Summary

의미 못쓰게 이벤트 관련 잠재력 (ERP) 작업을 자폐증 스펙트럼 장애에서 Lexico 의미 및 Visuo 의미 체계 처리를 공부

Published: April 12, 2018
doi:

Summary

이 종이 자폐증 스펙트럼 장애 (ASD)와 개인에 의미 체계 처리를 조사 하기 위해 사진과 단어의 양식 적임 내 쌍을 사용 하 여 의미 못쓰게 ERP 작업을 설명 합니다.

Abstract

자폐증 스펙트럼 장애 (ASD)를 가진 개인 이해 하는 언어의 의미 또는 의미 체계 처리에 특성 적자를 가진다. 그러나, 몇 가지 증거 비 언어적 자극의 의미 처리 의미 적자 언어 관련 될 수 있습니다 제안, 그대로 임을 나타냅니다. 의미 체계 처리 적자 ASD, 내-모달 언어 (예를 들어, 단어를 서 면)의 비교를 가진 개인에서 적절 하 게 특성 및 비 언어적 자극 (예를 들어, 사진)가 필요. 이 문서 사용 하 여 만드는 의미 못쓰게 패러다임의 electroencephalographic (뇌 파) 데이터의 동시 녹음 하는 동안 이러한 방법론을 설명 합니다. 뇌 파 행동 수준에서 관찰 되지 않을 수 있습니다 의미 처리의 미묘한 차이 특성에 적합 하는 두뇌 활동의 동적 측정을 제공 합니다. 의미 못쓰게 패러다임 선물 주요 그림 이나 단어 (예를 들어, 개) 대상 그림 이나 단어 중 하나를 (예를 들어, 고양이) 관련 또는 무관 한 (예를 들어, 연필) 주요. 이 패러다임 다른 modalities에 걸쳐 의미 체계 처리를 평가 하 고 ASD와 어떻게 그들이 TD 개인에서 다 수 개인 lexico 의미 및 visuo 의미 처리 능력 비교에 따라서 사용할 수 있습니다. 뇌 파 검사 및 뇌 파 데이터 분석을 수행 하는 자극을 만드는 관련 된 특정 단계를 설명 합니다. 대표 결과 어떻게 이벤트 관련 잠재력 (ERP)의 N400 구성 요소는 감소 다음 의미적으로 관련 된 주요한 표적 쌍 없는 쌍에 비해 보여줍니다. 조건, 형식 및 그룹 간의 N400의 비교 의미 처리의 성공의 견적을 제공할 수 있으며 그로 인하여 의미 적자 ASD 또는 다른 임상 인구 개인에 특성을 사용할 수 있습니다.

Introduction

인지 심리학에 있는 연구원은 오랫동안 사람들이 언어의 의미를 이해 하는 방법에 관심이 되었습니다. 언어 처리는 증가 하는 복잡성, 문자와 단어 인식에서 구문 구문 분석, 의미 처리의 단계 순서를 포함 한다. 단어, 그림, 또는 소리, 의미 처리 액세스 자극의 의미를 말합니다. 초기 단어 인식, 단어의 의미 또는 의미의 액세스의 초기 단계에 따라 언어 처리에서 중요 한 단계입니다. 의미 통합 그들의 관계를 이해 하는 자극의 의미를 통합 하는 프로세스를 말합니다 그리고 이해 문장 같은 처리 하는 상위 수준 언어에 대 한 중요 한. 뿐만 아니라 문장에서 각 단어의 의미, 액세스할 필요가지 않습니다 하지만 각 개별 단어의 의미는 문장 의미, 또는 “요점”의 일관 된 이해를 형성 하기 위하여 통합 될 필요가.

자폐증 스펙트럼 장애 (ASD) 개인 언어 이해1에서 종종 상당한 적자를 가진다. 이러한 어려움 의미 체계 처리 및 통합2,,34에 적자에서 줄기 제안 몇 가지 증거가 있다. 그러나, 다른 학문 제안 자료 아닌 언어 (예를 들어, 시각 또는 청각)에 선물 될 때 ASD 가진 개인 의미 처리 적자를 표시 하지 않습니다 형식3,5,6 . 이러한 발견은 건의 한다 의미 처리 적자 ASD에 언어 (즉, 서 면 또는 음성) 제한 될 수 있습니다 형식. 따라서, 다른 modalities 대조 접근은 의미 체계 처리 적자는 도메인 또는 보급 처리 스타일을 나타내는 범위에 대 한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이 문서의 목적은 동시 electrophysiological 녹음 하는 동안 의미 프라이 밍 작업을 사용 하 여 다른 modalities 사이 의미 체계 처리를 비교 하기 위한 방법론을 설명 하기 위해.

의미 못쓰게 패러다임 연구 조사 어떻게 의미 영향 하위 단어 인식7,8처리에 오랜 역사를가지고 있습니다. 전통적인 의미 프라이 밍 작업에 주요 단어를 제시 (예를 들어, 고양이) 대상 이어서 의미상으로 단어 (예를 들어, 개) 관련 또는 주요 관련이 없는 (예를 들어, 도 서). 참가자 대상 단어 실제 단어 인지 여부를 확인 하도록 요청 하는 이러한 작업은 종종 어휘 결정 작업의 맥락에서 이루어집니다. 다른 패러다임 참가자 대상 단어에서 의미 분류 작업을 수행 하거나 또는 하지 두 자극 관련 여부를 판단 할 수 있습니다. 특정 작업에 수십 년간 증거 반응 시간 (RTs)는 의미적으로 관련 되지 않은 사람에 비해 프라임 관련 대상 단어 빠르게 설립 했다.

“” 의미 프라이 밍 효과이 이론 계정7,8메커니즘의 수 기인 했다. 하나는 의미 체계의 네트워크를 통해 자동 확산 활성화 때문에 못쓰게 효과 주요 단어의 의미의 검색 대상 단어를 포함 하 여 다른 의미적으로 관련 된 단어의 의미를 활성화. 이 다음 대상 단어의 의미 체계 활성화에 필요한 시간을 줄일 수 있습니다. 두 번째 이론적 메커니즘은 주요 단어를 보고 따라 그 posits, 기대의 참가자의 잠재적인 대상 예상된 집합을 생성 합니다. 이 세트에 포함 된 대상 단어 다음 더 신속 하 게 인식 됩니다. 마지막으로, 총리와 대상 단어 간의 의미 관계의 존재를 수립 의미 론 적 일치의 후 어휘 메커니즘의 존재 postulated가지고 다른 사람. 기본 효과 특정 메커니즘에 의미 못쓰게 의미 체계 처리 및 통합의 유용한 인덱스 수 있습니다. 이 패러다임 어휘 자극에 국한 되지 않습니다 또한 고 그림9 뿐만 아니라 크로스-모달 의미 못쓰게 (예를 들어, 단어와 그림 사이)3같은 비 언어 자극의 의미 못쓰게 조사를 사용할 수 있습니다.

의미 프라이 밍 효과 psycholinguistic 문학에서 잘 공부 그리고 프라임-대상 관계, 총리 및 대상 프레 젠 테이 션의 타이밍 그리고 다른 많은 조작8의 형식에 관해서는 조사 되었습니다. 이 효과의 electrophysiological 상호도 잘 특징이10있다. Electroencephalography (뇌 파) 두 피에서 측정 하는 전기 활동에서 변화를 통해 신경 활동을 기록 하는 방법입니다. 뇌 파 (밀리초)의 순서에 매우 좋은 시간 해상도 있기 때문에 그로 인하여 나의 부재에도 그룹 사이의 의미 체계 처리에 미묘한 차이 제공할 수 있습니다 의미 못쓰게 패러다임에 대 한 방법론의 유용한 선택 이다 행동 효과 또는 응답입니다.

사건 관련 전위 (르 프 스크 웨) 특정 자극 또는 동작에서 발생 하는 뇌 파에 시간 잠겨 변화가 있다. 타이밍 및 응답의 극성에 따라 ERP의 다른 구성 요소는 인지 처리의 다양 한 측면의 반사. N400 구성 요소 (비록 몇 가지 다른 해석이 존재10,13) 의미 처리와 시맨틱 통합11,12 의 잘 설립 마커 이다. N400 진폭 의미 통합 쉽습니다 (예: 때 프라임과 의미 못쓰게 패러다임에 대상 의미상 관련) 의미 통합은 더 때 두 단어는 관련) (같은 어려운 때에 비해 때 감소 된다. 중요 한 것은, 관련된 없는 조건 (즉, “N400 효과”)의 진폭 차이 언어 아니다. N400 효과 또한 관찰 된다 비 언어 형식에서와 같은 의미상 관련과 관련 없는 사진 또는 환경 소리14,15,,1617의 쌍에 대응. N400 이므로 따라서 유용한 ERP 구성 요소 현재 패러다임의 목적에 대 한 의미 체계 처리 및 통합 능력의 양식 적임 독립적인 견적으로 사용할 수 있습니다.

개인 감소 하는 ASD 쇼 또는 의미 프라이 밍 효과 언어 자극2,3,4에 대 한 응답 N400 효과 없는 의미 체계 처리에 장애를 제안. 이러한 효과 visuo 의미에 대 한 응답에서 발견 되었습니다 그리고 오디오 의미 자극3,5,6, 대출 지원 주장 그 의미 처리는 언어 자극에 대 한 선택적으로 손상 된다. 그러나, 비교 형식은 대부분의 이전 연구는 주요한 표적 쌍 포함 어휘 자극 간 모달 못쓰게 사용. ASD 가진 개인 언어 자극의 의미 체계 처리에 적자는 제안 감안할 때, 같은 크로스-모달 자극 결과 영향을 수 있습니다. 진정으로 언어의 의미 처리 ASD 가진 개인에서 선택적으로 손상 여부 조사, 어휘 및 어휘 비 자극의 양식 적임 내 쌍을 사용 해야 합니다. 최근 연구에서 Coderre 외. 6 양식 적임 내 단어와 그림 의미 못쓰게 의미 처리 적자 ASD 가진 성인 (세 18-68)에 조사를 첫 번째 직접 비교 제공. ASD 가진 참가자와 일반적으로 개발 (TD) 참가자 사진 및 단어의 쌍을 볼 자극 관련 된 여부를 판단 하도록 요청 했다. 이 의미 못쓰게 작업 하는 동안 그들의 두뇌 활동은 뇌 파를 사용 하 여 기록 했다. 그룹 및 형식 사이의 N400 효과 비교 하 여이 패러다임 ASD 가진 개인에서 의미 처리의 자연에 대 한 통찰력을 제공 합니다.

이 문서의 목적은 의미 못쓰게 Coderre 그 외 여러분 에 의해 고용 하는 ERP 방법론을 설명 하는 6.이 패러다임 처음 공부 ASD 가진 성인에 있는 의미 체계 처리를 구현, 비록 그것 lexico 의미 및 visuo 의미 처리, 어느에 TD의 신경 상관 관계를 탐구 하고자 하는 모든 경험에 대 한 유용한 증명할 수 있습니다 개인 또는 특정 임상 인구에서.

Protocol

여기에 설명 된 모든 메서드는 제도적 검토 보드의 존스 홉킨스 대학, 원래 연구6 수행 되었다에 의해 승인 되었다. 1. 자극 만들기 주요한 표적 쌍을 만든 것입니다 어떤 구체적인 명사의 초기 목록을 만듭니다. 선택한 모음 Subtlex19등에서 약 500 구체적인 명사를 선택 하 고 각 단어에 대 한 관심 (예를 들어, </e…

Representative Results

만약 자극 관련된 없는 조건으로 적절 하 게 정렬 되었습니다, N400 효과 단어와 그림 자극 (그림 2)에 대 한 관찰 해야. 이것은 비관련된 조건 관련에 비해 조건에서 더 큰 부정적인 진폭으로 식별입니다. 단어 자극에 대 한 효과 중앙 또는 센트-정수 리 두 피6,10에 300-500 ms에서 수행 되어야 합니다. 그림 자극…

Discussion

현재 종이 탐험 의미 처리 적자 ASD 가진 개인에 대 한 그림 및 단어 자극으로 의미 못쓰게 ERP 패러다임을 개발에 중요 한 단계를 보도 했다. 주요 단계는 자극, 만들고, 프로그래밍 작업, 뇌 파 테스트 및 분석을 수행을 포함 합니다. 이 절차의 가장 시간이 많이 걸리는 부분 사이 자극 쌍, 조건, 시간과 길이, 주파수, 등 의미 relatedness 변수 형식 주의 일치 필요로 자극의 창조 될 것입니다. 따라서, 파…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 패러다임의 개발 치료 인지 신경 과학 기금과 벤자민 Adith 밀러 가족 기부 노화, 치 매, 자폐증 연구에 의해 지원 되었다.

Materials

EEG system Electrical Geodesics, Inc. (EGI) Geodesic EEG system (GES) 400 system: Net Amps 400 amplifier, NetStation 5.3, 128-channel HydroCel Geodesic Sensor nets
Potassium chloride Electrical Geodesics, Inc. (EGI)
Plastic bucket Electrical Geodesics, Inc. (EGI) EGI provides a plastic bucket for mixing electrolyte but any clean container can be used
Baby shampoo Johnson's
GNU Image Manipulation Program (GIMP)

References

  1. Tager-Flusberg, H., Paul, R., Lord, C. Language and communication in autism. Handbook of Autism and Pervasive Developmental Disorders. , 335-364 (2005).
  2. Kamio, Y., Robins, D., Kelley, E., Swainson, B., Fein, D. Atypical Lexical/Semantic Processing in High-Functioning Autism Spectrum Disorders without Early Language Delay. Journal of Autism and Developmental Disorders. 37, 1116-1122 (2007).
  3. McCleery, J. P., Ceponiene, R., Burner, K. M., Townsend, J., Kinnear, M., Schreibman, L. Neural correlates of verbal and nonverbal semantic integration in children with autism spectrum disorders. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 51 (3), 277-286 (2010).
  4. Dunn, M. A., Gaughan, H., Kreuzer, J., Kurtzberg, D. Electrophysiologic correlates of semantic classification in autistic and normal children. Developmental Neuropsychology. 16 (1), 79-99 (1999).
  5. Kamio, Y., Toichi, M. Dual access to semantics in autism: is pictorial access superior to verbal access?. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 41 (7), 859-867 (2000).
  6. Coderre, E. L., Chernenok, M., Gordon, B., Ledoux, K. Linguistic and Non-Linguistic Semantic Processing in Individuals with Autism Spectrum Disorders: An ERP Study. Journal of Autism and Developmental Disorders. 47 (3), 795-812 (2017).
  7. Neely, J. H. Semantic priming effects in vidual word recognition: A selective review of current findings and theories. Basic processes in reading: Visual word recognition. 11, 264-336 (1991).
  8. McNamara, T. P. . Semantic priming: Perspectives from memory and word recognition. , (2005).
  9. McPherson, W. B., Holcomb, P. J. An electrophysiological investigation of semantic priming with pictures of real objects. Psychophysiology. 36, 53-65 (1999).
  10. Kutas, M., Federmeier, K. D. Thirty years and counting: Finding meaning in the N400 component of the event-related brain potential (ERP). Annual Review of Psychology. 62, 621-647 (2011).
  11. Kutas, M., Hillyard, S. Reading Senseless Sentences: Brain Potentials Reflect Semantic Incongruity. Science. 207 (4427), 203-205 (1980).
  12. Lau, E. F., Phillips, C., Poeppel, D. A cortical network for semantics: (de)constructing the N400. Nature Reviews Neuroscience. 9 (12), 920-933 (2008).
  13. Brouwer, H., Fitz, H., Hoeks, J. Getting real about Semantic Illusions: Rethinking the functional role of the P600 in language comprehension. Brain Research. 1446, 127-143 (2012).
  14. Barrett, S. E., Rugg, M. D. Event-Related Potentials and the Semantic Matching of Pictures. Brain and Cognition. , 201-212 (1990).
  15. Hamm, J. P., Johnson, B. W., Kirk, I. J. Comparison of the N300 and N400 ERPs to picture stimuli in congruent and incongruent contexts. Clinical Neurophysiology. 212, 1339-1350 (2002).
  16. Ganis, G., Kutas, M., Sereno, M. I. The search for "common sense": an electrophysiological study of the comprehension of words and pictures in reading. Journal of Cognitive Neuroscience. 8 (2), 89-106 (1996).
  17. Nigam, A., Hoffman, J. E., Simons, R. F. N400 to Semantically Anomalous Pictures and Words. Journal of Cognitive Neuroscience. 4 (1), 15-22 (1992).
  18. Coltheart, M. The MRC psycholinguistic database. Quarterly Journal of Experimental Psychology. 33A, 497-505 (1981).
  19. Brysbaert, M., New, B. Moving beyond Kucera and Francis: A critical evaluation of current word frequency norms and the introduction of a new and improved word frequency measure for American English. Behavior Research Methods. 41 (4), 977-990 (2009).
  20. Davies, M. . The Corpus of Contemporary American English: 450 million words, 1990-present. , (2009).
  21. Zuccolotto, A. P., Roush, R. E., Eschman, A., Schneider, W. . E-Prime 2.0 Getting Started Guide. , (2012).
  22. Duncan, C. C., et al. Event-related potentials in clinical research: Guidelines for eliciting, recording, and quantifying mismatch negativity, P300, and N400. Clinical Neurophysiology. 120 (11), 1883-1908 (2009).
  23. Tools, P. S. . E-Prime Extensions for Net Station 2.0 User Manual. , (2014).
  24. Electrical Geodesics Inc. . Net Station 5 User Manual. , (2017).
  25. Tanner, D., Morgan-Short, K., Luck, S. J. How inappropriate high-pass filters can produce artifactual effects and incorrect conclusions in ERP studies of language and cognition. Psychophysiology. 52 (8), 997-1009 (2015).
  26. Dien, J. Issues in the application of the average reference: Review, critiques, and recommendation. Behavior Research Methods, Instruments, and Computers. 30 (1), 34-43 (1998).
  27. Dien, J., Franklin, M. S., May, C. J. Is "Blank" a suitable neutral prime for event-related potential experiments?. Brain and Language. 97, 91-101 (2006).
  28. Franklin, M. S., Dien, J., Neely, J. H., Huber, E., Waterson, L. D. Semantic priming modulates the N400, N300, and N400RP. Clinical Neurophysiology. 118 (5), 1053-1068 (2007).
  29. Luck, S. J. . An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , (2005).
  30. Groppe, D. M., Urbach, T. P., Kutas, M. Mass univariate analysis of event-related brain potentials/fields I: A critical tutorial review. Psychophysiology. 48, 1711-1725 (2011).
  31. Tanner, D., Van Hell, J. G. ERPs reveal individual differences in morphosyntactic processing. Neuropsychologia. 56, 289-301 (2014).
  32. D’Arcy, R. C. N., et al. Electrophysiological assessment of language function following stroke. Clinical Neurophysiology. 114 (4), 662-672 (2003).
  33. Pérez Velázquez, J. L., Galán, R. F. Information gain in the brain’s resting state: A new perspective on autism. Frontiers in Neuroinformatics. 7 (37), 1-10 (2013).
  34. Davis, G., Plaisted-Grant, K. Low endogenous neural noise in autism. Autism. 19 (3), 351-362 (2015).
  35. Ledoux, K., Coderre, E. L., Bosley, L., Buz, E., Gangopadhyay, I., Gordon, B. The concurrent use of three implicit measures (eye movements, pupillometry, and event-related potentials) to assess receptive vocabulary knowledge in normal adults. Behavior Research Methods. 48 (1), 285-305 (2016).
  36. Matson, J. L., Shoemaker, M. Intellectual disability and its relationship to autism spectrum disorders. Research in Developmental Disabilities. 30 (6), 1107-1114 (2009).
check_url/57217?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Coderre, E. L. A Semantic Priming Event-related Potential (ERP) Task to Study Lexico-semantic and Visuo-semantic Processing in Autism Spectrum Disorder. J. Vis. Exp. (134), e57217, doi:10.3791/57217 (2018).

View Video