Abstract
Zusätzlich zu Beeinträchtigungen der sozialen Kommunikation und der Gegenwart beschränkt Interessen und repetitive Verhaltensweisen, sind Defizite in der sensorischen Verarbeitung nun als Kern Symptom bei Autismus-Spektrum-Störung (ASD) anerkannt. Unsere Fähigkeit, wahrzunehmen und mit der Außenwelt zu interagieren ist in sensorischen Verarbeitung verwurzelt. Zum Beispiel hört ein Gespräch bringt Verarbeitung der akustische Signale aus den Lautsprechern (Sprachinhalt, Prosodie, Syntax) sowie die dazugehörigen Bildinformation (Mimik, Gestik). Zusammen die "Integration" dieser multisensorische (dh kombiniert audiovisuellen) Stücke von Informationen führt zu einer besseren Verständnis. Solche multisensorische Integration wurde gezeigt, stark von der zeitlichen Beziehung der gepaarten Stimuli sein. So Reize, die in enger zeitlicher Nähe auftreten, mit hoher Wahrscheinlichkeit in Verhaltens- und Wahrnehmungsleistungen führen - Gewinne geglaubt reflektiert das zu seinUrteil Wahrnehmungssystem der Wahrscheinlichkeit, dass diese beiden Stimuli aus der gleichen Quelle stammen. Änderungen in dieser zeitliche Integration wird erwartet, dass Wahrnehmungsprozesse stark verändern, und werden wahrscheinlich in der Lage, genau zu erkennen und sich mit unserer Welt zu verringern. Hier wird eine Batterie von Aufgaben entwickelt, um verschiedene Aspekte der sensorischen und multisensorischen zeitliche Verarbeitung charakterisieren autistischen Kindern beschrieben. Zusätzlich zu seiner Nützlichkeit bei Autismus besitzt der Akku ein großes Potenzial für die Charakterisierung von Veränderungen der sensorischen Funktionen in anderen klinischen Populationen sowie verwendet werden, um Veränderungen in diesen Prozessen über die Lebensspanne zu prüfen.
Introduction
Traditionelle neurowissenschaftliche Forschung hat oft angesprochen Verständnis der Sinneswahrnehmung durch die Fokussierung auf den einzelnen Sinnesmodalitäten. , Die Umwelt besteht jedoch aus einer Vielzahl von Sinneseindrücke, die zu einem einheitlichen Wahrnehmungs Blick auf die Welt in einer scheinbar mühe Weise integriert sind. Die Tatsache, dass wir in einer so reichen multisensorischen Umgebung existieren erfordert, dass wir ein besseres Verständnis der Art und Weise, in der das Gehirn kombiniert die Informationen über die verschiedenen Sinnessysteme. Die Notwendigkeit dieses Verständnis wird weiter durch die Tatsache, dass das Vorhandensein von mehreren Stücken von sensorischen Informationen häufig zu wesentlichen Verbesserungen des Verhaltens und Wahrnehmungs 1-3 amplifiziert. Beispielsweise gibt es eine große Verbesserung (bis zu 15 dB im Signal-zu-Rausch-Verhältnis) in der Fähigkeit, Sprache in einer geräuschvollen Umgebung zu verstehen, wenn der Beobachter sehen auch des Sprechers Lippenbewegungen 4-7.
Einer der wichtigsten Faktoren,Einfluss darauf, wie die verschiedenen Sinneseindrücke werden kombiniert und integriert ist ihre relative zeitliche Nähe. Wenn zwei Sinneseindrücke in der Zeit auftreten, dicht beieinander, eine zeitliche Struktur, die gemeinsame Herkunft vermuten lässt, sind sie sehr wahrscheinlich integriert, wie durch Änderungen im Verhalten und Wahrnehmung 8-12 nachgewiesen werden. Eines der mächtigsten Werkzeuge für die experimentelle Untersuchung der Auswirkungen der multisensorische Zeitstruktur auf Verhaltens- und Wahrnehmungsreaktionen ist Gleichzeitigkeit Urteil (SJ) Aufgaben 13-16. In einer solchen Aufgabe werden multisensorische (zB visuelle und auditive) Reize bei verschiedenen Reizbeginn Asynchronität (SOA), die von objektiv gleichzeitige gepaart (dh., Einen zeitlichen Versatz von 0 ms), um hoch asynchrone (zB 400 ms). Teilnehmer werden gebeten, die Reize als simultane oder nicht über einen einfachen Tastendruck zu beurteilen. In einer solchen Aufgabe, auch wenn die visuelle und auditive Reize bei SOA von 100 ms oder mehr präsentiert, zu berichten, dass das Paar Themenwurde simultan auf einem großen Teil der Versuche. Das Zeitfenster, in dem zwei Eingänge kann auftreten, und haben eine hohe Wahrscheinlichkeit, wie auftretende gleichzeitig als zeitliche Bindung Fenster (TBW) 17-19 bekannt wahrgenommen.
Die TBW ist ein hoch ethologischer Konstrukt in die sie repräsentiert die statistischen Gesetzmäßigkeiten der Welt um uns 19. Das "Fenster", liefert Flexibilität für die Spezifikation der Ereignisse des gemeinsamen Ursprung; eine, die für die Stimuli in verschiedenen Entfernungen mit unterschiedlichen Laufzeiten (sowohl physische als auch neuronale) noch "gebunden" zu sein, um miteinander auftreten können. Obwohl der TBW ist eine probabilistische Konstrukt sind jedoch Änderungen, auszuweiten (oder) die Größe des Fensters wahrscheinlich Kaskadierung und möglicherweise nachteilige Auswirkungen auf die Wahrnehmung 20,21 zu haben.
Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist eine Erkrankung des Nervensystems, die klassisch o diagnostiziert wurden die Basis der Defizite in der sozialen Kommunikation und das Vorhandensein von eingeschränkten Interessen und repetitive Verhaltensweisen 22. Darüber hinaus, und wie vor kurzem in der DSM-5 kodifiziert, Kinder mit Asperger-Syndrom weisen häufig Veränderungen in ihren Reaktionen auf Sinnesreize. Anstatt auf eine einzelne Sinne beschränkt, diese Defizite umfassen oft mehrere Sinne einschließlich Hören, Tasten, Balance, Geschmack und Vision. Zusammen mit einem solchen "multisensorischen" Präsentation, Menschen mit ASD zeigen häufig Defizite in der zeitlichen Bereich. Zusammengenommen deuten diese Beobachtungen, dass multisensorische Zeitfunktion kann bevorzugt in Autismus 17,23-25 geändert werden. Obwohl in Einklang mit dem Blick auf veränderte sensorische Funktion in ASD, können Veränderungen beim multisensorische Zeitfunktion auch ein wichtiger Faktor für die Defizite in der sozialen Kommunikation im ASD sein, angesichts der Bedeutung schnelle und genaue Bindung der multisensorische Reize für die soziale und Kommunikationsfunktionen. Nehmen Sie als einn Beispiel das Sprachaustausch oben beschrieben, in denen wichtige Information ist sowohl in der auditiven und visuellen Modalitäten enthalten. Tatsächlich sind diese Aufgaben wurden verwendet, um signifikante Unterschiede in der Breite des multisensorischen TBW in hoher Funktionieren autistische Kinder 26-28 demonstrieren.
Aufgrund seiner Bedeutung für die normale Wahrnehmungsfunktion, ihre möglichen Auswirkungen auf höherer Ordnung Prozesse wie soziale Kommunikation (und andere kognitive Fähigkeiten), und ihre klinische Relevanz, ist eine Batterie von Aufgaben entwickelt, um multisensorische Zeitfunktion bei Kindern mit ASD zu bewerten beschrieben.
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Protocol
Ethics Statement: Alle Fächer müssen Einverständniserklärung vor dem Experiment werden. Die hier beschriebene Forschung wurde von der Vanderbilt University Medical Center der Institutional Review Board genehmigt worden.
1. Experiment einrichten
- Bitten Sie die Teilnehmer, um die Aufgaben in einem schwach beleuchteten, Sound kontrollierten Raum zu vervollständigen.
HINWEIS: Ziehen Sie die Implementierung eines visuellen Zeitplan 29,30 im Rahmen des Studiendesigns. Obwohl jede Aufgabe in diesem Akku ist relativ kurz, die Durchführung mehrerer Aufgaben in Folge können Müdigkeit bei einigen Kindern verursachen, beide mit typischen Entwicklung (TD) und mit ASD. Eine visuelle Zeitplan sollten alle geplanten Aktivitäten (beide Aufgaben und Hören / Vision Screening) sowie kurze Pausen enthalten. Diese Struktur wird dazu beitragen, tragen zu einer insgesamt positiven Forschungserfahrung für die Teilnehmer, und hat sogar gezeigt worden, um genauere Antworten in einigen Aufgaben 31 zu entlocken. Bringen Sie eine Kinnstütze auf den Tisch, an dem der Teilnehmer sitzen, während die Erfüllung der Aufgabe, mit der Computer-Monitor des Teilnehmers platziert 60 cm entfernt. Dies soll sicherstellen, dass die Stimuli die gleiche Intensität für jeden Teilnehmer. Verwenden Noise-Cancelling-Kopfhörer oder Lautsprecher für die auditorischen Reizes Lieferung. - Aufgrund von Unterschieden in einzelnen Versuchsplattformen (Soundkarte, Grafikkarte, Betriebssystem, etc.), überprüfen Sie die Stimulationsdauer und Reizbeginn Asynchronität (SOA) mit einem Oszilloskop, photovoltaische Zelle, und das Mikrofon auf jedem Computer für das Experiment.
HINWEIS: Abhängig von der individuellen Plattform (zum Beispiel eine langsame Soundkarte), stellen die Parameter der Testcode, so dass das Timing der Stimuluspräsentation korrekt.
2. Stimuli
- Gene 2 WAV oder MP4-Dateien mit einer Dauer von 16 ms (einschließlich einer 2-3 msec up und die Abwärtsrampe) bei 500 Hz und 1000 Hz. Tun Sie dies durchSpezifizieren einer Sinuswelle der gewünschten Frequenz mit einem allmählichen Anstieg auf die volle Amplitude, gefolgt von einer Abwärtsrampe am Ende des Tons. Speichern Sie die Sinuswelle als Gehör Datei. Testen Sie die Lautstärke der einzelnen Ton mit einem Schalldruckpegelmesser, um zu überprüfen, dass es zum 60 dB gespielt. Wenn Lautsprecher werden verwendet, um akustische Reize zu präsentieren, sollte der Ton bei 60 cm vom Bildschirm (wo die Teilnehmer sitzen) getestet werden. Wenn Sie einen Kopfhörer verwendet werden, messen Sie die Lautstärke direkt nebeneinander Kopfhörer.
HINWEIS: Es ist einfacher, den Computer zu einem Standardvolumen zu halten und stellen Sie die Lautstärke des Tons entsprechend, indem die verwendet werden, um den Reiz oder eine Audio-Bearbeitungsprogramm Code generieren. - Erstellen Sie visuelle Reize, indem Sie entweder die Größe und Position des Blitzes im Experiment Code oder durch Erzeugung einer JPEG- oder Bitmap-Bild mit einem schwarzen Hintergrund und einen weißen Ring um eine Fixierung Fadenkreuz befindet, und die Anzeige zu gegebener Zeit. Stellen Sie die Dauerder visuellen Blitz auf 16 ms bei dem Experiment Code.
- Rekordsprachstimuli durch einen Muttersprachler in einem ruhigen Raum gegen einen weissen Hintergrund von den Schultern mit dem Lautsprecher in der Mitte des Rahmens. Notieren Sie die die Video Reize mit der höchsten Auflösung Videokamera zur Verfügung. Alternativ kann öffentlich verfügbaren Reiz Videos, wenn gewünscht, verwendet werden.
HINWEIS: Die Video- und Audio des Sprechers sagen die Silben "ba" und "ga" werden für dieses Experiment erforderlich.- Die Verwendung eines Videobearbeitungsprogramm, exportieren Sie die auditive Komponente jedes Tracks und speichern Sie als separate WAV-Datei. Tun Sie dies, indem Sie in Export-Einstellungen und wählen "wav Audiodatei" aus dem "Format" im Dropdown-Menü. Überprüfen Sie "Export Audio" und dann auf "Exportieren", um die unten im Fenster Exporteinstellungen.
- Anschließend exportieren Sie die visuelle Komponente (dh stille Video) jeder Spur eind als separate AVI-Datei zu speichern. Tun Sie dies, indem Sie in Export-Einstellungen und wählen "Uncompressed AVI" aus dem "Format" im Dropdown-Menü. Überprüfen Sie "Video exportieren" und klicken Sie auf "Exportieren", um die unten im Fenster Exporteinstellungen.
- Schließlich entfernen Sie den Gehör Bestandteil des "ga" Spur und ersetzen Sie ihn durch den Gehör Bestandteil des "ba" Weg, die McGurk Reiz machen. Wählen Sie dazu die Datei ".avi" vom Desktop in das als Videoquelle, indem Sie "Source", in diesem Fall "ga_VOnly.avi". Ebenso wählen Sie den anderen Video "ba_Aonly.avi". In dem Programmablauf-Menü zu gewährleisten, dass das Video (V1) "Video 1" Quelle "ga_VOnly.avi" und das Audio (A1) "Audio 1" Quelle "ba_Aonly.avi". Überprüfen Sie, dass der Beginn der visuellen Stimulus "ga" zeitlich mit den Gehör sti ausgerichtetmulus "ba".
HINWEIS: Es ist wichtig, dass die auditive Reize sind genau die gleiche Aufnahme sowohl in den audiovisuellen und auditiven Reiz nur (nicht nur die gleiche Silbe), so dass der einzige Unterschied zwischen einer audiovisuellen "ba" und der McGurk Reiz ist die Videokomponente. Dies stellt sicher, dass man einen geeigneten Vergleich des Einflusses des visuellen Stimulus auf die wahrgenommene Gehör Silbe untersuchen lassen.
3. Aufgabe Batterie
HINWEIS: Diese Aufgabe erfordert, dass alle Teilnehmer in der Lage, zu verstehen und einzuhalten verbalen Anweisungen des Versuchsleiters.
- Stellen Sie sicher, dass alle Teilnehmer normale Sicht durch die Durchführung einer einfachen Screening vor dem Test. Verwenden Sie eine Snellen Augendiagramm bei 20 Fuß und bitten Sie den Teilnehmer, jede Zeile mit beiden Augen zu lesen (die Teilnehmer in der Anzeige Impulse mit beiden Augen). Notieren Sie sich die unterste Zeile, die Teilicipants akkurat zu berichten, die visuelle Reize. Die Teilnehmer sollten 20/40 Vision oder besser.
- Stellen Sie sicher, dass alle Teilnehmer normalem Gehör durch Testen Hörschwelle bei 500, 1000, 2000 und 4000 Hz in jedem Ohr. Auditory Test sollte in einem gesunden kontrollierten Raum mit einem Audiometer durchgeführt werden.
- Um Schwelle eines Teilnehmers zu finden, weisen Sie den Teilnehmer, ihre Hand jedesmal, wenn sie einen Ton zu erkennen erhöhen. Spielen Sie eine gepulste 500-Hz-Ton zu dem rechten Ohr geleitet ab 35 dB und verringern Sie die Lautstärke in 5-dB-Schritten. Sobald ein Teilnehmer einen Ton erkennt nicht mehr, erhöhen Sie die Lautstärke in 5-dB-Schritten, um die niedrigste wahrnehmbaren Lautstärke zu überprüfen. Wiederholen Sie diesen Vorgang mit jeder Frequenz, und wiederholen Sie alle Tonfrequenzen im linken Ohr. Die Teilnehmer sollten Schwellen von 20 dB oder niedriger haben.
- Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer in der Lage sind, zu verstehen und mit verbalen Anweisungen entsprechen durch Messung sowohl IQ und rezeptiven Sprachkenntnisse mit standardisiertenneuropsychologische Maßnahmen vor dem Test. Die Teilnehmer sollten eine gemessene IQ von 70 oder mehr. Falls gewünscht, können zusätzliche neuropsychologischen Tests zu diesem Zeitpunkt abgeschlossen.
4. Gleichzeitigkeit Urteil (SJ)
HINWEIS: Die SJ Aufgabe ist eine zwei alternative Forced-Choice-Aufgabe (2-AFC) und besteht aus einem visuellen Ring und 1.000 Hz Gehör Ton an verschiedenen SOAs vorgestellt (negativ = Gehör vorstehenden visuelle, positiv = visuelle Verfahren Gehör) in zufälliger Reihenfolge dargestellt .
- Achten Sie darauf, ziemlich große SOAs (mindestens -400 bis 400 msec) sind, um eine genaue Messung der vollen Breite des TBW (typisch Stimulusmenge erhalten: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 msec SOA). Verwenden Sie den gleichen Satz von SOA für jeden Teilnehmer, die zur einfacheren Vergleich der Aufgabenerfüllung durch die Teilnehmer ermöglicht. Präsentieren Sie ein Minimum von 20 Studien pro SOA für eine genaue Schätzung. Die Aufgabe dauert ca. 15-20 Minuten in Anspruch. Geben Sie eine kurze Pause alle 100 Studien an Teilnehmer reduzieren Ermüdungserscheinungen.
- Weisen Sie den Teilnehmer, einen Blitz und ein Piepton zu beobachten und zu erklären, dass ihre Aufgabe ist es, zu entscheiden, ob der Blitz und Piepton trat zur gleichen Zeit oder zu verschiedenen Zeiten. Weisen Sie den Teilnehmer auf "1" auf dem Ziffernblock drücken, wenn die Stimuli gleichzeitig aufgetreten ist, oder "2", wenn die Stimuli zu einer anderen Zeit stattgefunden hat.
HINWEIS: Wenn ein Antwortfeld vorhanden ist, kann dies auch zum Sammeln von Antworten verwendet werden. Fügen Sie die gleichen Anweisungen auf dem Bildschirm nach jeder Antwort-Studie. - Als Alternative Ersatz der Blitz und Piepton mit einer visuellen und auditiven Sprach Token (formte "ba" und äußerte "ba") und Gegenwart gleichzeitig SOAs mit der gleichen Aufgabe Anweisung ("Same Zeit oder zu anderer Zeit?"). Auf diese Weise vergleichen die TBW für Reize unterschiedlicher Komplexität und sozialer Inhalte in einzelnen Fächern27.
5. Zeitliche Bestell Urteil (TOJ)
HINWEIS: Der Gehör TOJ Aufgabe ist ein verwendet, um die zeitliche Schärfe des auditiven Verarbeitung prüfen 2-AFC Aufgabe. Die visuelle TOJ Aufgabe ist ein verwendet, um die zeitliche Schärfe der visuellen Verarbeitung zu untersuchen 2-AFC Aufgabe. Die multisensorische TOJ Aufgabe ist eine zur zeitlichen Schärfe über Vorsprechen und Vision zu untersuchen 2-AFC Aufgabe. Jede Aufgabe nimmt ungefähr 10 bis 15 min in Anspruch.
- Im Gehör TOJ Aufgabe, weisen Sie den Teilnehmer, bis zu zwei Signaltöne präsentiert (500 Hz und 1000 Hz) bei verschiedenen Verzögerungen zuhören und Fragen der Teilnehmer, drücken Sie "1", wenn der höhere Ton wird zuerst, oder drücken Sie "2" gespielt, wenn der untere Ton wird zuerst gespielt. Derzeitige 20 Studien für jede SOA in zufälliger Reihenfolge.
Hinweis: Im Vergleich zum SJ Aufgabe, gibt es eine viel kleineren Dynamikbereich von SOAs über die Wahrnehmung unisensory auditiven und visuellen zeitlichen Reihenfolge ändert, dafüre mit einem Stimulusmenge wo kleinere SOAs sind stärker vertreten (typisch Stimulusmenge: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 msec SOA, wobei negative = höhere Ton vorangehenden niedrigeren Ton, positive = leiser fortfahren höheren Ton) für die unisensory TOJ Aufgaben. - Im visuellen TOJ Aufgabe, weisen Sie den Teilnehmer, zwei Kreise (über und unter einem zentralen Fixierung Fadenkreuz) beobachten zu verschiedenen Verzögerungen und bitten Sie den Teilnehmer, drücken Sie "1", wenn die obere Kreis erscheint zuerst, oder drücken Sie, wenn die untere Kreis erscheint "2" zuerst. Derzeitige 20 Studien für jede SOA in zufälliger Reihenfolge.
HINWEIS: In dieser Aufgabe negativen SOAs zeigen, dass die oberen Kreis vorgestellt und erste positive SOAs zeigen, dass die unteren Kreis wurde zum ersten Mal vorgestellt. - Im audiovisuellen TOJ Aufgabe, weisen Sie den Teilnehmer, ein kleines Zentral Flash beobachten und hören Sie einen einzelnen Ton (1000 Hz) bei verschiedenen Verzögerungen und bitten Sie den Teilnehmer t o Drücken Sie "1", wenn der Ton präsentiert ersten oder drücken Sie "2", wenn der Blitz wurde erstmals vorgestellt. Derzeitige 20 Studien für jede SOA in zufälliger Reihenfolge.
HINWEIS: Die Genauigkeit im audiovisuellen TOJ ist in der Regel deutlich schlechter im Vergleich zum unisensory Gehör TOJ und visuelle TOJ Aufgaben. Dies erfordert eine breitere Palette von SOA im Vergleich zu den unisensory TOJ Aufgaben (typisch Stimulusmenge: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). In dieser Aufgabe negativen SOAs anzuzeigen, dass der Gehör zuerst gestellt und positive SOAs deutet, dass das visuelle zuerst gestellt.
HINWEIS: Wie bei der SJ Aufgabe kann der TOJ Aufgabe angepasst zu zeitlichen Verarbeitung auf mehrere Arten von Stimuli zu untersuchen. Hier wurde die TOJ Aufgabe mit einfachen Reizen (Töne auditorischen und visuellen blinkt) abgeschlossen, aber das kann erweitert werden, um an anderen Reizpaare wie Sprache und biologischer Bewegung 24 zu suchen.
HINWEIS: Der McGurk Illusion besteht aus einem Video von der visuellen Silbe "ga", gepaart mit einer auditiven Aufnahme der Silbe "ba". Viele Themen tatsächlich verschmelzen die visuelle und auditive und Silben erkennen dieses Paar, wie die Silbe "da" oder "tha" 32.
- Weisen Sie den Teilnehmer zu verschiedenen Silben beobachten und fragen Sie die Teilnehmer, um die Silbe, die sie wahrgenommen zu melden. In einem Block vorhanden 20 Studien jedes der unisensory Silben (Gehör nur Silben (A- "ba", A- "ga") und visuelle nur Silben (V- "ba", V- "ga") in zufälliger Reihenfolge. In einen zweiten Block, derzeit 20 Studien jede der audiovisuellen Silben (AV "ba", AV- "ga" und der A- "ba" / V- "ga" McGurk Stimulus) in zufälliger Reihenfolge. Fragen Sie die Teilnehmer, drücken der Buchstabe auf der Tastatur entspricht derwahrgenommen Silbe ("drücken Sie b für ba, drücken Sie g für ga, drücken Sie d für da, drücken Sie t für tha"). Diese Aufgabe dauert ca. 5-10 min Gesamt in Anspruch nehmen.
- Eine konservativere Schätzung besteht aus einem offenen Antwortformat 33, in dem der Teilnehmer meldet laut den wahrgenommenen Silbe und die Antwort wird vom Experimentator aufgezeichnet.
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Representative Results
Diese Aufgabe Batterie ist sehr erfolgreich bei der Messung individuelle Unterschiede in der zeitlichen Verarbeitung bei Patienten mit und ohne ASD 17,18,23,27 bewährt. Für die SJ Aufgabe, plotten die resultierenden Daten von jedem einzelnen Thema, indem zunächst der Anteil der Antworten in jeder SOA dieses Thema reagiert "synchron" und der Montage des resultierenden Reaktionskurve mit einer Gauß-Kurve. Wie in 1A dargestellt ist, gibt es ein Zeitfenster, in dem Reize Paare visuell-Gehör kann mit einer Verzögerung präsentiert und als synchron zu einem hohen Anteil von Versuchen wahrgenommen werden. Die Breite der "linken" (für Gehör-first Asynchronität) und "rechts" (für Video-Gegen ersten Asynchronität) Seite des TBW wird durch Berechnung der Breite des Fensters zwischen 0 ms und die SOA auf jeder Seite, die entspricht, gemessen 50% synchrone Antworten (gestrichelte Linien, 1A). Ein robuster Befund über Bot-h TD Teilnehmer und klinischen Populationen ist, daß das Recht TBW (visuelle zuerst) ist in der Regel breiter als links (Gehör zuerst) TBW. Die Teilnehmer mit ASD zeigen auch eine breitere TBW als ihre Pendants TD (1B).
Für die TOJ Aufgaben, werden die Daten von jedem einzelnen Thema zunächst durch Berechnung des Anteils der Antworten an jedem SOA, die die "positive" Stimulus wurde als erstes vorgestellt wahrgenommen aufgetragen (höheren Ton, unteren Kreis, visuelle Flash) und die resultierende Reaktion Kurven von jeder Aufgabe sind fit mit einer kumulativen Gauß-Kurve. Beispiel TOJ Kurven aus einer TD Thema sind in Abbildung 2 dargestellt. Während die Entwicklung an den unisensory TOJ Aufgaben ist sehr genau für alle, aber die kleinsten SOAs (2A und 2B), die Bestimmung zeitlicher Reihenfolge über Modalitäten ist viel schwieriger, als durch eine indexierte wesentlich flacher Kurve (2C) und eine verringerte Genauigkeit (2D </ Strong>) für die multisensorische TOJ Aufgabe. Der Punkt, der subjektive Gleichzeitigkeit (PSS) für jedes Thema wird durch Berechnung der SOA, mit der Testpersonen bei Gelegenheit (siehe gestrichelte Linie 2A-C) gemessen. Durchführen eines t-Tests zu bestimmen, ob es Unterschiede zwischen den Gruppen. Um die Leistung auf Aufgaben oder fächerübergreifend zu vergleichen, berechnen Genauigkeit an jedem SOA und Grundstück in Abhängigkeit von der Verzögerung zwischen dem Stimulus-Paar (kollabiert über die positiven und negativen SOA bei jeder Verzögerung, siehe 2D). Einige Studien, die sensorische Verarbeitung in ASD haben Unterschiede in TOJ Aufgaben zwischen ASD und TD Gruppen 23,34 gefunden, andere haben keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen 27 beobachtet. Der Grund für diese Unterschiede ist unklar, obwohl hohe Heterogenität zwischen Personen mit ASD 35 und geringe Unterschiede in der Aufgabenstruktur in diesen Studien eine Rolle spielen.
McGurk Wahrnehmungdurch Berechnung des Anteils der Studien, die der Teilnehmer mit der kondensierten percept "da", verglichen mit der Gesamtzahl der Versuche dargestellt wahrgenommen analysiert. Beispiel ergibt sich aus der McGurk Aufgabe für ASD und TD Fächergruppe in 3A gezeigt. Selbst innerhalb des gleichen Individuums, können Antworten auf den Stimulus variieren oft von Versuch zu Versuch, daher ist es sinnvoll, die Verteilung dieser Reaktionen in Betracht. Derzeit gibt es einige Diskussionen in der Literatur über die Unterschiede in der multisensorische Integration durch McGurk Wahrnehmung indiziert. Einige Gruppen haben gezeigt, dass TD Themen haben McGurk Wahrnehmung im Vergleich mit ASD wirft 27,36, andere haben festgestellt, dass ASD Probanden hatten höhere McGurk Wahrnehmung 37. Einige dieser Abweichungen können durch Unterschiede in der in jeder Studie verwendet McGurk Stimulus erläutert. Einige McGurk Reize "stärker" als andere (dh, sie sind eher die Illusion hervorrufen McGurk percept auf einem hohen Anteil von Versuchen für ein Subjekt) als andere, was durch ein neueres Modell Variabilitäts McGurk Wahrnehmung 38 quantifiziert werden kann. Als ein Beispiel für die Nützlichkeit dieser Batterie können individuelle Unterschiede in der zeitlichen Verarbeitung (wie beispielsweise die Breite des TBW) mit Leistungsunterschiede auf einem Wahrnehmungs Aufgabe wie der McGurk Illusion (3B) korreliert werden. Mehrere Studien haben einen Zusammenhang zwischen zeitlichen Sehschärfe in der SJ Aufgabe und Wahrnehmungsunterschiede in der Sprachwahrnehmung in der McGurk Aufgabe und andere Maßnahmen der multisensorische Integration 18,27 beobachtet.
Abbildung 1. Gleichzeitigkeit Urteil (SJ) Ergebnisse. Repräsentative Daten aus der Gleichzeitigkeit Urteil (SJ) Aufgabe für einen einzelnen Gegenstand ASD (Alter = 8) und einem einzigen TD Thema (Alter = 9). (A (B) Einbau TBW-Kurven für den gleichen Gegenstand ASD in blau und einem einzigen TD Thema wird rot dargestellt. Das TD Thema hat eine kleinere TBW (links TBW = 166 ms, rechts TBW = 196 ms) als die ASD Thema. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.
Abbildung 2. Zeitliche Bestell Urteil (TOJ) Ergebnisse. Repräsentative Daten aus der zeitlichen Ordnung Urteil (TOJ) Aufgaben von einer einzigen TD Thema (Alter = 15). (A) Rohdaten und angepasste Kurve für einuditory TOJ Aufgabe. Die Daten werden als Funktion der unteren Teilung ersten Reaktionen auf die verschiedenen SOAs aufgetragen (negative SOAs zeigen höhere Tonlage war zuerst da, positive SOAs zeigen kleinere Steigung kam zuerst). (B) Rohdaten und angepasste Kurve zur visuellen TOJ Aufgabe. Die Daten werden als Funktion der unteren Kreis erste Antworten über den SOAs aufgetragen (negative SOAs zeigen oberen Kreis war zuerst da, positive SOAs anzuzeigen unteren Kreis kam zuerst). (C) Rohdaten und angepasste Kurve für multisensorische TOJ. Die Daten werden in Abhängigkeit von der visuellen Flash erste Antworten über den SOAs aufgetragen (negative zeigt Signaltons war zuerst da, positive SOAs zeigen visuelle Flash kam zuerst). (D) Gleiche Daten von AC aufgetragen als die durchschnittliche Genauigkeit (korrekte Identifizierung der zeitlichen Reihenfolge) bei jeder Verzögerung (über die negativen und positiven SOA zusammenbrach). Bitte klicken Sie hier, um vIEW eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3. McGurk Task-Ergebnisse und Vergleich von McGurk Leistung mit Gleichzeitigkeit Urteil Leistung. Repräsentative Daten aus der McGurk Aufgabe mit ASD und TD Fächergruppen mit Genehmigung 27 angepasst. (A) Die Antworten auf die McGurk Impulse für TD (schwarz dargestellt) und ASD Themen (in rot). Aufgrund der Variabilität der Antworten für den gleichen Stimulus sowohl innerhalb der einzelnen Themen und über Themen in einer Gruppe, werden Antworten als Prozent der Studien, die wie jedes Phonem wahrgenommen wurden gezeigt. ASD Themen gehört, die Gehör Silbe "ba" in einem größeren Anteil der Studien als TD Themen, während die TD Themen gehört, die verschmolzenen audiovisuellen Silbe "da" in einem größeren Anteil der Studien als ASD Themen. (B) Die Korrelation zwischen der Breite der zeitlichen Bindungsfenster (TBW) von der SJ Aufgabe und der Anteil der Studien, in denen die fusionierten audiovisuellen Silbe "da" wurde aus dem McGurk Stimulus in der gleichen Gruppe von ASD Probanden wahrgenommen. Es bestand eine signifikante negative Korrelation, wo die niedrigen McGurk Wahrnehmung wurde mit einem größeren TBW (r = 0,46, p <0,05) korreliert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieses Bild anzuzeigen.
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Discussion
Das Manuskript beschreibt Elemente eines psychophysischen Aufgabe Batterie, die verwendet werden, um die zeitliche Verarbeitung und Schärfe in sensorischen und multisensorische Systeme Forschung zu bewerten. Die Batterie hat eine breite Anwendbarkeit für eine Reihe von Bevölkerung und wurde von unserem Labor, um die audiovisuelle zeitliche Leistung in typischen Erwachsene 18, Kinder 10,39 charakterisieren verwendet, und bei Kindern und Erwachsenen mit Autismus 17,23. Darüber hinaus hat es sich untersucht, wie verschiedene Aspekte der Batterie beziehen sich auf einander in Korrelationsanalysen 27, und wird derzeit zur sensorischen und multisensorische Leistung Maßnahmen zur kognitiven Bereichen wie Sprache und Kommunikation, Aufmerksamkeit und exekutive Funktion beziehen. Es ist wichtig zu beachten, dass die wichtigste Einschränkung dieser Aufgabe Batterie in Bezug auf die Prüfung Menschen mit ASD ist, dass das Format der Aufgaben erfordert, dass die Teilnehmer die rezeptive Sprachkenntnisse zu verstehen,verbale Anweisungen und geben dieses Wissen. Als solches ist die Aufgabe Batterie zur Zeit nur für die Prüfung High-Functioning Menschen mit ASD geeignet.
Der Schwerpunkt der Batterie auf zeitliche Faktoren ist in der Bedeutung dieser Faktoren für den Bau von veridical Sinnes- und Wahrnehmungs Darstellungen geerdet. In der multisensorischen Reich wird diese am besten in dem Konstrukt eines multisensorischen eingefangen "zeitliche Bindung Fenster (TBW)," die Epoche der Zeit, in der auditiven und visuellen Hinweise können stark gegenseitig beeinflussen. Wie zuvor angedeutet, ist dieses Fenster ein hoch ökologischen Konstrukt, daß sensorische Ereignisse und ihre zugehörigen Energien passieren in unterschiedlichen Abständen. Somit entfallen die Laufzeitunterschiede der auditiven und visuellen Signalen, das Gehirn beurteilt audiovisuellen zeitliche Struktur in Bezug auf diese Fenster und macht damit eine probabilistische Entscheidung, ob die Impulse gemeinsam angehören oder nicht. Diese Daten strongly zur TBW argumentieren als Maß der zeitlichen Schärfe und Stärke der multisensorische Integration, und zwar hat es sich gezeigt, dass die Breite dieses Fensters erscheint, um mit der Größe des Bindeprozess korreliert werden, mit denen bei kleineren Fenstern mit grßeren Indizes Integration 18,27.
Neben einer probabilistischen Konstrukt für Einzelpersonen, die TBW auch stark abhängig von Stimulus und Aufgabe. In der Tat, wie in der hier vorgestellten Batterie markiert, multisensorische Zeitfunktion kann mit Reizen, die von den sehr einfachen und nicht-ökologischen (zB blinkt und piept) an den meisten ethologisch relevanten audiovisueller Signale (dh Sprache) bewertet werden. Darüber hinaus kann der TBW von Maßnahmen einschließlich Gleichzeitigkeit Urteile zeitliche Ordnung Urteile, Wahrnehmung von Illusion Reize usw. abgeleitet werden daher der gemeinsamen Nutzung von Aufgaben, die sowohl in ihren Reiz und Aufgabe unvorhergesehenen unterscheidendie umfassendste Fenster in audiovisuellen Zeitfunktion.
Eine individuelle TBW wird durch Extrahieren von Parametern aus einer Kurvenanpassung, um pure Leistung des Teilnehmers von der SJ Aufgabe gemessen. Daher sollte darauf geachtet werden, zu prüfen, einzelne Fächer "Kurvenanpassungen, damit die angepasste Kurve beschreibt genau die Rohdaten werden. Obwohl eine Reihe von Definitionen für die Messung der Breite der TBW in der Literatur existiert, es wird vorgeschlagen, dass die folgenden Kriterien verwendet werden, um leicht über Subjekte vergleichen, während immer noch die Erfassung individueller Unterschiede in der Leistung ist. Erstens sollte das "links" und "rechts" TBW von 0 msec (objektiv Gehör führenden Asynchronität vs. visuelle führenden Asynchronität) im Gegensatz zu dem einzelnen PSS (der Mittelwert der angepassten Kurve) gemessen werden. Zweitens sollte die Breite bei 50% berichten von Synchron Studien (nicht 50% der maximalen Reaktion zu diesem Thema) gemessen werden, der Erfassung derBereich von Asynchronität, in dem eine Person berichtete, "gleichzeitig" für eine Mehrzahl der Studien. Weil einige Themen berichten nie "gleichzeitig" zu mehr als 75% der Versuche auf jeder SOA ermöglicht dies die größte Anzahl von Themen, die in die Analyse einbezogen werden.
Zusammen mit seiner Nützlichkeit bei der Charakterisierung von multisensorische Zeitfunktion in "Neuro" Bevölkerung über die Lebensspanne, Elemente des beschriebenen Aufgabe Batterie verwendet worden, um sensorische und multisensorischen Prozesse im Menschen mit ASD 26-28,37 bewerten. Obwohl Sensibilitätsstörungen wurden klassisch mit Autismus assoziiert, es ist erst vor kurzem, dass diese Störungen haben die Diagnoseumgangssprache eingegeben, und dass eine stärkere Aufwertung, wie veränderte multisensorische Funktion kann dem Autismus Phänotyp beitragen wurde gewonnen. In der Tat der Kern betroffen Domains bei Autismus (dh soziale Kommunikation) sind Darstellungen, die auf dem integrierten werdenGrundlage des multisensorischen Prozesse, was stark darauf hinweist, dass Veränderungen in diesen Prozessen könnte nachteilige Auswirkungen auf die soziale Kommunikation zu haben. Mit Elementen des hier beschriebenen zeitlichen Batterie, wurde festgestellt, dass multisensorische zeitlichen Schärfe ist ärmer an Autismus, und dass diese schlechtere Leistung auf Sprachverständnis im Zusammenhang misst 28. Laufende Arbeiten bemüht sich um verschiedene Aspekte des audiovisuellen zeitliche Leistung zu einer Vielzahl von kognitiven Maßnahmen beziehen.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Oscilloscope | |||
| Photovoltaic cell | |||
| Microphone | |||
| Noise-cancelling headphones | |||
| Chin rest | |||
| Audiometer |
References
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