbales humanas, tales como gestos, posturas y expresión facial y a sentido de las relaciones de los distintos estímulos sociales podrían conducir a inadecuado procesamiento cognitivo social. Experimentos de eye-tracking han utilizado cada vez más para complementar la observación clínica en estudios de procesamiento de información social. Los datos de seguimiento de ojos, en forma de patrones de scanpath, fijación visual cuentas y duración visual, han sido importantes biomarcadores para investigar información social en ASD^{11,12,13,14 ,15}.

En este estudio, ilustramos el uso de la técnica de eye-tracking para investigar si los dos participantes con TEA y con TDAH Tea procesan diferentemente que los niños neurotípicos los primeros momentos de escenas de vídeo sociales. El equipo de eye tracker captura cuatro índices principales durante la visión: el número de fijaciones visuales, la primera duración de la fijación, la duración total de la fijación y el scanpath patrones en forma de arreglo espacial o secuencia de puntos de fijación. De esta manera, a qué velocidad cada participante atiende a los estímulos audiovisuales predefinida por AOIs como aparecen por primera vez en las escenas sociales, para cuánto tiempo siguen a mirar las AOIs, y su mirada cambia entre múltiples AOIs que aparecen simultáneamente en el mismo escena social puede ser capturado. Cualquier retraso para fijar AOIs durante los primeros momentos (es decir, 500 ms) y la trayectoria de los scanpaths proporcionan evidencia importante para análisis de datos. Resultados representativos del análisis cualitativo de este estudio comparativo de caso único con este paradigma se divulgan.

Protocolo

Se obtuvo consentimiento de los padres y participante durante el proceso de reclutamiento en una escuela primaria y un centro de servicio de los niños para ASD en Hong Kong y el estudio fue aprobado por el Comité de revisión ética de la Universidad de la Universidad de Educación de Hong Kong.

1. el uso de la evaluación de un Video

1. Producir varios videos sociales, alrededor de un minuto largo, que consisten en situaciones de la vida diaria con varias personas en un contexto social (figura 1).
   1. Producir varios videos sociales, alrededor de un minuto largo, que consisten en situaciones de la vida diaria con varias personas en un contexto social. Para los tres niños en nuestro estudio de caso, cada niño había observado los mismos tres vídeos. El primer video se muestra el siguiente escenario social. En una cafetería llena de gente, un estudiante puntos un asiento desocupado que simultáneamente está ocupado por una señora que está hablando por teléfono y pone su bolso en el asiento con no conciencia de su petición (figura 1). El segundo video se muestra el siguiente escenario social. Los estudiantes están jugando una partida de ajedrez mientras que un estudiante desconocido viene demasiado cercano para verlos jugar el juego. El tercer video se muestra el siguiente escenario social. Pintura de un niño es arruinado cuando su amigo accidentalmente derrama agua de un vaso sobre la mesa.
2. Llevar a cabo revisiones experto de todos los videos. Seleccionar los escenarios sociales que están de acuerdo en la mayoría de los expertos como con intención, emociones y pensamientos a través de sus expresiones y gestos de los actores.

2. reclutamiento de los participantes

1. De la piscina de los participantes que cumplen la inclusión de la investigación criterios, seleccionar y combinar los participantes con TEA, con ASD-TDAH, y neurotípicos controles usando sus informes médicos de diagnóstico y las puntuaciones del percentil de progresiva estándar de Raven Matrices de¹⁶.
2. Convertir sus puntuaciones del percentil de Raven en cinco rangos de percentil. Seleccionar participantes que realizan en los niveles II o III (promedio) y excluyen a quienes anotó por encima de rango (encima de la media) o en el rango IV (por debajo de la media).

3. experimento de eye-tracking de

1. Montaje experimental
   1. Por un lado de la habitación de eye-tracking, mostrar los videos en un monitor de LCD de 23 pulgadas a color con una resolución de pantalla de 1920 x 1080 píxeles, utilizando un rastreador de ojos a una distancia de aproximadamente 60 cm del participante. Tienen un investigador utilice el rastreador de ojos desde el otro lado de la habitación de eye-tracking (figura 2).
   2. Tienen otro investigador sentarse junto al participante e instruir a los participantes a mirar la pantalla del monitor. Coloque al monitor frente al niño en el otro lado de la partición y conectar con el tracker de ojo. La elección de los equipos de eye-tracking, pruebas de medio ambiente y la configuración de los procedimientos son previamente discutieron¹⁷.
2. Proceso de calibración
   1. Instruir a los participantes para ver los puntos de calibración que establece los límites de la visión a través de la pantalla mediante la captura de los movimientos del ojo córnea reflectancia en el infrarrojo la tecnología. La calibración se realiza correctamente si todos los puntos verdes o líneas caen dentro de los puntos del círculo gris.
   2. Repita la calibración si algunos de los puntos verdes o líneas no entran dentro de la gris del círculo puntos.
3. Visualización de los videos
   1. Instruir a los participantes para ver los videos sociales uno tras otro y capturar sus datos de movimiento del ojo durante la visión utilizando el rastreador de ojos.

4. Análisis de datos

1. Definir y establecer la fijación del primer momento de AOIs.
   1. Elegir objetivos relevantes para el contexto (cara, manos, objetos específicos, etc.) en sus iniciales 500 ms de aparición en cada escena del video como AOIs (figura 3) y las AOIs en el cuadro de información en el panel izquierdo de la etiqueta.
   2. Sobre la terminación de la incorporación y selección de AOIs en el marco actual, mueva los cursores en la barra de línea de tiempo en el panel inferior al siguiente fotograma.
   3. Ajuste manual de la ubicación y límite de AOIs en cada fotograma del vídeo en el software de vídeo de presentación del rastreador de ojos como el cambio de áreas de destino en cada marco de tiempo del vídeo debido al movimiento de las personas u objetos como la historia de la dev video social Elops.
   4. Haga clic en el botón seleccionar en el panel superior y añadir AOIs nuevos a la nueva escena si es necesario. Si algunos AOIs existentes están presentes para 500 ms en la escena actual (la marca de tiempo del vídeo se puede comprobar en el panel izquierdo de la parte inferior) o si no son relevantes en el nuevo marco en el video, haga clic derecho sobre estos AOIs para desactivar en el nuevo marco.
2. Ejecute un análisis estadístico de los índices de seguimiento de ojo. Siga los pasos de procesamiento de datos estadístico en el perseguidor del ojo como se describe a continuación.
   1. Elegir las grabaciones de los niños.
   2. Seleccione el archivo de los medios de comunicación para el análisis.
   3. Seleccione los videos disponibles.
   4. Haga clic en analizar medios seleccionado.
   5. Seleccione la estadística descriptiva (e.g., suma).
   6. Elegir las medidas dependientes en los parámetros (ej., primera fijación duración, visita la cuenta).
   7. Elegir registros en filas.
   8. Seleccione Resumen de los medios de comunicación AOI en columnas.
   9. Haga clic en actualización para analizar los patrones de eye-tracking. Los resultados de las métricas de seguimiento de ojo patrón se muestran en la pantalla.
3. Crear el scanpath de una escena de los datos de seguimiento ocular.
   1. Seleccione visualización y GazePlot en el software.
   2. Seleccionar los medios de comunicación y las grabaciones en el panel izquierdo para visualización.
   3. En la línea de tiempo de fondo, mueva el cursor inferior al principio de la escena de destino y mover el cursor superior hasta el final de la escena de destino.
   4. Asegúrese de que acumular es elegido para que el campo de datos mostrar el scanpath acumulativo.
   5. Haga clic en exportación y visualización de imagen para guardar el scanpath como un archivo de imagen separado.

Resultados

Los datos de seguimiento de ojo de los tres niños hablando en Cantonés (con ASD, ASD-ADHD y un control) de edades comprendidos entre las edades de 7 y 9 ver tres videos sociales utilizando el paradigma mencionado se presentan aquí (tabla 1).

La primera duración de fijación (por el destino de 500 ms AOI) fue mayor para los niños neurotípicos (150 ms) que para los niños Tea y TDAH Tea (ambos 110 ms). La duración d...

Discusión

La duración de la fijación del primer momento fue menor para los niños ASD-ADHD y ASD que para los niños neurotípicos. La duración de la fijación total fue menor para el niño con TDAH Tea que los niños neurotípicos, demostrando una reducción general de la atención visual a los estímulos sociales. Esto demostró que el niño con ASD-TDAH mostraron un retraso en la atención a la entrada de los estímulos sociales en una escena social. Este retraso puede hacer el niño omitir registrar importante información social momentáneo, ...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Tobii Pro TX300	Tobii	N/A	Rastreador ocular basado en pantalla (frecuencia de actualización de 300Hz)
Tobii Pro Studio	Tobii	N/A	Software para analizar datos de seguimiento ocular