RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
he_IL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
אנו מתארים כיצד ליישם סוללה של משימות התנהגותיות כדי לבחון את העיבוד והאינטגרציה של גירויים חושיים בילדים עם ASD. המטרה היא לאפיין הבדלים אינדיבידואליים בעיבוד זמני של גירויים שמיעתיים וויזואליים פשוטים ולקשר אותם למיומנויות תפיסתיות מסדר גבוה יותר כמו תפיסת דיבור.
בנוסף לליקויים בתקשורת חברתית ואת הנוכחות של תחומי עניין מוגבלים והתנהגויות חוזרות, גירעונות בעיבוד חושי כעת הוכרו כסימפטום ליבה בספקטרום האוטיסטי (ASD). היכולת שלנו לתפוס ואינטראקציה עם העולם החיצוני מושרשת בעיבוד חושי. לדוגמא, האזנה לשיחה כרוכה בעיבוד האותות השמיעתיים המגיעים מהרמקול (תוכן נאום, הפרוזודיה, תחביר), כמו גם המידע הקשור חזותי (הבעות פנים, מחוות). באופן קולקטיבי, "האינטגרציה" של יצירות אלה רבים-חושיים (כלומר, אור-קולי בשילוב) של תוצאות מידע בהבנה טובה יותר. שילוב רב-חושי כגון הוכח להיות מאוד תלוי ביחסים זמניים של הגירויים לזווג. לפיכך, גירויים המתרחשים בסמיכות זמניות קרובות הם סביר מאוד לגרום ליתרונות התנהגות ותפיסתי - הרווחים האמינו להיות רעיוני שלשיקול הדעת של המערכת התפיסתית של הסבירות ששני הגירויים האלה באו מאותו המקור. שינויים בשילוב זמני זה צפויים מאוד לשנות תהליכים תפיסתיים, והם עשויים להפחית את היכולת לתפוס בצורה מדויקת ואינטראקציה עם העולם שלנו. כאן, סוללה של משימות שנועדו לאפיין היבטים שונים של עיבוד זמני חושי ורב-חושי בילדים עם ASD מתוארת. בנוסף לשירות שלה באוטיזם, יש סוללה זו פוטנציאל גדול לאפיון שינויים בתפקוד חושי באוכלוסיות קליניות אחרות, כמו גם בשימוש כדי לבחון את השינויים בתהליכים אלה על פני אורך החיים.
מחקר מדעי מוח מסורתי לעתים קרובות פנה הבנת תפיסה חושית על ידי התמקדות במערכות חוש האדם. עם זאת, בסביבה מורכבת ממגוון רחב של תשומות חושיות שמשולבים בנוף תפיסתי אחיד של העולם באופן לכאורה ללא מאמץ. העובדה שאנחנו קיימים בסביבה רבה-חושית עשירה כגון מחייבת אותנו להבין טוב יותר את הדרך שבה המוח משלב מידע במערכות חישה השונות. הצורך בהבנה זו מוגבר יותר על ידי העובדה שהנוכחות של מספר חתיכות של מידע חושי לעתים קרובות תוצאות שיפורים משמעותיים בהתנהגות ותפיסה 1-3. לדוגמא, יש שיפור גדול (עד 15 dB ביחס אות לרעש) ביכולת להבין דיבור בסביבה רועשת אם הצופה יכול גם לראות תנועות השפתיים של הדובר 4-7.
אחד הגורמים העיקריים שמשפיע על אופן התשומות חושיות השונות משולבות ומשולבות היא הקרבה הזמנית היחסית שלהם. אם שני רמזים חושיים מתרחשים קרוב זה לזה בזמן, מבנה זמני שמציע מוצא משותף, הם עשויים מאוד להיות משולבים כפי שמעידים שינויים בהתנהגות ותפיסה 8-12. אחד הכלים החזקים ביותר לניסוי שבחן את ההשפעה של מבנה זמני רב-חושי בתגובות התנהגותיות ותפיסתי הוא פסק דין בו-זמני (SJ) משימות 13-16. במשימה כזו, גירויים רבים חושי (למשל, חזותי ושמיעתי) הם לזווג בasynchronies השונים הופעת גירוי (SOA) הנע בין אובייקטיבי בו זמנית (כלומר., זמני קיזוז של 0 אלפיות שני) ל( למשל, msec 400) אסינכרוני מאוד. משתתפים מתבקשים לשפוט את הגירויים בו זמנית כאו לא דרך לחץ על לחצן פשוט. במשימה כזו, גם כאשר הגירויים החזותיים ושמיעתיים מוצגים בSOAS של 100 אלפיות שני או יותר, נושאים מדווחים כי הזוגהיה בו-זמנית על חלק גדול מניסויים. חלון זמן שבו שתי כניסות יכולות להתרחש ויש סבירות גבוהה שנתפס כמתרחשת בו-זמנית ידוע כחלון הזמן המחייב (TBW) 17-19.
TBW הוא מבנה האתולוגיה מאוד, בכך שהוא מייצג את הסדירויות הסטטיסטיות של העולם הסובב אותנו 19. "החלון" מספק גמישות למפרט של אירועים ממוצא משותף; אחד המאפשר לגירויים המתרחשים במרחקים שונים בזמנים שונים התפשטות (פיסיים ועצביים) עדיין להיות "כבול" לזה. עם זאת, למרות שTBW הוא מבנה הסתברותי, שינויים שלהרחיב (או חוזה) בגודל של חלון זה עשוי להיות להם מדורג ולוואי מזיק על התפיסה 20,21.
הפרעה בספקטרום האוטיסטי (ASD) היא הפרעת נוירו-התפתחותי שאובחנה באופן קלאסי on בסיס הגירעונות בתקשורת חברתית ואת הנוכחות של תחומי עניין מוגבלים והתנהגויות חוזרות 22. בנוסף, וכפי שעוגן לאחרונה ב- DSM-5, ילדים עם ASD לעתים קרובות להציג שינויים בתגובותיהם לגירויים חושיים. במקום להיות מוגבל לתחושה אחת, גירעונות אלה לעתים קרובות להקיף את החושים רבים, כולל שמיעה, מגע, שיווי משקל, טעם וחזון. יחד עם הצגה "רבה-חושית" כזה, אנשים עם ASD לעתים קרובות להציג גירעונות בתחום הזמני. באופן קולקטיבי, תצפיות אלה מראים כי פונקציה של זמן רב חושית עשויה להשתנות באופן מועדף באוטיזם 17,23-25. למרות שתואמת את ההשקפה של תפקוד חושי שינה בASD, שינויים בתפקוד זמני רב-חושי יכולים להיות גם תורם חשוב לגירעונות בתקשורת החברתית בASD, מתוך הבנה לחשיבות מהירה ומדויק מחייב של גירויים רבים חושיים לפונקציות חברתיות והתקשורתית. קח כn דוגמא חילופי הנאום שתוארו לעיל שבו מידע חשוב כלול בשני השמיעתי וחזותיים אופנים. ואכן, משימות אלה היו בשימוש כדי להדגים הבדלים משמעותיים ברוחב של TBW הרב החושי בילדים תפקוד גבוהים עם אוטיזם 26-28.
בשל חשיבותה לתפקוד נורמלי תפיסתי, ההשלכות האפשריות שלה לתהליכים מסדר גבוהים יותר כגון תקשורת חברתית (ויכולות קוגניטיביות אחרות), והרלוונטיות הקלינית שלה, סוללה של משימות שנועדו להעריך את התפקוד זמני רב חושי בילדים עם ASD מתוארת.
הצהרת אתיקה: כל הנושאים חייבים לתת הסכמה מדעת לפני הניסוי. המחקר המתואר כאן אושר על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי של המרכז הרפואי של האוניברסיטה ונדרבילט.
ניסוי 1. הגדרה
2. גירויים
3. משימה סוללה
הערה: לפעולה זו דורשת כי כל המשתתפים יכולים להבין ולציית להוראות מילוליות מהניסוי.
4. דין סימולטניות (SJ)
הערה: המשימה ש"י היא כפיית בחירת משימה (2-AFC) שתי חלופית ומורכבת של טבעת חזותית ושמיעתי 1,000 טון הרץ שהוצגה בSOAS שונים (שלילי = שמיעתי שקדמה שמיעתי חזותי, חיובי = חזותי הליך) הוצגה בסדר אקראיים .
שיפוט זמן להזמין 5. (TOJ)
הערה: משימת TOJ השמיעתית היא משימה 2-AFC משמשת כדי לבחון את חדות הזמניות של עיבוד שמיעתי. משימת TOJ החזותית היא משימה 2-AFC משמשת כדי לבחון את חדות הזמניות של עיבוד חזותי. משימת TOJ הרבה-החושית היא משימה 2-AFC להשתמש כדי לבחון את חדות זמניות על פני אודישן וחזון. כל משימה לוקחת כ 10 - 15 דקות כדי להשלים.
הערה: האשליה McGurk מורכבת מוידאו של "ga" החזותי ההברה יחד עם הקלטה קולית של "ba" ההברה. נושאים רבים יהיו ממש למזג את ההברות חזותיות ושמיעתיות ותופסים את הזוג בשם "דה" ההברה או "tha" 32 זה.
הסוללה משימה זו הוכיחה את יעילותו במדידת הבדלים אישיים בעיבוד זמני באנשים עם וללא ASD 17,18,23,27. למשימת SJ, העלילה נתונים כתוצאה מכל נושא אישי על ידי החישוב ראשון השיעור של תגובות בכל SOA שהנושא הגיב "סינכרוני" ולאחר מכן מתאים את עקומת תגובה וכתוצאה מכך עם עקומת גאוס. כפי שמודגם באיור 1 א, יש חלון זמן שבו ניתן להציג זוגות גירויים חזותיים-שמיעתיים באיחור וייתפסו כסינכרוני על שיעור גבוה של ניסויים. צד הרוחב (asynchronies השמיעתי-הראשון המכסה) "שמאל" ו- "הנכון" (כיסוי asynchronies חזותי-הראשון) של TBW נמדד על ידי חישוב הרוחב של החלון מ0 ms לSOA בכל צד שמתאים ל תגובות 50% סינכרוני (קווים מקווקווים, איור 1 א). ממצא חזק על פני בוטמשתתפי TD h ואוכלוסיות קליניות הוא שTBW תקין (החזותי הראשון) הוא בדרך כלל רחב יותר מאשר שמאל TBW (הראשון השמיעתי). משתתפים עם ASD גם להראות TBW רחב יותר מאשר עמיתיהם TD (איור 1).
למשימות TOJ, נתונים מכל נושא הפרט הוא להתוות ראשון על ידי חישוב השיעור של תגובות בכל SOA שהגירוי "החיובי" נתפס שכהוצג ראשון (צליל גבוה יותר, מעגל תחתון, הבזק חזותי), וכתוצאה מכך התגובה עקומות מכל משימה הן בכושר עם עקומת גאוס מצטברת. עקומות הדוגמא TOJ מנושא TD יחיד מוצגות באיור 2. בעוד ביצועים במשימות TOJ unisensory הוא מדויקים ביותר עבור כל אבל SOAS הקטן (2 א ו -2), קביעת סדר זמני על פני שיטות היא הרבה יותר קשה, כמו באינדקס על ידי עקומה הרבה יותר רדודה (2C) ודיוק ירד (2D </ Strong>) למשימת TOJ הרבה-החושית. נקודת הסימולטניות סובייקטיבי (PSS) לכל נושא נמדדת על ידי חישוב SOA שבנושאים לבצע בהזדמנות (ראו קו מקווקו, איור 2 א-ג). בצע מבחן t כדי לקבוע אם יש הבדלים בין קבוצות. כדי להשוות את ביצועים על פני משימות או על פני נושאים, לחשב דיוק בכל SOA ועלילה כפונקציה של העיכוב בין זוג הגירוי (קורסת על SOA החיובי ושלילי בכל דיחוי; ראה איור 2 ד). כמה מחקרים בוחנים עיבוד חושי בASD מצאו הבדלים במשימות TOJ בין קבוצות ASD וTD 23,34, בעוד שאחרים לא נצפו הבדלים משמעותיים בין קבוצות 27. הסיבה לפערים אלה אינן ברורה, אם כי גבוה ההטרוגניות על פני אנשים עם 35 ASD והבדלים קלים במבנה משימה בין מחקרים אלה עשויה לשחק תפקיד.
תפיסת McGurkהוא נותח על ידי חישוב השיעור של ניסויים שהמשתתף נתפס "דה" התמזגה percept בהשוואה למספר הכולל של ניסויים שהוצגו. תוצאות דוגמא ממשימת McGurk מוצגות לקבוצת ASD ובכפוף TD באיור 3 א. אפילו בתוך אותה בודד, תגובות לגירוי יכולות לעתים קרובות משתנות מניסוי לניסוי, ולכן כדאי לשקול את התפלגות התשובות אלה. אין כרגע איזה ויכוח בספרות על הבדלים באינטגרציה חושית כאינדקס של תפיסת McGurk. חלק מהקבוצות מצאו כי הנושאים TD גדלו תפיסת McGurk לעומת ASD מכפיפות 27,36, בעוד שאחרים מצאו כי היו לי נושאי ASD תפיסת McGurk גבוהה יותר 37. חלק מהתאמות אלו עשויות להיות מוסברים על ידי הבדלים בגירוי McGurk שימוש בכל מחקר. גירויי McGurk חלקם "חזקים" יותר מאחרים (כלומר, יש סיכוי גבוה יותר לעורר קילו האשליה שהםpercept Urk על שיעור גבוה של ניסויים לנושא) יותר מאחרים, שניתן לכמת על ידי מודל האחרון של השתנות תפיסת McGurk 38. כדוגמא לשירות של סוללה זו, הבדלים אישיים בעיבוד זמני (כגון הרוחב של TBW) יכולים להיות מתואמים עם הבדלי ביצועים במשימה תפיסתי כמו האשליה McGurk (איור 3). מחקרים אחדים הבחינו בקשר שבין חדות זמניות במשימה ש"י והבדלים תפיסתיים בתפיסת דיבור במשימת McGurk ואמצעים אחרים של אינטגרציה רבה-חושית 18,27.

איור 1. דין סימולטניות (SJ) תוצאות. נציגי נתונים מדין סימולטניות (SJ) המשימה לנושא אחד ASD (גיל = 8) ונושא אחד TD (גיל = 9). ( (B) לאותו הנושא ASD בכחול ונושא TD יחיד מוצגת באדום. יש הנושא TD TBW קטן יותר (מהשמאל TBW = 166 אלפיות שני, TBW = 196 אלפיות שני מימין) בהשוואה לנושא ASD. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

תוצאות איור שיפוט זמן להזמין 2. (TOJ). נציגי נתונים משיפוט הזמן להזמין (TOJ) משימות מנושא אחד TD (גיל = 15). נתונים גולמיים ועקומה מצויד ל()משימת TOJ uditory. הנתונים הם זממו כפונקציה של תגובות הראשונות המגרש נמוך על פני SOAS השונים (SOA שלילי מצביעים על המגרש גבוה יותר הגיע לראשונה, SOAS החיובי מצביע על המגרש תחתון בא קודם). נתונים גולמיים ועקומה מותאמת למשימה TOJ חזותית (B). הנתונים הם זממו כפונקציה של תגובות הראשונות המעגל התחתון פני SOAS (SOA שלילי מצביעים על המעגל העליון הגיע בפעם הראשונה, SOAS החיובי מצביע על המעגל התחתון בא קודם). נתונים גולמיים ועקומה מצויד לTOJ רב-חושי (C). הנתונים הם זממו כפונקציה של תגובות הראשונות הבזק החזותי על פני SOAS (לילי מעיד צפצוף השמיעה ראשון הגיע, SOAS החיובי מצביע על הבזק חזותי בא קודם). (ד) את הנתונים מAC זממו כדיוק הממוצע (זיהוי נכון של סדר זמני) בכל עיכוב (התמוטט על פני SOA השלילי והחיובי). אנא לחץ כאן כדי view גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3. תוצאות McGurk משימה והשוואה של ביצועי McGurk עם ביצועי דין סימולטניות. נציגי נתונים ממשימת McGurk עם ASD וקבוצות נושא TD, מותאמת באישור 27. (א) תגובות לגירוי McGurk לTD (מוצגות בשחור) וASD (באדום) נושאים. בגלל ההשתנות של תגובות לאותו גירוי הן בתוך נושאים אישיים ועל פני נושאים בקבוצה, תגובות מוצגות כאחוזים מניסויים שנתפסו כאחד פונמה. נושאי ASD שמעו "ba" ההברה השמיעתית באחוז גדול יותר של ניסויים מאשר נושאי TD, ואילו הנושאים TD שמעו "דה" התמזגו אורקולי ההברה על אחוז גדול יותר של ניסויים מאשר ASנושאי D. מתאם (B) בין הרוחב של החלון המחייב הזמני (TBW) מהמשימה ש"י וחלקם של ניסויים שבי "דה" ההברה אורקולי התמזגו נתפס מגירוי McGurk באותה הקבוצה של נבדקי ASD. היה קשר שלילי מובהק שבו תפיסת McGurk הנמוכה הייתה מתואמת עם TBW גדול יותר (r = 0.46, p <0.05). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
אנו מתארים כיצד ליישם סוללה של משימות התנהגותיות כדי לבחון את העיבוד והאינטגרציה של גירויים חושיים בילדים עם ASD. המטרה היא לאפיין הבדלים אינדיבידואליים בעיבוד זמני של גירויים שמיעתיים וויזואליים פשוטים ולקשר אותם למיומנויות תפיסתיות מסדר גבוה יותר כמו תפיסת דיבור.
מחקר זה נתמך על ידי NIH R21CA183492, קרן סימונס, קרן המחקר וואלאס ועל ידי UL1TR000445 פרסי CTSA מהמרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום.
| אוסצילוסקופ | |||
| מיקרופון | |||
| תא פוטו-וולטאי | |||
| אוזניות | ביטול רעשים | ||
| משענת | סנטר | ||
| אודיומטר |