Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

اختبار وظيفة الحسية ومتعدد الحواس في الأطفال الذين يعانون من اضطراب طيف التوحد

Published: April 22, 2015 doi: 10.3791/52677
Automatic Translation
1, 2, 3
1Vanderbilt Brain Institute, Vanderbilt University Medical Center, 2Department of Psychology, University of Toronto, 3Department of Hearing and Speech Sciences, Vanderbilt University

Abstract

بالإضافة إلى ضعف في التواصل الاجتماعي ووجود المصالح المقيدة والسلوكيات المتكررة، يتم الاعتراف الآن عجز في معالجة الحسي كعرض الأساسية في اضطراب طيف التوحد (ASD). متجذر لدينا القدرة على إدراك والتفاعل مع العالم الخارجي في المعالجة الحسية. على سبيل المثال، والاستماع إلى محادثة يستلزم معالجة الاشارات السمعية القادمة من مكبر الصوت (محتوى الكلام، وعلم العروض، في بناء الجملة)، وكذلك المعلومات المرتبطة البصرية (تعابير الوجه والإيماءات). إجمالا، "التكامل" من هذه المتعددة الحواس (أي السمعية البصرية مجتمعة) قطعة من المعلومات في النتائج أفضل الفهم. وقد تبين هذا التكامل متعدد الحواس أن تعتمد بقوة على العلاقة الزمنية للمحفزات المقترنة. وهكذا، المثيرات التي تحدث في وثيقة القرب الزماني من المرجح جدا أن يؤدي إلى فوائد السلوكية والإدراكية - مكاسب يعتقد أن تكون عاكسة للالحكم جهاز الإدراك الحسي من احتمال أن هذه المحفزات اثنين جاء من نفس المصدر. ويتوقع تغييرات في هذا التكامل الزمني لتغيير بقوة عمليات الإدراك الحسي، ومن المرجح أن يقلل من القدرة على إدراك بدقة والتفاعل مع عالمنا. هنا، يتم وصف بطارية من مهام صممت لوصف مختلف جوانب معالجة الزمني الحسي ومتعدد الحواس في الأطفال الذين يعانون من التوحد. وبالإضافة إلى فائدتها في التوحد، وهذه البطارية لديها امكانات كبيرة لوصف التغييرات في وظيفة حسية في السكان السريرية الأخرى، وكذلك تستخدم لدراسة التغيرات في هذه العمليات عبر عمر.

Introduction

وكثيرا ما اقترب بحوث علم الأعصاب التقليدي فهم الإدراك الحسي من خلال التركيز على طرائق الحسية الفردية. ومع ذلك، تتكون البيئة من مجموعة واسعة من المدخلات الحسية التي يتم دمجها في عرض موحد الإدراك الحسي للعالم بطريقة ما يبدو جهد. حقيقة أننا موجودة في مثل هذه البيئة الغنية المتعددة الحواس يتطلب منا فهم أفضل للطريقة التي الدماغ يجمع المعلومات عبر أنظمة حسية مختلفة. يتم تضخيمه الحاجة إلى هذا الفهم أيضا حقيقة أن وجود أجزاء متعددة من المعلومات الحسية غالبا ما يؤدي إلى تحسينات كبيرة في السلوك والإدراك 1-3. على سبيل المثال، هناك تحسن كبير (تصل إلى 15 ديسيبل في نسبة الإشارة إلى الضوضاء) في القدرة على فهم الكلام في بيئة صاخبة إذا كان يمكن للمراقب انظر أيضا الحركات المتحدث الشفة 4-7.

واحدة من العوامل الرئيسية التييؤثر على كيفية يتم الجمع بين المدخلات الحسية المختلفة ودمجها هو القرب الزمني النسبي. في حالة حدوث اثنين من الاشارات الحسية قريبة من بعضها البعض في الوقت المناسب، هيكل الزمانية التي تشير إلى أصل مشترك، وأنها من المرجح للغاية أن تكون متكاملة كما يتضح من التغيرات في السلوك والإدراك 8-12. واحدة من الأدوات التجريبية أقوى لدراسة تأثير الهيكل الزمني متعدد الحواس على الاستجابات السلوكية والإدراكية هو الحكم التزامن (SJ) المهام 13-16. في مثل هذه المهمة، المقترنة متعدد الحواس (على سبيل المثال، البصرية والسمعية) المحفزات في مختلف asynchronies بداية التحفيز (SOAS) تتراوح ما بين وقت واحد موضوعية (أي.، والزمانية إزاحة 0 مللي ثانية) إلى غير متزامن للغاية (على سبيل المثال، 400 مللي ثانية). وطلب من المشاركين الحكم على المنبهات مثل وقت واحد أم لا عن طريق اضغط على زر بسيطة. في مثل هذه المهمة، حتى عندما يتم عرض المحفزات البصرية والسمعية في البنية الموجهة بالخدمات من 100 ميللي ثانية أو أكثر، تفيد الموضوعات التي الزوجوكان في وقت واحد على نسبة كبيرة من المحاكمات. نافذة الوقت الذي اثنين من المدخلات يمكن أن يحدث ويكون وجود احتمال كبير من أن ينظر إليها بأنها تحدث في وقت واحد يعرف باسم نافذة ملزمة الزمني (TBW) 17-19.

وTBW هو بناء علم السلوك للغاية، لأنه يمثل الانتظام الإحصائية في العالم من حولنا (19). "نافذة" يوفر المرونة للمواصفات أحداث أصل مشترك. واحد الذي يسمح للمنبهات التي تحدث على مسافات مختلفة مع أوقات انتشار مختلفة (سواء الجسدية والعصبية) انه لا يزال "ملزمة" لبعضها البعض. ومع ذلك، على الرغم من أن TBW هي بنية احتمالي، والتغيرات التي توسع (أو العقد) حجم هذه النافذة من المرجح أن يكون المتتالية والآثار الضارة المحتملة على التصور 20،21.

اضطراب طيف التوحد (ASD) هو اضطراب النمو العصبي التي تم تشخيصها كلاسيكي سن أساس العجز في التواصل الاجتماعي ووجود المصالح المقيدة والسلوكيات المتكررة 22. وبالإضافة إلى ذلك، وكما هو مدون في الآونة الأخيرة في DSM-5، والأطفال مع ASD كثيرا ما تظهر تغييرات في ردودها على المحفزات الحسية. بدلا من أن يقتصر على شعور واحد، يشمل هذا العجز في كثير من الأحيان الحواس متعددة بما في ذلك السمع واللمس، التوازن، التذوق والرؤية. جنبا إلى جنب مع مثل هذا العرض "متعدد الحواس"، والأفراد مع ASD غالبا ما تظهر العجز في المجال الزمني. بشكل جماعي، وتشير هذه الملاحظات أن وظيفة الزمنية المتعددة الحواس يجوز تغيير تفضيلي في مرض التوحد 17،23-25. على الرغم من أن يلازم وجهة نظر ظيفة الحسية المتغيرة في ASD، قد تكون التغييرات في وظيفة الزمنية المتعددة الحواس أيضا مساهما هاما في العجز في التواصل الاجتماعي في ASD، نظرا لأهمية سريعة ودقيقة ملزمة من المحفزات المتعددة الحواس لحفلاتها والاتصالات. تأخذ باعتبارهان المثال تبادل الكلام المذكورة أعلاه التي ترد معلومات مهمة في كل من السمعية البصرية والطرائق. في الواقع، وقد استخدمت هذه المهام لإثبات اختلافات كبيرة في عرض TBW المتعددة الحواس لدى الأطفال المصابين بالتوحد أداء عال 26-28.

نظرا لأهميته لوظيفة عادية الإدراك الحسي، والآثار المحتملة لعمليات أعلى النظام مثل التواصل الاجتماعي (والقدرات المعرفية الأخرى)، وأهميتها السريرية، وصفت بطارية من مهام صممت لتقييم وظيفة الزمنية المتعددة الحواس لدى الأطفال مع ASD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

بيان الأخلاق: يجب على جميع المواضيع توفر الموافقة المسبقة قبل التجربة. تمت الموافقة على الأبحاث وصفها هنا من قبل المؤسسي مجلس مركز فاندربيلت الطبي في جامعة والمراجعة.

1. تجربة إعداد

  1. اطلب من المشاركين لإنجاز المهام في والصوت التي تسيطر عليها غرفة مضاءة بشكل خافت.
    ملاحظة: النظر في تنفيذ جدول زمني البصرية 29،30 كجزء من تصميم الدراسة. وعلى الرغم من كل مهمة في هذه البطارية هي قصيرة نسبيا، وأداء العديد من المهام في صف واحد يمكن أن يسبب التعب في بعض الأطفال، سواء مع تطوير نموذجي (TD) ومع ASD. وينبغي أن يتضمن جدول البصري جميع الأنشطة المخطط لها (على حد سواء المهام والسمع / الرؤية الفحص)، وكذلك فترات راحة قصيرة بين المهام. سوف يساعد هذا الهيكل المساهمة في تجربة البحوث إيجابيا للمشارك، وحتى تبين أن الحصول على ردود أكثر دقة في بعض المهام 31. ألصق بقية الذقن إلى الجدول حيث المشارك سيجلس حين الانتهاء من هذه المهمة، مع شاشة الكمبيوتر وضعت 60 سم بعيدا عن مشارك. هذا هو ضمان أن المحفزات هي نفس كثافة لكل مشارك. استخدام سماعات إلغاء الضوضاء أو مكبرات صوت للتسليم التحفيز السمعي.
  2. بسبب الاختلافات في منصات التجريبية الفردية (بطاقة الصوت، بطاقة الرسومات، نظام التشغيل، الخ)، والتحقق من مدة التحفيز والتحفيز asynchronies بداية (SOAS) مع الذبذبات، الخلية الضوئية، وميكروفون على كل كمبيوتر للتجربة.
    ملاحظة: اعتمادا على منصة الفردية (على سبيل المثال، بطاقة الصوت بطيئة)، إجراء تعديلات على قانون تجربة ذلك أن توقيت عرض الحوافز دقيقة.

2. المحفزات

  1. توليد 2 الرعايا أو MP4. الملفات مع مدة 16 ميللي ثانية (بما في ذلك 2 - 3 ميللي ثانية حتى منحدر وأسفل المنحدر) في 500 هرتز و 1،000 هرتز. القيام بذلك عن طريقتحديد موجة جيبية من التردد المطلوب مع منحدر تدريجي يصل إلى السعة الكاملة، تليها منحدر أسفل في نهاية لهجة. حفظ موجة جيبية كملف السمعي. اختبار حجم كل لهجة مع متر مستوى ضغط الصوت للتحقق من أن لعبت عليه في 60 ديسيبل. إذا تم استخدام مكبرات الصوت لتقديم المحفزات السمعية، وينبغي اختبار الصوت في 60 سم بعيدا عن الشاشة (حيث المشارك سيجلس). إذا كان سيتم استخدام سماعات الرأس، وقياس حجم المقبل مباشرة إلى كل سماعة الرأس.
    ملاحظة: فمن الأسهل للحفاظ على الكمبيوتر في حجم قياسي وضبط مستوى صوت النغمة تبعا لذلك عن طريق تعديل التعليمات البرمجية المستخدمة لتوليد الحافز أو برنامج تحرير الصوت.
  2. خلق المحفزات البصرية إما عن طريق تحديد حجم وموقع ومضة في رمز التجربة، أو عن طريق توليد JPEG أو صورة نقطية مع خلفية سوداء وبيضاء حلقة تتمحور حول مرمى التثبيت، وعرض في الوقت المناسب. تعيين المدةمن فلاش البصرية إلى 16 مللي ثانية في رمز التجربة.
  3. المحفزات سجل كلمة من اللغة الأم في غرفة هادئة على خلفية بيضاء بسيطة من الكتفين حتى مع رئيس في وسط الإطار. تسجيل المنبهات الفيديو وفقا لأعلى كاميرا فيديو قرار المتاحة. بدلا من ذلك، يمكن أن تستخدم أشرطة الفيديو التحفيز المتاحة للجمهور اذا شئت.
    ملاحظة: الفيديو والصوت المتكلم قائلا المقاطع "با" و "جا" مطلوبة لهذه التجربة.
    1. باستخدام أي برنامج لتحرير الفيديو، تصدير المكون السمعي من كل مسار وحفظ كملف. الرعايا منفصل. القيام بذلك عن طريق الذهاب إلى نافذة إعدادات التصدير وحدد "الرعايا ملف صوتي" من "تنسيق" القائمة المنسدلة. تحقق "تصدير الصوت" ثم انقر فوق "تصدير" إلى الجزء السفلي من نافذة إعدادات تصدير.
    2. وبعد ذلك، تصدير عنصر بصري (أي فيديو صامت) من كل مسارد حفظ كملف افي منفصل. القيام بذلك عن طريق الذهاب إلى نافذة إعدادات التصدير وحدد "غير مضغوط AVI" من "تنسيق" القائمة المنسدلة. تحقق "فيديو تصدير" ثم انقر فوق "تصدير" إلى الجزء السفلي من نافذة إعدادات تصدير.
    3. وأخيرا، وإزالة العنصر السمعي من "جا" المسار واستبدالها مع المكون السمعي من "با" الطريق الصحيح لجعل التحفيز McGurk. للقيام بذلك حدد "افي" ملف من سطح المكتب إلى كمصدر الفيديو عن طريق اختيار "المصدر"، في هذه الحالة "ga_VOnly.avi". وبالمثل حدد البعض الفيديو "ba_Aonly.avi". في القائمة تسلسل البرنامج، تأكد من أن الفيديو (V1) "فيديو 1" المصدر "ga_VOnly.avi" والصوت (A1) "الصوت 1" المصدر "ba_Aonly.avi". تحقق من أن بداية التحفيز "جا" البصري تتماشى زمنيا مع الأمراض المنقولة جنسيا السمعيةmulus "با".
      ملاحظة: من المهم أن المنبهات السمعية هي نفس تسجيل المحدد في كل من التحفيز السمعية والبصرية والسمعية الوحيد (وليس فقط نفس المقطع) بحيث أن الفرق الوحيد بين "با" السمعي البصري والتحفيز McGurk هو عنصر الفيديو. وسوف يضمن هذا يمكن للمرء أن إجراء مقارنة المناسبة لدراسة تأثير التحفيز البصري على المقطع السمعي المتصورة.

3. البطارية العمل

ملاحظة: تتطلب هذه المهمة أن جميع المشاركين قادرون على فهم والامتثال لتعليمات شفهية من المجرب.

  1. التأكد من أن جميع المشاركين لديهم الرؤية العادية من خلال إجراء فحص بسيط قبل الاختبار. استخدام العين الرسم البياني سنيلين في 20 قدما ونطلب من المشاركين لقراءة كل سطر مع كلتا العينين مفتوحة (المشاركين سيكون عرض المحفزات مع كلتا العينين مفتوحة). تسجيل أدنى خط ذلك الجزءicipants تقرير بدقة المثيرات البصرية. وينبغي أن يكون المشاركون 20/40 الرؤية أو أفضل منه.
  2. التأكد من أن جميع المشاركين في السمع العادي عن طريق اختبار عتبات السمع في 500، 1،000، 2،000، و 4،000 هرتز في كل أذن. ينبغي أن يستكمل الاختبار السمعي في غرفة التحكم الصوت مع مقياس قوة السمع.
    1. للعثور على عتبة أحد المشاركين، وإرشاد المشاركين إلى رفع أيديهم في كل مرة الكشف عن لهجة. تلعب نابض لهجة 500 هرتز توجيهها إلى الأذن اليمنى ابتداء من الساعة 35 ديسيبل وخفض مستوى الصوت في 5 خطوات ديسيبل. مرة واحدة مشارك لم يعد بالكشف عن لهجة، وزيادة حجم في 5 خطوات ديسيبل للتحقق من أدنى حجم ملموس. كرر هذا الإجراء مع كل تردد، ثم كرر جميع الترددات لهجة في الأذن اليسرى. وينبغي أن يكون المشاركون عتبات 20 ديسيبل أو أقل.
  3. ضمان أن المشاركين قادرون على فهم والامتثال لتعليمات شفهية من خلال قياس كل من الذكاء والمهارات اللغوية الاستقبالية مع موحدةتدابير العصبية قبل الاختبار. وينبغي أن يكون المشاركون IQ يقاس من 70 أو أكثر. إذا رغبت في ذلك، التجارب العصبية إضافي يمكن أن تكتمل في هذا الوقت.

4. التزامن القيامة (SJ)

ملاحظة: إن المهمة SJ هي اثنين البديل القسري للإجهاض مهمة (2-AFC) وتتكون من حلقة المرئية و 1،000 هرتز لهجة السمعية التي قدمت في مختلف البنية الموجهة بالخدمات (سلبي = السمعية البصرية السابقة، إيجابي = دعوى السمعية البصرية) المعروضة في ترتيب عشوائي .

  1. تأكد من تضمين حد كبير البنية الموجهة بالخدمات (-400 على الأقل +400 مللي ثانية) للحصول على قياس دقيق من العرض الكامل للTBW (نموذجي مجموعة من الحوافز: -400، -300، -200، -150، -100، - 50، 0، 50، 100، 150، 200، 300، 400 ميللي ثانية SOA). استخدام نفس مجموعة من البنية الموجهة بالخدمات لكل مشارك، والذي يسمح للمقارنة أسهل للأداء مهمة عبر المشاركين. تقديم ما لا يقل عن 20 في التجارب الخدمية لتقدير دقيق. مهمة تستغرق ما يقرب من 15-20 دقائق لإكمال. توفير استراحة قصيرة كل 100 محاكمات للحد من المشاركين التعب.
  2. إرشاد المشاركين لمراقبة ومضة وصوتا وشرح أن مهمتهم هي أن تقرر إذا وقعت فلاش وصوت تنبيه في نفس الوقت أو في أوقات مختلفة. إرشاد المشاركين للضغط على "1" على لوحة الأرقام، إذا وقعت المحفزات في نفس الوقت، أو "2"، إذا وقعت المحفزات في وقت مختلف.
    ملاحظة: إذا مربع استجابة متاح، وهذا يمكن أيضا أن تستخدم لجمع الردود. تشمل هذه التعليمات نفسها على الشاشة استجابة بعد كل محاكمة.
  3. كبديل بديل للفلاش وزمارة مع رمز خطاب البصري والسمعي (الفم "با" وأعرب عن "با") والحاضر في نفس البنية الموجهة بالخدمات مع تعليمات نفسه مهمة ("نفس الوقت أو أوقات مختلفة؟"). في هذه الطريقة، مقارنة TBW لمنبهات مختلفة في التعقيد والمحتوى الاجتماعي داخل كل موضوع على حدة27.

5. الزمني بالدفع القيامة (توج)

ملاحظة: إن المهمة السمعية توج هي مهمة 2-AFC استخدامه لفحص حدة زمنية من المعالجة السمعية. مهمة توج البصرية هي مهمة 2-AFC استخدامه لفحص حدة زمنية من المعالجة البصرية. مهمة توج المتعددة الحواس هي مهمة 2-AFC تستخدم لفحص حدة زمنية عبر الاختبار والرؤية. كل مهمة تستغرق حوالي 15 - 10 دقيقة لإكمال.

  1. في مهمة السمعية توج، إرشاد المشاركين للاستماع إلى اثنين من الصفافير قدم (500 هرتز و 1،000 هرتز) في التأخير المختلفة ويطلب من المشاركين للضغط على "1" إذا لعبت لهجة أعلى أولا أو اضغط على "2" إذا كان أقل لهجة لعبت لأول مرة. الحالية 20 محاكمات لكل SOA في ترتيب عشوائي.
    ملاحظة: بالمقارنة مع مهمة SJ، هناك مجموعة ديناميكية أصغر بكثير من البنية الموجهة بالخدمات التي تصور على السمع unisensory والتغيرات الزمانية أجل البصرية، لذلكالبريد استخدام مجموعة من الحوافز حيث البنية الموجهة بالخدمات أصغر ممثلة بشكل أكبر (نموذجي مجموعة من الحوافز: -250، -200، -150، -75، -50، -35، -20، -10، 10، 20، 35، 50، 75 ، 150، 200، 250 SOA ميللي ثانية، حيث سلبية = ارتفاع لهجة تسبق أقل لهجة، وإيجابية = أقل هجة المتابعة العليا لهجة) للمهام توج unisensory.
  2. في مهمة توج البصرية، وإرشاد المشاركين لمراقبة دائرتين (فوق وتحت والتقاطع تثبيت المركزي) في التأخير المختلفة ويطلب من المشاركين للضغط على "1" إذا كانت الدائرة الأولى يظهر أعلى أو اضغط على "2" إذا ظهرت دائرة أسفل لأول مرة. الحالية 20 محاكمات لكل SOA في ترتيب عشوائي.
    ملاحظة: في هذه المهمة، البنية الموجهة بالخدمات السلبية تشير إلى أن تم تقديم الدائرة العليا تشير البنية الموجهة بالخدمات الأولى وإيجابية أن الدائرة السفلية وقدم لأول مرة.
  3. في مهمة توج السمعية البصرية، إرشاد المشاركين لمراقبة ومضة وسط صغير والاستماع إلى لهجة واحدة (1،000 هرتز) في التأخير المختلفة ويطلب من المشاركين ر س الصحافة "1"، إذا تم تقديم صفير أولا أو اضغط على "2" إذا تم عرض فلاش أولا. الحالية 20 محاكمات لكل SOA في ترتيب عشوائي.
    ملاحظة: الدقة في توج السمعي البصري هو عادة أسوأ بكثير مقارنة توج السمعية unisensory والمهام توج البصرية. وهذا يتطلب مجموعة واسعة من البنية الموجهة بالخدمات بالمقارنة مع المهام unisensory توج (نموذجي مجموعة من الحوافز: -300، -250، -200، -150، -100، -80، -50، -20، 0، 20، 50، 80، 100، 150، 200، 250، 300). في هذه المهمة، البنية الموجهة بالخدمات السلبية تشير إلى أن السمع وقدم لأول مرة، وأشارت إلى البنية الموجهة بالخدمات الإيجابية التي البصرية وقدم لأول مرة.
    ملاحظة: كما هو الحال مع مهمة SJ، يمكن تكييفها مهمة توج لفحص معالجة الزمني عبر أنواع متعددة من المحفزات. هنا تم الانتهاء من مهمة توج مع المثيرات بسيطة (الصفافير السمعية والبصرية ومضات)، ولكن هذا يمكن توسيعها لننظر أزواج التحفيز الأخرى مثل الكلام والحركة البيولوجية 24.
TLE "> 6. المهام McGurk

ملاحظة: يتكون الوهم McGurk من شريط فيديو للمقطع "كا" البصري يقترن مع تسجيل السمعي من المقطع "با". والعديد من المواضيع تلتحم في الواقع المقاطع المرئية والسمعية ويرى هذا الزوج، حيث المقطع "دا" أو "ثا" 32.

  1. إرشاد المشاركين لمراقبة المقاطع المختلفة ويطلب من المشاركين تقديم تقرير المقطع أنهم المتصورة. في كتلة واحدة الحالية 20 محاكمات لكل من المقاطع unisensory (المقاطع الوحيدة السمعية (A- "با"، A- "كا") والمقاطع المرئية الوحيدة (V- "با"، V- "كا") في ترتيب عشوائي. وفي كتلة الثاني، الحالية 20 محاكمات لكل من المقاطع السمعية والبصرية (AV- "با"، AV- "كا"، وA- "با" / V- "جا" McGurk التحفيز) في ترتيب عشوائي. اطلب من المشاركين للضغط الرسالة على لوحة المفاتيح المقابلة لينظر مقطع لفظي ("الصحافة ب لدرجة البكالوريوس، اضغط ز لالجا، اضغط د لدا، تي الصحافة لثا"). هذه المهمة تستغرق حوالي 5-10 مجموعه دقيقة لإكمال.
  2. يتكون تقدير أكثر تحفظا من شكل استجابة مفتوح 33 الذي تقارير المشارك بصوت عال المقطع المتصورة ويتم تسجيل استجابة من قبل المجرب.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وقد أثبتت هذه البطارية مهمة ناجحة جدا في قياس الفروق الفردية في معالجة الزمني في الأفراد مع وبدون ASD 17،18،23،27. للقيام بهذه المهمة SJ، رسم البيانات الناتجة من كل موضوع على حدة عن طريق حساب لأول مرة نسبة الردود في كل SOA هذا الموضوع أجاب "متزامن"، ومن ثم تركيب منحنى استجابة الناتج مع منحنى جاوس. كما هو موضح في الشكل 1A، هناك نافذة من الوقت الذي يمكن تقديمه أزواج المثيرات البصرية-السمعية مع تأخير وسوف ينظر إليه على أنه متزامن على نسبة عالية من المحاكمات. يتم قياس عرض "اليسار" (التي تغطي asynchronies السمعية-أولا)، و "الحق" (تغطي asynchronies البصرية أولا) جانب من TBW عن طريق حساب عرض النافذة من 0 مللي ثانية إلى SOA على كل جانب الذي يتوافق مع ردود 50٪ متزامن (الخطوط المتقطعة، الشكل 1A). وكان من النتائج القوية عبر بوتالمشاركون ح TD والسكان السريري هو أن الحق TBW (الأولى البصرية) هو عادة أوسع من اليسار (السمعية الأولى) TBW. المشاركون مع ASD تظهر أيضا TBW أوسع من نظرائهم TD الخاصة بهم (الشكل 1B).

للمهام توج، يتم رسم البيانات من كل موضوع على حدة أولا عن طريق حساب نسبة من الإجابات في كل SOA الذي ينظر إلى التحفيز "إيجابي"، كما يجري قدم لأول مرة (أعلى لهجة، ودائرة أسفل، فلاش البصرية)، والاستجابة الناتجة منحنيات من كل مهمة صالحة مع منحنى جاوس التراكمي. وتظهر منحنيات سبيل المثال توج من TD احد الموضوع في الشكل (2). وبينما الأداء على المهام توج unisensory غير دقيقة للغاية للجميع ولكن أصغر البنية الموجهة بالخدمات (2A و 2B)، وتحديد النظام الزمني عبر طرائق هو أكثر صعوبة بكثير، كما فهرستها من قبل أكثر من ذلك بكثير منحنى الضحلة (2C) وانخفضت دقة (2D </ قوي>) للقيام بهذه المهمة توج المتعددة الحواس. يتم قياس نقطة التزامن ذاتي (PSS) لكل موضوع عن طريق حساب SOA التي تؤدي في موضوعات فرصة (انظر خط متقطع، الشكل 2A-C). إجراء اختبار t لتحديد ما إذا كان هناك اختلافات بين المجموعات. لمقارنة الأداء في جميع المهام أو عبر المواضيع، حساب الدقة في كل SOA ومؤامرة بوصفها وظيفة من التأخير بين الزوج التحفيز (الانهيار عبر SOA الإيجابية والسلبية في كل تأخير؛ انظر الشكل 2D). وقد وجدت بعض الدراسات دراسة المعالجة الحسية في ASD الاختلافات في المهام توج بين ASD وTD جماعات 23،34، في حين أن آخرين لم يلاحظ اختلافات كبيرة بين المجموعات 27. سبب هذه التناقضات غير واضح، على الرغم من عدم التجانس عالية بين الأفراد مع ASD 35 و اختلافات طفيفة في الهيكل مهمة عبر هذه الدراسات قد تلعب دورا في ذلك.

McGurk التصورويتم تحليل عن طريق حساب نسبة المحاكمات التي المشارك ينظر إلى المدرك "دا" تنصهر مقارنة مع العدد الإجمالي للمحاكمات المقدمة. وأظهرت النتائج المثال من المهمة McGurk لمجموعة ASD وTD الموضوع في الشكل 3A. حتى داخل نفس الفرد، يمكن أن الردود على التحفيز غالبا ما تختلف من المحاكمة إلى المحاكمة، وبالتالي فإنه من المفيد النظر في توزيع هذه الردود. لا يوجد حاليا بعض الجدل في الأدب عن الاختلافات في التكامل متعدد الحواس كما فهرستها من قبل McGurk التصور. وقد وجدت بعض المجموعات التي موضوعات TD زادت McGurk تصور مقارنة مع ASD يخضع 27،36، بينما وجدت دراسات أخرى أن الأشخاص ASD كان أعلى McGurk تصور 37. بعض من هذه التناقضات يمكن تفسير الاختلافات في التحفيز McGurk المستخدمة في كل دراسة. بعض المحفزات McGurk هي "أقوى" من غيرها (أي، هم أكثر عرضة للحصول على ماك جي وهميةأورك المدرك على نسبة عالية من المحاكمات للموضوع) من غيرها، والتي يمكن قياسها كميا عن طريق نموذج الأخير من تقلب McGurk تصور 38. وكمثال على فائدة هذه البطارية، يمكن ربط الاختلافات الفردية في معالجة الزمني (مثل عرض TBW) مع وجود اختلافات الأداء على مهمة الإدراك الحسي مثل الوهم McGurk (الشكل 3B). وقد لاحظ العديد من الدراسات وجود علاقة بين حدة زمنية في مهمة SJ والاختلافات الإدراكية في إدراك الكلام في مهمة McGurk وغيرها من التدابير التكامل متعدد الحواس 18،27.

الشكل (1)
الشكل 1. التزامن القيامة (SJ) النتائج. بيانات تمثيلية من الحكم التزامن (SJ) مهمة لASD موضوع واحد (العمر = 8) وTD موضوع واحد (العمر = 9). (A (B) منحنيات جاهزة TBW لنفس الموضوع ASD باللون الأزرق وTD احد الموضوع في أحمر. وTD الموضوع لديه TBW أصغر (من اليسار TBW = 166 ميللي ثانية، والحق TBW = 196 مللي ثانية) من هذا الموضوع ASD. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. ترتيب الزمني القيامة (توج) النتائج. بيانات تمثيلية من الحكم الزمني النظام (توج) المهام من TD موضوع واحد (العمر = 15). (A) البيانات الخام ومنحنى المجهزة لuditory مهمة توج. يتم رسم البيانات بوصفها وظيفة من أول الردود انخفاض الملعب في جميع أنحاء مختلفة البنية الموجهة بالخدمات (SOAS السلبية تشير جاء أعلى الملعب لأول مرة، البنية الموجهة بالخدمات إيجابية تشير جاء أقل الملعب لأول مرة). (ب) البيانات الخام ومنحنى المجهزة للمهمة توج البصرية. يتم رسم البيانات بوصفها وظيفة من أول الردود دائرة أسفل عبر البنية الموجهة بالخدمات (SOAS السلبية تشير جاءت أعلى الدائرة الأولى، البنية الموجهة بالخدمات إيجابية تشير جاءت الدائرة السفلية أولا). (C) البيانات الخام ومنحنى المجهزة للمتعدد الحواس توج. يتم رسم البيانات بوصفها وظيفة من أول الردود فلاش البصرية عبر البنية الموجهة بالخدمات (سلبية تشير جاء زمارة السمعي أولا، البنية الموجهة بالخدمات إيجابية تشير جاء فلاش البصرية أولا). (D) تآمر نفس البيانات من AC حيث بلغ متوسط ​​الدقة (التحديد الصحيح للترتيب الزمني) في كل تأخير (انهارت عبر SOA السلبية والإيجابية). يرجى النقر هنا لضدiew نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3. النتائج McGurk العمل ومقارنة الأداء McGurk مع التزامن أداء القيامة. بيانات تمثيلية من المهمة McGurk مع ASD والجماعات تخضع TD، وتكييفها بإذن من 27. (A) الردود على التحفيز McGurk لTD (يظهر باللون الأسود) وASD (كما هو موضح باللون الأحمر) الموضوعات. ونظرا لتنوع استجابات لنفس التحفيز سواء داخل كل موضوع على حدة وعبر موضوعات في مجموعة، وترد ردود باسم بالمئة من المحاكمات التي كانت ينظر إليها على أنها كل صوت. واستمعت مواضيع ASD للالسمعي مقطع "با" على نسبة كبيرة من التجارب من المواضيع TD، في حين سمع الموضوعات TD وتنصهر السمعي البصري مقطع "دا" على نسبة كبيرة من التجارب من ASالمواضيع الأبعاد. (ب) العلاقة بين العرض من نافذة ملزم الزمني (TBW) من المهمة SJ ونسبة المحاكمات التي كان ينظر إلى تنصهر السمعي البصري مقطع "دا" من التحفيز McGurk في نفس المجموعة من المواضيع ASD. كان هناك ارتباط سلبي كبير حيث ارتبط انخفاض McGurk التصور مع TBW اكبر (ص = 0.46، p <0.05). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يصف المخطوطة عناصر مهمة البطارية النفسية التي تستخدم لتقييم المعالجة الزمني وحدة في البحث الحسي والنظم المتعددة الحواس. البطارية وتطبيق واسع لعدد من السكان، وقد تم استخدامها من قبل المختبر لدينا من أجل تميز الأداء الزمني السمعي البصري في نموذجي البالغين 18، 10،39 الأطفال، وعند الأطفال والبالغين الذين يعانون من مرض التوحد 17،23. وبالإضافة إلى ذلك، فقد تم استخدامها لدراسة كيفية جوانب مختلفة من البطارية تتصل بعضها البعض في تلازميا يحلل 27، ويستخدم حاليا لربط مقاييس الأداء الحسية والمتعددة الحواس إلى مجالات المعرفية بما في ذلك اللغة والتواصل والاهتمام وظيفة تنفيذية. من المهم أن نلاحظ أن القيد الرئيسي من هذه البطارية مهمة فيما يتعلق باختبار الأفراد مع ASD هو أن شكل المهام يتطلب أن المشاركين لديهم مهارات اللغة الاستقبالية لفهمتعليمات شفهية وتشير هذا الفهم. على هذا النحو، وبطارية المهمة حاليا مناسبة فقط لاختبار الأفراد رفيع يعمل مع ASD.

ويرتكز التركيز للبطارية على العوامل الزمنية في أهمية هذه العوامل لبناء تمثيلات الحسية والإدراكية veridical. في عالم متعدد الحواس، يتم التقاط هذه الأفضل في بناء من متعدد الحواس "نافذة ملزمة الزمني (TBW)، و" عصر الوقت الذي منبهات السمعية البصرية ويمكن أن تؤثر بقوة بعضها البعض. كما اقترح سابقا، هذه النافذة هو بناء البيئي للغاية، في تلك الأحداث الحسية والطاقات المرتبطة بها يحدث على مسافات مختلفة. وهكذا، والمحاسبة للاختلافات في أوقات انتشار الإشارات السمعية والبصرية، والدماغ يقيم الهيكل الزمني السمعي البصري فيما يتعلق بهذا الإطار، وبالتالي يجعل من الحكم احتمالي ما إذا كانت المحفزات تنتمي معا أم لا. هذه الصورة البياناتيجادل trongly لTBW كمقياس لحدة الزمنية وقوة التكامل متعدد الحواس، وبالفعل فقد تبين أن عرض هذه النافذة يبدو أن هنالك علاقة بين حجم عملية الربط، مع تلك النوافذ مع أصغر وجود مؤشرات أكبر من التكامل 18،27.

بالإضافة إلى أن يكون بناء احتمالي بين الأفراد، وTBW هو أيضا جدا تعتمد كثيرا على التحفيز والمهمة. في الواقع، كما سلط الضوء في البطارية المعروضة هنا، وظيفة الزمنية المتعددة الحواس يمكن تقييم استخدام المحفزات التي تتراوح بين بسيطة جدا وغير البيئية (على سبيل المثال، ومضات والصفافير) إلى صلة أكثر ethologically الإشارات السمعية والبصرية (أي كلام). بالإضافة إلى ذلك، TBW يمكن استخلاصها من التدابير بما في ذلك الأحكام التزامن، والأحكام أجل الزمنية، تصور من المحفزات وهمية، الخ ومن ثم، واستخدام الجماعي من المهام التي تختلف في كل توفر الحوافز والمهمة الطارئة علىنافذة أشمل في وظيفة الزمنية السمعية والبصرية.

يتم قياس TBW الفرد عن طريق استخراج المعلمات من منحنى يصلح لأداء المشارك الخام من المهمة SJ. ولذلك، ينبغي الحرص على فحص منحنى موضوع على حدة "يناسب لضمان أن منحنى المجهزة يصف بدقة البيانات الخام. على الرغم من أن مجموعة من التعاريف لقياس عرض TBW موجود في الأدب، ويقترح أن المعايير التالية استخدامها لمقارنة بسهولة عبر موضوعات في حين لا يزال التقاط الفروق الفردية في الأداء. أولا، "اليسار" و "اليمين" TBW يجب أن تقاس من 0 مللي ثانية (السمعي بموضوعية اتواقت الرائدة مقابل اتواقت الرائدة البصري) بدلا من PSS الفردي (متوسط ​​منحنى المجهزة). ثانيا، ينبغي قياس العرض في تقرير 50٪ من التجارب متزامن (وليس 50٪ من الحد الأقصى للاستجابة لهذا الموضوع)، واستولت علىمجموعة من asynchronies التي ذكرت موضوع "الوقت نفسه" بالنسبة لغالبية المحاكمات. لأن بعض المواد أبدا تقرير "الوقت نفسه" لأكثر من 75٪ من المحاكمات على أي SOA، وهذا سوف يسمح لأكبر عدد من المواضيع التي ستدرج في التحليل.

جنبا إلى جنب مع فائدته في وصف وظيفة الزمنية المتعددة الحواس في السكان "neurotypical" عبر مراحل العمر، واستخدمت عناصر من البطارية مهمة وصفها لتقييم العمليات الحسية والمتعددة الحواس في الأفراد مع ASD 26-28،37. وعلى الرغم من الاضطرابات الحسية وقد ارتبطت بشكل كلاسيكي مع التوحد، فمن إلا في الآونة الأخيرة أن هذه الاضطرابات قد دخلت العامية التشخيص، وأن التقدير أقوى من كيف يمكن أن تسهم وظيفة المتعددة الحواس المتغيرة إلى النمط الظاهري التوحد وقد اكتسبت. المجالات الواقع، جوهر أثرت في التوحد (أي التواصل الاجتماعي) هي تمثيلات التي تم إنشاؤها علىأساس العمليات المتعددة الحواس، مما يشير بقوة إلى أن التعديلات في هذه العمليات يمكن أن يكون لها آثار ضارة على التواصل الاجتماعي. باستخدام عناصر من البطارية الزمنية الموصوفة هنا، وقد ثبت أن حدة الزمنية المتعددة الحواس هي الأكثر فقرا في التوحد، وأن هذا الأداء الأكثر فقرا يرتبط بفهم الكلام يقيس 28. العمل الجاري تسعى لربط مختلف جوانب الأداء السمعي البصري الزمني لمجموعة من التدابير المعرفية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Oscilloscope
Photovoltaic cell
Microphone
Noise-cancelling headphones
Chin rest
Audiometer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Calvert, G. A., Spence, C., Stein, B. E. Handbook of Multisensory Processes. , MIT Press. (2004).
  2. Stein, B. E., Meredith, M. A. The Merging of the Senses. , 224 (1993).
  3. King, A. J., Calvert, G. A. Multisensory integration: perceptual grouping by eye and ear. Curr Biol. 11 (8), R322-R325 (2001).
  4. Stevenson, R. A., James, T. W. Audiovisual integration in human superior temporal sulcus: Inverse effectiveness and the neural processing of speech and object recognition. NeuroImage. 44 (3), 1210-1223 (2009).
  5. MacLeod, A., Summerfield, A. Q. A procedure for measuring auditory and audio-visual speech-reception thresholds for sentences in noise: rationale, evaluation, and recommendations for use. Br J Audiol. 24 (1), 29-43 (1990).
  6. Sumby, W. H., Pollack, I. Visual Contribution to Speech Intelligibility in Noise. J. Acoust. Soc. Am. 26, 212-215 (1954).
  7. Bishop, C. W., Miller, L. M. A multisensory cortical network for understanding speech in noise. J Cogn Neurosci. 21 (9), 1790-1805 (2009).
  8. Stevenson, R. a, Wallace, M. T. Multisensory temporal integration: task and stimulus dependencies. Exp Brain Res. 227 (2), 249-261 (2013).
  9. Colonius, H., Diederich, A., Steenken, R. Time-window-of-integration (TWIN) model for saccadic reaction time: effect of auditory masker level on visual-auditory spatial interaction in elevation. Brain Topogr. 21 (3-4), 177-184 (2009).
  10. Hillock, A. R., Powers, A. R., Wallace, M. T. Binding of sights and sounds: age-related changes in multisensory temporal processing. Neuropsychologia. 49, 461-467 (2011).
  11. Wallace, M. T. Unifying multisensory signals across time and space. Exp Brain Res. 158 (2), 252-258 (2004).
  12. Alais, D., Newell, F. N., Mamassian, P. Multisensory processing in review: from physiology to behaviour. Seeing Perceiving. 23 (1), 3-38 (2010).
  13. Conrey, B., Pisoni, D. B. Auditory-visual speech perception and synchrony detection for speech and nonspeech signals. J Acoust Soc Am. 119 (6), 4065-4073 (2006).
  14. Stevenson, R. A., Fister, J. K., Barnett, Z. P., Nidiffer, A. R., Wallace, M. T. Interactions between the spatial and temporal stimulus factors that influence multisensory integration in human performance. Exp Brain Res. 219 (1), 121-137 (2012).
  15. Wassenhove, V., Grant, K. W., Poeppel, D. Temporal window of integration in auditory-visual speech perception. Neuropsychologia. 45 (3), 598-607 (2007).
  16. Eijk, R. L. J., Kohlrauch, A., Juola, J. F., Van De Par, S. Audiovisual synchrony and temporal order judgments: Effects of exerpimental method and stimulus type. Percept Psychophys. 70 (6), 955-968 (2008).
  17. Foss-Feig, J. H. An extended multisensory temporal binding window in autism spectrum disorders. Exp Brain Res. 203 (2), 381-389 (2010).
  18. Stevenson, R. A., Zemtsov, R. K., Wallace, M. T. Individual differences in the multisensory temporal binding window predict susceptibility to audiovisual illusions. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 38 (6), 1517-1529 (2012).
  19. Wallace, M. T., Stevenson, R. A. The construct of the multisensory temporal binding window and its dysregulation in developmental disabilities. Neuropsychologia. 64C, 105-123 (2014).
  20. Hairston, W. D., Burdette, J. H., Flowers, D. L., Wood, F. B., Wallace, M. T. Altered temporal profile of visual-auditory multisensory interactions in dyslexia. Exp Brain Res. 166 (3-4), 474-480 (2005).
  21. Carroll, C. A., Boggs, J., O'Donnell, B. F., Shekhar, A., Hetrick, W. P. Temporal processing dysfunction in schizophrenia. Brain Cogn. 67 (2), 150-161 (2008).
  22. Kanner, L. Autistic Disturbances of Affective Contact. Nervous Child. 2, 217-250 (1943).
  23. Kwakye, L. D., Foss-Feig, J. H., Cascio, C. J., Stone, W. L., Wallace, M. T. Altered auditory and multisensory temporal processing in autism spectrum disorders. Front Integr Neurosci. 4, 129 (2011).
  24. Boer-Schellekens, L., Eussen, M., Vroomen, J. Diminished sensitivity of audiovisual temporal order in autism spectrum disorder. Front Integr Neurosci. 7, 8 (2013).
  25. Bebko, J. M., Weiss, J. A., Demark, J. L., Gomez, P. Discrimination of temporal synchrony in intermodal events by children with autism and children with developmental disabilities without autism. J Child Psychol Psychiatry. 47 (1), 88-98 (2006).
  26. Stevenson, R. A. Brief Report: Arrested Development of Audiovisual Speech Perception in Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 44 (6), 1470-1477 (2013).
  27. Stevenson, R. A. Multisensory temporal integration in autism spectrum disorders. J Neurosci. 34 (3), 691-697 (2014).
  28. Stevenson, R. A. Evidence for Diminished Multisensory Integration in Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 44 (12), 3161-3167 (2014).
  29. Hodgdon, L. Q. Teaching children with autism: Strategies to enhance communication and socialization. Quill, Q. A. , Delmar. 265-286 (1995).
  30. Bryan, L. C., Gast, D. L. Teaching on-task and on-schedule behaviors to high-functioning children with autism via picture activity schedules. J Autism Dev Disord. 30 (6), 553-567 (2000).
  31. Liu, T., Breslin, C. M. The effect of a picture activity schedule on performance of the MABC-2 for children with autism spectrum disorder. Res Q Exerc Sport. 84 (2), 206-212 (2013).
  32. McGurk, H., MacDonald, J. Hearing lips and seeing voices. Nature. 264, 746-748 (1976).
  33. Colin, C., Radeau, M., Deltenre, P. Top-down and bottom-up modulation of audiovisual integration in speech. European Journal of Cognitive Psychology. 17 (4), 541-560 (2005).
  34. Boer-Schellekens, L., Eussen, M., Vroomen, J. Diminished sensitivity of audiovisual temporal order in autism spectrum disorder. Front Integr Neurosci. 7 (8), (2013).
  35. Lenroot, R. K., Yeung, P. K. Heterogeneity within Autism Spectrum Disorders: What have We Learned from Neuroimaging Studies. Front Hum Neurosci. 7, 733 (2013).
  36. Irwin, J. R., Tornatore, L. A., Brancazio, L., Whalen, D. H. Can children with autism spectrum disorders 'hear' a speaking face. Child Dev. 82 (5), 1397-1403 (2011).
  37. Woynaroski, T. G. Multisensory Speech Perception in Children with Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 43 (12), 2891-2902 (2013).
  38. Magnotti, J. F., Beauchamp, M. S. The Noisy Encoding of Disparity Model of the McGurk Effect. Psychonomic Bulletin & Review. , (2014).
  39. Hillock-Dunn, A., Wallace, M. T. Developmental changes in the multisensory temporal binding window persist into adolescence. Dev Sci. 15 (5), 688-696 (2012).

Tags

السلوك، العدد 98، وتجهيز الزمني، والتكامل متعدد الحواس، علم النفس البدني، وتقييمات كمبيوتر يعمل بنظام، والعجز الحسي، واضطراب طيف التوحد
اختبار وظيفة الحسية ومتعدد الحواس في الأطفال الذين يعانون من اضطراب طيف التوحد
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Baum, S. H., Stevenson, R. A.,… More

Baum, S. H., Stevenson, R. A., Wallace, M. T. Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder. J. Vis. Exp. (98), e52677, doi:10.3791/52677 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter