En fortrolighetsprotokoll letter barna med ASD i elektrofysiologisk forskning

Summary

Elektrofysiologisk forskning er et viktig verktøy for å identifisere biomarkører av utviklingsforstyrrelser, inkludert autismespektrumforstyrrelser (ASD), men datainnsamling i disse populasjonene er fortsatt utfordrende. Dette arbeidet presenterer en familiarization protokoll som skal ledsage forskning som inkluderer elektroencefalografi (EEG) for å forbedre sannsynligheten for å samle EEG-data fra barn med ASD.

Abstract

Dette papiret inneholder en detaljert beskrivelse av en kjent protokoll, som brukes som en integrert del av en større forskningsprotokoll for å samle inn elektroencefalografi (EEG) data og hendelsesrelaterte potensialer (ERPer). I dag er systemene som er tilgjengelige for innsamling av EEG / ERP-data av høy kvalitet, store krav til barn med utviklingshemming, for eksempel de som har en Autism Spectrum Disorder (ASD). Barn med ASD kan ha problemer med å tilpasse seg nye situasjoner, tolerere ubehagelige sensoriske stimuli og sitte stille. Denne bekreftelsesprotokollen bruker evidensbaserte praksis (EBP) for å øke forskningsdeltakernes kunnskap og forståelse av de spesifikke aktivitetene og trinnene i forskningsprotokollen. Verktøyene i denne familiariseringsprotokollen er en sosial fortelling, en visuell tidsplan, Premack-prinsippet, rollespill og modellering. Målet med denne familiariseringsprotokollen er å øke forståelsen og agencY og potensielt redusere angst for barns deltakere, noe som resulterer i en større sannsynlighet for at forskningsprotokollet for vellykket gjennomføring av EEG / ERP-data er fullført.

Introduction

Autismespektrumforstyrrelser (ASD) er nevrodevelopmental lidelser preget av en konstellasjon av sosiale kommunikasjonsvansker og begrenset, repeterende oppførselsmønster ^{1 , 2} . Ettersom antallet identifiserte individer som oppfyller kriteriene for ASD øker, gjør det også ønske om å bedre forstå de nevrologiske grunnene knyttet til ASD. Eksperter har antydet at fremtidig forskning bør omfatte utvikling av prosesser for tidlig påvisning av atypisk hjernefunksjon, som kan føre til tiltak for å støtte hjernesystemene som er hypoteset for å påvirke sosial atferd ¹⁴ . Spesielt bruker denne undersøkelsen tidsmessig sensitive neuroimaging-tilnærminger – nemlig elektroensfalografi (EEG) og Event-Related Potentials (ERP) – for å vurdere audiovisuell (AV) taleoppfattelse hos barn med typisk utvikling og de som er i risiko for ASD og andre utviklingAl funksjonshemninger. Bruken av elektrofysiologi teknikker, både EEG og ERP, vil gi en bedre forståelse av de neurale basene for både typisk og atypisk AV-taleoppfattelse på tvers av utviklingen. Denne forskningsmetoden inkluderer analyse av både kontinuerlige EEG-data og ERP. Fordi ERP er tidsbestemt, flere prøveverdier i gjennomsnitt av EEG, vil dette papiret diskutere prosedyrer for innsamling av EEG-data.

For å sikre at dette arbeidet er så representativt for befolkningen som mulig, inngår enkeltpersoner med ASD som presenterer seg med varierende grad av sosial, kognitiv og språklig evne som deltakere. I dag gjør systemene som er tilgjengelige for innsamling av EEG-data av høy kvalitet, betydelige krav til barn med utviklingshemming. Eksempler på atferd som enkeltpersoner med ASD kan ha problemer med, inkluderer tilpasning til nye situasjoner, tolererer ubehagelige sensoriske stimuli ( dvs. iført en EEG-hette), enD sitter stille. Disse vanskelighetene kan være knyttet til individets sanselige utfordringer, hans / hennes avkopling i sosialt perspektiv, potensielle kognitive vanskeligheter og insistering på sameness. Samlet sett kan disse egenskapene påvirke barns evne til å overholde de nødvendige oppgaver som utgjør forskningsaktiviteten ¹ . Derfor er det viktig å utvikle forskningsprotokoller som støtter barnas styrker og imøtekomme deres begrensninger for å lette deltagelse av barn med ASD. Målet er å hjelpe barn med ASD i å fullføre forskningsaktiviteter, uten tvang og på en måte som fører til brukbare nevrobiologiske data.

Nåværende arbeid er en del av en større studie om øyeblikk og nevrale respons på audiovisuell tale hos barn med språklige og sosiale funksjonshemminger, inkludert barn med ASD ^{11 , 12} . Den primæreEksperimentell protokoll innebærer flere atferdsevaluering økter, samt en simulert og en ekte EEG datainnsamling økt. Detaljer om EEG- og ERP-prosessering og analyse vil ikke bli diskutert her; Se Harwood et al. ⁹ for ERP-databehandlingsprotokollene.

Fokuset på dette papiret er en kjent protokoll som er utformet for å møte utfordringene med å få barn (spesielt de med utviklingshemming som ASD) til å engasjere seg i nevrobiologisk forskning. Som i mange forskningsstudier av denne typen, må deltakerne fullføre en rekke standardiserte vurderingsoppgaver i tillegg til å delta i EEG-datainnsamling. På grunn av utfordringene som personer med ASD står overfor når de håndterer nye miljøer, tolererer ubehagelige sensoriske stimuli, og sitter stille i lengre perioder, må strategier utvikles for å øke deltakerens forståelse av forskningsaktivitetene. ØkeD forståelse og byrå vil øke deltakerens evne til å fullføre alle forskningsaktiviteter. Viktig er at denne protokollen gir flere muligheter for hver deltaker å ta en aktiv beslutning om hans / hennes deltakelse, med en klar evne til å velge bort og ved å overvåke følelsesmessig tilstand gjennom hele forsøket, er det sikret kontinuerlig samtykke ⁴ .

Nasjonalt faglig utviklingssenter for autisme og det nasjonale autismesenteret er to organisasjoner som har utviklet klare kriterier for etablering av bevisbasert praksis for enkeltpersoner med ASD ^{16 , 22} . Protokollen for det nåværende forskningsprosjektet brukte disse kriteriene til å identifisere, velge, utvikle og gjennomføre spesifikke tiltak som kan brukes til å løse de utfordringene som enkeltpersoner kan møte når de skal delta i forskningsaktivitetene. SpesifikasjonenIfiske inngrep fra disse kildene inkluderer sosiale fortellinger, visuelle støttemidler i form av en visuell tidsplan, rollespill og modellering ²² . I tillegg inneholder protokollen en anvendelse av Premack-prinsippet ¹⁸ . Premack-prinsippet innebærer å følge en lavpreferanseaktivitet med en høy preferanseaktivitet ^{13 , 18} , som gir en kort, klar sammenheng mellom individets forventede atferd til belønningen. For eksempel, hvis et barn svarer på spørsmål i 10 minutter, kan han / hun da leke med et foretrukket leketøy i 10 minutter.

Tidligere undersøkelser antyder at sosiale fortellinger er en effektiv intervensjon for barn med ASD som utviser forstyrrende atferd ¹⁹ . Sosialt fortellinger gir bakgrunn og informasjon om sammenhengen til en situasjon som et middel til å gi økt forståelse knyttet til samfunnsforventnings. De fleste sosiale fortellinger inkluderer forventede aktiviteter, mulige perspektiver for andre involverte, og måter å samhandle med andre mennesker under strukturerte aktiviteter (se figur 1 for et eksempel på den sosiale fortellingen som brukes her). Sosiale fortellinger har vist seg å redusere angst og støtte et individ med forventninger i den nye situasjonen ¹⁵ .

En visuell tidsplan kan være effektiv for å hjelpe barn med ASD til å takle nye sosiale situasjoner ²⁰ . Visuelle støtter i rammen av en tidsplan gir enkeltpersoner med ASD en statisk referanse til hjelp ved å forutse kommende aktiviteter (se figur 2 for et eksempel på den visuelle planen som brukes her). I tillegg støtter fjerning av aktiviteter som de oppstår, en forståelse av tidens gang og gir en konkret visuell representasjon av økten. Uten denne visuelle representasjonen kan personer med ASD bli engstelig hvisDe er ikke i stand til å konseptualisere hvor mye tid det har gått og hvor mye tid som er igjen i en aktivitet eller økt. En visuell støtte som gjør at deltakerne kan uttrykke sine følelser, kan også være nyttig for at deltakeren lettere skal kunne håndtere ulike følelser (se figur 3 for et eksempel på en følelsesvurderingskala).

Rollespill og modellering gir mulighet til å se og praktisere nye situasjoner for enkeltpersoner med ASD. Behandlingsprosessen gir klarhet om forventet atferd og reduserer ytterligere angst for disse nye scenariene ^{8 , 22} . Rollespill, inkludert modellering, gir individet en klar mulighet til å øve og ta stilling til hans / hennes valg av å delta eller velge ut en bestemt aktivitet (se figurene 5 og 6 for eksempler på rollespill og modellering med leketøy Bjørn og chIld iført hetten).

Noen individer med ASD og / eller andre utviklingshemminger kan ikke ha utviklet modenhet eller kognitiv evne til å forstå klart forskningsoppgaver. Faktisk er det et etisk dilemma som omgir de sårbare gruppers deltakelse på grunn av vanskeligheter med forståelse i komplekse sosiale situasjoner og virkningen dette har på informert samtykke ¹⁷ . Imidlertid er prosesser utviklet for bedre å sikre informert samtykke uten unødig press ^{4 , 17} . For eksempel er det gitt visuelle symboler og punktpunkter med enkle forklaringer her, og deltakere blir spurt om de er enige om å delta i studien som en pågående prosess ³ . For å lette forståelsen av personer med utviklingshemming, må det utvikles en protokoll som begge stemmer overens med studiemålene, og overholder imidlertid etiske retningslinjer, inkludertMotivet velger å delta uten overtalelse eller angre press ⁶ .

Protocol

Alle prosedyrer er godkjent av den aktuelle forskningsetiske komiteen ved Southern Connecticut State University og Yale University, med samtykke fra deltakerne. 1. Lag en sosial fortelling Figur 1 . Sosial fortellende. En samling sosial fortelling, les til deltaker før den første avtalen og av forskeren før oppstart av eksperiment…

Representative Results

Som en del av en rekke studier på øyeblikk og audiovisuell taleopplevelse ble en første kohort på 25 deltakere med ASD og gjennomsnittlig IQ (n = 25, 19 gutter, 6 jenter, middelalder = 10,25 år) rekruttert ved hjelp av en lignende EEG-protokoll ( Figur 9 ). 72% av barna i denne tidligere kohorten fullførte EEG-protokollen. I den nåværende kohorten ble hittil 15 deltakere med ASD rekruttert (n = 15, 11 gutter, 4 jenter, middelalder = 9,4 år), hvorav 12 deltok i f…

Discussion

Bekreftelsesprotokollen som er beskrevet ovenfor gjelder EBPs for å øke sannsynligheten for at barnedeltakere med ASD vil kunne fullføre flere test økter og EEG datainnsamling. Før implementeringen av trinnene i denne kunngjøringsprosessen var deltakerne ikke i stand til å fullføre alle komponentene i EEG-forskningsinnsamlingsprotokollen. Foreløpige data fra denne studien viser at alle deltakere som deltar i familiariseringsprotokollen, kunne fullføre hele EEG-datainnsamlingen.

De …

Materials

Electroencephalography Net

Electrical  Geodesics Incorporated

EGI 300 Series Amplifier