Test Sensorisk og multisensoriske funktion hos børn med autismespektrumforstyrrelser

Abstract

Udover nedskrivninger i social kommunikation og tilstedeværelsen af ​​begrænsede interesser og gentagne adfærd, er underskud i sensorisk behandling nu anerkendt som en central symptom på autisme spektrum forstyrrelse (ASF). Vores evne til at opfatte og interagere med den ydre verden er forankret i sensorisk forarbejdning. For eksempel lytter til en samtale indebærer behandling af de auditive signaler, der kommer fra højttaleren (tale indhold, prosodi, syntaks) samt den tilhørende visuel information (ansigtsudtryk, fagter). Samlet "integration" af disse multisensoriske (dvs. kombineret audiovisuelle) stykker information resulterer i bedre forståelse. Sådanne multisensory integration har vist sig at være stærkt afhængig af den tidsmæssige forhold mellem de parrede stimuli. Således stimuli, der opstår i tæt tidsmæssig nærhed er meget sandsynligt, at resultere i adfærdsmæssige og perceptuelle fordele - gevinster, som menes at være reflekterende afperceptuelle system, dom af sandsynligheden for, at disse to stimuli kom fra den samme kilde. Ændringer i denne timelige integration forventes kraftigt ændre perceptuelle processer, og vil sandsynligvis mindske evnen til præcist at opfatte og interagere med vores verden. Her er et batteri af opgaver med henblik på at karakterisere forskellige aspekter af sensoriske og multisensoriske tidsmæssig behandling hos børn med ASF beskrevet. Ud over sin anvendelighed i autisme, dette batteri har et stort potentiale til at karakterisere ændringer i sensorisk funktion i andre kliniske populationer, samt at blive anvendt til at undersøge ændringer i disse processer i hele levetiden.

Introduction

Traditionel neurovidenskab forskning har ofte kontaktet forståelse sansning ved at fokusere på de enkelte sensoriske modaliteter. Men miljøet består af en bred vifte af sensoriske input, der er integreret i et samlet perceptuel opfattelse af verden i en tilsyneladende ubesværet måde. Det faktum, at vi eksisterer i sådan en rig multisensorisk miljø kræver, at vi bedre kan forstå, hvordan hjernen kombinerer information på tværs af de forskellige sansesystemer. Behovet for denne forståelse forstærkes yderligere af, at tilstedeværelsen af flere stykker af sensorisk information resulterer ofte i væsentlige forbedringer i adfærd og opfattelse ^1-3. For eksempel er der en stor forbedring (op til 15 dB i signal-til-støj-forhold) i evnen til at forstå tale i støjende omgivelser, hvis observatøren kan også se talerens læbe bevægelser ^4-7.

En af de vigtigste faktorer,påvirker, hvordan de forskellige sensoriske inputs kombineres og integreres er deres relative tidsmæssige nærhed. Hvis to sensoriske signaler forekomme tæt på hinanden i tid, en tidsmæssig struktur, der antyder fælles oprindelse, de er meget sandsynligt, at blive integreret som det fremgår af ændringer i adfærd og opfattelse ^8-12. Et af de mest kraftfulde eksperimentelle værktøjer til at undersøge virkningen af multisensoriske tidsmæssig struktur på adfærdsmæssige og perceptuelle reaktioner er samtidighed dom (SJ) opgaver ^13-16. I en sådan opgave, er multisensoriske (f.eks, visuelle og auditive) stimuli parret på forskellige stimulus onset asynchronies (SOAS) lige fra objektivt samtidig (dvs.., En tidsmæssig forskydning af 0 ms) til højt asynkron (f.eks 400 ms). Deltagerne bliver bedt om at bedømme stimuli som samtidig eller ikke via en simpel knaptryk. I en sådan opgave, selv når de visuelle og auditive stimuli præsenteres på SOAS på 100 ms eller mere, fag rapporterer, at parretvar samtidig på en stor del af forsøg. Vinduet af tid, hvor to indgange kan forekomme og har en høj sandsynlighed for at blive opfattet som gennemføres samtidigt er kendt som den tidsmæssige binding vindue (TBW) ^17-19.

Den TBW er en meget etologiske konstruktion, idet den repræsenterer de statistiske lovmæssigheder i verden omkring os ^19. Den "vindue" giver fleksibilitet for specifikation af begivenheder af fælles oprindelse; en, der giver mulighed for stimuli, der forekommer ved forskellige afstande med forskellige udbredelsestider (både fysiske og neurale) stadig at være "bundet" til hinanden. Men selv om TBW er en probabilistisk konstruktion, sandsynligvis har Cascading og potentielt skadelige virkninger på opfattelsen ^20,21, ændringer, der udvider (eller kontrakter) størrelsen af dette vindue.

Autisme spektrum forstyrrelse (ASF) er en neurologisk lidelse, som er blevet klassisk diagnosticeret oå grundlag af underskud i social kommunikation og tilstedeværelsen af begrænsede interesser og gentagne adfærd ^22. Derudover og som for nylig kodificeret i DSM-5, børn med ASF ofte udviser ændringer i deres svar på sensoriske stimuli. I stedet for at være begrænset til en enkelt følelse, disse underskud ofte omfatter flere sanser, herunder hørelse, berøring, balance, smag og vision. Sammen med en sådan "multisensoriske" præsentation, personer med ASF ofte udviser underskud i den tidsmæssige rige. Kollektivt, disse observationer tyder på, at multisensoriske tidsmæssige funktion kan fortrinsvis ændres i autisme ^17,23-25. Selvom overensstemmende med visningen af ​​ændret sensorisk funktion i ASF, kan ændringer i multisensoriske tidsmæssig funktion også være en vigtig bidragyder til underskuddene i social kommunikation i ASD, i betragtning af betydningen af ​​en hurtig og præcis binding af multisensoriske stimuli for sociale og kommunikationsfunktioner. Tag så enn eksempel talen udveksling beskrevet ovenfor, hvor vigtige oplysninger er indeholdt i både den auditive og visuelle modaliteter. Faktisk har disse opgaver blevet anvendt til at påvise signifikante forskelle i bredden af multisensory TBW i høje fungerende børn med autisme ^26-28.

På grund af sin betydning for normal perceptuelle funktion, de potentielle konsekvenser for højere ordens processer såsom social kommunikation (og andre kognitive evner), og den kliniske relevans er et batteri af opgaver med henblik på at vurdere multisensoriske tidsmæssig funktion hos børn med ASF beskrevet.

Protocol

Etik erklæring: Alle emner skal inden forsøget give informeret samtykke. Den her beskrevne forskning er blevet godkendt af Vanderbilt University Medical Centers Institutional Review Board.

1. Eksperiment Opsætning

1. Spørg deltagerne til at fuldføre opgaverne i et svagt belyst, lyd kontrolleret rum.
   BEMÆRK: Overvej at gennemføre en visuel tidsplan ^29,30 som en del af undersøgelsens design. Selv om hver opgave i dette batteri er forholdsvis kort, der udfører en række opgaver i træk kan medføre træthed hos nogle børn, begge med typiske udvikling (TD) og med ASF. En visuel tidsplan bør omfatte alle de planlagte aktiviteter (både opgaver og hørelse / vision screening), samt korte pauser mellem opgaverne. Denne struktur vil bidrage til en generel positiv forskningserfaring for deltageren, og har endda vist sig at fremkalde mere præcise svar på nogle opgaver ^31. Fastgør en hage hvile til bordet, hvor deltageren vil sidde, mens opgaven færdiggøre, med computerskærmen placeret 60 cm fra deltageren. Dette er for at sikre, at de stimuli er for hver deltager samme intensitet. Brug støjreducerende hovedtelefoner eller højttalere til auditive stimulus levering.
2. På grund af forskelle i de enkelte eksperimentelle platforme (lydkort, grafikkort, operativsystem, etc.), kontrollere stimulus varighed og stimulus debut asynchronies (SOAS) med et oscilloskop, solcelle, og mikrofon på hver computer til eksperimentet.
   BEMÆRK: Afhængigt af den enkelte platform (for eksempel en langsom lydkort), foretage justeringer af eksperimentet kode, så timingen af stimulus præsentation er korrekte.

2. Stimuli

1. Generer 2 .wav eller .mp4-filer med varighed på 16 ms (herunder en 2 - 3 i ms op rampe og ned rampe) ved 500 Hz og 1000 Hz. Gør dette vedangive en sinusbølge af den ønskede frekvens med en gradvis rampe op til fuld amplitude, efterfulgt af en rampe ned i slutningen af ​​tonen. Gem sinusbølge som en auditiv fil. Test mængden af ​​hver tone med et lydtrykniveau meter for at kontrollere, at den er spillet på 60 dB. Hvis der anvendes højttalere til at præsentere auditive stimuli bør lyden testes på 60 cm væk fra skærmen (hvor deltageren vil sidde). Hvis der skal bruges hovedtelefoner, måle lydstyrken direkte ved siden af ​​hver hovedtelefon.
   BEMÆRK: Det er lettere at holde computeren på en standard volumen og justere lydstyrken af den tone, herom ved at justere koden bruges til at generere stimulus eller lydredigering program.
2. Opret visuelle stimuli ved enten angivelse af størrelsen og placeringen af ​​flash i eksperimentet kode, eller ved at generere et JPEG- eller bitmap billede med en sort baggrund og en hvid ring centreret omkring en optagelse sigtekornet, og visning på det rette tidspunkt. Indstil varighedaf den visuelle flash til 16 ms i forsøget kode.
3. Optag tale stimuli af en indfødt i et stille rum mod en almindelig hvid baggrund fra skuldrene op med højttaleren i midten af ​​rammen. Optag video stimuli med den højeste opløsning videokamera til rådighed. Alternativt kan offentligt tilgængelige stimulus videoer udnyttes, hvis det ønskes.
   BEMÆRK: Video og lyd i højttaleren siger stavelser "ba" og "ga" er påkrævet for dette eksperiment.
   1. Brug enhver videoredigeringsprogram, eksportere den auditive del af hvert spor og gemme som en separat .wav fil. Gør dette ved at gå ind eksportindstillinger vinduet og vælg "wav lydfil" fra "Format" drop-down menuen. Check "Export lyd" og derefter klikke på "Export" til bunden af ​​Export vinduet Indstillinger.
   2. Dernæst eksportere den visuelle komponent (dvs. lydløs video) for hvert spor etd Gem som en separat .avi fil. Gør dette ved at gå ind eksportindstillinger vinduet og vælg "ukomprimeret AVI" fra "Format" drop-down menuen. Check "Export Video" og derefter klikke på "Export" til bunden af ​​Export vinduet Indstillinger.
   3. Endelig fjernes auditive element i "ga" spor og erstatte det med den auditive element i "ba" vej til at gøre McGurk stimulus. For at gøre dette skal du vælge ".avi" fil fra skrivebordet ind i som videokilde ved at vælge "Source", i dette tilfælde "ga_VOnly.avi". Vælg Tilsvarende den anden video "ba_Aonly.avi". I Program-afvikling menu, sørge for, at video (V1) "Video 1" kilde er "ga_VOnly.avi", og lyden (A1) "Audio 1" kilde er "ba_Aonly.avi". Kontroller, at starten på den visuelle stimulus "ga" tidsmæssigt er på linje med de auditive stimulus "BA".
      BEMÆRK: Det er vigtigt, at de auditive stimuli er nøjagtig den samme optagelse i både de audiovisuelle og auditive kun stimulus (ikke bare det samme stavelse), således at den eneste forskel mellem en audiovisuel "ba" og McGurk stimulus er den video komponent. Dette vil sikre, at man kan foretage en korrekt sammenligning for at undersøge indflydelsen af ​​den visuelle stimulus på den opfattede auditive stavelse.

3. Opgave Batteri

BEMÆRK: Denne opgave kræver, at alle deltagere er i stand til at forstå og overholde verbale anvisninger fra forsøgslederen.

1. Sørg for, at alle deltagere har normalt syn ved at gennemføre en simpel screening før testning. Brug en Snellen eye chart på 20 fod og bede deltageren læse hver linje med begge øjne åbne (deltagerne bliver vist stimuli med begge øjne åbne). Optag den laveste linje, delicipants præcist rapportere de visuelle stimuli. Deltagerne skal have 20/40 vision eller bedre.
2. Sørg for, at alle deltagere har normal hørelse ved at teste høretærskler på 500, 1.000, 2.000 og 4.000 Hz i hvert øre. Auditiv test bør være afsluttet i god kontrolleret værelse med en audiometer.
   1. For at finde en deltagers tærskel, instruere deltageren til at hæve deres hånd, hver gang de opdager en tone. Spil en pulseret 500 Hz tone dirigeres til højre øre starter ved 35 dB og mindske mængden i 5 dB trin. Når en deltager ikke længere detekterer en tone, øge lydstyrken i 5 dB skridt til at undersøge den laveste mærkbar volumen. Gentag denne procedure med hver frekvens, og derefter gentage alle tone frekvenser i venstre øre. Deltagerne bør have på henholdsvis 20 dB eller lavere.
3. Sørg for, at deltagerne er i stand til at forstå og overholde verbale instruktioner ved at måle både IQ og receptive sprogfærdigheder med standardiseredeneuropsykologiske foranstaltninger før testning. Deltagerne skal have en målt IQ på 70 eller derover. Hvis det ønskes, kan yderligere neuropsykologisk testning være afsluttet på dette tidspunkt.

4. Samtidighed Dom (SJ)

BEMÆRK: SJ opgave er et to alternative tvungen choice opgave (2-AFC) og består af en visuel ring og 1.000 Hz auditive tone præsenteret på forskellige SOAS (negativ = auditive forud visuelle, positiv = visuel procedure auditive) præsenteres i tilfældig rækkefølge .

1. Sørg for at medtage ret stor SOAS (mindst -400 til +400 ms) for at få en nøjagtig måling af den fulde bredde af TBW (typisk sæt af stimuli: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 msek SOA). Brug det samme sæt af SOAS for hver deltager, som giver mulighed for lettere sammenligne opgavevaretagelse på tværs deltagere. Præsentere mindst 20 forsøg pr SOA for et præcist estimat. Opgaven tager ca. 15-20 min at fuldføre. Giv en kort pause hver 100 forsøg på at reducere deltager træthed.
2. Instruer deltageren at observere en flash og et bip, og forklare, at deres opgave er at afgøre, om blitzen og bip fandt sted på samme tid eller på forskellige tidspunkter. Instruer deltageren at trykke på "1" på det numeriske tastatur, hvis stimuli skete på samme tid, eller "2", hvis stimuli fandt sted på et andet tidspunkt.
   BEMÆRK: Hvis et svar boks er tilgængelig, kan også anvendes til indsamling af svar. Medtag disse samme instruktioner på svar skærmen efter hvert forsøg.
3. Som et alternativ erstatning blitzen og bip med en visuel og auditiv tale token (puttes i munden "ba" og gav udtryk for "ba"), og til stede på samme SOAS med den samme opgave instruktion ("Samme tid eller andet tidspunkt?"). På denne måde sammenligne TBW for stimuli varierer i kompleksitet og socialt indhold inden for de enkelte fag^27.

5. Temporal Order Dom (TOJ)

BEMÆRK: auditive TOJ opgave er en 2-AFC opgave bruges til at undersøge den tidsmæssige skarphed af auditive forarbejdning. Det visuelle TOJ opgave er en 2-AFC opgave bruges til at undersøge den tidsmæssige skarphed af visuel forarbejdning. Den multisensoriske TOJ opgave er en 2-AFC opgave bruges til at undersøge tidsmæssige skarphed tværs audition og vision. Hver opgave tager ca. 10 - 15 min at fuldføre.

1. I den auditive TOJ opgave, instruere deltageren til at lytte til to bip fremlagt (500 Hz og 1000 Hz) ved forskellige forsinkelser og bede deltageren om at trykke "1", hvis den højere tone spilles først, eller tryk på "2", hvis den nederste tone spilles først. Nuværende 20 forsøg for hver SOA i tilfældig rækkefølge.
   BEMÆRK: I forhold til SJ opgave, der er et meget mindre dynamikområde SOAS hvorover opfattelse af unisensory auditive og visuelle tidsmæssige ordreændringer, hertile Brug en stimulus sæt, hvor mindre SOAS er mere stærkt repræsenteret (typisk sæt af stimuli: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 ms SOA, hvor negativ = højere tone forud lavere tone, positiv = lavere tone fortsætter højere tone) for de unisensory Tøj opgaver.
2. I den visuelle TOJ opgave, instruere deltageren at observere to cirkler (over og under en central fiksering trådkors) ved forskellige forsinkelser og bede deltageren om at trykke "1", hvis den øverste cirkel vises først eller tryk på "2", hvis den nederste cirkel vises først. Nuværende 20 forsøg for hver SOA i tilfældig rækkefølge.
   BEMÆRK: I denne opgave, negative SOAS indikerer, at den øverste cirkel blev præsenteret første og positive SOAS indikerer, at bunden cirkel blev præsenteret først.
3. På det audiovisuelle TOJ opgave, instruere deltageren at observere en lille central flash og lytte til en enkelt tone (1.000 Hz) ved forskellige forsinkelser og bede deltageren t o Tryk på "1", hvis bip blev præsenteret første eller tryk på "2", hvis flashen blev præsenteret først. Nuværende 20 forsøg for hver SOA i tilfældig rækkefølge.
   BEMÆRK: Nøjagtighed på det audiovisuelle TOJ er typisk meget værre i forhold til den unisensory auditive TOJ og visuelle TØJ opgaver. Dette kræver en bredere vifte af SOAS forhold til unisensory TOJ opgaver (typisk sæt af stimuli: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). I denne opgave negative SOAS indikerer, at den auditive blev præsenteret først og positiv SOAS indikerede, at den visuelle blev præsenteret først.
   BEMÆRK: Som med SJ opgave kan TOJ opgaven tilpasses til at undersøge tidsmæssige behandling på tværs af flere former for stimuli. Her blev TOJ opgaven afsluttet med enkle stimuli (auditive bip og visuelle blinker), men dette kan udvides til at se på andre stimulus par som tale og biologisk bevægelse ^24.

TLE "> 6. McGurk Opgave

BEMÆRK: McGurk illusionen består af en video af den visuelle stavelse "ga" parret med en auditiv indspilning af stavelsen "ba". Mange emner vil faktisk smelte de visuelle og auditive stavelser og opfatter dette par som stavelsen "da" eller "THA" ^32.

1. Instruer deltageren at observere forskellige stavelser og bede deltageren at rapportere stavelse, de opfattes. I en blok nuværende 20 forsøg hver af de unisensory stavelser (auditive kun stavelser (A- "BA", A- "ga") og visuelle kun stavelser (V- "BA", V- "ga") i tilfældig rækkefølge. I en anden blok, nuværende 20 forsøg hver af de audiovisuelle stavelser (AV- "ba", AV- "ga", og A- "ba" / V- "ga" McGurk stimulus) i tilfældig rækkefølge. Spørg deltageren at trykke brevet på tastaturet, der svarer tilopfattet stavelse ("Tryk på b for BA, skal du trykke på g for ga, trykke på d for da skal du trykke på t for tha"). Denne opgave tager ca. 5 - 10 min i alt til at fuldføre.
2. En mere konservativt skøn består af en åben respons format ^33, hvori deltageren rapporterer højt den opfattede stavelse og svaret er registreret af forsøgslederen.

Representative Results

Denne opgave batteri har vist stor succes med at måle individuelle forskelle i tidsmæssig behandling hos personer med og uden ASD ^17,18,23,27. For SJ opgave, plotte resulterende data fra hver enkelt emne ved først at beregne den andel af svarene på hvert SOA dette emne svarede "synkron" og derefter montering af resulterende respons kurve med en Gaussisk kurve. Som illustreret i figur 1A, er der et vindue af tid, hvor visuelle-lydstimuli par kan præsenteres med en forsinkelse, og vil blive opfattet som synkront på en høj andel af forsøg. Bredden af ​​"venstre" (der dækker auditiv-første asynchronies) og "højre" (der omfatter visuelle-først asynchronies) side af TBW måles ved at beregne bredden af ​​vinduet fra 0 ms til SOA på hver side, der svarer til 50% synkrone responser (stiplede linjer, figur 1a). En robust konklusion tværs both TD deltagere og kliniske befolkningsgrupper er, at den rette TBW (visuel først) typisk bredere end venstre (auditive først) TBW. Deltagere med ASF viser også et bredere TBW end deres TD modstykker (figur 1B).

For Tøj opgaver, er dataene fra hver enkelt emne først plottet ved at beregne andelen af ​​svar på hvert SOA, at "positive" stimulus blev opfattet som bliver præsenteret først (højere tone, bund cirkel, visuel blitz), og den resulterende reaktion kurver fra hver opgave er egnet med en kumulativ Gaussisk kurve. Eksempel Tøj kurver fra en enkelt TD emne er vist i figur 2. Selvom resultater på unisensory TØJ opgaverne er meget præcis for alle, men de mindste SOAS (2A og 2B), bestemme tidsmæssige rækkefølge tværs modaliteter er meget vanskeligere, som indekseret af en langt mere overfladisk kurve (2C) og nedsat nøjagtighed (2D </ Strong>) for den multisensoriske TOJ opgave. Pointen med subjektive samtidighed (PSS) for hvert emne måles ved at beregne SOA, hvor fag udføre på chance (se stiplet linje, figur 2A-C). Udfør en t-test for at afgøre, om der er forskelle mellem grupperne. For at sammenligne resultater på tværs af opgaver eller på tværs af fag, beregne nøjagtigheden ved hver SOA og plot som funktion af forsinkelsen mellem stimulus par (kollapse over de positive og negative SOA på hver forsinkelse, se figur 2D). Nogle undersøgelser undersøger sensorisk forarbejdning i ASF har fundet forskelle i TØJ opgaverne mellem ASD og TD grupperne ^23,34, mens andre ikke har observeret signifikante forskelle mellem grupperne ^27. Årsagen til disse uoverensstemmelser er uklar, selv om høj heterogenitet på tværs af individer med ASF ³⁵ og mindre forskelle i opgave struktur på tværs af disse undersøgelser kan spille en rolle.

McGurk opfattelseanalyseres ved at beregne andelen af ​​forsøg, som deltageren opfattede det fusionerede percept "da" i forhold til det samlede antal forsøg præsenteret. Eksempel resultater fra McGurk opgave er vist for ASF og TD emne gruppe i figur 3A. Selv inden for samme individ, kan reaktioner på stimulus ofte varierer fra trial-til-forsøg, og det er derfor nyttigt at overveje fordelingen af ​​disse svar. Der er i øjeblikket en del debat i litteraturen om forskelle i multisensorisk integration som indekseret af McGurk opfattelse. Nogle grupper har konstateret, at TD fag er steget McGurk opfattelse i forhold til ASF fag ^27,36, mens andre har fundet, at ASD forsøgspersoner havde højere McGurk opfattelse ^37. Nogle af disse forskelle kan forklares med forskelle i McGurk stimulus, der anvendes i hver undersøgelse. Nogle McGurk stimuli er "stærkere" end andre (dvs. de er mere tilbøjelige til at fremkalde den illusoriske McGUrk percept på en høj andel af forsøg for et emne) end andre, hvilket kan kvantificeres ved en nylig model af variabilitet McGurk opfattelse ^38. Som et eksempel på nytten af dette batteri, kan individuelle forskelle i tidsmæssig behandling (såsom bredden af TBW) korreleres med ydeevne forskelle på en perceptuel opgave ligesom McGurk illusion (figur 3B). Flere undersøgelser har observeret en sammenhæng mellem tidsmæssig skarphed i SJ opgaven og perceptuelle forskelle i tale opfattelse i McGurk opgaven og andre foranstaltninger af multisensorisk integration ^18,27.

Figur 1. Samtidighed Dom (SJ) resultater. Repræsentative data fra Samtidighed Dom (SJ) opgave for en enkelt ASD emne (alder = 8) og en enkelt TD emne (alder = 9). (A (B) Monteret TBW kurver for samme ASD emne i blå og en enkelt TD emne vises med rødt. TD emne har en mindre TBW (venstre TBW = 166 ms, højre TBW = 196 ms) end ASD emne. Klik her for at se en større udgave af dette tal.

Figur 2. Temporal Order Dom (TOJ) resultater. Repræsentative data fra Temporal Order Dom (TOJ) opgaver fra et enkelt TD emne (alder = 15). (A) Rådata og monteret kurve for enuditory TOJ opgave. Data er plottet som funktion af lavere tonehøjde første reaktioner på tværs af forskellige SOAS (negative SOAS angiver højere tonehøjde kom først, positive SOAS indikerer lavere tonehøjde kom først). (B) rådata og monteret kurve til visuel TOJ opgave. Data er plottet som funktion af bund cirkel første reaktioner på tværs af SOAS (negative SOAS indikerer top cirkel kom først, positive SOAS indikerer nederste cirkel kom først). (C) rådata og monteret kurven for multisensoriske TOJ. Data er plottet som funktion af visuel flash første reaktioner på tværs af SOAS (negativ indikerer auditive bip kom først, positive SOAS indikerer visuelle flash kom først). (D) samme data fra AC plottet som den gennemsnitlige nøjagtighed (korrekt identifikation af tidsmæssige rækkefølge) ved hver forsinkelse (kollapsede over negative og positive SOA). Klik her for at view en større version af dette tal.

Figur 3. McGurk Task resultater og sammenligning af McGurk ydeevne med Samtidighed dom ydeevne. Repræsentative data fra McGurk opgaven med ASF og TD emnegrupper, tilpasset med tilladelse fra ^27. (A) Svarene på McGurk stimulus for TD (vist i sort) og ASD (vist i rødt) fag. På grund af variabilitet af svarene for samme stimulus både inden for de enkelte fag og på tværs af fag i en gruppe, er svar vist som procent af forsøg, der blev opfattet som hver fonem. ASD fag hørte auditive stavelse "ba" på en større procentdel af forsøg end TD fag, mens TD fag hørte det fusionerede audiovisuelle stavelse "da" på en større procentdel af forsøg end ASU-emner. (B) Sammenhæng mellem bredden af den tidsmæssige binding vindue (TBW) fra SJ opgave og andelen af forsøg, hvor den kondenserede audiovisuelle stavelse "da" blev opfattet fra McGurk stimulus i den samme gruppe af ASD emner. Der var en signifikant negativ sammenhæng, hvor den lave McGurk opfattelse var korreleret med en større TBW (r = 0,46, p <0,05). Klik her for at se en større udgave af dette tal.

Discussion

Manuskriptet beskriver elementer af en psykofysisk opgave batteri, der bruges til at vurdere tidsmæssige behandling og skarphed i sensoriske og multisensoriske systemer forskning. Batteriet har bred anvendelighed for en række bestande, og har været brugt af vores laboratorium for at karakterisere audiovisuelle tidsmæssig præstationer i typiske voksne ^18, børn ^10,39, og hos børn og voksne med autisme ^17,23. Desuden er det blevet brugt til at undersøge, hvordan forskellige facetter af batteriets relaterer til hinanden i Correlational analyser ^27, og er ved at blive brugt til at relatere sensoriske og multisensoriske resultatmål til kognitive domæner, herunder sprog og kommunikation, opmærksomhed og udøvende funktion. Det er vigtigt at bemærke, at den vigtigste begrænsning af denne opgave batteri med henblik på at teste personer med ASF er, at formatet af de opgaver kræver, at deltagerne har den receptive sprogfærdigheder til at forståverbale instruktioner og angive denne forståelse. Som sådan er i øjeblikket den opgave batteri kun egnet til afprøvning højtfungerende personer med ASF.

Vægten af ​​batteriet på tidsmæssige faktorer er funderet i betydningen af ​​disse faktorer til opførelse af veridical sensoriske og perceptuelle repræsentationer. I multisensoriske rige, er dette bedst fanget i konstruktionen af ​​en multisensoriske "tidsmæssig binding vindue (TBW)," den epoke af tid, hvor auditive og visuelle signaler kan stærkt påvirke hinanden. Som tidligere antydet, dette vindue er en meget økologisk konstruktion, idet sensoriske begivenheder og deres tilhørende energier ske på forskellige afstande. Således tegner sig for forskellene i formering tidspunkter af de auditive og visuelle signaler, hjernen vurderer audiovisuelle tidsmæssig struktur i forhold til dette vindue, og dermed gør en probabilistisk vurdering af, om de stimuli hører sammen eller ej. Disse data strongly argumentere for TBW som et mål for tidsmæssig skarphed og styrken af ​​multisensory integration, og faktisk er det blevet vist, at bredden af ​​dette vindue synes at være korreleret med størrelsen af ​​den bindende proces med dem med mindre vinduer med større indekser integration ^18,27.

Ud over at være en probabilistisk konstruktion på tværs af individer, det TBW er også meget afhængig af stimulus og opgave. Som fremhævet i batteriet præsenteres her, multisensoriske tidsmæssig funktion kan vurderes ved hjælp af stimuli, der spænder fra de meget enkle og ikke-økologiske (f.eks blinker og bipper) til de ethologically relevante af audiovisuelle signaler (dvs. tale). Desuden kan TBW udledes foranstaltninger, herunder samtidighed domme, tidsmæssige orden domme, opfattelse af illusoriske stimuli osv Derfor er den kollektive brug af opgaver, der er forskellige i både deres stimulerende og task uforudsete giverden mest omfattende vindue i audiovisuelle tidsmæssig funktion.

En persons TBW måles ved at udtrække parametre fra en kurve passer til deltagerens rå ydelse fra SJ opgave. Derfor bør man sørge for at undersøge enkelte fag 'kurve passer til at sikre, at den tilpassede kurve præcist beskriver de rå data. Selv om en række definitioner til at måle bredden af ​​TBW findes i litteraturen, foreslås det, at følgende kriterier skal anvendes for nemt at sammenligne på tværs af fag, mens du stadig fange individuelle forskelle i ydeevne. Først skal måles, den "venstre" og "højre" TBW fra 0 ms (objektivt auditive førende asynkron vs. visuel førende asynkron) i modsætning til den enkelte PSS (gennemsnittet af den tilpassede kurve). For det andet skal måles, bredden på 50% rapport af synkrone forsøg (ikke 50% af det maksimale respons for dette emne), erobrerække asynchronies hvor et individ rapporteret "samtidig" for størstedelen af ​​forsøg. Fordi nogle fag rapporterer aldrig "samme tid" for mere end 75% af forsøgene på enhver SOA, vil det give det største antal emner, der skal indgå i analysen.

Sammen med sin nytte i at karakterisere multisensoriske tidsmæssig funktion i "neurotypical" befolkninger i hele levetiden, har elementer af den beskrevne opgave batteri blevet brugt til at vurdere sensoriske og multisensoriske processer i individer med ASF ^26-28,37. Selv føleforstyrrelser er klassisk forbundet med autisme, er det først for nylig, at disse forstyrrelser har indtastet den diagnostiske folkesprog, og at et stærkere forståelse af, hvordan ændrede multisensorisk funktion kan bidrage til autisme fænotype er opnået. Faktisk kernen påvirket domæner i autisme (dvs. social kommunikation) er repræsentationer, der er bygget påbasis af multisensoriske processer, kraftigt antyder, at ændringer i disse processer kan have skadelige virkninger for social kommunikation. Brug elementer af den tidsmæssige batteri beskrevet her, er det fastslået, at multisensoriske tidsmæssig skarphed er dårligere i autisme, og at denne ringere resultater er relateret til taleforståelse måler ^28. Igangværende arbejde søger at relatere forskellige aspekter af audiovisuel tidsmæssig ydeevne med en masse kognitive foranstaltninger.

Materials

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