Abstract
В дополнение к нарушениями социальной коммуникации и наличие ограниченных интересов и повторяющимся поведением, дефицит в сенсорной обработки, теперь признается в качестве основного симптома расстройства аутистического спектра (ASD). Наша способность воспринимать и взаимодействовать с внешним миром уходит корнями в сенсорной обработки. Например, слушая беседы предполагает обработку слуховые сигналы, поступающие из динамика (содержание речи, стихосложения, синтаксис), а также связанные с ними визуальную информацию (мимика, жесты). В совокупности, "интеграция" этих мультисенсорных (т.е., в сочетании аудиовизуальных) штук информации приводит к лучшему пониманию. Такое мультисенсорной интеграции было показано, сильно зависит от временной взаимосвязи парных стимулов. Таким образом, стимулы, которые происходят в непосредственной временной близости, весьма вероятно, приведет к поведенческим и восприятия пособия - прибыль верили, что отражаетРешение системы восприятия в вероятности того, что эти два стимула пришли из того же источника. Изменения в этой временной интеграции, как ожидается, сильно изменяют процессы восприятия, и, скорее всего, уменьшится способность точно воспринимать и взаимодействовать с нашим миром. Здесь батарея задач, направленных на характеристики различных аспектов чувственного и мультисенсорного временной обработки у детей с расстройствами аутистического спектра описывается. В дополнение к его полезности при аутизме, эта батарея имеет большой потенциал для характеристики изменений в сенсорной функции в других клинических групп, а также используется для изучения изменений в этих процессах по всей жизни.
Introduction
Традиционное исследование нейронауки часто обращаются понимания чувственного восприятия, сосредоточив внимание на отдельных сенсорных модальностей. Тем не менее, среда состоит из широкого спектра сенсорных входов, которые интегрированы в единую восприятия взгляда на мир в, казалось бы, без усилий образом. Дело в том, что мы существуем в такой богатой мультисенсорной среды требует, чтобы мы лучше понять, каким образом мозг объединяет информацию через различные сенсорные системы. Потребность в таком понимании дополнительно усиливается тем, что наличие нескольких кусков сенсорной информации часто приводит к значительному улучшению в поведении и восприятии 1-3. Например, есть большой улучшение (до 15 дБ в соотношении сигнал-шум) в способности понимать речь в шумной окружающей среде, если наблюдатель также можно увидеть движения губ говорящего 4-7.
Одним из основных факторов, которыевлияет на различные сенсорные входы объединены и интегрированы в их относительной временной близости. Если два сенсорных сигналы происходят близко друг к другу во времени, временная структура, что предполагает общее происхождение, они, весьма вероятно, должны быть интегрированы о чем свидетельствуют изменения в поведении и восприятии 8-12. Один из самых мощных экспериментальных средств для изучения воздействия мультисенсорной временной структуры на поведенческие и восприятия ответов суждение одновременность (SJ) задачи 13-16. В такой задачей, мультисенсорной (например, зрительные и слуховые) стимулы в паре на различных начала стимула asynchronies (SOA) от объективно одновременно (т.е.., Временной сдвиг 0 мс) в очень асинхронной (например, 400 мс). Участников просят судить стимулы, как одновременное или не через простым нажатием кнопки. В такой задачи, даже когда зрительные и слуховые стимулы, представленной на СОО от 100 мс или более, субъекты сообщают, что парабыл одновременно на большом количестве испытаний. Окно времени, в котором два входа могут возникать и имеют высокую вероятность быть восприняты как происходящие одновременно известен как временной привязки окна (TBW) 17-19.
TBW является очень этологическая конструкция, тем, что она представляет собой статистические закономерности окружающего нас мира 19. "Окно" обеспечивает гибкость для спецификации событий общего происхождения; тот, который позволяет раздражителей, возникающих на разных расстояниях с разных времен распространения (как физических, так и нервных), все еще "граница" друг с другом. Однако, несмотря на TBW является вероятностный конструкция, изменения, которые расширяют (или договора) размер этого окна, вероятно, имеют каскадное и потенциально вредное воздействие на восприятие 20,21.
Расстройство аутистического спектра (ASD) является психомоторного развития беспорядок, который был в классическом диагноз оп основой дефицита в социальной коммуникации и наличие ограниченных интересов и повторяющимся поведением 22. Кроме того, и в последнее время кодифицированы в DSM-5, дети с расстройствами аутистического спектра, часто демонстрируют изменения в их ответах на сенсорные стимулы. Вместо того, чтобы ограничиваться одной единственной смысле, эти дефициты часто охватывают несколько чувств, включая слух, осязание, равновесие, вкус и зрение. Наряду с таким «мультисенсорной» презентации, люди с расстройствами аутистического спектра часто имеют дефицит в височной области. В совокупности эти наблюдения позволяют предположить, что мультисенсорной временная функция может быть преимущественно изменяется при аутизме 17,23-25. Хотя созвучна с учетом измененного сенсорного функции в ASD, изменения в мультисенсорной временной функции также могут быть важным фактором дефицита в социальной коммуникации в ASD, учитывая важность быстрого и точного связывания мультисенсорной стимулов для социальных и коммуникационных функций. Возьмем в качествеN Пример обмена речевой описано выше, в котором важная информация содержится в обоих слуховых и зрительных условий. Действительно, эти задачи были использованы для демонстрации существенных различий в ширине мультисенсорной TBW в высоких детей функционирования с аутизмом 26-28.
Из-за их важности для нормального восприятия функции, его потенциальных последствий для процессы высшего порядка, таких как социальной коммуникации (и других когнитивных способностей), и его клиническое значение, батарея задач, предназначенных для оценки мультисенсорной временной функции у детей с расстройствами аутистического спектра описывается.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Заявление по этике: Все предметы должны дать информированное согласие до эксперимента. Исследование, описанное здесь был одобрен институциональных наблюдательный совет университета Медицинского центра Вандербильта.
1. Эксперимент Настройка
- Попросите участников для выполнения задач в тускло освещенном звука контролируется комнате.
ПРИМЕЧАНИЕ: Рассмотрите возможность внедрения визуального графика 29,30 в рамках дизайна исследования. Хотя каждая задача в этой батарее является относительно коротким, выполняя несколько задач подряд может вызвать усталость у некоторых детей, как с типичным развитием (TD) и ASD. Визуальный график должен включать все запланированные мероприятия (обе задачи и слуха / скрининг зрения), а также короткие перерывы между задачами. Эта структура будет способствовать выработке общей положительной опыт исследований для участника и даже было показано, чтобы вызвать более точные ответы в некоторых задачах 31. Прикрепите подбородка к столу, где участник будет сидеть во время завершения задачи, с компьютерного монитора размещается 60 см от участника. Это делается для того, чтобы стимулы, такие же интенсивность для каждого участника. Используйте шумоподавления наушники или колонки для слухового доставки стимула. - Из-за различий в отдельных экспериментальных площадок (звуковой карты, видеокарты, операционная система и т.д.), проверить длительность стимула и начала стимула asynchronies (SOA) с помощью осциллографа, фотоэлемент, и микрофон на каждом компьютере для эксперимента.
ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от индивидуальной платформы (например, медленно звуковая карта), внести коррективы в код эксперимента, так что сроки предъявления стимула является точной.
2. Стимулы
- Создание 2 .wav или .mp4 файлы с длительностью 16 мс (в том числе 2 - 3 мс до рампы и вниз рампы) в 500 Гц и 1000 Гц. Сделайте это,указав синусоиду нужной частоты с постепенным рампы до полной амплитуды, а затем вниз рампы в конце сигнала. Сохранить синусоиду, как слуховой файла. Проверьте уровень громкости каждого тона со звуковым индикатором уровня давления, чтобы убедиться, что он играл в 60 дБ. Если колонки используются, чтобы представить слуховые раздражители, звук должен быть испытан при 60 см от экрана (где участник будет сидеть). Если будет использоваться наушники, измерения объема непосредственно рядом с каждым наушников.
ПРИМЕЧАНИЕ: Это легче держать компьютер в стандартный объем и регулировать громкость тона соответственно регулируя код, используемый для создания стимулов или программу редактирования аудио. - Создать визуальные стимулы либо определяющие размер и расположение вспышки в коде эксперимента, или путем создания JPEG или растровое изображение с черным фоном и белым кольцом сосредоточена вокруг фиксации перекрестье и отображения в соответствующее время. Установите длительностьвизуального вспышки на 16 мс в коде эксперимента.
- Запись речи стимулы носителем языка в тихой комнате против простого белого фона с плеч до со спикером в центре кадра. Запишите видео стимулы с самой высокой видеокамеры разрешением. Кроме того, в открытом доступе стимулирования видео могут быть использованы при желании.
ПРИМЕЧАНИЕ: Видео и аудио спикера говоря слоги "ба" и "ГА", необходимых для этого эксперимента.- Использование любой программы редактирования видео, экспортировать слуховой компонент каждого трека и сохранить как отдельный файл .wav. Для этого перейдите в окно настройки экспорта и выберите "WAV аудио файлов" от "Формат" в раскрывающемся меню. Проверьте "Экспорт Audio", а затем нажмите кнопку "Экспорт" в нижней части окна Параметры экспорта.
- Далее, экспортировать визуальную составляющую (то есть, тихий видео) каждого отслеживатьбы сохранить в отдельный файл .avi. Для этого перейдите в окно настройки экспорта и выберите "несжатого AVI" от "Формат" в раскрывающемся меню. Проверьте "Экспорт видео", а затем нажмите кнопку "Экспорт" в нижней части окна Параметры экспорта.
- Наконец, снимите слуховой компонент "ГА" трассе и заменить его слуховой составляющей «ба» пути, чтобы сделать стимул McGurk. Для этого выберите ".avi" файл с рабочего стола в качестве источника видео, выбрав "Источник", в данном случае "ga_VOnly.avi". Точно так же выбрать другой видео "ba_Aonly.avi". В меню последовательности программы, убедитесь, что видео (V1) Источник "Видео 1" является "ga_VOnly.avi" и аудио (A1) Источник "Аудио 1" является "ba_Aonly.avi". Убедитесь, что начало визуального стимула "ГА" временно соответствие с слуховых ИПППmulus "ба".
ПРИМЕЧАНИЕ: Важно, что слуховые стимулы точно такой же записи в обоих аудиовизуальных и слухового только раздражитель (не только же слоге), так что единственное различие между аудиовизуального «ба» и стимула McGurk является компонентный видеосигнал. Это гарантирует, что можно сделать правильный сравнение, чтобы изучить влияние зрительного стимула на воспринятый звуковой слог.
3. Задача батареи
ПРИМЕЧАНИЕ: Эта задача требует, чтобы все участники могли понимать и выполнять словесные инструкции экспериментатора.
- Убедитесь, что все участники имеют нормальное зрение, проводя простой скрининг перед тестированием. Используйте глаз графика Snellen на 20 футов и попросить участника читать каждую строку с обоими открытыми глазами (участников будет просмотр стимулы с обоими открытыми глазами). Запишите нижней строке, что частьicipants точно сообщить визуальные стимулы. Участники должны иметь 20/40 видение или лучше.
- Убедитесь, что все участники имеют нормальный слух на проверки слуха порогов 500, 1000, 2000 и 4000 Гц в каждом ухе. Слуховые испытания должны быть завершены в звуковой комнате с управляемой с аудиометром.
- Чтобы найти порог участника, поручить участника поднять руку каждый раз, когда они обнаруживают сигнал. Играть импульсный сигнал 500 Гц, который поступает на правом ухе, начиная с 35 дБ и уменьшение громкости звука в 5 дБ. После того, как участник больше не обнаруживает сигнал, не увеличивать объем в 5 дБ для проверки низкий ощутимый объем. Повторите эту процедуру с каждой частоте, а затем повторите все частоты тона в левом ухе. Участники должны иметь порогов 20 дБ или ниже.
- Убедитесь, что участники имеют возможность понимать и выполнять словесные инструкции по измерения как IQ и восприимчивым языковые навыки с унифицированныминейропсихологические меры перед тестированием. Участники должны иметь размеренный IQ 70 или больше. Если желательно, дополнительный нейропсихологических тестирование может быть завершена в это время.
4. Одновременность суд (SJ)
ПРИМЕЧАНИЕ: задача SJ является два альтернативных принудительного выбора задачи (2-AFC) и состоит из визуального кольца и 1000 Гц слуховой тон представлены на различных SOA, (отрицательный = слуховых предыдущего визуальный, положительный = визуальный исходящий аудиторию), представленные в случайном порядке ,
- Не забудьте включить достаточно большое SOA, (по крайней мере -400 до +400 мс), чтобы получить точное измерение полной ширины TBW (типичного набора стимулов: -400, -300, -200, -150, -100, - 50, 0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 мс, SOA). Используйте тот же набор SOA, для каждого участника, что облегчает сравнение эффективности задачи на участников. Представьте, как минимум, 20 испытаний в SOA для точной оценки. Задача занимает примерно 15 - 20 мин, чтобы закончить. Обеспечить короткий перерыв каждые 100 испытаний, чтобы уменьшить участника усталость.
- Попросите участника наблюдать вспышку и звуковой сигнал, и объяснить, что их задача решить, если вспышка и звуковой сигнал произошло в то же время или в разное время. Указание участника нажать "1" на цифровой клавиатуре, если раздражители происходит в то же самое время, или "2", если раздражители происходит в разное время.
Примечание: Если окно ответа доступен, это также может быть использован для сбора ответов. Включите эти же инструкциям на экране ответа после каждого испытания. - В качестве альтернативного заменителя вспышки и звукового сигнала с визуальной и слуховой знак речи (одними губами "ба" и выразил "ба") и присутствует в той же SOA, с той же самой инструкции задач ("одновременно или разное время?"). Таким образом, сравнение TBW для раздражителей различной сложности и социального содержания в отдельных предметов27.
5. временном порядке суд (TOJ)
ПРИМЕЧАНИЕ: задача слуховой TOJ является задача 2-AFC используется для изучения временной зрения слухового обработки. Визуальная задача TOJ является задача 2-AFC используется для изучения временной зрения визуального обработки. Мультисенсорной задача TOJ является задача 2-AFC используется для изучения временной зрения через прослушивание и видения. Каждая задача занимает приблизительно 10 - 15 минут, чтобы закончить.
- В задаче слуховой Той, поручить участника слушать двумя сигналами, представленными (500 Гц и 1000 Гц) при различных задержек и попросить участника нажмите "1", если выше тональным или нажмите кнопку "2", если ниже тон сначала воспроизводится. Нынешние 20 испытаний для каждого SOA в случайном порядке.
Примечание: В сравнении с этой задачей SJ, существует гораздо меньше динамический диапазон СОА в течение которого восприятие unisensory слуховых и зрительных изменений временной порядок, поэтомуе использовать набор стимулов, где меньшие СОА более широко представлены (типичный набор стимулов: -250, -200, -150, -75, -50, -35, -20, -10, 10, 20, 35, 50, 75 , 150, 200, 250 мс SOA, где отрицательное = выше тон, предшествующий нижний тон, положительный = низкий тон, исходя высокий тон) для unisensory задач Той. - В визуальном задачи Той, поручить участника соблюдать два круга (выше и ниже центральной фиксации прицела) на различных задержек и попросить участника нажмите "1", если появится верхний ярус, или нажмите кнопку при появлении нижнего яруса "2" в первую очередь. Нынешние 20 испытаний для каждого SOA в случайном порядке.
ПРИМЕЧАНИЕ: При выполнении этой задачи, отрицательные SOA, показывают, что верхний ярус был представлен первый и положительные SOA, показывают, что нижняя круг был представлен в первую очередь. - В задаче аудиовизуальных Той, поручить участника для небольшого центрального вспышку и слушать один тон (1000 Гц) при различных задержек и попросить участника т O Нажмите "1", если сигнал был представлен, или нажмите кнопку "2", если вспышка была представлена в первую очередь. Нынешние 20 испытаний для каждого SOA в случайном порядке.
ПРИМЕЧАНИЕ: Точность в аудиовизуальном Той, как правило, гораздо хуже, по сравнению с unisensory слуховой Той и визуальных задач Той. Это требует более широкий спектр SOA, по сравнению с unisensory Той задач (типичный набор стимулов: -300, -250, -200, -150, -100, -80, -50, -20, 0, 20, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300). В этой задаче, отрицательные СОА показывают, что слуховая был представлен первый и положительный SOA, показали, что визуальная был представлен в первую очередь.
Примечание: Как и в задаче SJ, задача TOJ могут быть адаптированы для изучения временной обработки в нескольких видах раздражителей. Здесь задача TOJ был завершен с простых стимулов (слуховых звуковых сигналов и визуальных вспышек), но это может быть расширен, чтобы смотреть на других пар стимулов, таких как слова и биологической движения 24.
ПРИМЕЧАНИЕ: McGurk иллюзия состоит из видео визуального слога "Га" в паре с слуховой записи слога «ба». Многие предметы на самом деле предохранитель зрительные и слуховые слоги и воспринимать эту пару как слог «да» или «Та» 32.
- Попросите участника ознакомиться с различными слоги и попросить участника сообщить слог, что они воспринимаются. В одном блоке присутствующих 20 испытаний каждой из unisensory слогов (слуховые только слоги (A- "ба", A- "GA") и только визуальный слогов (V- "ба", V "GA") в случайном порядке. В Второй блок, нынешние 20 испытаний каждой из аудиовизуальных слогов (AV-"ба", AV-"GA", и "ба" A- / V- "GA" McGurk стимул) в случайном порядке. Попросите участника нажмите буква на клавиатуре, соответствующийвоспринимается слог ("Нажмите B для ба, нажмите г для га, нажмите d для DA, нажмите т для Tha"). Эта задача занимает примерно 5 - 10 мин общей для завершения.
- Более консервативная оценка состоит из открытой формата ответа 33, в котором участник сообщает вслух воспринимается слог и ответ записывается экспериментатором.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Эта батарея задача оказалась очень успешной для измерения индивидуальных различий в временной обработки у лиц с и без ASD 17,18,23,27. Для задания SJ, участок полученные данные от каждого отдельного субъекта, сначала расчета доли ответов в каждой SOA, что предметом ответили "синхронный", а затем установки Полученная кривая отклика с кривой Гаусса. Как показано на рисунке 1А, есть промежуток времени, в котором визуально-слуховой пары стимулы могут быть представлены с опозданием и будет восприниматься как синхронизации с высокой долей испытаний. Ширина "влево" (охватывающих слуховой первых asynchronies) и "право" (покрытие визуальные первый asynchronies) сторона TBW измеряется путем вычисления ширины окна от 0 мс до ЗСО на каждой стороне, которая соответствует 50% синхронных ответы (пунктирные линии, рис 1а). Устойчивый вывод через ботаУчастники ч ТД и клинические населения в том, что право TBW (визуальный первым), как правило, шире, чем слева (слуховой первого) TBW. Участники с расстройствами аутистического спектра также показывают широкий TBW, чем их TD коллегами (рисунок 1b).
Для задач TOJ, данные из каждого отдельного субъекта первого нанесены путем расчета доли ответов на каждом SOA, что "положительное" стимул воспринимается как представлено первое (выше тон, нижняя окружность, визуальный флэш), и полученный ответ кривые из каждой задачи подходят с кумулятивным кривой Гаусса. Пример Той кривые из одного субъекта TD показаны на рисунке 2. В то время как производительность на unisensory задач Той отличается высокой точностью для всех, кроме самых маленьких, SOA (2А и 2В), определение временной порядок по условиям намного сложнее, так как индексируются гораздо более мелкой кривая (2С) и снижение точности (2D </ STRONG>) для мультисенсорной задачи Той. Точка субъективного одновременности (PSS) для каждого пациента измеряется путем вычисления SOA, в которой предметы на выполнение случайно (см пунктирную линию, 2А-C). Выполните т-тест, чтобы определить, есть ли различия между группами. Для сравнения характеристик задач или через субъектов, рассчитать точность на каждом SOA и сюжет как функция задержки между парой стимулов (разрушающегося между положительным и отрицательным SOA в каждой задержки; рис 2D). Некоторые исследования, посвященные изучению сенсорную обработку в ASD нашли различия в TOJ задач между ASD и TD групп 23,34, в то время как другие не наблюдается существенных различий между группами 27. Причина этих расхождений неясна, хотя высокая гетерогенность среди индивидов с расстройствами аутистического спектра 35 и небольшими различиями в структуре задачи на этих исследованиях может сыграть свою роль.
McGurk восприятиеанализируют путем расчета доли испытаний, что участник воспринимаемых расплавленный воспринимать "Да" в сравнении с общим количеством исследований, представленных. Пример результатов от задачи McGurk показаны для группы ASD и TD предмета на рисунке 3А. Даже в пределах одного человека, ответы на стимул часто может меняться от опыта-к-испытание, поэтому целесообразно рассмотреть распределение этих ответов. Существует в настоящее время некоторые дебаты в литературе о различиях в мультисенсорной интеграции, индексируется McGurk восприятия. Некоторые группы обнаружили, что TD предметы увеличились McGurk восприятие по сравнению с расстройствами аутистического спектра подвергает 27,36, в то время как другие обнаружили, что ASD предметы имели высшее McGurk восприятие 37. Некоторые из этих расхождений можно объяснить различиями в стимуле McGurk, используемого в каждом исследовании. Некоторые стимулы McGurk являются "сильнее", чем другие (например, они, скорее всего, чтобы вызвать иллюзорного мкгUrk Percept на высокую долю испытаний для субъекта), чем другие, которые могут быть количественно в недавнем модели изменчивости McGurk восприятия 38. В качестве примера полезности этой батареи, индивидуальные различия в временной обработки (например, ширины TBW) могут быть соотнесены с различиями производительности на восприятия задачи как в McGurk иллюзии (фиг.3В). Несколько исследований обнаружили связь между височной зрения в задаче SJ и восприятия различий в восприятии речи в задаче McGurk и других мер мультисенсорной интеграции 18,27.
Рисунок 1. Одновременность суд (SJ) результаты. Типичные данные из суда одновременности (SJ) задачи для одного субъекта ASD (возраст = 8) и одного субъекта TD (возраст = 9). ( (B), установленных ОВО кривые для того же предмета ASD в синий и одного субъекта TD показаны красным цветом. TD субъект имеет меньшую TBW (слева TBW = 166 мс, прямо TBW = 196 мс), чем предмет ASD. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 2. Временная Заказать суд (TOJ) результаты. Репрезентативные данные от суда временного порядка (Той) задачи из одного субъекта TD (возраст = 15). () Исходные данные и оборудованная криваяuditory TOJ задачей. Данные приведены в зависимости от ниже шага первых откликов по различным SOA, (отрицательные SOA, указывают на более высокие тона пришел первым, положительные СОА показывают ниже шаг был первым). (B) исходные данные и оборудованная кривая для визуального задания Той. Данные приведены в зависимости от нижнего яруса первых откликов по всей SOA, (отрицательные SOA, указывают верхний ярус пришел первым, положительные SOA, указывают нижний круг пришел первым). (C) Исходные данные и оборудованная кривая для мультисенсорной Той. Данные на графике как функция визуального флэш первых откликов по всей SOA, (отрицательное указывает слуховой сигнал пришел первым, положительные СОА показывают, визуальная вспышка пришел первым). (D) Те же данные от сети переменного тока, построенные в виде средней точности (правильной идентификации временного порядка) в каждой задержки (рухнул через отрицательным и положительным SOA). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы VМЭН большую версию этой цифры.
Рисунок 3. Результаты McGurk задач и сравнение производительности McGurk с одновременности выполнения судебного решения. Типичные данные из задачи McGurk с расстройствами аутистического спектра и т.д тематических групп, адаптированные с разрешения 27. (A) Ответы на раздражитель McGurk для TD (показано черным) и ASD (показано красным) предметов. Из-за изменчивости реакций на тот же раздражитель, как внутри отдельных предметов, и по субъектам в группе, ответы представлены в виде процентов исследований, которые воспринимались как каждой фонемы. ASD предметы слышал слуховой слог "ба" на больший процент испытаниях, по сравнению TD субъектов, а субъекты TD услышал плавленого аудиовизуального слог "Да" на больший процент испытаний, чем ASD предметы. (B) Соотношение между шириной временной привязки окна (TBW) с задачей SJ и доли испытаний, в которых плавленого аудиовизуальных слог "да" было воспринято от стимула McGurk в той же группе ASD предметов. Был достоверная отрицательная корреляция, где слабо воспринимается McGurk коррелирует с большей TBW (R = 0,46, р <0,05). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой цифры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Рукопись описывает элементы психофизического батареи задач, которые используются для оценки временной обработки и остроту в сенсорной и мультисенсорной системы исследований. Аккумулятор имеет широкое применение для ряда популяций и была использована нашей лаборатории для того, чтобы охарактеризовать аудиовизуального временной производительность в типичных взрослых 18, детей 10,39, а у детей и взрослых с аутизмом 17,23. Кроме того, он был использован для изучения, как различные аспекты батареи связаны друг с другом в корреляционный анализ 27, и в настоящее время используются для связи сенсорные и мультисенсорного показателей эффективности к когнитивным аспектам, включая язык и общение, внимание и исполнительные функции. Важно отметить, что основным ограничением этой целевой батареи с относительно проверки лиц с расстройствами аутистического спектра является то, что формат задач требует, чтобы участники имели навыки рецептивной речи, чтобы понятьустные инструкции и указать это понимание. Таким образом, задачей батареи в данный момент подходит только для тестирования высокие функционирующих людей с аутизмом.
Акцент батареи на временных факторов основывается на важности этих факторов для строительства достоверные сенсорных и перцептивных представлений. В мультисенсорной области, это лучше всего отражает во время строительства мультисенсорной "временной привязки окна (TBW)," эпоха времени, в котором слуховые и визуальные сигналы могут сильно влиять друг на друга. Как предполагалось ранее, это окно высоко экологическое конструкция, в том, что сенсорные события и связанные с ними энергии происходят в разных расстояниях. Таким образом, учет различий в времени распространения слуховых и зрительных сигналов, мозг оценивает аудиовизуального временную структуру в связи с этим окном, и, таким образом, делает вероятностного суждения относительно того, принадлежат стимулы вместе или нет. Эти ей данныхtrongly доводы в пользу TBW в качестве меры временной зрения и прочности мультисенсорного интеграции, и, действительно, было показано, что ширина этого окна по-видимому, коррелирует с величиной процесса связывания, с теми, у небольших окон, имеющих большие показатели интеграция 18,27.
Кроме того, чтобы быть вероятностным конструкция по лиц, TBW также очень сильно зависит от стимула и задачи. Действительно, как подчеркивается в батарее, представленной здесь, мультисенсорной временная функция может быть оценена с помощью стимулов, начиная от самых простых и неэкологическим (например, вспышек и звуковых сигналов) до самых ethologically отношение аудиовизуальных сигналов (например, речи). Кроме того, ОВО может быть получена из мер, включающих одновременности суждений, временных суждений порядка, восприятие иллюзорных стимулов и т.д. Таким образом, коллективное использование задач, которые отличаются как их стимулирования и задач условные обеспечитьнаиболее полное окно в аудиовизуальной временной функции.
TBW индивида измеряется путем извлечения параметров из соответствующей кривой для чистой производительности участника от задачи SJ. Таким образом, следует позаботиться, чтобы рассмотреть кривая отдельных предметов »подходит для того, чтобы оборудованная кривая точно описывает исходные данные. Хотя массив определений для измерения ширины TBW существует в литературе, предполагается, что следующие критерии быть легко использованы для сравнения по предметам в то же время захвата индивидуальных различий в эффективности. Во-первых, "влево" и "вправо" TBW следует измерять от 0 мс (объективно слуховой ведущих асинхронности против визуального ведущих асинхронности) в отличие от индивидуального PSS (среднее значение оборудованная кривой). Во-вторых, ширина должна быть измерена при 50% отчета синхронных испытаний (не 50% от максимального ответа на эту тему), захватываяДиапазон asynchronies, в котором субъект сообщил "то же самое время" для большинства испытаний. Потому что некоторые предметы никогда не выдают "в тот же время" для более чем 75% испытаний на любом SOA, это позволит Наибольшее количество субъектов, которые будут включены в анализ.
Наряду с его полезности для характеристики мультисенсорной временной функции в «neurotypical" населения по всему продолжительности жизни, элементы описанного батареи задач были использованы для оценки сенсорных и мультисенсорных процессов у лиц с расстройствами аутистического спектра 26-28,37. Хотя сенсорные расстройства были классически связаны с аутизмом, это только недавно, что эти нарушения ввели диагностическую народные, и что сильнее понимание того, как измененная мультисенсорной функции может способствовать фенотипа аутизма был накоплен. Действительно, основной повлияли доменов при аутизме (то есть, социальная коммуникация) являются представлениями, которые построены наОсновой мультисенсорной процессов, сильно предполагая, что изменения в этих процессах может иметь пагубные последствия для социальной коммуникации. Используя элементы временной батареи, описанной здесь, было установлено, что мультисенсорной временная зрения беднее аутизма, и что это беднее производительности связана с понимания речи измеряет 28. Текущая работа стремится связать различные аспекты аудиовизуального временной производительности для целого ряда когнитивных мер.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Oscilloscope | |||
| Photovoltaic cell | |||
| Microphone | |||
| Noise-cancelling headphones | |||
| Chin rest | |||
| Audiometer |
References
- Calvert, G. A., Spence, C., Stein, B. E. Handbook of Multisensory Processes. , MIT Press. (2004).
- Stein, B. E., Meredith, M. A. The Merging of the Senses. , 224 (1993).
- King, A. J., Calvert, G. A. Multisensory integration: perceptual grouping by eye and ear. Curr Biol. 11 (8), R322-R325 (2001).
- 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).
- 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).
- Sumby, W. H., Pollack, I. Visual Contribution to Speech Intelligibility in Noise. J. Acoust. Soc. Am. 26, 212-215 (1954).
- Bishop, C. W., Miller, L. M. A multisensory cortical network for understanding speech in noise. J Cogn Neurosci. 21 (9), 1790-1805 (2009).
- Stevenson, R. a, Wallace, M. T. Multisensory temporal integration: task and stimulus dependencies. Exp Brain Res. 227 (2), 249-261 (2013).
- 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).
- 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).
- Wallace, M. T. Unifying multisensory signals across time and space. Exp Brain Res. 158 (2), 252-258 (2004).
- Alais, D., Newell, F. N., Mamassian, P. Multisensory processing in review: from physiology to behaviour. Seeing Perceiving. 23 (1), 3-38 (2010).
- 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).
- 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).
- Wassenhove, V., Grant, K. W., Poeppel, D. Temporal window of integration in auditory-visual speech perception. Neuropsychologia. 45 (3), 598-607 (2007).
- 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).
- Foss-Feig, J. H. An extended multisensory temporal binding window in autism spectrum disorders. Exp Brain Res. 203 (2), 381-389 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kanner, L. Autistic Disturbances of Affective Contact. Nervous Child. 2, 217-250 (1943).
- 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).
- Boer-Schellekens, L., Eussen, M., Vroomen, J. Diminished sensitivity of audiovisual temporal order in autism spectrum disorder. Front Integr Neurosci. 7, 8 (2013).
- 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).
- Stevenson, R. A. Brief Report: Arrested Development of Audiovisual Speech Perception in Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 44 (6), 1470-1477 (2013).
- Stevenson, R. A. Multisensory temporal integration in autism spectrum disorders. J Neurosci. 34 (3), 691-697 (2014).
- Stevenson, R. A. Evidence for Diminished Multisensory Integration in Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 44 (12), 3161-3167 (2014).
- Hodgdon, L. Q. Teaching children with autism: Strategies to enhance communication and socialization. Quill, Q. A. , Delmar. 265-286 (1995).
- 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).
- 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).
- McGurk, H., MacDonald, J. Hearing lips and seeing voices. Nature. 264, 746-748 (1976).
- 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).
- Boer-Schellekens, L., Eussen, M., Vroomen, J. Diminished sensitivity of audiovisual temporal order in autism spectrum disorder. Front Integr Neurosci. 7 (8), (2013).
- Lenroot, R. K., Yeung, P. K. Heterogeneity within Autism Spectrum Disorders: What have We Learned from Neuroimaging Studies. Front Hum Neurosci. 7, 733 (2013).
- 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).
- Woynaroski, T. G. Multisensory Speech Perception in Children with Autism Spectrum Disorders. J Autism Dev Disord. 43 (12), 2891-2902 (2013).
- Magnotti, J. F., Beauchamp, M. S. The Noisy Encoding of Disparity Model of the McGurk Effect. Psychonomic Bulletin & Review. , (2014).
- Hillock-Dunn, A., Wallace, M. T. Developmental changes in the multisensory temporal binding window persist into adolescence. Dev Sci. 15 (5), 688-696 (2012).
