We describe how to implement a battery of behavioral tasks to examine the processing and integration of sensory stimuli in children with ASD. The goal is to characterize individual differences in temporal processing of simple auditory and visual stimuli and relate these to higher order perceptual skills like speech perception.
Förutom nedskrivningar i social kommunikation och förekomsten av begränsade intressen och repetitiva beteenden, är underskott i sensorisk bearbetning erkänns nu som ett kärn symptom i autismspektrumstörning (ASD). Vår förmåga att uppfatta och interagera med den yttre världen är rotad i sensorisk bearbetning. Till exempel, lyssnar på en konversation innebär bearbeta auditiv ledtrådar som kommer från högtalaren (tal innehåll, prosodi, syntax) samt tillhörande visuell information (ansiktsuttryck, gester). Kollektivt "integration" av dessa multisensoriska (dvs, kombinerat audiovisuella) bitar av information leder till bättre förståelse. Sådan multisensorisk integration har visat sig vara starkt beroende av den tidsmässiga förhållandet mellan de parade stimuli. Således stimuli som inträffar tidsmässigt nära närhet är mycket sannolikt att resultera i beteende och perceptuella fördelar – vinster tros vara reflekterande avperceptuella systemet dom av sannolikheten för att dessa två stimuli kom från samma källa. Förändringar i denna timliga integration förväntas kraftigt förändra perceptuella processer, och kommer sannolikt att minska förmågan att korrekt uppfatta och interagera med vår värld. Här är ett batteri av uppgifter för att karakterisera olika aspekter av sensoriska och multisensorisk temporal behandling hos barn med ASD beskrivs. Förutom dess användbarhet vid autism, har detta batteri stor potential för att karakterisera ändringar i sensorisk funktion i andra kliniska populationer, samt används för att undersöka förändringar i dessa processer i hela livslängd.
Traditionell neurovetenskaplig forskning har ofta vänt sig förstå känselperceptionen genom att fokusera på de individuella sensoriska modaliteter. Men miljön består av ett brett spektrum av sensoriska ingångar som är integrerade i en enhetlig perceptuell syn på världen på ett till synes enkel sätt. Det faktum att vi existerar i en så rik multisensorisk miljö kräver att vi bättre förstå hur hjärnan kombinerar information över de olika sensoriska system. Behovet av denna förståelse förstärks ytterligare av det faktum att närvaron av flera bitar av sensorisk information resulterar ofta i betydande förbättringar i beteende och perception 1-3. Till exempel, det finns en stor förbättring (upp till 15 dB i signal-till-brusförhållande) i förmågan att uppfatta tal i en bullrig miljö om observatören också kan se talarens läpprörelser 4-7.
En av de viktigaste faktorerna sompåverkar hur de olika sensoriska ingångar kombineras och integreras är deras relativa tids närhet. Om två sensoriska signaler förekommer nära varandra i tiden, en tidsstruktur som föreslår gemensamt ursprung, de är mycket sannolikt att integreras, vilket framgår av förändringar i beteende och perception 8-12. En av de mest kraftfulla experimentella verktyg för att undersöka effekterna av multisensorisk tidsstruktur på beteende- och perceptuella svar är samtidig dom (SJ) uppgifter 13-16. I en sådan uppgift, är multisensorisk (t.ex. visuella och auditiva) stimuli paras vid olika stimulans debut asynchronies (SOA) som sträcker sig från objektivt samtidigt (dvs., En tidsmässig förskjutning av 0 ms) till mycket asynkron (t.ex. 400 ms). Deltagarna uppmanas att bedöma de stimuli som samtidigt eller inte via ett enkelt knapptryck. I en sådan uppgift, även när de visuella och auditiva stimuli presenteras på SOA 100 ms eller mer, ämnen rapporterar att paretvar samtidigt på en stor del av försöken. Fönstret tid där två ingångar kan uppstå och har en hög sannolikhet för att uppfattas som inträffar samtidigt kallas tids bindande fönstret (TBW) 17-19.
Den TBW är en mycket etologiska konstruktion, eftersom den representerar de statistiska regelbunden av världen omkring oss 19. "Fönstret" ger flexibilitet för specifikation av händelser med samma ursprung; en som möjliggör för stimuli som inträffar vid olika avstånd med olika utbredningstider (både fysisk och neurala) att fortfarande vara "bunden" till en annan. Men trots att TBW är en probabilistisk konstruktion, förändringar som expanderar (eller kontrakt) storleken på detta fönster kan ha kaskad och potentiellt skadliga effekter på uppfattningen 20,21.
Autismspektrumstörning (ASD) är en neuroutvecklingsstörning som har klassiskt diagnostiserats on grunden för underskott i social kommunikation och förekomsten av begränsade intressen och repetitiva beteenden 22. Dessutom, och som nyligen kodifierats i DSM-5, barn med ASD uppvisar ofta förändringar i sina svar på sensoriska stimuli. Snarare än att vara begränsad till en enda mening, dessa underskott omfattar ofta flera sinnen inklusive hörsel, känsel, balans, smak och syn. Tillsammans med en sådan "multisensorisk" presentation, individer med ASD uppvisar ofta brister i den temporala sfären. Sammantaget visar dessa observationer tyder på att multisensorisk tidsfunktion kan preferentiellt förändrad hos autism 17,23-25. Även samstämmig med utsikt över förändrad sensorisk funktion i ASD, kan förändringar i multisensorisk tidsfunktion också vara ett viktigt bidrag till underskotten i social kommunikation i ASD, med tanke på vikten av snabb och korrekt bindning av multisensoriska stimuli för sociala och kommunikationsfunktioner. Ta som ettn exempel tal utbytet som beskrivs ovan där viktig information finns i både auditiv och visuell modaliteter. I själva verket har dessa uppgifter använts för att påvisa signifikanta skillnader i bredd multisensorisk TBW i högfungerande barn med autism 26-28.
På grund av dess betydelse för normal perceptuell funktion, dess potentiella konsekvenser för högre ordningens processer såsom social kommunikation (och andra kognitiva förmågor) och dess kliniska relevans är ett batteri av uppgifter för att bedöma multisensorisk tidsfunktion hos barn med ASD beskrivs.
Manuskriptet beskriver delar av en psykofysisk uppgift batteri som används för att bedöma tids bearbetning och skärpan på sensorisk och multisensoriska systemforskning. Batteriet har bred tillämplighet för ett antal populationer och har använts av vårt laboratorium för att karaktärisera audiovisuella tids prestanda i typiska vuxna 18, barn 10,39 och hos barn och vuxna med autism 17,23. Dessutom har den använts för att undersöka hur olika aspekter av batteriet förhåller si…
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by NIH R21CA183492, the Simons Foundation, the Wallace Research Foundation, and by CTSA award UL1TR000445 from the National Center for Advancing Translational Sciences.
Oscilloscope | |||
Photovoltaic cell | |||
Microphone | |||
Noise-cancelling headphones | |||
Chin rest | |||
Audiometer |