Testen Sensorische en Multisensorische Functie bij kinderen met Autisme Spectrum Stoornis

Summary

We describe how to implement a battery of behavioral tasks to examine the processing and integration of sensory stimuli in children with ASD. The goal is to characterize individual differences in temporal processing of simple auditory and visual stimuli and relate these to higher order perceptual skills like speech perception.

Abstract

Naast beperkingen in sociale communicatie en de aanwezigheid van beperkte belangen en repetitief gedrag, zijn de tekorten in sensorische verwerking nu erkend als een kern symptoom van autisme spectrum stoornis (ASS). Ons vermogen om waar te nemen en te communiceren met de buitenwereld is geworteld in sensorische verwerking. Bijvoorbeeld, het luisteren naar een gesprek met zich meebrengt het verwerken van de auditieve signalen uit de luidspreker (toespraak inhoud, prosodie, syntax), evenals de bijbehorende visuele informatie (mimiek, gebaren). Gezamenlijk, de "integratie" van deze multisensory (dwz, gecombineerd audiovisuele) stukjes informatie resulteert in een beter begrip. Dergelijke multisensorische integratie aangetoond sterk afhankelijk van de tijdsrelatie van de gepaarde stimuli zijn. Zo stimuli die zich voordoen in nauwe temporele nabijheid zijn zeer waarschijnlijk resulteren in gedrags- en perceptuele voordelen – winsten verondersteld om een ​​afspiegeling is van de teoordeel van de kans dat deze twee stimuli kwamen uit dezelfde bron van perceptuele systeem. Veranderingen in deze temporele integratie verwacht sterk veranderen waarnemingsprocessen en waarschijnlijk het vermogen om nauwkeurig waarnemen en communiceren met onze wereld verminderen. Hier wordt een accu taken bedoeld om verschillende aspecten van sensorische en multisensorische temporele verwerking karakteriseren kinderen met ASS beschreven. Naast zijn bruikbaarheid bij autisme Deze batterij heeft een groot potentieel voor het karakteriseren van veranderingen in sensorische functie in andere klinische populaties, en gebruikt om veranderingen in deze processen in de levensduur onderzoeken.

Introduction

Traditionele neurowetenschappelijk onderzoek is vaak benaderd begrijpen van zintuiglijke waarneming door te focussen op de individuele zintuiglijke modaliteiten. Echter, de omgeving bestaat uit een breed scala van zintuiglijke input die zijn geïntegreerd in een verenigd perceptuele kijk op de wereld in een schijnbaar moeiteloze manier. Het feit dat we bestaan ​​in zo'n rijk multisensorische omgeving vereist dat we een beter inzicht in de manier waarop de hersenen combineert informatie over de verschillende sensorische systemen. De noodzaak van dit inzicht wordt nog versterkt door het feit dat de aanwezigheid van meerdere stukken sensorische informatie resulteert vaak in aanzienlijke verbeteringen in gedrag en beleving ^1-3. Zo is er een grote verbetering (tot 15 dB in signaal-ruisverhouding) in het vermogen verstaan ​​in een lawaaierige omgeving indien de waarnemer ook zien spreker lip bewegingen ^4-7.

Een van de belangrijkste factoren dieinvloed op hoe de verschillende zintuiglijke input worden gecombineerd en geïntegreerd is hun relatieve tijdelijke nabijheid. Als twee sensorische prikkels komen dicht bij elkaar in de tijd, een temporele structuur die gemeenschappelijke oorsprong suggereert, zijn ze zeer waarschijnlijk worden geïntegreerd zoals blijkt uit veranderingen in gedrag en beleving ^8-12. Een van de meest krachtige experimentele instrumenten voor de behandeling van de gevolgen van de multisensorische temporele structuur op gedrags- en perceptuele reacties is gelijktijdigheid oordeel (SJ) taken ^13-16. In een dergelijke taak, worden multisensory (bv visuele en auditieve) stimuli gekoppeld aan verschillende stimulus onset asynchronieën (SOA's), variërend van objectief gelijktijdige (bijv., Een tijdelijke compensatie van 0 msec) tot zeer asynchrone (bijvoorbeeld 400 msec). Deelnemers worden gevraagd om de stimuli als gelijktijdige of niet oordelen via een eenvoudige druk op de knop. In dergelijke taak, zelfs wanneer de visuele en auditieve stimuli gepresenteerd op SOA 100 msec of meer proefpersonen melden dat het paarwas gelijktijdig op een groot deel van proeven. Het tijdvenster waarin twee ingangen een hoge waarschijnlijkheid worden opgevat als die wel gelijktijdig bekend als de temporele bindende venster (TBW) ^17-19 optreden en.

De TBW is een zeer ethologische constructie, in dat het vertegenwoordigt de statistische regelmatigheden van de wereld om ons heen ^19. Het "venster" biedt flexibiliteit voor de specificatie van de gebeurtenissen van de gemeenschappelijke oorsprong; die zorgt voor stimuli die zich op verschillende afstanden met verschillende voortplantingstijden (zowel fysiek als neurale) stil "gebonden" zijn aan elkaar. Hoewel de TBW een probabilistisch construct veranderingen die uitzetten (of overeenkomst) de grootte van dit venster waarschijnlijk overloop en mogelijk schadelijke effecten op de perceptie ^20,21 hebben.

Autisme spectrum stoornis (ASS) is een neurologische aandoening die is klassiek gediagnosticeerd on de basis van de tekorten in de sociale communicatie en de aanwezigheid van beperkte belangen en repetitief gedrag ^22. Daarnaast, en zoals onlangs vastgelegd in de DSM-5, kinderen met ASS vertonen vaak veranderingen in hun reacties op zintuiglijke prikkels. In plaats van beperkt tot een enkele zin, deze tekorten omvatten vaak meerdere zintuigen waaronder gehoor, tast, evenwicht, smaak en visie. Samen met zo'n "multisensory" presentatie, mensen met ASS vertonen vaak tekorten in de temporale rijk. Tezamen zijn deze waarnemingen suggereren dat multisensorische tijdelijke functie bij voorkeur kan veranderen bij autisme ^17,23-25. Hoewel concordant met de mening van veranderde zintuiglijke functie bij ASS, kunnen veranderingen in multisensory tijdelijke functie ook een belangrijke bijdrage aan de tekorten in de sociale communicatie in ASD zijn, gezien het belang van snelle en accurate binding van multi-sensorische stimuli voor sociale en communicatieve functies. Neem als eenn voorbeeld de toespraak uitwisseling hierboven beschreven waarin belangrijke informatie is opgenomen in zowel de auditieve en visuele modaliteiten. Inderdaad, deze taken werden gebruikt om significante verschillen in de breedte van de multizintuiglijke TBW hoog functionerende autistische kinderen ^26-28 tonen.

Vanwege het belang voor de normale perceptuele functie, de potentiële gevolgen van hogere orde, zoals maatschappelijke communicatie (en andere cognitieve vermogens) en de klinische relevantie is een batterij taken ontworpen multisensory tijdelijke functie bij kinderen met ASS beoordelen beschreven.

Protocol

Ethische verklaring: Alle proefpersonen moeten geïnformeerde toestemming voorafgaand aan het experiment te bieden. Het hier beschreven onderzoek is goedgekeurd door de Vanderbilt University Medical Center's Institutional Review Board. 1. Experiment Set Up Vraag de deelnemers om de taken uit te voeren in een slecht verlichte, geluid gecontroleerde ruimte. OPMERKING: Overweeg het implementeren van een visueel schema 29,30 als onderdeel van de …

Representative Results

Deze taak batterij is zeer succesvol meten individuele verschillen in temporele verwerking bij individuen met en zonder ASS 17,18,23,27 bewezen. Voor de SJ taak, plotten de resulterende gegevens van elke individuele onderwerp door eerst de berekening van het aandeel van de reacties op elke SOA dat onderwerp gereageerd "synchroon" en vervolgens het aanbrengen van de resulterende responscurve met Gauss-curve. Zoals geïllustreerd in figuur 1A, is een tijdvenster waarin visuele auditie…

Discussion

Het manuscript beschrijft elementen van een psychofysische taak batterij die wordt gebruikt om temporele verwerking en scherpte sensorische en multisensory systeemonderzoek beoordelen. De batterij heeft brede toepasbaarheid voor een aantal van de bevolking en is gebruikt door ons laboratorium om audiovisuele tijdelijke prestaties karakteriseren in de typische volwassenen ^18, kinderen ^10,39, en bij kinderen en volwassenen met autisme ^17,23. Daarnaast is het gebruikt om te onderzoeken hoe …

Materials

Oscilloscope
Photovoltaic cell
Microphone
Noise-cancelling headphones
Chin rest
Audiometer