Waiting
Login processing...

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

Behavior

בדיקת תפקוד חושי ורב-חושי בילדים עם הפרעת ספקטרום האוטיזם

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

Abstract

בנוסף לליקויים בתקשורת חברתית ואת הנוכחות של תחומי עניין מוגבלים והתנהגויות חוזרות, גירעונות בעיבוד חושי כעת הוכרו כסימפטום ליבה בספקטרום האוטיסטי (ASD). היכולת שלנו לתפוס ואינטראקציה עם העולם החיצוני מושרשת בעיבוד חושי. לדוגמא, האזנה לשיחה כרוכה בעיבוד האותות השמיעתיים המגיעים מהרמקול (תוכן נאום, הפרוזודיה, תחביר), כמו גם המידע הקשור חזותי (הבעות פנים, מחוות). באופן קולקטיבי, "האינטגרציה" של יצירות אלה רבים-חושיים (כלומר, אור-קולי בשילוב) של תוצאות מידע בהבנה טובה יותר. שילוב רב-חושי כגון הוכח להיות מאוד תלוי ביחסים זמניים של הגירויים לזווג. לפיכך, גירויים המתרחשים בסמיכות זמניות קרובות הם סביר מאוד לגרום ליתרונות התנהגות ותפיסתי - הרווחים האמינו להיות רעיוני שלשיקול הדעת של המערכת התפיסתית של הסבירות ששני הגירויים האלה באו מאותו המקור. שינויים בשילוב זמני זה צפויים מאוד לשנות תהליכים תפיסתיים, והם עשויים להפחית את היכולת לתפוס בצורה מדויקת ואינטראקציה עם העולם שלנו. כאן, סוללה של משימות שנועדו לאפיין היבטים שונים של עיבוד זמני חושי ורב-חושי בילדים עם ASD מתוארת. בנוסף לשירות שלה באוטיזם, יש סוללה זו פוטנציאל גדול לאפיון שינויים בתפקוד חושי באוכלוסיות קליניות אחרות, כמו גם בשימוש כדי לבחון את השינויים בתהליכים אלה על פני אורך החיים.

Introduction

מחקר מדעי מוח מסורתי לעתים קרובות פנה הבנת תפיסה חושית על ידי התמקדות במערכות חוש האדם. עם זאת, בסביבה מורכבת ממגוון רחב של תשומות חושיות שמשולבים בנוף תפיסתי אחיד של העולם באופן לכאורה ללא מאמץ. העובדה שאנחנו קיימים בסביבה רבה-חושית עשירה כגון מחייבת אותנו להבין טוב יותר את הדרך שבה המוח משלב מידע במערכות חישה השונות. הצורך בהבנה זו מוגבר יותר על ידי העובדה שהנוכחות של מספר חתיכות של מידע חושי לעתים קרובות תוצאות שיפורים משמעותיים בהתנהגות ותפיסה 1-3. לדוגמא, יש שיפור גדול (עד 15 dB ביחס אות לרעש) ביכולת להבין דיבור בסביבה רועשת אם הצופה יכול גם לראות תנועות השפתיים של הדובר 4-7.

אחד הגורמים העיקריים שמשפיע על אופן התשומות חושיות השונות משולבות ומשולבות היא הקרבה הזמנית היחסית שלהם. אם שני רמזים חושיים מתרחשים קרוב זה לזה בזמן, מבנה זמני שמציע מוצא משותף, הם עשויים מאוד להיות משולבים כפי שמעידים שינויים בהתנהגות ותפיסה 8-12. אחד הכלים החזקים ביותר לניסוי שבחן את ההשפעה של מבנה זמני רב-חושי בתגובות התנהגותיות ותפיסתי הוא פסק דין בו-זמני (SJ) משימות 13-16. במשימה כזו, גירויים רבים חושי (למשל, חזותי ושמיעתי) הם לזווג בasynchronies השונים הופעת גירוי (SOA) הנע בין אובייקטיבי בו זמנית (כלומר., זמני קיזוז של 0 אלפיות שני) ל( למשל, msec 400) אסינכרוני מאוד. משתתפים מתבקשים לשפוט את הגירויים בו זמנית כאו לא דרך לחץ על לחצן פשוט. במשימה כזו, גם כאשר הגירויים החזותיים ושמיעתיים מוצגים בSOAS של 100 אלפיות שני או יותר, נושאים מדווחים כי הזוגהיה בו-זמנית על חלק גדול מניסויים. חלון זמן שבו שתי כניסות יכולות להתרחש ויש סבירות גבוהה שנתפס כמתרחשת בו-זמנית ידוע כחלון הזמן המחייב (TBW) 17-19.

TBW הוא מבנה האתולוגיה מאוד, בכך שהוא מייצג את הסדירויות הסטטיסטיות של העולם הסובב אותנו 19. "החלון" מספק גמישות למפרט של אירועים ממוצא משותף; אחד המאפשר לגירויים המתרחשים במרחקים שונים בזמנים שונים התפשטות (פיסיים ועצביים) עדיין להיות "כבול" לזה. עם זאת, למרות שTBW הוא מבנה הסתברותי, שינויים שלהרחיב (או חוזה) בגודל של חלון זה עשוי להיות להם מדורג ולוואי מזיק על התפיסה 20,21.

הפרעה בספקטרום האוטיסטי (ASD) היא הפרעת נוירו-התפתחותי שאובחנה באופן קלאסי on בסיס הגירעונות בתקשורת חברתית ואת הנוכחות של תחומי עניין מוגבלים והתנהגויות חוזרות 22. בנוסף, וכפי שעוגן לאחרונה ב- DSM-5, ילדים עם ASD לעתים קרובות להציג שינויים בתגובותיהם לגירויים חושיים. במקום להיות מוגבל לתחושה אחת, גירעונות אלה לעתים קרובות להקיף את החושים רבים, כולל שמיעה, מגע, שיווי משקל, טעם וחזון. יחד עם הצגה "רבה-חושית" כזה, אנשים עם ASD לעתים קרובות להציג גירעונות בתחום הזמני. באופן קולקטיבי, תצפיות אלה מראים כי פונקציה של זמן רב חושית עשויה להשתנות באופן מועדף באוטיזם 17,23-25. למרות שתואמת את ההשקפה של תפקוד חושי שינה בASD, שינויים בתפקוד זמני רב-חושי יכולים להיות גם תורם חשוב לגירעונות בתקשורת החברתית בASD, מתוך הבנה לחשיבות מהירה ומדויק מחייב של גירויים רבים חושיים לפונקציות חברתיות והתקשורתית. קח כn דוגמא חילופי הנאום שתוארו לעיל שבו מידע חשוב כלול בשני השמיעתי וחזותיים אופנים. ואכן, משימות אלה היו בשימוש כדי להדגים הבדלים משמעותיים ברוחב של TBW הרב החושי בילדים תפקוד גבוהים עם אוטיזם 26-28.

בשל חשיבותה לתפקוד נורמלי תפיסתי, ההשלכות האפשריות שלה לתהליכים מסדר גבוהים יותר כגון תקשורת חברתית (ויכולות קוגניטיביות אחרות), והרלוונטיות הקלינית שלה, סוללה של משימות שנועדו להעריך את התפקוד זמני רב חושי בילדים עם ASD מתוארת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הצהרת אתיקה: כל הנושאים חייבים לתת הסכמה מדעת לפני הניסוי. המחקר המתואר כאן אושר על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי של המרכז הרפואי של האוניברסיטה ונדרבילט.

ניסוי 1. הגדרה

  1. שאל את המשתתפים כדי להשלים את המשימות בחדר אפלולי, קול מבוקר.
    הערה: שקול יישום לוח זמנים חזותי 29,30 כחלק ממערך המחקר. למרות כל משימה בסוללה זו היא קצרה יחסית, ביצוע כמה משימות ברציפות יכולה לגרום לעייפות אצל חלק מילדים, שניהם עם ההתפתחות טיפוסית (TD) ועם ASD. לוח זמנים חזותיים צריכים לכלול את כל הפעילויות המתוכננות (שני המשימות ושמיעה / בדיקת ראיה), כמו גם הפסקות קצרות בין משימות. מבנה זה יעזור לתרום לחוויה חיובית מחקר כוללת למשתתף, ואפילו הוכח לעורר תגובה מדויקת יותר בחלק מהמשימות 31. להדביק שאר סנטר לשולחן שבו משתתף תשב בעת השלמת המשימה, עם צג המחשב ממוקם 60 סנטימטרים מהמשתתף. זו היא להבטיח כי הגירויים הם באותה עוצמה לכל משתתף. השתמש באוזניות מבטלות רעשים או רמקולים למסירת גירוי שמיעתי.
  2. בשל הבדלים בפלטפורמות ניסוי בודדים (כרטיס קול, כרטיס מסך, מערכת הפעלה, וכו '), לוודא את משך הגירוי וגירוי asynchronies תחילת (SOA) עם אוסצילוסקופ, תא פוטו, ומיקרופון בכל מחשב לצורך הניסוי.
    הערה: בהתאם לפלטפורמה בודדת (לדוגמא, כרטיס קול איטי), לבצע התאמות בקוד הניסוי, כך שהעיתוי של הצגת גירוי מדויק.

2. גירויים

  1. צור 2 wav או .mp4 קבצים עם משך של 16 אלפיות שניים (כולל 2 - רמפת 3 msec למעלה ולמטה רמפה) ב -500 הרץ ו1,000 הרץ. לעשות זאת על ידימפרט גל סינוס של התדר הרצוי עם רמפה הדרגתית עד משרעת מלא, ואחריו במורד רמפה בסוף את הטון. שמור את גל סינוס כקובץ שמיעתי. בדוק את עוצמת הקול של כל צליל עם צליל מד רמת לחץ כדי לוודא שהוא שיחק ב 60 dB. אם רמקולים משמשים להצגת גירויים שמיעתיים, הצליל צריך להיבדק על 60 סנטימטרים מהמסך (שבו משתתף תשב). אם אוזניות תשמש, למדוד את עוצמת הקול ישירות ליד כל אוזניות.
    הערה: זה קל יותר לשמור על המחשב בנפח סטנדרטי ולהתאים את עוצמת הקול של הצליל בהתאם על ידי התאמת הקוד השתמש כדי ליצור את הגירוי או תכנית לעריכת אודיו.
  2. צור גירויים חזותיים על ידי אחד המפרטים את הגודל ומיקום של הבזק בקוד הניסוי, או על ידי יצירת JPEG או תמונת מפת סיביות עם רקע שחור וטבעת לבנה סביב כוונת קיבעון, ובו מוצגות בזמן המתאים. הגדר את משך הזמןשל הבזק החזותי עד 16 מילי-שניות בקוד הניסוי.
  3. גירויי שיא נאומו של דובר ילידים בחדר שקט על רקע לבן רגיל מכתפיו של דבר עם הרמקול במרכז הפריים. רשום את וידאו הגירויים עם מצלמת הווידאו ברזולוציה הגבוהה ביותר זמינה. לחלופין, קטעי וידאו גירוי זמינים לציבור עשוי להיות מנוצלים אם תרצה בכך.
    הערה: וידאו ואודיו של הדובר אומר הברות "ba" ו- "ga" נדרשות לצורך הניסוי הזה.
    1. באמצעות כל תוכנה לעריכת וידאו, לייצא את המרכיב השמיעתי של כל מסלול ולשמור כקובץ WAV נפרד. לעשות זאת על ידי הולך לחלון הגדרות יצוא ובחר באפשרות "קובץ שמע WAV" מהתפריט "העיצוב" הנפתח. בדוק "יצוא אודיו" ולאחר מכן לחץ על "יצוא" לחלק התחתון של חלון הגדרות יצוא.
    2. בשלב הבא, לייצא את המרכיב החזותי (כלומר, וידאו שקט) של כל מסלולd לשמור כקובץ .avi נפרד. לעשות זאת על ידי הולך לחלון הגדרות יצוא ובחר באפשרות "לא דחוס AVI" מהתפריט "העיצוב" הנפתח. בדוק "יצוא וידאו" ולאחר מכן לחץ על "יצוא" לחלק התחתון של חלון הגדרות יצוא.
    3. לבסוף, להסיר את הרכיב הקולי של "ga" ולהחליף אותו עם המרכיב השמיעתי של המסלול "ba" כדי להפוך את גירוי McGurk. לשם כך בחר את הקובץ ".אבי" משולחן העבודה כלמקור וידאו על ידי בחירה באפשרות "מקור", במקרה זה "ga_VOnly.avi". בדומה לכך לבחור את הווידאו "ba_Aonly.avi" האחר. בתפריט רצף התכנית, להבטיח שמקור הווידאו (V1) "וידאו 1" הוא "ga_VOnly.avi" ואודיו (A1) המקור "אודיו 1" הוא "ba_Aonly.avi". ודא שתחילת "ga" החזותי הגירוי מיושר באופן זמני עם Sti השמיעה"Ba" mulus.
      הערה: חשוב שהגירויים השמיעתיים הם בדיוק את אותו ההקלטה בשני האור-קולי והגירוי שמיעתי בלבד (לא בדיוק אותו דבר הברה), כך שההבדל היחיד בין "ba" אור-קולי וגירוי McGurk הוא רכיב וידאו. הפעולה זו תבטיח כי אחד יכול לעשות השוואה נכונה לבחון את ההשפעה של הגירוי החזותי על ההברה השמיעתית נתפסה.

3. משימה סוללה

הערה: לפעולה זו דורשת כי כל המשתתפים יכולים להבין ולציית להוראות מילוליות מהניסוי.

  1. ודא שיש לי כל המשתתפים ראייה נורמלית על ידי ביצוע בדיקות סקר פשוט לפני הבדיקה. השתמש בתרשים עין Snellen ב 20 מטר ושואל את המשתתף לקרוא כל שורה בשני העיניים הפקוחות (משתתפים יהיה צפייה גירויים עם שני העיניים פקוחות). רשום את הקו הנמוך ביותר שחלקicipants במדויק לדווח גירויים החזותיים. משתתפים צריכים 20/40 חזון או טוב יותר.
  2. ודא שיש לי כל משתתפי דיון רגיל על ידי בדיקת סף שמיעה ב500, 1,000, 2,000, 4,000 ורץ בכל אוזן. בדיקות שמיעה אמורות להסתיים במבוקר חדר קול עם audiometer.
    1. למצוא סף של משתתף, להורות למשתתף להרים את ידם בכל פעם שהם מזהים טון. להשמיע צליל 500 הרץ פעם המנותבים לאוזן ימין החל מהשעה 35 dB ולהחליש את עוצמת הקול ב 5 שלבי dB. ברגע שמשתתף כבר לא מזהה צליל, להגביר את עוצמת הקול ב 5 שלבי dB כדי לאמת את הנפח מורגש הנמוך ביותר. חזור על תהליך זה עם כל תדר, ולאחר מכן לחזור על כל תדרי הצליל באוזן השמאל. משתתפים צריכים להיות סף של 20 dB או נמוך יותר.
  3. ודא שהמשתתפים יכולים להבין ולציית להוראות מילוליות על ידי מדידת שני כישורי שפה פתוחים עם תקני IQ וצעדי נוירו-פסיכולוגיים לפני הבדיקה. משתתפים צריכים להיות מדוד IQ של 70 או יותר. אם תרצה, בדיקת נוירו-פסיכולוגית נוספת ניתן להשלים בשלב זה.

4. דין סימולטניות (SJ)

הערה: המשימה ש"י היא כפיית בחירת משימה (2-AFC) שתי חלופית ומורכבת של טבעת חזותית ושמיעתי 1,000 טון הרץ שהוצגה בSOAS שונים (שלילי = שמיעתי שקדמה שמיעתי חזותי, חיובי = חזותי הליך) הוצגה בסדר אקראיים .

  1. הקפד לכלול SOAS הגדול למדי (לפחות ל-400 400 אלפיות שני) כדי לקבל מדידה מדויקת של הרוחב המלא של TBW (קבוצה טיפוסית גירוי: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 SOA אלפיות השני). השתמש באותה הקבוצה של SOAS לכל משתתף, המאפשר השוואה קלה של ביצועי משימה על פני משתתפים. להציג מינימום של 20 ניסויים לSOA להערכה מדויקת. המשימה לוקחת כ 15-20 דקות כדי להשלים. לספק הפסקה קצרה כל 100 ניסויים להפחית עייפות משתתף.
  2. להורות למשתתף להתבונן הבזק וצפצוף ולהסביר שמשימתם היא להחליט אם הבזק והצפצוף התרחשו באותו הזמן או בזמנים שונים. להורות למשתתף ללחוץ על "1" בלוח מקשי המספרים, אם הגירויים התרחשו באותו הזמן, או "2", אם הגירויים התרחשו בזמן אחר.
    הערה: אם תיבת תגובה נגיש, זה עשוי לשמש גם לאיסוף תגובות. כולל אלה אותן הוראות על מסך התגובה אחרי כל משפט.
  3. כתחליף אלטרנטיבי הבזק וצפצוף עם אסימון נאום חזותי ושמיעתי (בלי קול "ba" והבעתי "ba") ובהווה באותו SOAS עם אותו הוראת המשימה ("באותו זמן או זמן שונה?"). באופן זה, להשוות את TBW לגירויים השונים במורכבות ותוכן חברתי בתוך נושאים בודדים27.

שיפוט זמן להזמין 5. (TOJ)

הערה: משימת TOJ השמיעתית היא משימה 2-AFC משמשת כדי לבחון את חדות הזמניות של עיבוד שמיעתי. משימת TOJ החזותית היא משימה 2-AFC משמשת כדי לבחון את חדות הזמניות של עיבוד חזותי. משימת TOJ הרבה-החושית היא משימה 2-AFC להשתמש כדי לבחון את חדות זמניות על פני אודישן וחזון. כל משימה לוקחת כ 10 - 15 דקות כדי להשלים.

  1. במשימת TOJ השמיעתית, להורות למשתתף להקשיב לשני צפצופים הוצגו (500 הרץ ו1,000 הרץ) בשעה עיכובים שונים ולשאול את המשתתף ללחוץ על "1" אם את הטון גבוה יותר הוא שיחק ראשון או לחץ על "2" אם את הטון נמוך יותר הוא שיחק ראשון. 20 ניסויים הנוכחיים עבור כל SOA בסדר אקראי.
    הערה: בהשוואה למשימת SJ, יש טווח דינמי הרבה יותר קטן של SOAS על שתפיסה של שמיעה unisensory ושינויי סדר זמניים חזותיים, לכךדואר להשתמש במערך תמריצים שבי SOAS הקטן מיוצגים יותר בכבדות (קבוצה טיפוסית גירוי: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 SOA msec, שבו שלילי = טון גבוה שקדמו טון נמוך, נימה חיובית = נמוכה שתמשיך טון גבוה יותר) למשימות TOJ unisensory.
  2. במשימת TOJ החזותית, להורות למשתתף להתבונן שני מעגלים (לעיל ולהלן כוונת קיבעון מרכזית) בשעה עיכובים שונים ולשאול את המשתתף ללחוץ על "1" אם המעגל העליון מופיע ראשון או לחץ על "2" אם המעגל התחתון מופיע ראשון. 20 ניסויים הנוכחיים עבור כל SOA בסדר אקראי.
    שימו לב: במשימה זו, SOAS השלילי מצביע על כך שהמעגל העליון הוצג SOAS הראשון והחיובי מצביע על כך שהמעגל התחתון הוצג לראשונה.
  3. במשימת TOJ האור-קולי, להורות למשתתף להתבונן הבזק מרכזי קטן ולהאזין לצליל בודד (1,000 הרץ) בשעה עיכובים שונים ולשאול t המשתתף לחץ על o "1", אם הצפצוף הוצג לראשונה או לחץ על "2" אם הבזק הוצג לראשונה. 20 ניסויים הנוכחיים עבור כל SOA בסדר אקראי.
    הערה: הדיוק בTOJ האור-קולי הוא בדרך כלל הרבה יותר גרוע בהשוואה לTOJ השמיעתית unisensory ומשימות TOJ חזותיות. זה דורש מגוון רחב יותר של SOAS בהשוואה למשימות TOJ unisensory (קבוצה טיפוסית גירוי: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). במשימה זו, SOAS השלילי מצביע על כך שהשמיעה הוצגה לראשונה וSOAS החיובי הצביע על כך שהראייה הוצגה לראשונה.
    הערה: כמו במשימה SJ, משימת TOJ יכולה להיות מותאמת לבחון עיבוד זמני על פני סוגים שונים של גירויים. הנה משימת TOJ הושלמה עם גירויים פשוטים (צפצופים שמיעתיים וחזותיים הבזקים), אבל זה יכול להיות מורחב להסתכל על זוגות גירוי אחרים כמו דיבור ותנועה ביולוגית 24.
tle "> 6. McGurk משימה

הערה: האשליה McGurk מורכבת מוידאו של "ga" החזותי ההברה יחד עם הקלטה קולית של "ba" ההברה. נושאים רבים יהיו ממש למזג את ההברות חזותיות ושמיעתיות ותופסים את הזוג בשם "דה" ההברה או "tha" 32 זה.

  1. להורות למשתתף להתבונן הברות שונות ולשאול את המשתתף לדווח הברה שהם נתפסו. ב -20 ניסויים הנוכחיים בלוק אחד כל אחת מהברות unisensory (הברות רק שמיעתיות (A- "ba", A- "ga") והברות רק חזותיות ("ba" V-, V- "ga") בסדר אקראי. ב בלוק שני, 20 ניסויים הנוכחיים כל אחד מהברות האור-קוליות ("ba" ממוצעים, ממוצעים "ga", ואת "ba" A- / V- "ga" גירוי McGurk) בסדר אקראי. שאל את המשתתף ללחוץ המכתב על המקלדת המתאימה להברה נתפסת ("b העיתונות לתואר ראשון, לחץ על g לga, ד העיתונות לדה, t העיתונות לtha"). משימה זו לוקחת כ 5 - 10 דקות סך הכל כדי להשלים.
  2. הערכה שמרנית יותר מורכבת מתבנית תגובה פתוחה 33 שבו משתתף מדווחת בקול רם ההברה נתפסה והתגובה נרשמת על ידי הנסיין.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הסוללה משימה זו הוכיחה את יעילותו במדידת הבדלים אישיים בעיבוד זמני באנשים עם וללא ASD 17,18,23,27. למשימת SJ, העלילה נתונים כתוצאה מכל נושא אישי על ידי החישוב ראשון השיעור של תגובות בכל SOA שהנושא הגיב "סינכרוני" ולאחר מכן מתאים את עקומת תגובה וכתוצאה מכך עם עקומת גאוס. כפי שמודגם באיור 1 א, יש חלון זמן שבו ניתן להציג זוגות גירויים חזותיים-שמיעתיים באיחור וייתפסו כסינכרוני על שיעור גבוה של ניסויים. צד הרוחב (asynchronies השמיעתי-הראשון המכסה) "שמאל" ו- "הנכון" (כיסוי asynchronies חזותי-הראשון) של TBW נמדד על ידי חישוב הרוחב של החלון מ0 ms לSOA בכל צד שמתאים ל תגובות 50% סינכרוני (קווים מקווקווים, איור 1 א). ממצא חזק על פני בוטמשתתפי TD h ואוכלוסיות קליניות הוא שTBW תקין (החזותי הראשון) הוא בדרך כלל רחב יותר מאשר שמאל TBW (הראשון השמיעתי). משתתפים עם ASD גם להראות TBW רחב יותר מאשר עמיתיהם TD (איור 1).

למשימות TOJ, נתונים מכל נושא הפרט הוא להתוות ראשון על ידי חישוב השיעור של תגובות בכל SOA שהגירוי "החיובי" נתפס שכהוצג ראשון (צליל גבוה יותר, מעגל תחתון, הבזק חזותי), וכתוצאה מכך התגובה עקומות מכל משימה הן בכושר עם עקומת גאוס מצטברת. עקומות הדוגמא TOJ מנושא TD יחיד מוצגות באיור 2. בעוד ביצועים במשימות TOJ unisensory הוא מדויקים ביותר עבור כל אבל SOAS הקטן (2 א ו -2), קביעת סדר זמני על פני שיטות היא הרבה יותר קשה, כמו באינדקס על ידי עקומה הרבה יותר רדודה (2C) ודיוק ירד (2D </ Strong>) למשימת TOJ הרבה-החושית. נקודת הסימולטניות סובייקטיבי (PSS) לכל נושא נמדדת על ידי חישוב SOA שבנושאים לבצע בהזדמנות (ראו קו מקווקו, איור 2 א-ג). בצע מבחן t כדי לקבוע אם יש הבדלים בין קבוצות. כדי להשוות את ביצועים על פני משימות או על פני נושאים, לחשב דיוק בכל SOA ועלילה כפונקציה של העיכוב בין זוג הגירוי (קורסת על SOA החיובי ושלילי בכל דיחוי; ראה איור 2 ד). כמה מחקרים בוחנים עיבוד חושי בASD מצאו הבדלים במשימות TOJ בין קבוצות ASD וTD 23,34, בעוד שאחרים לא נצפו הבדלים משמעותיים בין קבוצות 27. הסיבה לפערים אלה אינן ברורה, אם כי גבוה ההטרוגניות על פני אנשים עם 35 ASD והבדלים קלים במבנה משימה בין מחקרים אלה עשויה לשחק תפקיד.

תפיסת McGurkהוא נותח על ידי חישוב השיעור של ניסויים שהמשתתף נתפס "דה" התמזגה percept בהשוואה למספר הכולל של ניסויים שהוצגו. תוצאות דוגמא ממשימת McGurk מוצגות לקבוצת ASD ובכפוף TD באיור 3 א. אפילו בתוך אותה בודד, תגובות לגירוי יכולות לעתים קרובות משתנות מניסוי לניסוי, ולכן כדאי לשקול את התפלגות התשובות אלה. אין כרגע איזה ויכוח בספרות על הבדלים באינטגרציה חושית כאינדקס של תפיסת McGurk. חלק מהקבוצות מצאו כי הנושאים TD גדלו תפיסת McGurk לעומת ASD מכפיפות 27,36, בעוד שאחרים מצאו כי היו לי נושאי ASD תפיסת McGurk גבוהה יותר 37. חלק מהתאמות אלו עשויות להיות מוסברים על ידי הבדלים בגירוי McGurk שימוש בכל מחקר. גירויי McGurk חלקם "חזקים" יותר מאחרים (כלומר, יש סיכוי גבוה יותר לעורר קילו האשליה שהםpercept Urk על שיעור גבוה של ניסויים לנושא) יותר מאחרים, שניתן לכמת על ידי מודל האחרון של השתנות תפיסת McGurk 38. כדוגמא לשירות של סוללה זו, הבדלים אישיים בעיבוד זמני (כגון הרוחב של TBW) יכולים להיות מתואמים עם הבדלי ביצועים במשימה תפיסתי כמו האשליה McGurk (איור 3). מחקרים אחדים הבחינו בקשר שבין חדות זמניות במשימה ש"י והבדלים תפיסתיים בתפיסת דיבור במשימת McGurk ואמצעים אחרים של אינטגרציה רבה-חושית 18,27.

איור 1
איור 1. דין סימולטניות (SJ) תוצאות. נציגי נתונים מדין סימולטניות (SJ) המשימה לנושא אחד ASD (גיל = 8) ונושא אחד TD (גיל = 9). ( (B) לאותו הנושא ASD בכחול ונושא TD יחיד מוצגת באדום. יש הנושא TD TBW קטן יותר (מהשמאל TBW = 166 אלפיות שני, TBW = 196 אלפיות שני מימין) בהשוואה לנושא ASD. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
תוצאות איור שיפוט זמן להזמין 2. (TOJ). נציגי נתונים משיפוט הזמן להזמין (TOJ) משימות מנושא אחד TD (גיל = 15). נתונים גולמיים ועקומה מצויד ל()משימת TOJ uditory. הנתונים הם זממו כפונקציה של תגובות הראשונות המגרש נמוך על פני SOAS השונים (SOA שלילי מצביעים על המגרש גבוה יותר הגיע לראשונה, SOAS החיובי מצביע על המגרש תחתון בא קודם). נתונים גולמיים ועקומה מותאמת למשימה TOJ חזותית (B). הנתונים הם זממו כפונקציה של תגובות הראשונות המעגל התחתון פני SOAS (SOA שלילי מצביעים על המעגל העליון הגיע בפעם הראשונה, SOAS החיובי מצביע על המעגל התחתון בא קודם). נתונים גולמיים ועקומה מצויד לTOJ רב-חושי (C). הנתונים הם זממו כפונקציה של תגובות הראשונות הבזק החזותי על פני SOAS (לילי מעיד צפצוף השמיעה ראשון הגיע, SOAS החיובי מצביע על הבזק חזותי בא קודם). (ד) את הנתונים מAC זממו כדיוק הממוצע (זיהוי נכון של סדר זמני) בכל עיכוב (התמוטט על פני SOA השלילי והחיובי). אנא לחץ כאן כדי view גרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3. תוצאות McGurk משימה והשוואה של ביצועי McGurk עם ביצועי דין סימולטניות. נציגי נתונים ממשימת McGurk עם ASD וקבוצות נושא TD, מותאמת באישור 27. (א) תגובות לגירוי McGurk לTD (מוצגות בשחור) וASD (באדום) נושאים. בגלל ההשתנות של תגובות לאותו גירוי הן בתוך נושאים אישיים ועל פני נושאים בקבוצה, תגובות מוצגות כאחוזים מניסויים שנתפסו כאחד פונמה. נושאי ASD שמעו "ba" ההברה השמיעתית באחוז גדול יותר של ניסויים מאשר נושאי TD, ואילו הנושאים TD שמעו "דה" התמזגו אורקולי ההברה על אחוז גדול יותר של ניסויים מאשר ASנושאי D. מתאם (B) בין הרוחב של החלון המחייב הזמני (TBW) מהמשימה ש"י וחלקם של ניסויים שבי "דה" ההברה אורקולי התמזגו נתפס מגירוי McGurk באותה הקבוצה של נבדקי ASD. היה קשר שלילי מובהק שבו תפיסת McGurk הנמוכה הייתה מתואמת עם TBW גדול יותר (r = 0.46, p <0.05). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

כתב היד מתארת ​​אלמנטים של סוללה משימת הפסיכו-פיזית המשמשות להערכת עיבוד וחדות זמניים במחקר חושי ומערכות רבות-חושיות. יש הסוללה תחולה רחבה למספר האוכלוסיות וכבר בשימוש על ידי המעבדה שלנו כדי לאפיין את הביצועים זמניים אורקולי במבוגרים טיפוסיים 18, ילדים 10,39, ואצל ילדים ומבוגרים עם אוטיזם 17,23. בנוסף, זה כבר נעשה שימוש כדי לבחון כיצד היבטים שונים של הסוללה מתייחסים זה לזה במתאמים מנתח 27, וכיום נמצא בשימוש להתייחס מדדי ביצוע חושיים ורבים-חושיים לתחומים קוגניטיביים כוללים שפה ותקשורת, תשומת לב ותפקוד ביצועי. חשוב לציין כי המגבלה העיקרית של סוללה משימה זו בכל הקשור לבדיקת אנשים עם ASD היא שהפורמט של המשימות מחייב שיש לי משתתפים כישורי שפה פתוחים להביןהוראות ומילוליות מצביעות על הבנה זו. ככזה, הסוללה המשימה היא כרגע רק מתאימה לבדיקת אנשים בתפקוד גבוה עם ASD.

הדגש של הסוללה בגורמים זמניים מעוגן בחשיבותם של גורמים אלה לבנייה של ייצוגים חושיים ותפיסתי veridical. בתחום הרב-החושי, זה נתפס הטוב ביותר במבנה של רב-חושי "חלון מחייב זמני (TBW)," העידן של זמן שבו רמזים שמיעתיים וחזותיים יכול מאוד להשפיע אחד לשני. כפי שהוצע בעבר, חלון זה הוא מבנה אקולוגי ביותר, שבאירועים חושיים והאנרגיות הקשורים בם לקרות במרחקים שונים. לפיכך, והיוו את ההבדלים בזמני התפשטות של האותות השמיעתיים וחזותיים, המוח מעריך מבנה זמני אורקולי ביחס לחלון זה, ובכך הופך פסק דין הסתברותי באשר לשאלה האם הגירויים שייכים זה לזה או לא. של נתונים אלהtrongly טוען לTBW כמדד לחדות וכוח של אינטגרציה רבה-חושית זמניים, ואכן זה כבר הראה כי הרוחב של חלון זה מופיע להיות מתואם עם סדר הגודל של התהליך המחייב, לאלו עם חלונות קטנים יותר שיש מדדים גדולים יותר של שילוב 18,27.

בנוסף להיות מבנה הסתברותי על פני אנשים, TBW תלוי גם במידה רבה בגירוי ומשימה. ואכן, כפי שמודגש בסוללה שהוצגה כאן, פונקציה של זמן רב חושית ניתן להעריך באמצעות גירויים הנעים בין (למשל, החום וצפצופים) מאוד פשוטים ולא אקולוגי לethologically הרלוונטי ביותר של אותות אור-קוליים (כלומר, דיבור). בנוסף, ניתן לגזור TBW מאמצעים הכוללים פסקי דין בו-זמני, פסקי דין סדר זמניים, תפיסה של גירויי אשליה, וכו 'לכן, השימוש הקולקטיבי של משימות שונות בשני תלויות הגירוי ומשימתם לספקהחלון המקיף ביותר לתפקיד זמני אורקולי.

TBW של פרט נמדד על ידי חילוץ פרמטרים מעקומה לנכון ביצועי הגלם של המשתתף ממשימת ש"י. לכן, יש להקפיד לבדוק העקומה של נבדקים בודדים מתאימה כדי להבטיח שהעקומה המצויד מתארת ​​במדויק את הנתונים הגולמיים. למרות שמערך של הגדרות למדידת הרוחב של TBW קיים בספרות, הוא הציע כי הקריטריונים הבאים לשמש כדי להשוות בקלות על פני נושאים ועדיין לכידת הבדלים אישיים בביצועים. ראשון, "השמאל" ו- "הנכון" TBW יש למדוד בין 0 msec (אסינכרוניות מובילות אובייקטיבי שמיעתיות לעומת אסינכרוניות מובילות חזותיות) בניגוד לPSS הבודד (הממוצעת של העקומה המותאמת). שנית, הרוחב צריך למדוד אותם בדו"ח 50% מניסויי סינכרוני (לא 50% מהתגובה המרבית לנושא זה), הלכידהמגוון של asynchronies בי נושא דווח "אותו זמן" למרבית מחקרים. בגלל כמה נושאים לא לדווח "אותו זמן" ליותר מ -75% מהניסויים בכל SOA, זה יאפשר את המספר הגדול ביותר של נושאים שנכלל בניתוח.

יחד עם השירות שלה באפיון פונקציה זמנית רבה חושית באוכלוסיות "נוירוטיפיקל" מעבר לתוחלת החיים, אלמנטים של הסוללה המשימה המתוארת כבר בשימוש על מנת להעריך תהליכים חושיים ורבים-חושיים באנשים עם ASD 26-28,37. למרות הפרעות חושיות נקשרו באופן קלאסי עם אוטיזם, זה רק לאחרונה כי הפרעות אלה נכנסו לשפת מקום האבחון, וכי הערכה חזקה יותר של איך פונקציה רבה חושית שינו עשויה לתרום לפנוטיפ אוטיזם כבר זכתה. תחומים ואכן, הליבה השפיעה באוטיזם (כלומר תקשורת, חברתית) הם ייצוגים שבנויים עלבסיסם של תהליכים רבים-חושיים, חזק המצביע על כך שיש לי שינויים בתהליכים אלה יכולים להיות השפעה מזיקה על תקשורת חברתית. השימוש באלמנטים של הסוללה הזמנית שתוארה כאן, זה כבר נקבע, כי חדות זמניות רבות-חושיות היא עניות יותר באוטיזם, ושביצועים עניים יותר זה קשור להבנת דיבור מודד 28. עבודה שוטפת מבקשת להתייחס להיבטים שונים של ביצועים זמניים אורקולי לשורה של צעדים קוגניטיבית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

התנהגות גיליון 98 עיבוד זמני אינטגרציה רבה-חושית הפסיכופיסיקה הערכות מבוססות מחשב גירעונות חושיים הפרעת ספקטרום האוטיזם
בדיקת תפקוד חושי ורב-חושי בילדים עם הפרעת ספקטרום האוטיזם
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Baum, S. H., Stevenson, R. A.,… More

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

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

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

Waiting X
Simple Hit Counter