Wykorzystanie paradygmatu świata wizualnego do badania rozumienia zdań u dzieci z autyzmem mówiących po mandaryńsku
3 października 2018
Przedstawiamy protokół do badania wykorzystania wskazówek morfologicznych podczas rozumienia zdań w czasie rzeczywistym przez dzieci z autyzmem.
Metody te mogą pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w zrozumieniu zdolności językowych dzieci z autyzmem, takie jak to, czy są w stanie zrozumieć zdanie, korzystając zarówno z informacji językowych, jak i pozajęzykowych. Główną zaletą tej metody jest to, że jest wrażliwa na kod czasowy rozumienia zdań i wymaga minimalnego obciążenia pracą i komunikacją. Metoda ta po prostu rejestruje ruchy gałek ocznych jako automatyczne reakcje na dane językowe bez proszenia uczestników o świadome osądy na temat danych wejściowych, co znacznie zmniejsza model obliczeniowy uczestników.
Zacznij od skonstruowania bodźców testowych, które składają się z 12 wizualnych elementów docelowych i dwóch wypowiadanych zdań zawierających markery morfologiczne BA i BEI. Utwórz obraz wizualny na podstawie szablonu w oprogramowaniu do edycji obrazów, w którym każdy obraz zawiera dwa obrazy. Kliknij dwukrotnie szablon, aby go otworzyć.
Dostosuj szerokość, wysokość, rozdzielczość i głębię kolorów za pomocą menu podręcznych. Wprowadź odpowiednie parametry. Następnie odwróć role wydarzeń dwóch postaci na dwóch obrazkach.
Kliknij opcję Eksportuj plik. Następnie skonfiguruj mikrofon i otwórz oprogramowanie do edycji dźwięku, aby skonstruować wypowiadane zdania. Wybierz opcję Nagraj dźwięk mono z nowego menu.
Ustaw warunki nagrywania, klikając opcję Częstotliwość próbkowania 44, 100 Hz. Kliknij przycisk Nagraj. Na koniec nagraj wypowiadane zdania, prosząc rodowitego użytkownika języka mandaryńskiego z Pekinu o wytworzenie zdań w sposób skierowany do dzieci.
Zapisz nagrania, klikając przycisk Zapisz. Zacznij od tego, aby uczestnik usiadł przed monitorem wyświetlacza zdalnego urządzenia do śledzenia ruchu gałek ocznych. Ustaw odległość między oczami uczestnika a monitorem około 60 centymetrów.
Wykonaj standardowe procedury kalibracji i walidacji, prosząc uczestników o skupienie się na siatce pięciu celów fiksacji w losowej kolejności. Następnie poproś uczestnika, aby słuchał wypowiadanych zdań podczas oglądania zdjęć. Niech jeden eksperymentator będzie monitorował uczestnika na komputerze, a drugi stanie za uczestnikiem i delikatnie oprze dłonie na ramionach uczestnika, aby zminimalizować nagłe ruchy uczestnika.
Następnie poproś uczestnika, aby wykonał zadanie polegające na zmierzeniu ruchów gałek ocznych, które pojawiają się jako automatyczne reakcje na dane językowe. Po zakończeniu zadania wyświetl dane i zdefiniuj dwa obszary zainteresowania, obszar zdarzenia docelowego BA i obszar zdarzenia docelowego BEI, wybierając jedną z ikon kształtu obszaru zainteresowania na pasku narzędzi i rysując ramkę wokół obszaru, który ma zostać zdefiniowany jako obszar zainteresowania. Zapisz obszar zainteresowań w folderze konfiguracji obszaru zainteresowań.
Na koniec wybierz z menu Menedżera okresu odsetkowego, aby ustawić okno czasowe na co 200 milisekund dla analizy. Użyj tej samej funkcji, aby zablokować proporcje fiksacji w obszarach zainteresowania do początku znacznika dla każdej próby, a następnie użyj funkcji Raport obszaru zainteresowania, aby wyeksportować surowe dane do pliku Excel. Użyj funkcji Excela, aby uśrednić proporcje fiksacji po pojawieniu się znacznika dla każdego obszaru.
Następnie użyj funkcji programu Excel, aby obliczyć proporcje fiksacji w każdym oknie czasu wynoszącym 200 milisekund w okresie 5 200 milisekund od początku znacznika dla dwóch obszarów. Wyniki wskazują, że grupa autystyczna wykazywała wzorce ruchów gałek ocznych podobne do grupy TD w tym samym wieku. Obie grupy wykazywały większą fiksację na zdarzeniu docelowym BA podczas słyszenia BA niż podczas słyszenia BEI, występującym po wystąpieniu dopełnienia np i przed początkiem przysłówka.
Mówiąc konkretnie, zdarzenie wystąpiło w grupie TD w oknie między 1 400 a 1 600 milisekund. Natomiast efekt wystąpił w grupie z autyzmem w oknie od 1 800 do 2 000 milisekund. Po swoim opracowaniu, paradygmat jest z powodzeniem stosowany do testowania typowych rozwijających się zdolności językowych dzieci.
Nasze laboratorium rozszerzyło teraz paradygmat o badanie zdolności rozumienia języka u dzieci w wieku przedszkolnym z autyzmem. Biorąc pod uwagę, że pracujemy ze specjalnymi populacjami, dzieci z autyzmem często wykazują różnego rodzaju trudne zachowania lub objawy, w szczególności w nieznanym środowisku, dlatego należy zachować szczególną ostrożność przed i w trakcie testu. Przed eksperymentem ważne jest, aby eksperymentatorzy zaaklimatyzowali uczestników w środowisku eksperymentalnym.
Podczas testu eksperymentatorzy mogą być zmuszeni do przekierowania uczestników i poproszenia ich o kilkukrotne przełączenie na ekran komputera.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten artykuł przedstawia protokół badania sposobu, w jaki dzieci z autyzmem wykorzystują wskazówki morfologiczne podczas rozumienia zdań w czasie rzeczywistym. Metoda koncentruje się na zrozumieniu zdolności językowych tych dzieci poprzez analizę ich ruchów oczu w odpowiedzi na bodźce językowe.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Rozwój języka
- Badania nad autyzmem
Tło
- Rozumienie zdań u dzieci z autyzmem jest kluczowe.
- Poprzednie badania wykazały różne zdolności w przetwarzaniu informacji językowych.
- Śledzenie ruchów oczu może zapewnić wgląd w rozumienie w czasie rzeczywistym.
- Ta metoda minimalizuje obciążenie poznawcze uczestników.
Cel badania
- Zbadanie wykorzystywania informacji językowych i niejęzykowych w rozumieniu zdań.
- Ocena skuteczności wskazówek morfologicznych u dzieci z autyzmem.
- Poprawa zrozumienia przetwarzania języka w tej populacji.
Stosowane metody
- Konstrukcja bodźców testowych z wizualnymi elementami docelowymi i wypowiadanymi zdaniami.
- Zastosowanie markerów morfologicznych BA i BEI w wypowiadanymi zdaniami.
- Rejestrowanie ruchów oczu jako automatycznych reakcji na bodźce językowe.
- Minimalne wymagania zadania w celu zmniejszenia obciążenia poznawczego uczestników.
Główne wyniki
- Ruchy oczu dzieci dostarczają wglądu w ich zdolności do rozumienia zdań.
- Metoda skutecznie rejestruje przetwarzanie informacji językowych w czasie rzeczywistym.
- Wyniki sugerują, że dzieci z autyzmem mogą wykorzystywać wskazówki morfologiczne.
- Wyniki przyczyniają się do zrozumienia zdolności językowych u osób z autyzmem.
Wnioski
- Protokół jest cennym narzędziem do badania rozumienia języka u dzieci z autyzmem.
- Śledzenie ruchów oczu może ujawnić ważne aspekty przetwarzania językowego.
- Wymagane są dalsze badania, aby zbadać konsekwencje tych wyników.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Real-time eye-tracking using the visual world paradigm enables precise quantification of sentence comprehension in Mandarin-speaking children with autism, addressing a critical gap in early neurodevelopmental language research. This approach provides actionable insights into how linguistic and non-linguistic cues are integrated, supporting mechanistic de-risking and target validation for language intervention strategies. The protocol's minimal task demands and automatic response measurement make it highly adaptable for challenging pediatric populations, enhancing predictive confidence in translational research pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of language processing pathways in neurodevelopmental disorders.
- Supports functional target validation by isolating linguistic cue integration mechanisms.
- Provides mechanistic de-risking for language intervention hypotheses.
Screening & Assay Development
- Establishes validated, reproducible eye-tracking assays for sentence comprehension.
- Delivers quantitative, time-resolved readouts for cross-condition comparison.
- Facilitates standardization of behavioral phenotyping in pediatric neurodevelopmental studies.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral outputs with disease-relevant endpoints in autism research.
- Enables continuity from discovery to preclinical validation of language biomarkers.
- Supports risk-adjusted advancement of candidate interventions targeting language deficits.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for neurodevelopmental language research, bridging early mechanistic studies and translational biomarker development.
- Discovery Biology: Quantifies real-time integration of linguistic and non-linguistic cues for hypothesis testing.
- Screening: Provides reproducible, quantitative eye-tracking outputs for assay readiness.
- Analytics: Enables time-locked measurement of fixation proportions for robust statistical analysis.
- Translational Research: Connects behavioral readouts to preclinical endpoints relevant to autism spectrum disorder.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, low-burden platform for repeated use across diverse pediatric populations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in language biomarker discovery and target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of behavioral assays.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for language intervention programs in neurodevelopmental pipelines.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of early-stage language research assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in eye-tracking technology and pediatric behavioral assessment.
- Demands access to calibrated eye-tracking instrumentation and data analysis software.
- Necessitates cross-team standardization of stimulus design and data processing workflows.
- Must be adapted for participant acclimation and behavioral variability in special populations.
- Limited to non-verbal, automatic response measurement as supported by the protocol.
