Ett förenklingsprotokoll underlättar barnens deltagande i ASD i elektrofysiologisk forskning

Summary

Elektrofysiologisk forskning är ett viktigt verktyg för att identifiera biomarkörer av utvecklingsstörningar, inklusive autismspektrumstörningar (ASD), men datainsamling i dessa populationer är fortfarande utmanande. Detta arbete presenterar ett förtrogningsprotokoll som ska åtfölja forskning som innehåller elektroencefalografi (EEG) för att förbättra sannolikheten för att samla EEG-data från barn med ASD.

Abstract

I detta papper ingår en detaljerad beskrivning av ett förtrogningsprotokoll, som används som en integrerad del av ett större forskningsprotokoll för att samla in elektroensfalografi (EEG) data och händelserelaterade potential (ERP). För närvarande gör systemen tillgängliga för insamling av EEG / ERP-data av hög kvalitet stora krav på barn med utvecklingshinder, som de som har en autismspektrumstörning (ASD). Barn med ASD kan ha svårt att anpassa sig till nya situationer, tolerera obekväma sensoriska stimuli och sitta tyst. Detta bekräftelseprotokoll använder bevisbaserade metoder (EBP) för att öka forskningsdeltagarnas kunskap och förståelse för forskningsprotokollens specifika aktiviteter och steg. Verktygen i detta bekräftelseprotokoll är en social berättelse, ett visuellt schema, Premack-principen, rollspel och modellering. Målet med detta bekräftelseprotokoll är att öka förståelsen och agencY och för att eventuellt minska ångest för barndeltagare, vilket medför större sannolikhet för att forskningsprotokollet för insamling av EEG / ERP-data lyckades slutföras.

Introduction

Autismspektrumstörningar (ASD) är neurodevelopmentella störningar som karakteriseras av en konstellation av sociala kommunikativa svårigheter och begränsade, repetitiva beteendemönster ^{1 , 2} . Eftersom antalet identifierade individer som uppfyller kriterierna för ASD ökar, så gör det också en önskan att bättre förstå de neurologiska grundarna i samband med ASD. Experter har föreslagit att framtida forskning bör omfatta utveckling av processer för tidig upptäckt av atypisk hjärnfunktion, vilket kan leda till interventioner för att stödja hjärnsystemen som är hypoteserade för att påverka socialt beteende ¹⁴ . I synnerhet använder denna forskning temporärt känsliga neuroimaging-metoder, nämligen elektroencefalografi (EEG) och Event-Related Potentials (ERP) – att bedöma audiovisuell (AV) taluppfattning hos barn med typisk utveckling och riskfyllda för ASD och andra utvecklingAll funktionshinder. Användningen av elektrofysiologitekniker, både EEG och ERP, kommer att ge en bättre förståelse för de neurala baserna för både typiskt och atypiskt AV-taluppfattning över utveckling. Denna forskningsinriktning innefattar analys av både kontinuerliga EEG-data och ERP. Eftersom ERP är tidslåsade, flera provvärden av medelvärdet av EEG, kommer detta papper att diskutera förfaranden för insamling av EEG-data.

För att säkerställa att detta arbete är så representativt för befolkningen som möjligt, ingår personer med ASD som presenterar sig i varierande grad av social, kognitiv och språkförmåga som deltagare. För närvarande gör systemen tillgängliga för insamling av EEG-data av hög kvalitet stora krav på barn med utvecklingshinder. Exempel på beteenden som individer med ASD kan ha problem med är att anpassa sig till nya situationer, tolerera obekväma sensoriska stimuli ( dvs. bär ett EEG-lock), enD sitter tyst. Dessa svårigheter kan kopplas till individens sensoriska bearbetningsutmaningar, hans / hennes koppling i socialt perspektiv, potentiella kognitiva svårigheter och insisterande på samhet. Sammantaget kan dessa egenskaper påverka ett barns förmåga att följa de uppgifter som ingår i forskningsverksamheten ¹ . Därför är det viktigt att utveckla forskningsprotokoll som stöder barnets styrkor och tillgodose sina begränsningar för att underlätta barns deltagande i ASD. Målet är att hjälpa barn med ASD att slutföra forskningsaktiviteter, utan tvång och på ett sätt som leder till användbara neurobiologiska data.

Det aktuella arbetet är en del av en större studie om ögonblicken och neuralt svar på audiovisuellt tal hos barn med språk och sociala funktionshinder, inklusive barn med ASD ^{11 , 12} . Den primäraExperimentella protokollet innefattar flera beteendemässiga bedömningssessioner, samt en simulerad och en riktig EEG-datainsamlingssession. Detaljer om EEG- och ERP-bearbetning och analys kommer inte att diskuteras här; Se Harwood et al. ⁹ för ERP databehandling protokoll.

Fokusen på detta dokument är ett förkunnelseprotokoll som utformats för att ta itu med utmaningarna att få barn (särskilt de med utvecklingshinder som ASD) att engagera sig i neurobiologisk forskning. Som i många forskningsstudier av denna typ måste deltagarna komplettera en rad standardiserade utvärderingsuppgifter utöver att delta i EEG-datainsamling. På grund av de utmaningar som individer med ASD möter när de hanterar nya miljöer, tolererar obekväma sensoriska stimuli och sitter stilla under längre perioder måste strategier utvecklas för att öka deltagarnas förståelse för forskningsaktiviteterna. ÖkaD förståelse och byrå ökar deltagarens förmåga att framgångsrikt genomföra all forskningsverksamhet. Viktigt är att det här protokollet ger flera möjligheter för varje deltagare att fatta ett aktivt beslut angående hans / hennes deltagande, med en tydlig förmåga att välja bort och genom att övervaka emotionellt tillstånd genom experimentet säkerställs fortsatt samtycke ⁴ .

Det nationella professionella utvecklingscentret för autism och det nationella autismcentrumet är två organisationer som har utvecklat tydliga kriterier för upprättandet av bevisbaserade metoder för personer med ASD ^{16 , 22} . Protokollet för det aktuella forskningsprojektet använde dessa kriterier för att identifiera, välja, utveckla och genomföra specifika insatser som är tillämpliga för att ta itu med de utmaningar som enskilda kan möta för att framgångsrikt delta i forskningsverksamheten. SpecIfiska ingripanden från dessa källor inkluderar sociala berättelser, visuella stöd i form av visuellt schema, rollspel och modellering ²² . Dessutom innehåller protokollet en tillämpning av Premack-principen ¹⁸ . Premack-principen innebär att man följer en lågpreferensaktivitet med en högpreferensaktivitet ^{13 , 18} , vilket ger en kort, tydlig koppling mellan individens förväntade beteende till belöningen. Om ett barn svarar på frågor i 10 minuter kan han / hon exempelvis spela med en föredragen leksak i 10 minuter.

Tidigare forskning tyder på att sociala berättelser är ett effektivt ingripande för barn med ASD som uppvisar störande beteenden ¹⁹ . Sociala berättelser ger bakgrund och information om sammanhanget av en situation som ett medel för att ge ökad förståelse i samband med social förväntans. De flesta sociala berättelser inkluderar förväntade aktiviteter, möjliga perspektiv för andra inblandade och sätt att interagera med andra människor under strukturerad verksamhet (se Figur 1 för ett exempel på den sociala berättelsen som används här). Sociala berättelser har visat sig minska ångest och stödja en individ med förväntningar i den nya situationen ¹⁵ .

Ett visuellt schema kan vara effektivt för att hjälpa barn med ASD att hantera nya sociala situationer ²⁰ . Visuella stöd inom ramen för ett schema ger individer med ASD en statisk referens till hjälp för att förutsäga kommande aktiviteter (se Figur 2 för ett exempel på det visuella schemat som används här). Dessutom avlägsnas aktiviteter som de uppstår, för att förstå tidens gång och ger en konkret visuell representation av sessionen. Utan denna visuella representation kan individer med ASD bli oroliga omDe kan inte förstå hur mycket tid som har gått och hur mycket tid som finns kvar i en aktivitet eller session. Ett visuellt stöd som gör att deltagaren kan uttrycka sina känslor kan också vara användbar för att deltagaren lättare ska kunna hantera olika känslor (se figur 3 för ett exempel på en känslomässig skala).

Rollspel och modellering ger möjlighet att se och öva nya situationer för personer med ASD. Repetitionsprocessen ger klarhet om förväntat beteende och minskar ytterligare ångest för dessa nya scenarier ^{8 , 22} . Rollspel, inklusive modellering, ger individen ett tydligt tillfälle att öva och fatta beslut om sitt val att delta eller välja bort en viss aktivitet (se figurerna 5 och 6 för exempel på rollspel och modellering med leksak Björn och chIld som bär locket).

Vissa personer med ASD och / eller andra utvecklingshinder har kanske inte utvecklat mognad eller kognitiv förmåga att tydligt förstå forskningsuppgifter. Det finns faktiskt ett etiskt dilemma kring de utsatta gruppernas deltagande på grund av deras svårigheter med förståelse i komplexa sociala situationer och den inverkan detta har på informerat samtycke ¹⁷ . Emellertid har processer utvecklats för att bättre säkerställa informerat samtycke utan otillbörligt tryck ^{4 , 17} . Till exempel ges visuella symboler och punktpunkter med enkla förklaringar här, och deltagare frågas om de accepterar att delta i studien som en pågående process ³ . För att underlätta förståelsen för individer med utvecklingshinder måste ett protokoll utvecklas som båda anpassar sig till studiemålen, men följer fortfarande etiska riktlinjer, inklusiveÄmnet väljer att delta utan övertalning eller ångra sig tryck ⁶ .

Protocol

Alla förfaranden har godkänts av lämpliga forskningsetiska kommittén vid Southern Connecticut State University och Yale University, med samtycke från deltagarna. 1. Skapa en social berättelse Figur 1 . Socialt berättande. Ett prov socialt berättande, läs till deltagaren före första mötet och av forskaren innan experimente…

Representative Results

Som en del av en serie studier om ögonblicken och audiovisuell taluppfattning rekryterades en första kohort på 25 deltagare med ASD och genomsnittliga IQ (n = 25, 19 pojkar, 6 tjejer, medelålder = 10,25 år) med ett liknande EEG-protokoll ( Figur 9 ). 72% av barnen i den tidigare kohorten fullbordade EEG-protokollet. I den nuvarande kohorten rekryterades hittills 15 deltagare med ASD (n = 15, 11 pojkar, 4 tjejer, medelålder = 9,4 år), varav 12 deltog i familiariser…

Discussion

Bekantskapsprotokollet som beskrivs ovan gäller EBP för att öka sannolikheten för att barndeltagare med ASD kommer att kunna slutföra flera test sessioner och EEG-datainsamling. Före genomförandet av stegen i denna förkännandeprocess kunde deltagarna inte slutföra alla komponenter i EEG-förvärvsprotokollet. Preliminära data från denna studie visar att alla deltagare som engagerar sig i familiariseringsprotokollet kunde slutföra hela EEG-datainsamlingen.

De kritiska stegen som …

Materials

Electroencephalography Net

Electrical  Geodesics Incorporated

EGI 300 Series Amplifier