便携式联运优惠展望（IPL）：研究语言理解在通常情况下发展幼儿和儿童自闭症

Summary

一个可靠的以家庭为基础的方法来评估非常年轻的典型发展儿童的语言理解，以及那些患有自闭症，描述。该方法分析孩子的眼睛凝视着观看的图像，但听到的声音只匹配了一个图像。刺激的设计考虑到青少年参加。

Abstract

的定义特征的自闭症光谱障碍（ASD）是语言和沟通困难^。1儿童房间隔缺损的发病上讲是通常延迟，许多儿童患有ASD的一贯生产语言不太频繁和较低的词法和语法的复杂性比他们通常发展（TD）同行^。6,8,12,23然而，与ASD的孩子们也表现出了显着的社会赤字，研究人员和临床医生继续讨论在社会交往帐户赤字或在何种程度上有助于语言的赤字生产^{。5,14,19,25}

标准化的评估在自闭症儿童的语言通常包括理解组件的，然而，许多这样的理解任务评估只是一个方面，语言（ 例如 ，词汇），或有显着的电机组件（ 例如 ，指向，行为出），和/或要求孩子们刻意选择一些替代品。最后这两个被称为是具有挑战性的自闭症儿童的行为^{。7,12,13,16}

我们提出一个方法，可以评估的青少年发育正常的儿童（9-36个月）和自闭症儿童的语言理解的^{。2,4,9,11,22}这种方法，便携式联运优惠展望（P-IPL），项目侧端的视频图像从笔记本电脑到便携式屏幕。成对的第一视频图像与“基线”（nondirecting）音频，然后再次呈现与“测试”语言的音频相匹配的视频图像中，只有一个配对。儿童的眼​​球运动一边看视频拍摄，后来编码的。儿童理解的语言音频看起来更加迅速，并且不再在相匹配的语言的音频，视频^{。2,4,11,18,22,26}

此范式包括多个合作mponents，最近被小型化（投影机，摄录一体机，数字化仪）在儿童之家，使便携性和易于安装。这是一个关键点，以评估幼儿ASD，经常不舒服，在新的（ 例如 ，实验室）设置。影片可以创建评估广泛的语言知识的具体组成部分，如主语 - 动词 - 对象词序，WH-问题，紧张/纵横动词后缀;视频还可以评估原则，如名词的单词学习包括文字和语音，视觉和听觉显着，耐受性良好，自闭症儿童的偏差，形状偏差和句法自举^{。10,14,17,21,24}视频。

Protocol

1。 IPL视频创作

我们设计的视频很有趣，有吸引力，但也非自闭症儿童的厌恶，在一些方面：动画人物时，我们需要使用场景的社会/情感的动物，而不是人类具有挑战性的儿童ASD。我们使用颜色鲜艳的物体的动态场景捕获并保持关注。视频时，屏幕是空白的，一个红色闪烁灯的间距的间隔期间（ITIS）认为孩子的注意力。我们生产的语音音频，使用语音，夸张的语调和持续时间捕获并保持孩子的注意力。

图1。 （电影）一个块的名词偏差视频显示一个名词的偏置视频，测试儿童是否映射到一个新的字对象与行动。/ 4331movie1.mov“目标=”_blank“>点击这里观看电影。

视频刺激，通过创建商业非线性编辑程序，如FinalCut Pro或Avid的Media Composer，使用4-8秒的影片剪辑。

依次排列的第一的2个夹子，交替的左和右，搭配相同熟习音频或教学。

旁边的基准试验来，这是目前的测试激励端，但，搭配nondirecting音频。基线试验告诉我们的孩子是否有任何内在的或视觉的偏好时，无论是刺激没有语言或指导的音频。

测试试验显示，配对与测试音频，区分这两种视觉效果。

甲1kHz的音上的第二音频信道，与每个审判重合，提供视觉发病的编码器的指定，和偏移量的试验。

1. 执行的父母同意过程。描述格式更详细的研究，并要求家长签署同意书。强调的是，孩子应该注意用最少的交互与父，并介绍了家长使用的MP3播放器，如果孩子坐在父母的腿上。家长听音乐的MP3播放器，一边看的IPL视频，让他/她不听IPL测试音频和潜在影响的孩子应该看哪种方式。
2. 设置IPL组件在指定的房间，并连接到电源，使用延长线。这是有帮助的研究助理一起带来，他们可以玩的孩子在安装过程中。设置大屏幕的背部的主要光源。将集中在屏幕背后的扬声器，两个音量调节旋钮，中途水平。三脚架将相机放置在头顶上的音频转接盒，集中在屏幕前。加载磁带插入相机和摄像头旁边的地板上的DTE。设置投影机站7-10英尺的距离从屏幕上的投影机顶部。将笔记本电脑到投影机上的立场旁边。

图2。便携式的IPL组件和安排其安装在家里。显示的便携式IPL组件和其安装在家里的空间布局。 点击这里查看大图 。

3. 请连接的IPL组件：笔记本电脑连接，这样它的视频信号发送到投影仪。笔记本电脑还送出两个音频信号（通过分离器），与语音音频的扬声器的音音频到相机上。将相机连接，因此，它的DTE发送视频和音频信号。一旦连接，电源的所有部件。 DTE屏幕上应显示“AVI类型1”左“反”下。
4. 播放视频（S）的孩子：将第一个到QuickTime视频在笔记本电脑上。
   1. 将相机从2.5到3英尺的椅子，前面的屏幕。邀请孩子坐在椅子上，或在父母的怀里。如果父母的膝盖上，给家长的MP3播放器和耳机，告诉他/她来启动它。如果独自一人坐在孩子，家长可以坐在一起。可以鼓励儿童烦躁在视频笼统的“看电影”。
   2. 确保孩子的脸是可见的摄像机。重新检查每当孩子四处走动。根据需要调整照明的房间。
   3. 孩子的信息写在干擦白板（化名，性别，访问，视频，日期，出生日期，年龄）。打开摄像机，然后按记录。按记录DTE。电影日Ë白板，持续10秒。
   4. 在笔记本电脑，玩的第一个视频，点击“查看”，然后按“Enter”全屏“。”
   5. 视频完成后，按下停止按钮上的DTE。如果孩子愿意，可能会出现另一个视频。另外，这可能是一个很好的时间休息。有些自闭症儿童的需要经常休息，但其他人可能更喜欢观看的视频在一排。
5. 奖励孩子的礼物在结束访问。

3。编码在实验室中

1. 检查孩子的眼球运动已经数字化的DTE。
   1. 这部电影导入到非线性编辑程序，转换的格式（AVI）使用我们自定义的编码程序，然后导出到一个安全的存储设备。
2. 每个视频编码，其具体布局（ 即 ，安排熟悉/教学，基线和测试试验）。
   1. Tab键通的 h的孩子的膜和找到1kHz的音的波形的帧中是可见的，表明正在呈现的视觉刺激儿童。
   2. 开始编码在每个目标前试验（ 即有没有色调和中心光;应当向儿童中心或看远）间距的间隔（ITI）。标签前面一帧一帧的，记录每一个变化的凝视L（左），R（右），C（中心）或A（离开：向上，向下，最左边，最右边，背面）。

输入的编码方案的产出列的数字表明每个代码的时间和类型的。因此，TSC 33499意味着，在开始的审判，3.3499秒的视频从一开始，孩子看的中心。

编码阵列的分析，通过自定义的matlab分析程序，访问的具体布局，哪一方是每次试验的每部影片的比赛。

ve_content“的分析程序，然后计算出孩子的时间和方向的寻找每个编码审判过程中，孩子的延迟匹配的刺激，先看看和次数的孩子切换注意在每个编码审判。

然后，我们比较的儿童在基线与测试试验，（B）（a）持续时间的目光投向匹配图像匹配的图像延迟，先来看看，（C）的两个图像，在整个审判的时间过程，和（d）的关注的开关的数量。

理由是理解的语言刺激，孩子会显得更长匹配的图像比他们在测试过程中试验的基准试验过程中，他们会显得更迅速（一次试验开始）比不匹配的图像匹配图像，和，他们将开关注意在测试过程中比在基准试验的试验，因为语言刺激是指导他们的期待。

，唯一的区别之间的基线和测试试验是在语言的音频;的视觉刺激是相同的，但一个nondirecting音频（ 例如 ，“看这里！”）的基准试验，而在测试试验有一个指挥音频（ 例如 ，“在哪里的toopen ？“）因此，比较注意措施的持续时间和开关的基准试验测试试验，以告诉我们有多少导演音频引导孩子们的寻找模式。此外，如果孩子明白导演的音频，他们看起来应该更迅速地比不匹配的图像匹配的图像。

Representative Results

寻找从测试使用P-IPL儿童模式的一个例子在图3中给出。 TD孩子21个月的年龄查看NounBias视频，看了看时间匹配的图像与基线试验相比，在测试过程中，这表明他们已经制定了新颖的物体上，而不是行动的话^。21儿童房间隔缺损平均33个月的年龄与具有类似的举动，类似的效果的大小^。21,24因此，自闭症儿童表现出相似的词TD孩子的学习偏见。查看的SVO词序视频中，孩子们在这两个群体也不再寻找到匹配的图像在基准测试过（ 即显著理解），表明认识的英文单词的顺序（ 例如 ，“女孩把男孩”是一个不同的关系“男孩把女孩^{”）。3,14,21}发展差异的wh-疑问视频，TD儿童表现出显着的comprehens离子而显着理解自闭症儿童的年龄在54个月。在28个月的年龄，因此，自闭症儿童的延迟在学习如何正确地解释问题，如“什么苹果的命中吗？”

图3。儿童的百分之寻找时间的匹配（ 即 ，对象，而不是行动），而观看的名词偏置视频。显示儿童的百分之寻找时间的匹配（ 即 ，而不是行动的对象），而观看的名词偏置视频。

图4给出了更详细的时间过程的TD的儿童观看ShapeBias视频在连续四次访问的分析，跨越20-32个月。蓝线表示的匹配（ 即 ，相同的形状对象），请注意，高度的蓝线在日E测试试验（每幅图的右侧）随着年龄的增加，越来越形状喜好。此外，随着孩子年龄的增长，蓝线上升到了比赛早在审讯中，表明他们理解的指导音频随着年龄的增长更加迅速。红色线表示望着远处的红色线条的宽度会随着年龄的增长而降低，孩子们花更少的时间望着远处的通知。粉红色的线表示希望该中心在ITI;我们使用，以确保孩子们没有偏见的审判开始之前。这些IPL的数据证实了其他方法的的形状偏差是一个日益强烈的字眼，TD孩子的学习原则。然而，重复三次没有成功地在ASD儿童表现出显着的字形状偏差^。17,24

图4。 TD孩子的TIMecourse是俯视而生，而观看形状偏置视频。显示了TD儿童寻找到匹配的时间过程，非匹配，中心，并远离，而观看形状偏置视频。 点击此处查看大图 。

图5给出了时间过程数据与ASD，当他们平均41个月的年龄相同的孩子，一边欣赏的语法的引导视频，当他们学习新的动词周围的句子帧（ 例如 ，要求，，以确定gorping在“鸭子gorping兔子“指的致病作用，而不是到一个noncausative的行动）。句法引导过程是重复在TD的孩子的许多研究的另一个词汇学习的原则。请注意，自闭症儿童的看不匹配的图像（绿线）在基线试验，但随后他们的期待是针对在匹配的图像（蓝线）在下半年的测试试验，当他们被要求找到所指的新动词（ 例如 ，“查找gorping！”）。作为一个群体，这些儿童房间隔缺损，从而能够正确地映射到致病作用的动词。交叉访问的回归分析表明，自闭症儿童的看着在比赛过程中的句法引导过程的视频有更短的延迟，在比赛时，他们观看了的语序视频，8个月前的¹⁴

图5。儿童房间隔缺损的时间过程是俯视而生，而观看视频的句法引导过程。显示儿童ASD寻找到匹配的时间过程，非匹配，中心，并远离，而观看视频的句法引导过程。

Discussion

特别需要注意的是，以确保编码器是“聋”/不知道具体的刺激，孩子正在经历一个给定的试验，让他们不知道哪一方是匹配的，不经意间的偏差及其编码。我们保证通过的1kHz音列入^第二音频通道的视频，然后将其复制到孩子的眼球运动的电影。此音调的波形提供的视觉指示的发病每项试验和偏移，从而划定不知道他们的视频或音频内容的编码器的试验。

这是非常重要的，以确保分析的布局考虑的左，右的开关，当孩子的编码（ 即 ，如果匹配的场景是在左侧，而孩子是看，它会出现在正确的侧的眼动编码器，反之亦然）。

信度评估小号产量的相关性约0.98对经验丰富的编码器上随机选择的10％的数据; ³与经验不足的编码器或如果有是高转以上的编码器用于这项研究的参与者之间，我们建议每个孩子的编码的眼睛运动至少2人，并要求他们的代码（通常持续时间匹配）是在0.3秒内对方每次试验。如果他们都没有，然后是第三个，第四或第五的人应该编写孩子，直到实现可靠性^。

随着孩子年龄和/或发育迟缓的儿童的参加者，这是不可避免的，有些人会不看无论是现场一定比例的每次试验中，对于一些试验，从来没有。下列约定适用于这些失误的注意事项：（一）儿童需要至少一个场景至少0.3秒计算，审判。否则，它是缺少的试验。 （b）对于一个给定的视频，孩子们需要提供一半以上的试验，以测试被包含在最终的数据集的数据。 （三）缺少试验跨在这个年龄组的儿童/条件，该项目的平均取代。

IPL是一种引用（ 例如 ，对象和操作）或命题上的水龙头儿童最早的语言形式的映射（ 即 ，单词和句子）（ 即 ，关系和事件）的含义。它可以被用来评估过程，其中不同年龄的孩子学习新单词，以及年龄，他们在了解不同类型的语法形式。只需要眼球运动的理解明显的指标（或不），IPL可用于幼儿，其行为符合普遍较低，以及一些特殊人群，如自闭症儿童的。此外，因为该技术可以被带到儿童之家，它也可能被使用很难人口以达到在传统的实验室，如儿童从低社会经济群体，在农村社区的儿童和单语非母语的父母的双语儿童。分析眼球运动的新方法，揭示学习不同类型的语言，有趣的和重要的影响和学习的话，在不同的年龄。未来的计划包括使用IPL与神经影像学检查方法，同时，使儿童的大脑活动，在语言理解，可与他们的行为指标。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Screen	Draper	RoadWarrior Portable Projection Screen
Laptop	Apple	15 inch MacBook Pro
Projector	NEC	NP40 Projector	Digital Lens Projector
Projector stand	DA-LITE	Project-O-Stand
Speaker	YAMAHA	Monitor Speaker Model MS101II
Tripod	Velbon	QB-4W DF Mini
Camcorder	Canon	VIXIA HV30 HDV	High Definition Video
DTE	DTE Technology	FS-H200
Noise cancelling headphones	Sony	MDR-NC60