자폐증 스펙트럼 장애와 아동의 감각과 감각적 기능 테스트

요약

ASD를 가진 아동의 감각 자극의 처리 및 통합을 조사하기 위해 일련의 행동 작업을 구현하는 방법을 설명합니다. 목표는 단순한 청각 및 시각 자극의 시간적 처리에서 개인차를 특성화하고 이를 음성 지각과 같은 고차원 지각 기술과 관련시키는 것입니다.

초록

사회 통신 및 제한 관심과 반복적 인 행동의 존재에 손상뿐만 아니라, 감각 처리 적자 이제 자폐 스펙트럼 장애의 핵심 증상 (ASD)으로 인식하고 있습니다. 외부 세계와 인식과 상호 작용하는 우리의 능력은 감각 처리에 뿌리를두고있다. 예를 들어, 대화을 듣고 스피커 (음성 콘텐츠 서디 구문)에서 나오는 청각 큐들뿐만 아니라 연관된 시각 정보 (얼굴 표정, 제스처)를 처리하는 것을 수반한다. 종합적으로, 더 나은 이해에 정보 결과 이러한 감각적 (즉, 결합 시청각) 조각의 "통합". 이러한 통합은 감각적 페어링 자극의 시간적 관계에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 따라서, 가까운 시간 근접에서 발생하는 자극은 행동과 지각 혜택을 초래할 가능성이 높다 - 생각 이익의 반사로이 두 자극이 동일한 소스에서 온 가능성의 지각 시스템의 판단. 이러한 시간 적분의 변화는 강하게 지각 처리를 변경하는 것으로, 정확하게 인식하고 세계와 상호 작용하는 능력을 감소시킬 가능성이있다. 여기서, ASD 환아 및 감각적 지각 시간 처리의 다양한 측면을 특성화하기위한 작업의 전지를 설명한다. 자폐증 유용성 이외에, 상기 전지는 다른 임상 개체군 감각 기능의 변화를 특성화뿐만 아니라 수명에 걸쳐 이러한 프로세스의 변화를 검사하는 데 사용되기에 큰 잠재력을 가지고있다.

서론

기존의 신경 과학 연구는 종종 개인의 감각 양상에 초점을 맞춤으로써 감각 지각을 이해하는 접근했다. 그러나 환경은 겉으로는 노력으로 세계의 통일 된 지각보기에 통합되어 감각 입력의 다양한 구성되어 있습니다. 우리는 풍부한 감각적 환경에 존재한다는 사실은 우리가 더 나은 뇌는 다른 감각 시스템에서 정보를 결합하는 방식을 이해하는 것이 필요합니다. 이러한 이해에 대한 필요성은 상기 감각 정보의 다수의 조각의 존재는 종종 동작과 지각 ^1-3 상당한 향상을 초래한다는 사실에 의해 증폭된다. 예를 들어, 관찰자는 또한 화자의 입술 움직임 ^{4-7 보이면} 시끄러운 환경에서 음성을 이해하는 능력에 (신호 - 대 - 잡음 비에서 15dB까지) 큰 개선이있다.

주요 요인 중 하나가다른 감각 입력을 결합과 통합의 상대적인 시간적 근접입니다 방법에 영향을줍니다. 두 감각 단서 시간에 가깝게 발생하는 경우, 그 근원을 제안 시간적 구조, 그들은 행동과 인식 ^8-12의 변화에 의해 입증으로 통합 될 가능성이 높다. 행동 적,인지 적 반응에 감각적 시간 구조의 영향을 조사하기위한 가장 강력한 실험 도구 중 하나는 동시성 판단 (SJ) 작업 ^{13 ~ 16입니다.} 이러한 작업에서는 감각적 (예를 들어, 시각 및 청각) 자극은 객관적으로 동시에 이르기까지 다양한 자극 발병 asynchronies (의 SOA)에서 쌍 (즉., 0 밀리 초 오프셋 시간) 매우 비동기 (예를 들어, 400 밀리 초)에 있습니다. 참가자는 간단한 버튼 누름을 통해 동시 여부와 자극을 판단하라는 메시지가 표시됩니다. 시각적 및 청각 적 자극이 100 밀리 초 이상으로 SOA가 제시 되더라도 그러한 태스크에서, 피험자는 쌍보고시험의 큰 비율에 동시이었다. 두 개의 입력이 동시에 시간적 결합 창 (TBW) ^17-19으로 알려진 발생하는 것으로 인식 될 확률이 높은 발생할 수있는 시간 윈도우.

TBW는 우리 ⁽¹⁹⁾ 주변 세계의 통계적 규칙 성을 나타내는에서 것을, 매우 ethological 구조입니다. "창"은 공통의 기원 이벤트의 사양에 대한 유연성을 제공한다; 여전히 서로 "결합"으로 (물리적, 신경 모두) 다른 전파 시간과 다른 거리에서 발생하는 자극을 허용 한. TBW가 확률 적 구조가 있지만 그러나,이 윈도우의 크기를 확장 (또는 계약) 변경 사항은 계단식과 인식 ^{(20, 21)에} 잠재적으로 해로운 영향을 미칠 가능성이있다.

자폐증 스펙트럼 장애 (ASD)는 고전적인 O를 진단 된 신경 발달 장애입니다n은 사회적 의사 소통의 적자를 기준으로 제한된 관심과 반복적 인 행동 ^(22)의 존재. 또한, 등 최근 DSM-5의 성문화, ASD를 가진 아이들은 자주 감각 자극에 대한 응답이 변화를 나타낸다. 오히려 하나의 의미로 제한되는 것보다, 이러한 적자는 종종 청각, 터치, 균형, 맛과 비전 등 다양한 감각을 포함한다. 이러한 "감각적 인"발표와 함께, ASD를 가진 개인은 종종 시간 영역에서 적자를 나​​타낸다. 종합적으로, 이러한 관찰은 감각적 시간 기능이 우선적으로 자폐증 ^{17,23-25에서} 변경 될 수 있음을 시사한다. ASD에서 변경된 감각 기능의보기와 조화 된 있지만, 감각적 시간적 기능의 변화도의 중요성 주어진, ASD의 사회적 의사 소통의 적자에 중요한 기여를 할 수있다 신속하고 사회 및 통신 기능을위한 감각적 자극의 결합 정확한. 로 가라N 예 스피치 교환 상술되는 중요한 정보는 청각 및 시각 양상 모두에 포함된다. 사실, 이러한 작업은 자폐증 ^26-28 높은 기능 어린이의 감각적 TBW의 폭에 유의 한 차이를 보여주기 위해 사용되어왔다.

정상적인 지각 기능, 사회적 통신 (및 기타인지 능력)와 같은 더 높은 차수의 프로세스에 대한 잠재 의미하고, 그의 임상 적 관련성을 위해 그 중요성으로 ASD 환아 감각적 시간적 기능을 평가하기위한 작업의 전지를 설명한다.

프로토콜

윤리 문 : 모든 과목은 실험 전에 동의를 제공해야합니다. 여기에 설명 된 연구는 밴더빌트 대학 의료 센터의 임상 시험 심사위원회의 승인을하고있다.

1. 실험 설정

1. 어두운 조명, 음향 제어 방에서 작업을 완료하는 참가자에게 물어보십시오.
   참고 : 연구 설계의 일부로서 시각적 일정 ^{(29, 30)를} 생각 해보자. 이 배터리의 각 작업은 일반적인 개발 (TD)와 ASD에 모두 일부 어린이 피로를 일으킬 수 행에 여러 작업을 수행하는, 상대적으로 짧은이지만. 시각 일정은 모든 활동 계획 (두 작업 및 청각 / 시력 검사)뿐만 아니라, 작업 사이의 짧은 휴식을 포함해야한다. 이 구조는 참가자에 대한 긍정적 인 연구 경험에 기여 도움이 될 것입니다, 심지어 일부 작업 ^{(31)에보다} 정확한 답변을 유도하는 것으로 나타났다.
2. 작업을 완료하는 동안 참가자가 참가자로부터 60cm 거리에 배치 된 컴퓨터 모니터와 함께, 앉을 테이블에 턱 받침대를 부착합니다. 이 자극은 각 참가자에 대해 같은 강도 것을 보장하는 것이다. 청각 자극의 전달을 위해 잡음 제거 헤드폰이나 스피커를 사용합니다.
3. 개별 실험 플랫폼의 차이 (사운드 카드, 그래픽 카드 운영 시스템 등)으로 인해, 자극 지속 기간을 확인하고 실험의 각 컴퓨터 오실로스코프, 광전지 및 마이크 발병 asynchronies (의 SOA)를 자극.
   주 : 자극 프레젠테이션의 타이밍이 정확한되도록 개별 플랫폼에 따라 (예를 들어, 느린 사운드 카드), 코드 실험을 조정.

2. 자극

1. 500 Hz에서 1,000 Hz에서 - (3 밀리 초까지 램프와 램프 아래 2 포함) 16 밀리의 지속 시간이 2 .WAV 또는 .MP4 파일을 생성합니다. 하여이 작업을 수행음의 단부에서 아래로 경사이어서 전체 진폭 점진적인 상승 경사와 원하는 주파수의 정현파를 지정. 청각 파일로 사인파를 저장합니다. 이 60dB에서 연주되어 있는지 확인하기 위해 음압 레벨 미터와 각 톤의 볼륨을 테스트합니다. 스피커가 청각 자극을 표시하는 데 사용하는 경우, 소리가 멀리 (참가자가 앉을 것이다) 화면에서 60cm에서 테스트해야합니다. 헤드폰을 사용할 경우, 각 헤드폰에 바로 옆에 볼륨을 측정합니다.
   주 : 표준 음량으로 컴퓨터를 유지하고 이에 따라 자극 또는 오디오 편집 프로그램을 생성하는 데 사용되는 코드를 조정함으로써 톤의 볼륨을 조절하기 쉽다.
2. 또는 검은 색 배경에 고정 된 십자선 중심 흰색 링 JPEG 또는 비트 맵 이미지를 생성하고, 적절한 시간에 표시함으로써 실험 코드 플래시의 크기와 위치를 지정하거나함으로써 시각적 자극을 만든다. 기간 설정실험 코드 16 MS의 비주얼 플래시.
3. 프레임의 중앙에있는 스피커까지 어깨에서 평범한 흰색 배경에 대해 조용한 방에서 원어민에 의해 녹음 된 음성 자극. 가능한 가장 높은 해상도의 비디오 카메라와 비디오 자극을 기록한다. 원하는 경우 또는, 공개 자극 비디오가 이용 될 수있다.
   참고 : 비디오 및 음절 "바"와 "조지아"라고 스피커의 오디오는이 실험이 필요합니다.
   1. 모든 비디오 편집 프로그램을 사용하여, 각 트랙의 청각 적 요소를 내보내고 별도의 .wav 파일로 저장합니다. 내보내기 설정 창으로 이동하여이 작업을 수행하고 "형식"드롭 다운 메뉴에서 "WAV 오디오 파일"을 선택합니다. 내보내기 설정 창 하단에 "내보내기"를 클릭 "내보내기 오디오"를 확인합니다.
   2. 다음으로, 각 트랙의 시각적 구성 요소 (즉, 침묵 비디오) 수출별도의 .avi 파일로 저장 거라고. 내보내기 설정 창으로 이동하여이 작업을 수행하고 "형식"드롭 다운 메뉴에서 "비 압축 AVI"를 선택합니다. 내보내기 설정 창 하단에 "내보내기"를 클릭 한 후 "비디오 내보내기"를 확인합니다.
   3. 마지막으로, "GA"트랙의 청각 적 요소를 제거하고 맥 거크 자극을 할 수있는 "바"트랙의 청각 구성 요소로 교체합니다. 문제는이 경우 "ga_VOnly.avi"에서, "소스"를 선택하여 비디오 소스로로 바탕 화면에서 ".AVI"파일을 선택해야 할 일. 마찬가지로 다른 비디오 "ba_Aonly.avi"를 선택합니다. 프로그램 순서 메뉴에서 비디오 (V1) "비디오 1"소스 "ga_VOnly.avi"이고 오디오 (A1) "오디오 1"소스 "ba_Aonly.avi"있는지 확인하십시오. 시각적 자극 "GA"의 시작이 일시적으로 청각 STI 정렬되어 있는지 확인합니다mulus "바".
      주 : 시청각 "BA"과 맥 거크 자극 사이의 유일한 차이점은 영상 성분이되도록 청각 자극 시청각 청각만을 자극 (아닌 음절) 모두에서 동일한 기록하는 것이 중요하다. 이것은 하나의 청각 인식 음절에 시각적 자극의 영향을 조사하기 적절한 비교를 할 수 있도록한다.

3. 작업 배터리

참고 :이 작업은 모든 참가자가 이해하고 실험에서 구두 지시를 준수 할 수 있어야합니다.

1. 모든 참가자가 시험 전 간단한 심사를 실시하여 정상 비전을 가지고 있는지 확인하십시오. 20피트에서에서 Snellen 눈 차트를 사용하여 (두 눈을 뜨고 자극을 볼 수있을 것입니다 참가자) 모두 눈을 열어 각 행을 읽기 위해 참가자를 부탁드립니다. 그 부분 최하 선을 기록icipants 정확하게 시각적 자극을보고합니다. 참가자들은 20/40 시력 이상이 있어야합니다.
2. 모든 참가자가 500에서 1000, 2000, 각각의 귀에서 4000 Hz의 청력 임계 값을 테스트하여 정상 청력이 있는지 확인합니다. 청각 검사는 청력 측정기와 사운드 제어 방에 완료되어야한다.
   1. 참가자의 임계 값을 찾으려면, 그들은 톤을 감지 할 때마다 자신의 손을 들어 참가자를 지시합니다. 35dB에서 시작하여 오른쪽 귀에 전달 펄스 500 Hz 톤을 재생하고 5dB 단위로 볼륨을 줄이십시오. 학습자가 더 이상 톤을 검출하면, 최저 음량인지를 확인하기 5dB 단계에서 부피를 증가하지 않는다. 각 주파수에이 절차를 반복 한 다음 왼쪽 귀에서 모든 톤 주파수를 반복합니다. 참가자들은 20dB 이하의 임계 값을 가져야한다.
3. 참가자 이해하고 IQ 및 표준화와 수용 언어 능력을 모두 측정하여 구두 지시를 준수 할 수 있는지 확인시험을하기 전에 신경 심리학 적 측정합니다. 참가자들은 70 이상의 측정 된 IQ를 가져야한다. 원하는 경우, 추가적인 시험이 신경이 때 완성 될 수있다.

4. 동시성의 심판 (SJ)

참고 : SJ 작업은 두 대안 강제 선택 작업 (2-AFC)이며 임의의 순서로 표시 (시각, 긍정적 = 시각적 진행 청각 선행 음 = 청각) 여러 가지의 SOA에서 발표 시각적 링과 1,000 Hz의 청각 톤으로 구성 .

1. TBW (일반 자극 세트의 전체 폭의 정확한 측정을 얻기 위해 상당히 큰 SOA를 (적어도 -400에 400 밀리 초)를 포함해야합니다 : -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 밀리 SOA). 참가자에 걸쳐 작업 성능을 쉽게 비교할 수 있도록 각 참가자에 대한의 SOA의 동일한 세트를 사용합니다. 정확한 추정을 위해 SOA 당 20 시험의 최소를 제시. 이 작업은 약 1 소요5-20 분 완료합니다. 참가자의 피로를 줄이기 위해 짧은 휴식 시간마다 100 시험을 제공합니다.
2. 플래시 및 경고음을 관찰하고 그들의 작업 플래시 및 경고음이 동일 시간 또는 다른 시간에 발생했는지를 결정하는 것을 설명하는 참가자 지시. 자극이 동시에 발생한 경우, 숫자 패드에 "1"을 눌러 참가자에게 지시, 또는 "2", 자극이 서로 다른 시간에 발생하는 경우.
   주 : 응답 상자를 사용할 수있는 경우, 이것은 또한 응답을 수집하기 위해 사용될 수있다. 각 시험 후 응답 화면에이 같은 지침을 포함합니다.
3. 시각 및 청각 음성 토큰 대안 대신 플래시 및 경고음으로 ( "바"를 립싱크와 "바"소리) 같은 작업 지시와 같은 SOA를에서와 현재 ( "같은 시간 또는 다른 시간?"). 이러한 방식으로, 개개의 복잡성 및 주체 내에서 다양한 콘텐츠 사회적 자극에 대한 비교 TBW^(27).

5. 임​​시 주문 심판 (TOJ)

주 : 청각 TOJ 태스크 청각 처리 시간 시력을 검사하는 데 2 AFC 작업이다. TOJ 시각적 작업은 시각 처리의 시간적 시력을 검사하는 데 사용되는 2- AFC 작업이다. 감각적 TOJ 작업은 오디션과 비전에 걸쳐 시간적 시력을 검사하는 데 사용되는 2 AFC의 작업입니다. 완료하는 데 15 분 - 각 작업은 약 10 걸립니다.

1. 낮은 톤의 경우 높은 톤 먼저 누르거나 "2"를 재생하는 경우 청각 TOJ 작업, 다양한 지연에 관한 두 개의 경고음 (500 Hz에서 1,000 Hz에서) 듣고 "1"을 눌러 참가자를 요청하기 위해 참가자를 지시 먼저 재생됩니다. 임의의 순서로 각 SOA에 대한 현재 20 시험.
   참고 : SJ 작업에 비해, SOA를 훨씬 적은 동적 범위가 unisensory 청각과 시각 시간적 순서 변경, 그에 대한 어떤 인식을 통해-250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 : 전자 작은 SOA를 더 많이 표현되는 자극 세트 (일반 자극 세트를 사용 , 150, 200, 250 밀리 초 SOA는 여기서 음 = 높은 톤은 unisensory TOJ 작업에 대한 낮은 톤, 양 = 낮은 톤 높은 톤의 진행을) 앞.
2. 시각적 TOJ 작업, 다양한 지연에 (중앙 고정 십자 위 아래) 두 개의 원을 관찰 할 수있는 참가자를 지시 상단 원이 먼저 누르거나 나타나는 경우 "1"을 눌러 참가자에게 "2"아래 원 나타나는 경우 첫째. 임의의 순서로 각 SOA에 대한 현재 20 시험.
   참고 :이 작업에서는 음의 SOA 상단 원이 먼저 긍정적 인 SOA를 바닥 원이 처음 발표 된 것을 나타냅니다 제시했다 나타냅니다.
3. 시청각 TOJ 작업에서, 작은 중앙 플래시를 관찰하고 다양한 지연에 단일 톤 (1,000 Hz에서) 듣고 참가자 t을 요청하기 위해 참가자를 지시 신호음이 제시 한 경우 O를 누르십시오 "1", 첫번째 누르거나 "2"플래시가 먼저 표시 한 경우. 임의의 순서로 각 SOA에 대한 현재 20 시험.
   참고 : 시청각 TOJ의 정확도가 unisensory 청각 TOJ 시각 TOJ 작업에 비해 일반적으로 훨씬 더 나쁘다. , -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80 :이 unisensory의 TOJ 작업에 비해 SOA를 더 넓은 범위의 (일반 자극 세트가 필요합니다 100, 150, 200, 250, 300). 이 작업에서는 음의 SOA는 청각 처음 발표되었다 긍정적 인 SOA를 시각적 처음 발표 된 것으로 나타났다 나타냅니다.
   주 : SJ 태스크와 같이, TOJ 작업이 여러 가지 자극에 걸쳐 시간 처리를 조사하도록 구성 될 수있다. 여기에 TOJ 작업은 단순한 자극 (청각 신호음 및 시각적 깜박임) 완료되었다, 그러나 이것은 말과 생물학적 운동 ^(24)와 같은 다른 자극 쌍을보고 확장 할 수 있습니다.

TLE "> 6. 맥 거크 작업

참고 : 맥 거크 환상이 음절 "바"의 청각 기록 장치와 짝을 이뤄 시각적 음절 "GA"의 영상으로 구성되어 있습니다. 많은 과목은 실제로 시각 및 청각 음절을 융합하고 음절 "다"또는 ^{"그쪽"32이} 쌍을 인식합니다.

1. 다른 음절을 관찰하고 그들이 인식 음절을보고 참가자를 요청하는 참가자를 지시한다. 하나의 블록 현재 20 시험에서 임의의 순서로 unisensory 음절 (청각 만 음절 (A- "바"A- "GA") 및 시각 만 음절 (V- "바", V- "GA")의 각.에 두 번째 블록, 현재 20 시험 시청각 음절의 각 (AV- "바", AV- "조지아"및 A- "바"/ V- "GA"맥 거크 자극) 임의의 순서로. 눌러 참가자를 물어 에 대응하는 키보드의 문자인식 음절 ( "사탕 수 B를 눌러, GA에 대한 g 키, 다 대한 d를 누릅니다, 그쪽에 대한 보도 t"). 완료하는 데 10 분 총 -이 작업은 약 5 걸립니다.
2. 보수적 인 추정치는 참가자가 큰 소리로 인식 음절을보고하고 응답이 실험에 의해 기록되는 오픈 응답 포맷 ^(33)로 구성되어 있습니다.

결과

이 작업은 배터리와 ASD ^{17,18,23,27없이} 개인의 시간 처리 개인차를 측정하는 매우 성공적으로 입증되었습니다. SJ 작업의 경우, 먼저 피사체가 "동기"응답하는 각 SOA에서 반응의 비율을 산출 한 후 가우스 곡선 얻어진 반응 곡선 피팅에 의해 각 피사체로부터 결과 데이터를 플롯. 도 1a에 도시 된 바와 같이, 시각적 청각 자극 쌍이 지연되게 될 수 있으며, 시험 동기에서 높은 비율로 인식 될 것이다 시간의 윈도우가있다. TBW의 "왼쪽"(취재 청각 최초 asynchronies)의 폭과 "오른쪽"(시각적 우선 asynchronies을 포함) 측에 해당 양쪽에있는 SOA 0 MS에서 윈도우의 폭을 계산하여 측정 50 %의 동기 응답 (점선, 그림 1A). 봇에 걸쳐 강력한 발견시간의 TD 참가자 및 임상 인구 (시각적으로) 오른쪽 TBW 왼쪽 (청각 첫번째) TBW보다 일반적으로 더 넓은 것입니다. ASD를 가진 참가자들도 TD 대응

토론

원고는 감각과 감각적 시스템 연구에 시간 처리 및 시력을 평가하는 데 사용되는 정신 물리학 작업 배터리의 요소에 대해 설명합니다. 배터리는 인구의 숫자에 대한 폭 넓은 적용 성을 가지고 있으며, 일반적으로 성인 ^(18), 어린이 ^10,39에서 시청각 시간 성능을 특성화하기 위해 우리의 실험실에서 사용하고 있으며, 자폐증 ^{17, 23과} 어린이와 성인에서. 또한,이 전지의 다양한 측면이 상호 연관으로 서로 관계가 있는지 검사하기 위해 사용되었다 ^(27)를 분석하고, 현재의 언어 및 의사 소통, 주의력 및 집행 기능을 포함한인지 도메인 감각 및 감각적 성능 측정을 관련시키는 사용되고있다. 그것은 ASD와 개인을 테스트에 관해서는이 작업 배터리의 주요 제한은 작업의 형식은 참가자들이 이해하기 위해 수용 언어 능력이 있어야한다는 것을 주목하는 것이 중요하다구두 지시하고 이러한 이해를 나타냅니다. 이와 같이, 작업은 현재 배터리 ASD와 고기능 개인 테스트에만...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
오실로스코프
광전지
마이크
소음 제거 헤드폰
턱 받침대
청력계