Testen Sensorische en Multisensorische Functie bij kinderen met Autisme Spectrum Stoornis

Abstract

Naast beperkingen in sociale communicatie en de aanwezigheid van beperkte belangen en repetitief gedrag, zijn de tekorten in sensorische verwerking nu erkend als een kern symptoom van autisme spectrum stoornis (ASS). Ons vermogen om waar te nemen en te communiceren met de buitenwereld is geworteld in sensorische verwerking. Bijvoorbeeld, het luisteren naar een gesprek met zich meebrengt het verwerken van de auditieve signalen uit de luidspreker (toespraak inhoud, prosodie, syntax), evenals de bijbehorende visuele informatie (mimiek, gebaren). Gezamenlijk, de "integratie" van deze multisensory (dwz, gecombineerd audiovisuele) stukjes informatie resulteert in een beter begrip. Dergelijke multisensorische integratie aangetoond sterk afhankelijk van de tijdsrelatie van de gepaarde stimuli zijn. Zo stimuli die zich voordoen in nauwe temporele nabijheid zijn zeer waarschijnlijk resulteren in gedrags- en perceptuele voordelen - winsten verondersteld om een ​​afspiegeling is van de teoordeel van de kans dat deze twee stimuli kwamen uit dezelfde bron van perceptuele systeem. Veranderingen in deze temporele integratie verwacht sterk veranderen waarnemingsprocessen en waarschijnlijk het vermogen om nauwkeurig waarnemen en communiceren met onze wereld verminderen. Hier wordt een accu taken bedoeld om verschillende aspecten van sensorische en multisensorische temporele verwerking karakteriseren kinderen met ASS beschreven. Naast zijn bruikbaarheid bij autisme Deze batterij heeft een groot potentieel voor het karakteriseren van veranderingen in sensorische functie in andere klinische populaties, en gebruikt om veranderingen in deze processen in de levensduur onderzoeken.

Introduction

Traditionele neurowetenschappelijk onderzoek is vaak benaderd begrijpen van zintuiglijke waarneming door te focussen op de individuele zintuiglijke modaliteiten. Echter, de omgeving bestaat uit een breed scala van zintuiglijke input die zijn geïntegreerd in een verenigd perceptuele kijk op de wereld in een schijnbaar moeiteloze manier. Het feit dat we bestaan ​​in zo'n rijk multisensorische omgeving vereist dat we een beter inzicht in de manier waarop de hersenen combineert informatie over de verschillende sensorische systemen. De noodzaak van dit inzicht wordt nog versterkt door het feit dat de aanwezigheid van meerdere stukken sensorische informatie resulteert vaak in aanzienlijke verbeteringen in gedrag en beleving ^1-3. Zo is er een grote verbetering (tot 15 dB in signaal-ruisverhouding) in het vermogen verstaan ​​in een lawaaierige omgeving indien de waarnemer ook zien spreker lip bewegingen ^4-7.

Een van de belangrijkste factoren dieinvloed op hoe de verschillende zintuiglijke input worden gecombineerd en geïntegreerd is hun relatieve tijdelijke nabijheid. Als twee sensorische prikkels komen dicht bij elkaar in de tijd, een temporele structuur die gemeenschappelijke oorsprong suggereert, zijn ze zeer waarschijnlijk worden geïntegreerd zoals blijkt uit veranderingen in gedrag en beleving ^8-12. Een van de meest krachtige experimentele instrumenten voor de behandeling van de gevolgen van de multisensorische temporele structuur op gedrags- en perceptuele reacties is gelijktijdigheid oordeel (SJ) taken ^13-16. In een dergelijke taak, worden multisensory (bv visuele en auditieve) stimuli gekoppeld aan verschillende stimulus onset asynchronieën (SOA's), variërend van objectief gelijktijdige (bijv., Een tijdelijke compensatie van 0 msec) tot zeer asynchrone (bijvoorbeeld 400 msec). Deelnemers worden gevraagd om de stimuli als gelijktijdige of niet oordelen via een eenvoudige druk op de knop. In dergelijke taak, zelfs wanneer de visuele en auditieve stimuli gepresenteerd op SOA 100 msec of meer proefpersonen melden dat het paarwas gelijktijdig op een groot deel van proeven. Het tijdvenster waarin twee ingangen een hoge waarschijnlijkheid worden opgevat als die wel gelijktijdig bekend als de temporele bindende venster (TBW) ^17-19 optreden en.

De TBW is een zeer ethologische constructie, in dat het vertegenwoordigt de statistische regelmatigheden van de wereld om ons heen ^19. Het "venster" biedt flexibiliteit voor de specificatie van de gebeurtenissen van de gemeenschappelijke oorsprong; die zorgt voor stimuli die zich op verschillende afstanden met verschillende voortplantingstijden (zowel fysiek als neurale) stil "gebonden" zijn aan elkaar. Hoewel de TBW een probabilistisch construct veranderingen die uitzetten (of overeenkomst) de grootte van dit venster waarschijnlijk overloop en mogelijk schadelijke effecten op de perceptie ^20,21 hebben.

Autisme spectrum stoornis (ASS) is een neurologische aandoening die is klassiek gediagnosticeerd on de basis van de tekorten in de sociale communicatie en de aanwezigheid van beperkte belangen en repetitief gedrag ^22. Daarnaast, en zoals onlangs vastgelegd in de DSM-5, kinderen met ASS vertonen vaak veranderingen in hun reacties op zintuiglijke prikkels. In plaats van beperkt tot een enkele zin, deze tekorten omvatten vaak meerdere zintuigen waaronder gehoor, tast, evenwicht, smaak en visie. Samen met zo'n "multisensory" presentatie, mensen met ASS vertonen vaak tekorten in de temporale rijk. Tezamen zijn deze waarnemingen suggereren dat multisensorische tijdelijke functie bij voorkeur kan veranderen bij autisme ^17,23-25. Hoewel concordant met de mening van veranderde zintuiglijke functie bij ASS, kunnen veranderingen in multisensory tijdelijke functie ook een belangrijke bijdrage aan de tekorten in de sociale communicatie in ASD zijn, gezien het belang van snelle en accurate binding van multi-sensorische stimuli voor sociale en communicatieve functies. Neem als eenn voorbeeld de toespraak uitwisseling hierboven beschreven waarin belangrijke informatie is opgenomen in zowel de auditieve en visuele modaliteiten. Inderdaad, deze taken werden gebruikt om significante verschillen in de breedte van de multizintuiglijke TBW hoog functionerende autistische kinderen ^26-28 tonen.

Vanwege het belang voor de normale perceptuele functie, de potentiële gevolgen van hogere orde, zoals maatschappelijke communicatie (en andere cognitieve vermogens) en de klinische relevantie is een batterij taken ontworpen multisensory tijdelijke functie bij kinderen met ASS beoordelen beschreven.

Protocol

Ethische verklaring: Alle proefpersonen moeten geïnformeerde toestemming voorafgaand aan het experiment te bieden. Het hier beschreven onderzoek is goedgekeurd door de Vanderbilt University Medical Center's Institutional Review Board.

1. Experiment Set Up

1. Vraag de deelnemers om de taken uit te voeren in een slecht verlichte, geluid gecontroleerde ruimte.
   OPMERKING: Overweeg het implementeren van een visueel schema ^29,30 als onderdeel van de onderzoeksopzet. Hoewel elke taak deze batterij is relatief kort, presteren meer taken in een rij kan vermoeidheid bij sommige kinderen veroorzaken, zowel typische ontwikkeling (TD) en met ASS. Een visueel schema moet alle geplande activiteiten (beide taken en gehoor / visie screening), evenals het werk korte pauzes. Deze structuur zal helpen bijdragen tot een algemene positieve onderzoekservaring voor de deelnemer, en heeft zelfs aangetoond dat meer accurate reacties in sommige taken ³¹ ontlokken. Bevestig een kin rust op de tafel waar de deelnemer zal zitten terwijl het voltooien van de taak, met de computer monitor geplaatst 60 cm afstand van de deelnemer. Dit is om te garanderen dat de stimuli dezelfde intensiteit voor elke deelnemer. Gebruik noise-cancelling hoofdtelefoon of luidsprekers voor auditieve stimulus levering.
2. Vanwege de verschillen in individuele experimentele platformen (geluidskaart, grafische kaart, besturingssysteem, enz.), Controleer de stimulus duur en de stimulus onset asynchronieën (SOA's) met een oscilloscoop, fotovoltaïsche cellen, en de microfoon op elke computer voor het experiment.
   OPMERKING: Afhankelijk van de individuele platform (bijvoorbeeld een trage geluidskaart), aanpassingen doen aan het experiment code, zodat de timing van de stimulus presentatie juist.

2. Stimuli

1. Genereer 2 .wav of mp4-bestanden met een duur van 16 msec (waaronder een 2-3 msec up helling op en neer helling) bij 500 Hz en 1000 Hz. Doe dit doorspecificeren van een sinusgolf van de gewenste frequentie geleidelijk opvoeren tot volledige amplitude, gevolgd door een decelereren aan het einde van de toon. Sla de sinus als een auditieve bestand. Test het volume van elke toon met een geluidsdruk meter om te controleren of het wordt gespeeld op 60 dB. Als de luidsprekers worden gebruikt om auditieve stimuli te presenteren, moet het geluid worden getest op 60 cm afstand van het scherm (waar de deelnemer zal zitten). Als een koptelefoon wordt gebruikt, meet het volume direct naast elkaar hoofdtelefoon.
   LET OP: Het is gemakkelijker om de computer te houden op een standaard volume en het volume van de toon dienovereenkomstig aan te passen door het aanpassen van de code wordt gebruikt om de stimulus of een audio-editing programma te genereren.
2. Maak visuele stimuli door ofwel het opgeven van de grootte en de locatie van de flitser in het experiment code, of door het genereren van een JPEG- of bitmap beeld met een zwarte achtergrond en een witte ring rond een fixatie vizier, en het tonen op het juiste moment. Stel de duurvan de visuele flitser tot 16 ms in het experiment code.
3. Record toespraak stimuli door een native speaker in een rustige kamer tegen een effen witte achtergrond van de schouders met de spreker in het midden van het frame. Noteer het de video stimuli met de hoogste resolutie video camera beschikbaar. Als alternatief kan het publiek beschikbaar stimulans video's worden gebruikt indien gewenst.
   OPMERKING: Video en audio van de spreker te zeggen dat de lettergrepen "ba" en "ga" nodig zijn voor dit experiment.
   1. Met behulp van een video-editing programma, de uitvoer van de auditieve component van elke track en opslaan als een apart .wav bestand. Doe dit door te gaan in het venster uitvoer instellingen en selecteer "wav audio-bestand" van de "Format" drop-down menu. Controleer "Export Audio" en vervolgens op "Exporteren" om de onderkant van het venster Instellingen exporteren.
   2. Vervolgens exporteert de visuele component (dat wil zeggen, stille video) van elk nummer eend opslaan als een apart .avi bestand. Doe dit door te gaan in het venster uitvoer instellingen en selecteer "Niet-gecomprimeerde AVI" van de "Format" drop-down menu. Check "Video exporteren" en vervolgens op "Exporteren" om de onderkant van het venster Instellingen exporteren.
   3. Ten slotte wordt de auditieve component van de "ga" weg en vervang het met de auditieve component van de "ba" spoor naar de McGurk stimulus te maken. Om dit te doen selecteert u de ".avi" bestand van het bureaublad naar het als de videobron door "Bron" te selecteren, in dit geval "ga_VOnly.avi". Op dezelfde manier selecteert u de andere video "ba_Aonly.avi". In het Programma volgorde menu, ervoor zorgen dat de video (V1) "Video 1" bron "ga_VOnly.avi" en de audio (A1) "Audio 1" bron "ba_Aonly.avi". Controleer of het begin van de visuele stimulus "ga" tijdelijk is uitgelijnd met de auditieve stimulus "ba".
      Opmerking: Het is belangrijk dat de auditieve stimuli zijn exact dezelfde opname in zowel de audiovisuele en auditieve enige stimulus (niet net lettergreep), zodat het enige verschil tussen een audiovisueel "ba" en de McGurk stimulus de videocomponent. Dit zorgt ervoor dat men een goede vergelijking om de invloed van de visuele stimulus op de waargenomen auditieve lettergreep onderzoeken kan maken.

3. Taak Batterij

OPMERKING: Deze taak vereist dat alle deelnemers in staat zijn om te begrijpen en te voldoen aan verbale instructies van de experimentator.

1. Zorg ervoor dat alle deelnemers hebben een normaal zicht door het uitvoeren van een eenvoudige screening voorafgaand aan het testen. Gebruik een Snellen oog grafiek bij 20 voet en vraag de deelnemers om elke lijn met beide ogen open te lezen (deelnemers zullen het bekijken van stimuli met beide ogen open). Noteer de laagste lijn die deelicipants nauwkeurig verslag van de visuele prikkels. Deelnemers dienen 20/40 vision of beter hebben.
2. Zorg ervoor dat alle deelnemers hebben een normaal gehoor door het testen gehoordrempels bij 500, 1000, 2000 en 4000 Hz in elk oor. Auditieve tests moeten in een geluid gecontroleerde ruimte met een audiometer worden afgerond.
   1. Om drempel van een deelnemer te vinden, instrueren de deelnemer om hun hand elke keer dat ze op te sporen een toon te verhogen. Speel een gepulseerde toon van 500 Hz gerouteerd naar het rechter oor vanaf 35 dB en het volume 5 dB stappen verlaagd. Zodra een deelnemer niet langer een toon detecteert, verhoogt het volume in 5 dB stappen om de laagste waarneembare volume te controleren. Herhaal deze procedure met elke frequentie, en dan alles herhalen toon frequenties in het linker oor. Deelnemers dienen de drempels van 20 dB of lager hebben.
3. Ervoor te zorgen dat de deelnemers in staat zijn om te begrijpen en te voldoen aan mondelinge instructies door het meten van zowel de IQ en receptieve taalvaardigheden met gestandaardiseerdeneuropsychologische maatregelen voorafgaand aan het testen. Deelnemers moeten een gemeten IQ van 70 of meer hebben. Desgewenst kan extra neuropsychologische testen voltooid op dit moment.

4. Gelijktijdigheidsbewaking Oordeel (SJ)

OPMERKING: De SJ taak is een twee alternatieve geforceerde keuze taak (2-AFC) en bestaat uit een visuele ring en 1000 Hz auditieve toon gepresenteerd op diverse SOA's (negatief = auditieve voorgaande visuele, positief = visuele procedure auditief) gepresenteerd in willekeurige volgorde .

1. Zorg ervoor dat u vrij grote SOA's (minimaal -400 tot 400 msec) omvatten om een ​​nauwkeurige meting van de volledige breedte van de TBW (typische stimulus set te krijgen: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 msec SOA). Gebruik dezelfde set van SOA's voor elke deelnemer, die zorgt voor een betere vergelijking van de taakuitvoering heel deelnemers. Indiening van een minimum van 20 proeven per SOA een nauwkeuriger schatting. De taak duurt ongeveer 15-20 minuten in beslag. Geef een korte pauze om de 100 studies naar deelnemer vermoeidheid te verminderen.
2. Instrueer de deelnemer aan een flitser en een pieptoon te observeren en te verklaren dat hun taak is om te beslissen of de flitser en piep opgetreden tegelijkertijd of op verschillende tijdstippen. Vraag de deelnemer op "1" op het toetsenbord, indien de stimuli ontstaan ​​tegelijkertijd, of "2", wanneer de stimuli plaats op een ander tijdstip.
   Opmerking: Als antwoord box beschikbaar is, kan ook worden gebruikt voor het verzamelen responsen. Omvatten deze zelfde instructies op het scherm respons na elke proef.
3. Als alternatief vervanger van de flitser en piep met een visuele en auditieve toespraak token (mimede "ba" en uitte "ba") en zich op dezelfde SOA's met dezelfde taak instructie ("Zelfde tijd of op verschillende tijdstippen?"). Op deze wijze vergelijken TBW voor stimuli variërend in complexiteit en sociale inhoud in afzonderlijke vakken^27.

5. Temporal Bestel Oordeel (TOJ)

OPMERKING: De auditieve TOJ taak is een 2-AFC taak gebruikt om de tijdelijke scherpte van auditieve verwerking te onderzoeken. De visuele TOJ taak is een 2-AFC taak gebruikt om de tijdelijke scherpte van visuele verwerking te onderzoeken. De multisensorische TOJ taak is een 2-AFC taak gebruikt om tijdelijke scherpte tegenover auditie en visie te onderzoeken. Elke taak duurt ongeveer 10-15 minuten in beslag.

1. In de auditieve TOJ taak, instrueren de deelnemer twee piepjes gepresenteerd (500 Hz en 1000 Hz) bij diverse vertragingen te luisteren en vragen de deelnemer op "1" als de hogere toon eerste of druk op "2" wordt gespeeld als de onderste toon wordt eerst gespeeld. Aanwezig 20 proeven voor elke SOA in willekeurige volgorde.
   Opmerking: In vergelijking met de SJ taak is veel kleiner dynamisch bereik van SOA waarover waarneming van unisensory auditieve en visuele temporele opdrachtwijzigingen daarvoore Gebruik een stimulans set waar kleinere SOA's zwaarder worden vertegenwoordigd (typische stimulus set: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 msec SOA, indien negatieve = hogere toon voorgaande lagere toon, positief = lagere toon verdergaat hogere toon) voor de unisensory TOJ taken.
2. In de visuele TOJ taak, instrueren de deelnemer om twee cirkels te observeren (boven en onder een centrale fixatie crosshair) bij diverse vertragingen en vragen de deelnemer op "1" als de bovenste cirkel verschijnt eerst of druk op "2" als de onderste cirkel verschijnt eerste. Aanwezig 20 proeven voor elke SOA in willekeurige volgorde.
   OPMERKING: In deze taak, negatieve SOA's geven aan dat de bovenste cirkel werd gepresenteerd eerste en positieve SOA's geven aan dat de onderste cirkel voor het eerst werd gepresenteerd.
3. In de audiovisuele TOJ taak, instrueren de deelnemer aan een kleine centrale flitser te observeren en te luisteren naar een enkele toon (1000 Hz) bij diverse vertragingen en vragen de deelnemer t o druk op "1", als de piep werd gepresenteerd eerst of druk op "2" als de flits werd voor het eerst gepresenteerd. Aanwezig 20 proeven voor elke SOA in willekeurige volgorde.
   OPMERKING: De nauwkeurigheid van de audiovisuele TOJ is meestal veel slechter in vergelijking met de unisensory auditieve TOJ en visuele TOJ taken. Dit vraagt ​​om een ​​breder scala van SOA's in vergelijking met de unisensory TOJ taken (typische stimulus set: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). In deze taak, negatieve SOA's geven aan dat de auditieve voor het eerst werd gepresenteerd en positief SOA's gaf aan dat de visuele eerst werd gepresenteerd.
   OPMERKING: Net als bij de SJ taak, kan de TOJ taak worden aangepast aan temporele verwerking over meerdere soorten stimuli te onderzoeken. Hier werd de TOJ taak aangevuld met eenvoudige stimuli (auditieve piepjes en visuele knippert), maar dit kan worden uitgebreid om te kijken naar andere stimulus paren zoals spraak en biologische beweging ^24.

TLE "> 6. McGurk Task

OPMERKING: De McGurk illusie bestaat uit een video van de visuele lettergreep "ga" gepaard met een auditieve opname van de lettergreep "ba". Veel onderwerpen ook daadwerkelijk fuseren de visuele en auditieve lettergrepen en zien dit pair als de lettergreep "da" of "tha" ^32.

1. Instrueer de deelnemer aan verschillende lettergrepen te observeren en vragen de deelnemer aan de lettergreep die zij ervaren te melden. In een blok aanwezig is 20 trials elk van de unisensory lettergrepen (auditieve alleen lettergrepen (A- "ba", A- "ga") en visuele alleen lettergrepen (V- "ba", V- "ga") in willekeurige volgorde. In een tweede blok, heden 20 trials elk van de audiovisuele lettergrepen (AV- "ba", AV "ga", en de A- "ba" / V- "ga" McGurk stimulus) in willekeurige volgorde. Vraag de deelnemer in te drukken de letter op het toetsenbord die overeenkomt met dewaargenomen lettergreep ("Druk op B voor ba op g voor ga, drukt u op d voor da Druk op t voor tha"). Deze taak duurt ongeveer 5-10 min totaal te voltooien.
2. Een meer conservatieve schatting bestaat uit een open reactie formaat ³³ waarin de deelnemer meldt hardop de gepercipieerde lettergreep en de reactie wordt geregistreerd door de experimentator.

Representative Results

Deze taak batterij is zeer succesvol meten individuele verschillen in temporele verwerking bij individuen met en zonder ASS ^17,18,23,27 bewezen. Voor de SJ taak, plotten de resulterende gegevens van elke individuele onderwerp door eerst de berekening van het aandeel van de reacties op elke SOA dat onderwerp gereageerd "synchroon" en vervolgens het aanbrengen van de resulterende responscurve met Gauss-curve. Zoals geïllustreerd in figuur 1A, is een tijdvenster waarin visuele auditieve stimuli paren kunnen worden aangeboden met een vertraging en wordt gezien als synchroon op een groot deel van de proeven. De breedte van de "linker" (voor auditief eerst asynchronieën) en "rechts" (die visueel eerste asynchronieën) van de TBW worden gemeten als de breedte van het venster van 0 ms tot de SOA aan elke kant die overeenkomt met 50% synchrone responsen (streepjeslijnen figuur 1A). Een robuuste bevinding in heel both TD deelnemers en klinische populaties is dat de juiste TBW (visuele eerste) is meestal breder dan de linker (auditieve eerste) TBW. Deelnemers met ASS tonen ook een breder TBW dan hun TD tegenhangers (Figuur 1B).

Voor de TOJ taken wordt de gegevens van elke individuele patiënt eerst uitgezet door het berekenen van het percentage van de reacties op elk SOA dat de "positieve" stimulus werd als eerste worden weergegeven (hogere toon, bodem cirkel, visuele flits), en de resulterende reactie curves van elke taak zijn fit met een cumulatieve Gauss-curve. Voorbeeld TOJ curven van één TD onderwerp zijn weergegeven in figuur 2. Terwijl prestaties op de unisensory TOJ taken zeer nauwkeurig voor alle behalve de kleinste SOA (2A en 2B), het bepalen tijdsvolgorde over wijze is veel moeilijker, zoals geïndexeerd door een veel meer ondiepe curve (2C) en verminderde nauwkeurigheid (2D </ Strong>) voor de multisensorische TOJ taak. Het punt van subjectieve gelijktijdigheid (PSS) voor elk onderwerp wordt gemeten door het berekenen van de SOA op welke onderwerpen presteren op kans (zie gestippelde lijn, Figuur 2A-C). Voer een t-test om te bepalen of er verschillen tussen groepen. Om de prestaties in taken of over onderwerpen te vergelijken, berekenen nauwkeurigheid bij elke SOA en plot als een functie van de vertraging tussen de stimulus paar (instorten over de positieve en negatieve SOA bij elke vertraging; zie figuur 2D). Sommige studies bij ASS onderzoeken zintuiglijke verwerking hebben verschillen in TOJ taken tussen ASS en TD groepen ^23,34 gevonden, terwijl anderen geen significante verschillen tussen de groepen ²⁷ hebben waargenomen. De reden voor deze verschillen is onduidelijk, hoewel de hoge heterogeniteit tussen individuen met ASS ³⁵ en kleine verschillen in opdracht structuur tussen deze studies een rol kunnen spelen.

McGurk perceptiewordt geanalyseerd door berekening van het percentage van proeven die de deelnemer waargenomen het gefuseerde waarneming "da" in vergelijking met het totale aantal pogingen gepresenteerd. Bijvoorbeeld de resultaten van het McGurk taak worden getoond voor een ASS en TD vakgroep in figuur 3A. Zelfs binnen hetzelfde individu kan antwoorden op de stimulus vaak afwijken van proef tot proef, dus is het nuttig de verdeling van deze reacties overwegen. Er is op dit moment enige discussie in de literatuur over de verschillen in multi-sensorische integratie als geïndexeerd door McGurk waarneming. Sommige groepen hebben ontdekt dat TD onderwerpen McGurk perceptie zijn toegenomen in vergelijking met ASS onderwerpt ^27,36, terwijl anderen hebben ontdekt dat ASD proefpersonen hadden hogere McGurk perceptie ^37. Sommige van deze verschillen kunnen worden verklaard door verschillen in de McGurk stimulus in elke studie. Sommige McGurk stimuli zijn "sterker" dan anderen (dwz, zijn ze meer kans om het illusoire McG ontlokkenurk waarneming op een groot deel van proeven voor een patiënt) dan andere, kan worden gekwantificeerd door een recent model van variabiliteit McGurk waarneming ^38. Als voorbeeld van het nut van deze batterij kunnen individuele verschillen in temporele verwerking (bijvoorbeeld de breedte van de TBW) gecorreleerd met prestaties verschillen op een perceptuele taak zoals McGurk illusie (figuur 3B). Verschillende studies hebben een verband tussen tijdelijke scherpte in de SJ taak en perceptuele verschillen in spraakverstaan ​​in het McGurk taak en andere maatregelen van multi-sensorische integratie ^18,27 waargenomen.

Figuur 1. Gelijktijdigheidsbewaking Oordeel (SJ) resultaten. Vertegenwoordiger van de gegevens van de gelijktijdigheid Oordeel (SJ) taak voor één ASD onderwerp (leeftijd = 8) en een enkele TD onderwerp (leeftijd = 9). (A (B) Ingericht TBW curves voor hetzelfde ASD onderwerp in het blauw en een enkele TD is afgebeeld in het rood. De TD onderwerp een kleinere TBW (links TBW = 166 msec, rechts TBW = 196 msec) dan de ASD onderwerp. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 2. Temporal Bestel Oordeel (TOJ) resultaten. Vertegenwoordiger van de gegevens van de tijdelijke orde Oordeel (TOJ) taken van een enkele TD onderwerp (leeftijd = 15). (A) Ruwe data en ingerichte curve voor eenuditory TOJ taak. De gegevens worden uitgezet als functie van de lagere toonhoogte eerste reacties over de verschillende SOA's (negatieve SOA's geven hogere toonhoogte kwam eerst, positieve SOA's geven lagere toonhoogte kwam eerst). (B) Ruwe data en ingerichte curve voor visuele TOJ taak. De gegevens worden uitgezet als functie van de onderste cirkel eerste reacties over de SOA's (negatieve SOA's aangeven top cirkel kwam eerst, positieve SOA's geven bodem cirkel kwam eerst). (C) Ruwe data en ingerichte curve voor multisensorische TOJ. De gegevens worden uitgezet als functie van de visuele flash eerste reacties over de SOA's (negatieve geeft biepgeluid kwam eerst, positieve SOA's geven visuele flits kwam eerst). (D) Dezelfde gegevens van AC uitgezet als de gemiddelde nauwkeurigheid (correcte identificatie van tijdelijke orde) bij elke vertraging (ingestort over de negatieve en positieve SOA). Klik hier om vIEW een grotere versie van deze figuur.

Figuur 3. McGurk Task resultaten en vergelijking van McGurk prestaties met Gelijktijdigheidsfactor Oordeel prestaties. Vertegenwoordiger van de gegevens van het McGurk taak met ASS en TD onderwerp groepen, aangepast met toestemming van ^27. (A) De reacties op het McGurk stimulans voor TD (in zwart) en ASS (in rood aangegeven) onderwerpen. Vanwege de variabiliteit van antwoorden voor dezelfde stimulus zowel binnen de afzonderlijke onderwerpen en over onderwerpen in een groep, worden de reacties getoond als het percentage van de proeven die werden gezien als elk foneem. ASD onderwerpen hoorde de auditieve lettergreep "ba" op een groter percentage van proeven dan TD onderwerpen, terwijl de TD onderwerpen hoorde de Fused audiovisuele lettergreep "da" op een groter percentage van proeven dan ASD onderwerpen. (B) Correlatie tussen de breedte van de temporale bindende venster (TBW) uit de SJ taak en het aandeel van de studies waarin de gesmolten audiovisuele lettergreep "da" werd waargenomen vanuit de McGurk stimulus in dezelfde groep van ASD onderwerpen. Er was een significante negatieve correlatie waar de lage McGurk waarneming werd gecorreleerd met een grotere TBW (r = 0,46, p <0,05). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Discussion

Het manuscript beschrijft elementen van een psychofysische taak batterij die wordt gebruikt om temporele verwerking en scherpte sensorische en multisensory systeemonderzoek beoordelen. De batterij heeft brede toepasbaarheid voor een aantal van de bevolking en is gebruikt door ons laboratorium om audiovisuele tijdelijke prestaties karakteriseren in de typische volwassenen ^18, kinderen ^10,39, en bij kinderen en volwassenen met autisme ^17,23. Daarnaast is het gebruikt om te onderzoeken hoe de verschillende facetten van de batterij zich tot elkaar verhouden in correlationeel analyseert ^27, en wordt momenteel gebruikt voor sensorische en multisensorische prestaties maatregelen om cognitieve domeinen zoals taal en communicatie, aandacht en executieve functie betrekking hebben. Het is belangrijk op te merken dat de belangrijkste beperking van deze taak batterij met betrekking tot het testen van mensen met ASS is dat het formaat van de taken vereist dat deelnemers de receptieve vaardigheden begrijpenmondelinge instructies en geef dit begrip. Als zodanig is de taak batterij nog slechts geschikt voor het testen hoogfunctionerende individuen met ASS.

De nadruk van de batterij op tijdelijke factoren is gebaseerd op het belang van deze factoren voor de bouw van veridical sensorische en perceptuele representaties. In de multisensory rijk, dit is het beste gevangen in de constructie van een multisensorische "tijdelijke bindende venster (TBW)," het tijdperk van de tijd waarin auditieve en visuele aanwijzingen kan sterk beïnvloeden elkaar. Zoals eerder gesuggereerd, dit venster is een zeer ecologisch construct, dat sensorische gebeurtenissen en bijbehorende energieën gebeuren op verschillende afstanden. Zo goed voor de verschillen in voortplantingstijden van de auditieve en visuele signalen de hersenen beoordeelt audiovisuele tijdsstructuur betrekking tot dit venster en maakt dus een probabilistische beoordeling of de stimuli bij elkaar of niet. Deze gegevens strongly pleiten voor de TBW als maat voor temporele scherpte en kracht van multi integratie, en inderdaad aangetoond dat de breedte van het venster te hangen met de grootte van het bindingsproces met mensen met kleinere vensters met grotere indices integratie ^18,27.

Naast een probabilistische construct in individuen, de TBW is ook sterk afhankelijk stimulus en taak. Zoals aangegeven in de batterij gepresenteerde kunnen multisensory tijdelijke functie beoordeeld worden met stimuli variërend van zeer eenvoudige en niet-ecologische (bv knippert en piepjes) naar de meest relevante ethologisch van audiovisuele signalen (bijv spraak). Bovendien kan de TBW worden ontleend maatregelen zoals gelijktijdigheid oordelen, tijdsordening oordelen, perceptie van illusoire stimuli, etc. Derhalve het gemeenschappelijk gebruik van taken die verschillen in zowel hun stimulus en taak onvoorziene omstandighedende meest uitgebreide venster in audiovisuele tijdelijke functie.

TBW van een individu wordt gemeten door het extraheren van de parameters van een curve fit om rauwe prestaties van de deelnemer uit de SJ taak. Daarom moet ervoor worden gezorgd dat onderzoeken curve individuele proefpersonen past zodat de gefitte curve nauwkeurig de onbewerkte gegevens beschrijven. Hoewel een reeks definities meten van de breedte van de TBW bestaat in de literatuur wordt gesuggereerd dat de volgende criteria worden gebruikt om eenvoudig te vergelijken over onderwerpen terwijl het vastleggen individuele verschillen in prestaties. Ten eerste moet de "links" en "rechts" TBW gemeten vanaf 0 msec (objectief auditieve leidt asynchronie vs. visuele leidt asynchronie) in tegenstelling tot de afzonderlijke PSS (het gemiddelde van de gefitte curve). Ten tweede moet de breedte gemeten bij 50% is van synchrone proeven (niet 50% van de maximale respons voor dit onderwerp) vastleggen van dereeks asynchronieën waarin een subject gerapporteerd "gelijktijdig" voor de meeste proeven. Omdat sommige onderwerpen nooit melden "Tegelijkertijd" voor meer dan 75% van de proeven op een SOA, zal dit toelaten het grootste aantal van de onderwerpen die moeten worden opgenomen in de analyse.

Samen met haar nut bij het ​​karakteriseren van multisensorische temporele functie in "neurotypische" bevolking in de hele levensduur, hebben elementen van de beschreven taak batterij is gebruikt om zintuiglijke en multisensorische processen bij personen met ASS ^26-28,37 beoordelen. Hoewel gevoelsstoornissen zijn klassiek in verband gebracht met autisme, het is pas sinds kort dat deze verstoringen de diagnostische volkstaal hebt ingevoerd, en dat een sterkere waardering voor hoe veranderde multisensorische functie kan bijdragen aan het autisme fenotype is opgedaan. Inderdaad, de kern beïnvloed domeinen in autisme (dat wil zeggen, sociale communicatie) zijn voorstellingen die gebouwd zijn op debasis van multi-sensorische processen, sterk suggereert dat veranderingen in deze processen nadelige effecten op sociale communicatie zou kunnen hebben. Met behulp van elementen van de temporale accu hier beschreven, is vastgesteld dat multisensorische temporale scherpte is armer in autisme, en dat dit slechtere prestaties is gerelateerd aan spraakverstaan ​​meet ^28. Lopende werkzaamheden is op zoek naar verschillende aspecten van de audiovisuele temporele prestaties hebben betrekking op een groot aantal cognitieve maatregelen.

Materials

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