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Research Article
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Erratum Notice
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
本稿では、写真と言葉のモダリティ内でペアを使用して自閉症スペクトラム障害 (ASD) を持つ個人にセマンティックな処理を調査する意味的プライミング ERP タスクについて説明します。
自閉症スペクトラム障害 (ASD) を持つ個人はある意味処理や言語の意味を理解することで特徴的な赤字です。ただし、いくつかの証拠は、非言語的刺激の意味的処理が意味赤字言語固有なることを示唆し、そのままであることを示します。適切にセマンティックな処理、ASD、内-モダリティの言語 (例えば単語を書いて) 比較と赤字を特徴付ける・非言語的刺激 (例えば写真) が必要です。本稿では、このような方法論を利用する意味的プライミングの脳波 (EEG) データの同時録画中にについて説明します。脳波は、行動レベルで見ることができない意味処理の微妙な違いを特徴づけるために適しては、脳活動の動的な測定を提供します。意味プライミング プライム画像またはターゲット画像またはいずれかの単語が後に続く単語 (例えば犬) 関連 (例えば猫) パラダイム プレゼントや素数 (鉛筆など) とは無関係します。このパラダイムは、異なるモダリティ間でセマンティックな処理を評価し、ASD とどのように彼らは TD 個人から異なる場合があります個人で閉セマンティック ・視意味的処理能力を比較するため使用できます。脳波検査と脳波データの解析を実行する刺激を作成する特定の手順を説明します。代表的な結果は、どの事象関連電位 (ERP) の N400 成分は減少次意味的関連プライム対象ペア関係のないペアと比較して示しています。条件、モダリティ、グループの N400 の比較は意味処理の成功の見積もりを提供することができ、意味赤字 ASD やその他の臨床人口を持つ個人を特徴付けることにより使用できます。
認知心理学の研究者は、人々 が言語の意味を理解する方法に興味を持ってきた。言語処理には、構文解析に、セマンティックな処理の文字と単語の認識から、複雑さの増加のステップのシーケンスが含まれます。意味処理と刺激の意味へのアクセスを指し、単語、画像、または音のこと。最初の単語認識、単語の意味、またはセマンティクスのアクセスの初期手順は、言語処理の重要なステップです。意味的統合の関係を理解する刺激の意味を統合するプロセスを指します、上位レベル言語理解文章など処理のため非常に重要です。文の各単語の意味は常にアクセスする必要があるだけ、個々 の単語の意味は文の意味、または「要旨」の首尾一貫した理解を形成するために統合する必要があります。
自閉症スペクトラム障害 (ASD) を持つ個人頻繁言語理解1で大幅な赤字があります。これらの難しさは由来意味処理と統合2,3,4の欠損を示唆しているいくつかの証拠があります。しかし、他の研究は、非言語 (例えば、視覚や聴覚) の教材が提示されての場合は、ASD の個人によって意味処理の赤字が表示されませんを示唆しているモダリティ3,5,6.このような示唆 ASD の意味処理障害言語 (すなわち、書面または音声) に制限されるモダリティ。など、異なるモダリティを対照的アプローチ意味処理の赤字がドメイン固有または広汎性処理スタイルを示す範囲への洞察力があります。本稿の目的は、同時電気生理学的記録中に意味的プライミング課題を用いた異なるモダリティ間の意味処理を比較するための方法論を説明することです。
意味的プライミングの手法研究調査方法意味処理の影響低レベル単語認識7、8に長い歴史があります。伝統的な意味的プライミング タスクで首相の言葉は提案する (例えば猫) に続いてターゲットはいずれかの単語 (例えば犬) の関連または素数 (書籍など) とは無関係します。このようなタスクは、参加者はターゲット単語が実際の単語であるかどうかを決定するよう求めるなど、しばしば語彙判断課題のコンテキストで行われます。他のパラダイムは、参加者対象単語の意味的分類タスクを実行または 2 つの刺激を関連するかどうかを判断があります。特定のタスクに関係なく、証拠の数十年は反応時間 (RTs)、意味的に関連あるものに比較して総理に関連するターゲットの言葉が高速を確立しています。
この「意味的プライミング効果」は、理論的なアカウント7,8メカニズム数に起因していますいます。セマンティック ネットワークを介して拡散活性化自動プライミング効果である首相の単語の意味の検索対象の語句を含む、その他の意味的に関連の言葉の意味によってアクティブ化されるようであります。これは、ターゲット単語の意味の活性化のために必要な時間を短縮します。2 番目の理論的メカニズムは、参加者が首相の言葉を見た時、仮説を期待、予想される潜在的なターゲットのセットを生成することです。このセットに含まれているターゲットの言葉より迅速に認識されます。最後に、他はプライムとターゲットの単語の間の意味的関係の存在を確立するポスト語彙意味マッチングのメカニズムの存在を仮定しました。効果の基になる特定のメカニズムに関係なく意味的プライミングは、セマンティックな処理と統合の有用な指標をすることができます。このパラダイムは、また語彙刺激に限定されないとクロス モーダル意味的プライミング (例えば言葉と写真の間)3と同様、写真9のような非言語刺激の意味的プライミングの調査にも使用できます。
意味的プライミング効果心理言語学的文献でよく研究されているし、プライム対象関係、プライムとターゲットのプレゼンテーションのタイミングおよび他の多くの操作8の種類に関して調査されました。この効果の電気生理学的相関特徴10も。脳波 (EEG) は、電気的活動を頭皮で測定の変更を介して神経活動を記録する方法です。時間分解能が非常に良い (ミリ秒) の順序および条件またはの不在でもグループの意味的処理における微妙な違いを提供することができますので、脳波は意味的プライミングの方法論の役に立つ選択行動の効果や反応。
事象関連電位 (Erp) は、特定の刺激や行動への応答で発生する脳波の時間ロックの変化です。タイミングと応答の極性によって、ERP のさまざまなコンポーネントは認知処理のさまざまな側面の反射です。(ただし、他のいくつかの解釈が存在する10,13)、N400 成分はセマンティックな処理と意味論的統合11,12の確立されたマーカーです。意味的統合が (とき総理と意味的プライミングのターゲットは意味的に関連して) など容易にセマンティック統合は難しく (2 つの単語が関連しないとき) などの場合と比較して、N400 振幅が減少します。重要なは、関連とは無関係の条件 (すなわち、 「N400 効果」) の振幅差は言語に固有ではありません。N400 効果は、意味的関連とは無関係の写真または環境音14,15,16,17のペアに対応など、非言語モダリティを観察します。N400 は、有用な ERP 成分現在のパラダイムの目的のため意味処理と統合能力のモダリティに依存しない見積もりとして使用することができますので。
個人 ASD を減少または不在の意味的プライミング効果と言語刺激2,3,4、に応えて N400 効果意味的処理における障害を示唆しています。視意味への応答でこのような効果が発見されている、オーディオ意味刺激3,5,6、融資申請サポートそのセマンティックな処理言語刺激の選択的障害。ただし、語彙刺激プライム ターゲットのペアを含むようなモダリティを比較する前の調査はクロス モーダル プライミングを使用しています。提案が ASD の個人は、言語刺激の意味的処理における赤字をあることを考えると、このようなクロス モーダル刺激は結果を影響している可能性があります。本当に言語の意味処理が ASD の個人選択的に損なわれたかどうか調べるために、語彙と語彙非刺激モダリティ内でペアを使わなければなりません。最近の研究は、Coderre et al.6には、単語および映像の意味的プライミングを ASD の大人 (年齢 18-68) の赤字を意味処理を調査するモダリティ内の最初の直接比較が用意されていました。ASD の参加者、通常開発 (TD) 参加者写真と単語のペアを閲覧、刺激が関連するかどうかを判断するように求めていた。この意味的プライミング タスク中に脳波、脳の活動を記録しました。グループとモダリティ間の N400 効果を比較すると、このパラダイムは、ASD と個人における意味処理の性質に洞察力を提供しました。
本稿の目的は、意味的プライミング Coderreらによって採用する ERP 方法を記述することです。6それがいずれかの TD、語彙意味視意味処理に関わる神経基盤の探索に、実験者の役立つことがありますこのパラダイムは ASD の大人の意味処理を勉強する最初実装されますが、。個人または特定の臨床人口で。
ここで説明するすべての方法は、制度的レビュー ボードのジョンズ ・ ホプキンス大学、元研究6が実行されたによって承認されました。
1. 刺激を作成します。
2. タスクのプログラミング
3. 脳波テスト
注: ここで説明した特定の手順は、EGI システムです。他のシステムを使用している場合、手順が異なる場合があります。
4. 脳波前処理

図 1: 実験例とタイムライン。絵と単語刺激の (A) の例です。(B) 刺激提示のタイムライン。この図は、Coderreらの許可を得て転載されています6この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
および関連のない条件に刺激が適切にソートされている場合、単語および映像の刺激 (図 2) の N400 効果が守らなければなりません。これは、無関係な条件の関連を比較される条件により否定的な振幅として識別できます。単語刺激の効果は中心または中心・頭頂頭皮6,10以上 300-500 ms から発生する必要があります。画像刺激効果がわずかに以前ありますか詳細は正面9,15,16を分散します。
統計解析テスト関連と無関係な条件の平均の振幅を比較することによって N400 効果の意義があります。これは単一電極以上複数の電極を実行する可能性があります。効果の空間的な広がりが統計的に電極部位や左右差を含めることによって評価されます。大量の一変量の統計 (例えば Groppeらを見なさい効果の正確なタイミングを評価したり、さらなる分析のための興味の時間枠を確立する詳細については30 ) を使用できます。(複数の解析が実行される場合の結果を多重比較補正を調整する必要があることに注意してください。Groppeらによって記述された質量単変量統計的手法30は、このような修正のためのいくつかのオプションを含む) と。
この意味的プライミング ERP パラダイムを使用して臨床集団における意味処理を研究する研究者、また TD 制御グループからデータを収集することが重要です。コントロール グループは、絵と単語の条件の記述されている N400 効果が表示されます。ただし、臨床人口減少を示すかもしれないまたは不在の N400 効果 1 つまたは両方の条件 (図 3)。コントロールと臨床集団間 N400 効果の大きさが異なるかどうかを確認するのにグループが統計モデルにおける被験者間要因として含めることができます。臨床人口の非常に小さい N400 効果意味的処理の難しさを示しています。効果のタイミングや頭皮の分布の違いは、グループの処理の違いを可能性もあります。
上記代表的な結果は、N400 効果に関する研究の大半に沿って、グループ レベルこのコンポーネントはかなり堅牢であり、一つの主題レベル31,32頻繁に観察することができます。ASD の個人など臨床人口の特に単一の個々 の意味処理能力については、非常に望ましいかもしれない。捜査官があります、ただし、TD 個人33よりも本質的に騒々しい脳波データを ASD の個人があります (が参照34を参照してください)、これは特定の参加者の信頼性の高い一つの主題の影響を妨げることがあります。一つの主題の影響を評価する研究者の単一の個々 の効果の統計的有意性を評価するために順列テストを実行できます。簡単に言えば、そのような方法で多く (例えば5,000) 反復条件 (関連/無関係) ラベルはそれぞれの試験の間 permuted 1 つ実行します。それぞれの順列について、条件は統計的にと比較されます。各順列から統計を使用 null 意義結果を導出する観察された検定統計量を比較するテスト統計分布を作成します。

図 2: (A) の各ペアの 2 番目の刺激への応答の代表 N400 効果単語の条件および (B) 画像の条件。20 TD 大人 (Coderreらから取得されたデータのグループのデータを平均します。6). 平均参照を使用して前処理を行った。トップ パネル: 電極 Cz 約 400 ms 関連の状態と比較して無関係な条件に大きな振幅を示す代表 ERP 波形 (負がプロットされます)。パネルを下: 400-500 ms からウィンドウを平均した、無関係な関連の違いの地形のプロット (参照の選択と正確な分布が変わります)。地形のプロット図の上部は頭の前面を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 3: 電極 Cz 単語条件の N400 効果の代表的なグループ違い。データの ASD (Coderreらから撮影データの 20、20 TD 大人のグループの平均は6). 平均参照を使用して前処理を行った。ASD と個人などの臨床グループは、閉意味的処理の難しさを示唆している単語に対して小さい N400 効果を示すかもしれない。
著者は、何を開示します。
本稿では、写真と言葉のモダリティ内でペアを使用して自閉症スペクトラム障害 (ASD) を持つ個人にセマンティックな処理を調査する意味的プライミング ERP タスクについて説明します。
このパラダイムの開発は、治療の認知神経科学基金、ベンジャミン、老化、アルツハイマー病、自閉症の研究の Adith ミラー家族基金によって支えられました。
| 脳波計 | Electrical Geodesics, Inc. (EGI) | 測地線 EEG システム (GES) 400 システム: ネットアンペア 400 アンプ、NetStation 5.3、128 チャンネル HydroCel Geodesic センサー ネット | |
| 塩化カリウム | Electrical Geodesics, Inc. (EGI) | ||
| プラスチックバケツ | Electrical Geodesics, Inc. (EGI) | EGI は、電解液を混合するためのプラスチック製のバケツを提供していますが、任意の清潔な容器を使用できます | |
| ベビーシャンプー | ジョンソンの | ||
| GNU画像操作プログラム(GIMP) |