Badanie funkcji sensorycznych i multisensorycznych u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu
April 22nd, 2015
Opisujemy, jak wdrożyć zestaw zadań behawioralnych, aby zbadać przetwarzanie i integrację bodźców sensorycznych u dzieci z ASD. Celem jest scharakteryzowanie indywidualnych różnic w czasowym przetwarzaniu prostych bodźców słuchowych i wzrokowych oraz powiązanie ich z umiejętnościami percepcyjnymi wyższego rzędu, takimi jak percepcja mowy.
Ogólnym celem tej procedury jest wykorzystanie psychofizycznych testów behawioralnych do scharakteryzowania indywidualnych różnic w czasowym przetwarzaniu bodźców słuchowych i wzrokowych u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu i typowym rozwojem. Osiąga się to poprzez uprzednie stworzenie niezbędnych bodźców i sprawdzenie precyzji czasowej prezentacji bodźca. Drugim krokiem jest badanie przesiewowe pod kątem uczestników, którzy mają prawidłowy słuch i wzrok.
Następnie wyjaśnij instrukcje uczestnikowi i poproś go, aby wykonał każde zadanie. Ostatnim krokiem jest przeanalizowanie danych z każdego zadania i porównanie różnic w wydajności we wszystkich zadaniach. Ostatecznie ta behawioralna bateria jest wykorzystywana do pokazania, w jaki sposób charakteryzowanie indywidualnych różnic w przetwarzaniu czasowym u dzieci z autyzmem może być wykorzystane do oceny deficytów przetwarzania sensorycznego, które mogą odnosić się do upośledzenia komunikacji społecznej wyższego rzędu.
Nasz świat składa się z różnorodnych informacji pochodzących z wielu różnych zmysłów. W związku z tym bardzo ważne jest dla nas, aby zrozumieć, w jaki sposób informacje sensoryczne z różnych zmysłów są łączone przez mózg. Deficyty w przetwarzaniu sensorycznym są obecnie uznawane za podstawowy objaw zaburzeń ze spektrum autyzmu.
Możemy wykorzystać to nowatorskie podejście, aby pomóc zrozumieć, w jaki sposób dzieci z autyzmem postrzegają i integrują informacje sensoryczne, z nadzieją, że możemy wykorzystać te metody do kształtowania strategii leczenia. Aby rozpocząć, wygeneruj dwa 16-milisekundowe pliki dźwiękowe w częstotliwościach 500 Hz i 1000 Hz. Użyj miernika poziomu ciśnienia akustycznego, aby przetestować głośność każdego tonu i sprawdź, czy są one odtwarzane z głośnością 60 decybeli.
Aby stworzyć bodziec wizualny, wygeneruj obraz z czarnym tłem i białym pierścieniem wyśrodkowanym na krzyżu fiksacyjnym. Następnie poproś native speakera, aby usiadł przed kamerą i nagrał każdy bodziec mowy. Aby wyeksportować komponent dźwiękowy każdej ścieżki, przejdź do okna ustawień eksportu w programie do edycji wideo.
Zaznacz pole eksportu dźwięku. Następnie kliknij menu formatu i wybierz plik audio fali. Kliknij przycisk eksportuj, aby zapisać komponent dźwiękowy jako plik grupy czynności.
Aby wyeksportować komponent wizualny każdej ścieżki, wróć do okna ustawień eksportu i zaznacz pole eksportu wideo. Następnie kliknij menu formatu i wybierz H 2 64. Kliknij przycisk eksportuj, aby zapisać komponent wizualny jako osobny plik VI.
Na koniec, aby stworzyć bodziec McGurk, użyj niemego wideo G i komponentu słuchowego wideo BA. Zaimportuj oba pliki z pulpitu. Następnie przeciągnij plik GA V tylko kropka AVI do źródła wideo w menu sekwencji programu, a plik BA A tylko dot wave jako źródło dźwięku w menu sekwencji programu.
Teraz uczestnik zobaczy wizualizację dla ga, ale usłyszy bodziec słuchowy. Ba Ba.Zacznij od przymocowania podbródka do stołu uczestnika. Następnie użyj oscyloskopu, ogniwa fotowoltaicznego i mikrofonu, aby zweryfikować asynchroniczność bodźca, czasu trwania i początku bodźców na komputerze.
Aby to zrobić, naciśnij pauzę na oscyloskopie, aby zablokować ekran. Po odtworzeniu bodźca na ekran oscyloskopu nałoży się siatka, która działa jak pasek skali. Sprawdź czas trwania bodźca, patrząc na długość fali z każdego kanału w porównaniu z paskiem skali na oscyloskopie.
Początek bodźca asynchronicznie jest weryfikowany, patrząc na odległość między dwoma formami fal. Następnie przeprowadź ekran widzenia na każdym uczestniku za pomocą wykresu Snella i oka, aby upewnić się, że wszyscy uczestnicy mają wizję 2040 lub lepiej zapisz najniższą linię, którą uczestnik może dokładnie zgłosić. Następnie użyj miernika dźwięku, aby przetestować słuch każdego uczestnika przy czterech różnych progach.
Poinstruuj uczestnika, aby podniósł rękę za każdym razem, gdy wykryje dźwięk. Po zakończeniu seansu odprowadź uczestnika do słabo oświetlonego, kontrolowanego dźwiękiem pomieszczenia, w którym odbędzie się eksperyment. Posadź uczestnika w odległości 60 centymetrów od monitora komputera, aby upewnić się, że bodźce mają taką samą intensywność dla każdego uczestnika.
Aby rozpocząć pierwszy test, poinstruuj uczestnika, aby zaobserwował błysk i sygnał dźwiękowy. Wyjaśnij uczestnikowi, że zadanie polega na podjęciu decyzji, czy błysk i sygnał dźwiękowy pojawiają się w tym samym czasie, czy w różnych momentach. Następnie poinstruuj uczestnika, aby nacisnął jeden, jeśli bodźce występują w tym samym czasie, i nacisnął dwa, jeśli bodźce pojawiają się w różnym czasie.
W drugim teście zacznij od poproszenia uczestnika o wysłuchanie dwóch sygnałów dźwiękowych emitowanych na dwóch różnych częstotliwościach. Poinstruuj uczestnika, aby nacisnął jeden na klawiaturze numerycznej, jeśli wysoki ton jest odtwarzany jako pierwszy, lub naciśnij dwa, jeśli niższy ton jest odtwarzany jako pierwszy. Następnie poproś uczestnika, aby obserwował dwa kręgi.
Jeden z nich będzie znajdował się nad centralnym krzyżykiem fiksacyjnym, a drugi poniżej poinstruuje uczestnika, aby nacisnął jeden na klawiaturze numerycznej. Jeśli górne kółko jest prezentowane jako pierwsze i aby nacisnąć dwa, jeśli dolne kółko jest prezentowane jako pierwsze, poproś uczestnika, aby zauważył mały błysk na ekranie i usłyszał pojedynczy dźwięk. Poinstruuj uczestnika, aby nacisnął jeden na klawiaturze numerycznej, jeśli sygnał dźwiękowy został wyemitowany jako pierwszy, lub nacisnął dwa, jeśli lampa błyskowa została pokazana jako pierwsza.
W trzecim teście poinstruuj uczestnika, aby obserwował wideo, w którym sylaba jest wypowiadana BA, a następnie poproś uczestnika, aby nacisnął literę na klawiaturze BA, która odpowiada sylabie, którą postrzega z filmu. Na przykład, poinstruuj ich, aby nacisnęli literę B, jeśli spostrzegają sylabę, bah, lub aby nacisnęli literę G, jeśli postrzegają GA. Przedstawiciel. Wyniki zadania oceny równoczesności są pokazane tutaj.
Istnieje okno czasowe, w którym pary wzrokowo-słuchowych bodźców słuchowych mogą być prezentowane z opóźnieniem i będą postrzegane jako synchroniczne w dużej części prób. Co więcej, osoba z zaburzeniami ze spektrum autyzmu ma szersze okno czasowe wiązania niż osoba z typowym rozwojem. W tym miejscu pokazana jest średnia dokładność każdego z zadań oceny porządku czasowego przy różnych opóźnieniach.
Wraz ze wzrostem opóźnienia średnia dokładność wzrasta we wszystkich warunkach. Średnia dokładność dla bodźców dźwiękowych wizualnych jest mniejsza niż dla samych bodźców słuchowych lub wzrokowych. Na koniec przedstawiono reprezentatywne dane z zadania McGurk z obiema grupami tematycznymi.
Osoby z autyzmem pokazane na czerwono postrzegały połączone dźwiękowo-wizualne imię daon sylaby znacznie mniej niż typowe osoby rozwojowe pokazane na czarno. Ponadto, jako przykład użyteczności tej baterii, prawdopodobieństwo percepcji McGirka u poszczególnych osób jest wykreślane z ich czasowym oknem wiązania z zadania oceny równoczesności. Istniała ujemna korelacja między percepcją McGirka a oknem wiązania czasowego, tak że uczestnicy z niską percepcją McGirka mieli większe okno wiązania czasowego.
Ta bateria testowa jest bardzo przydatna w zrozumieniu, w jaki sposób przetwarzanie sensoryczne i ostrość czucia różnią się w autyzmie i jak to się odnosi do przetwarzania mowy. Naszym ostatecznym celem jest wykorzystanie tej baterii zadań w środowisku takim jak EEG i FMRI, aby zrozumieć nieco więcej o podstawach mózgowych tych zjawisk. Stosując tę procedurę, ważne jest, aby zrozumieć, że format tej baterii zadań wymaga, aby wszyscy uczestnicy posiadali otwarte umiejętności językowe niezbędne do zrozumienia instrukcji słownych dla każdego zadania.
W związku z tym ta bateria jest obecnie odpowiednia tylko dla wysoko funkcjonujących osób z autyzmem.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł opisuje procedurę psychofizycznego testowania behawioralnego, którego celem jest zrozumienie przetwarzania sensorycznego u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD). Badanie koncentruje się na indywidualnych różnicach w przetwarzaniu czasowym bodźców słuchowych i wzrokowych oraz ich związku z wyższymi umiejętnościami percepcyjnymi.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Psychologia behawioralna
- Badania nad autyzmem
Tło
- Zrozumienie przetwarzania sensorycznego u dzieci z ASD jest kluczowe dla oceny ich umiejętności percepcyjnych.
- Przetwarzanie czasowe odnosi się do tego, jak jednostki postrzegają i integrują informacje sensoryczne w czasie.
- Wyższe umiejętności percepcyjne, takie jak percepcja mowy, mogą być wpłynięte na przez deficyty w przetwarzaniu sensorycznym.
- To badanie ma na celu scharakteryzowanie tych indywidualnych różnic za pomocą zadań behawioralnych.
Cel badania
- Zbadanie przetwarzania i integracji bodźców sensorycznych u dzieci z ASD.
- Powiązanie zdolności przetwarzania czasowego z wyższymi umiejętnościami percepcyjnymi.
- Ocena defcytów przetwarzania sensorycznego u dzieci z autyzmem.
Zastosowane metody
- Stworzenie i weryfikacja bodźców słuchowych i wzrokowych.
- Selekcja uczestników pod kątem normalnego słuchu i wzroku.
- Dostarczenie instrukcji i przeprowadzanie zadań behawioralnych.
- Analiza danych w celu porównania wyników w poszczególnych zadaniach.
Główne wyniki
- Scharakteryzowanie indywidualnych różnic w przetwarzaniu czasowym.
- Identyfikacja defcytów przetwarzania sensorycznego u dzieci z ASD.
- Wgląd w to, jak te defcyty są związane z upośledzeniami w komunikacji społecznej.
- Dane wspierają stosowanie zadań behawioralnych do oceny przetwarzania sensorycznego.
Wnioski
- Testowanie behawioralne może skutecznie ujawnić indywidualne różnice w przetwarzaniu sensorycznym.
- Zrozumienie tych różnic jest istotne dla opracowania ukierunkowanych interwencji.
- Potrzebne są dalsze badania, aby zbadać implikacje dla umiejętności komunikacji społecznej.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of sensory and multisensory temporal processing in children with autism spectrum disorder (ASD) addresses a critical gap in early discovery of neurodevelopmental biomarkers. This psychophysical battery enables precise characterization of sensory integration deficits, informing target validation and mechanistic de-risking for translational neuroscience portfolios. Standardized measurement of temporal binding windows and multisensory integration supports predictive confidence in linking sensory phenotypes to higher-order functional outcomes.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of sensory integration pathways implicated in ASD and related neurodevelopmental disorders.
- Supports biological de-risking by quantifying individual differences in temporal processing.
- Facilitates functional target validation through objective measurement of sensory deficits.
- Provides data-driven criteria for portfolio triage based on mechanistic clarity.
Screening & Assay Development
- Establishes validated behavioral assays for quantifying sensory and multisensory processing.
- Delivers reproducible, quantitative outputs for cross-cohort comparison.
- Supports assay standardization and scalability for broader neurodevelopmental research.
- Enables reliable evaluation of candidate interventions targeting sensory processing.
Translational & Preclinical Research
- Aligns sensory processing metrics with disease-relevant phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from discovery-stage behavioral phenotyping to preclinical model validation.
- Informs risk-adjusted advancement decisions for neurodevelopmental therapeutic programs.
- Supports predictive de-risking by linking sensory metrics to functional outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
This psychophysical testing battery integrates into the discovery-to-preclinical continuum for neurodevelopmental disorder research, supporting both early target validation and translational biomarker strategies.
- Discovery Biology: Quantifies temporal binding windows and multisensory integration to clarify sensory pathway mechanisms.
- Screening: Provides standardized, reproducible behavioral assays for sensory function assessment.
- Analytics: Generates quantitative dependent variable measurements for robust cross-group analysis.
- Translational Research: Bridges behavioral phenotyping with preclinical and biomarker-aligned endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, scalable platform for sensory function assessment across neurodevelopmental pipelines.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in linking sensory deficits to neurodevelopmental phenotypes.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable behavioral assays.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk in neurodevelopmental portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of sensory-targeted programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in psychophysical testing and neurodevelopmental assessment.
- Demands precise instrumentation for stimulus presentation and timing verification.
- Necessitates cross-team standardization of behavioral protocols and data analysis.
- Currently suitable for high-functioning individuals with ASD due to language comprehension requirements.
- Adaptation to other clinical populations or age groups may require protocol modification.
