Testing Sensory og multisensorisk funksjon hos barn med autisme Spectrum Disorder

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

I tillegg til svekkelser i sosial kommunikasjon og tilstedeværelse av begrensede interesser og repeterende atferd, er underskudd i sensorisk prosessering nå anerkjent som en kjerne symptom på autisme spektrum lidelse (ASD). Vår evne til å oppfatte og samhandle med den ytre verden er forankret i sensorisk prosessering. For eksempel, lytte til en samtale innebærer behandling av de auditive signaler som kommer fra høyttaleren (tale innhold, prosodi, syntaks) samt tilhørende visuell informasjon (ansiktsuttrykk, gester). Samlet, "integrering" av disse multisensorisk (dvs. kombinert audiovisuelle) biter av informasjon fører til bedre forståelse. En slik multisensorisk integrasjon har vist seg å være sterkt avhengig av den tidsmessige forhold mellom de sammenkoblede stimuli. Dermed stimuli som oppstår i nær tidsmessig nærhet er høyst sannsynlig til å føre til atferdsmessige og perseptuelle fordeler – gevinster som antas å være representative for denperseptuelle system dom av sannsynligheten for at disse to stimuli kom fra samme kilde. Det forventes endringer i denne time integrasjon til sterkt endre perseptuelle prosesser, og vil trolig redusere evnen til å nøyaktig oppfatte og samhandle med vår verden. Her er et batteri av oppgaver designet for å karakterisere ulike aspekter av sensorisk og multisensorisk timelig behandling hos barn med ASD beskrevet. I tillegg til sin nytte i autisme, har dette batteriet stort potensial for å karakterisere endringer i sensorisk funksjon i andre kliniske populasjoner, så vel som blir brukt til å undersøke endringer i disse prosesser på tvers av levetiden.

Introduction

Tradisjonelle nevrovitenskap forskning har ofte kontaktet forstå sensorisk persepsjon ved å fokusere på de enkelte sensoriske modaliteter. Imidlertid består miljøet av et bredt spekter av sanseinntrykk som er integrert i en enhetlig perseptuelle syn på verden i en tilsynelatende uanstrengt måte. Det faktum at vi eksisterer i en slik rik multisensorisk miljø krever at vi bedre forstå hvordan hjernen kombinerer informasjon på tvers av de ulike sensoriske systemer. Behovet for denne forståelse er ytterligere forsterket ved det faktum at tilstedeværelsen av flere stykker av sensorisk informasjon ofte resulterer i betydelige forbedringer i oppførselen og persepsjon ^1-3. For eksempel er det en stor forbedring (opp til 15 dB i signal-til-støy-forholdet) i evnen til å forstå tale i et støyende miljø hvis observatøren kan se talerens leppebevegelser ^4-7.

En av de viktigste faktorene sompåvirker hvordan de forskjellige sanseinntrykk forenes og integrert er deres relative tidsmessig nærhet. Hvis to sensoriske signaler oppstå tett sammen i tid, en tidsmessig struktur som antyder felles opprinnelse, de er svært sannsynlig å bli integrert som gjenspeiles av endringer i atferd og oppfatning ^8-12. En av de mest kraftfulle eksperimentelle verktøy for å undersøke effekten av multisensorisk temporal struktur på atferdsmessige og perseptuelle responser er samtidighet dom (SJ) oppgaver ^13-16. I en slik oppgave, er multisensorisk (f.eks, visuell og auditiv) stimuli sammen på ulike stimuli utbruddet asynchronies (SOA) som strekker seg fra objektivt samtidig (ie., En tidsmessig forskyvning fra 0 ms) til svært asynkron (f.eks 400 msek). Deltakerne blir bedt om å dømme de stimuli som samtidig eller ikke via et enkelt knappetrykk. I en slik oppgave, selv når de visuelle og auditive stimuli blir presentert på SOA på 100 ms eller mer, fag rapporterer at paretvar samtidig på en stor andel av prøvelser. Den tidsvindu hvor to innganger kan inntreffe og ha en høy sannsynlighet for å bli oppfattet som oppstår samtidig er kjent som den tidsmessige bindingsvindu (TBW) ^17-19.

Den TBW er en svært etologisk konstruere, ved at den representerer de statistiske sammenhenger i verden rundt oss ^19. "Vinduet" gir fleksibilitet for spesifikasjon av hendelsene i felles opprinnelse; en som gjør det mulig for stimuli som forekommer i forskjellige avstander med forskjellige forplantningstider (både fysiske og nevrale) å være "bundet" til hverandre. Men selv om TBW er en sannsynlighets konstruere, endringer som utvider (eller kontrakts) størrelsen på dette vinduet er sannsynlig å ha gjennomgripende og potensielt skadelige effekter på persepsjon ^20,21.

Autisme spektrum lidelse (ASD) er en nevrologisk lidelse som er blitt klassisk diagnostisert on grunnlag av underskudd i sosial kommunikasjon og tilstedeværelse av begrensede interesser og repeterende atferd ^22. I tillegg, og som nylig kodifisert i DSM-5, barn med ASD ofte vise endringer i sine svar til sensoriske stimuli. Snarere enn å være begrenset til en enkelt følelse, disse underskuddene ofte omfatte flere sanser inkludert hørsel, berøring, balanse, smak og syn. Sammen med en slik "multisensorisk" presentasjon, personer med ASD ofte viser underskudd i den timelige verden. Sammen er disse observasjonene tyder på at multisensorisk temp funksjon kan fortrinnsvis endret på autisme ^17,23-25. Selv konkordant med visningen av endret sensorisk funksjon i ASD, kan endringer i multisensorisk temp funksjon også være en viktig bidragsyter til underskudd i sosial kommunikasjon i ASD, gitt viktigheten av rask og nøyaktig binding av multisensorisk stimuli for sosiale og kommunikasjonsfunksjoner. Ta så enn eksempel talen utveksling beskrevet ovenfor hvor viktig informasjon finnes i både auditive og visuelle modaliteter. Faktisk har disse oppgavene blitt anvendt for å demonstrere signifikant forskjell i bredden av det multisensorisk TBW i høyt fungerende barn med autisme ^26-28.

På grunn av sin betydning for normal perseptuelle funksjon, dets potensielle implikasjoner for høyere ordens prosesser som sosial kommunikasjon (og andre kognitive evner), og den kliniske relevansen er et batteri av oppgaver designet for å vurdere multisensorisk timelig funksjon hos barn med ASD beskrevet.

Protocol

Etikk uttalelse: Alle fagene må gi informert samtykke før eksperimentet. Forskningen er beskrevet her har blitt godkjent av Vanderbilt University Medical Center Institutional Review Board. 1. Eksperimenter Konfigurer Be deltakerne fullføre oppgaver i et svakt opplyst, lyd kontrollert rom. MERK: Vurdere å gjennomføre en visuell timeplan 29,30 som en del av studiedesign. Selv om hver oppgave i dette batteriet er relativt kort, utføre flere op…

Representative Results

Denne oppgaven batteri har vist seg svært vellykket i å måle individuelle forskjeller i tidsmessig behandling hos personer med og uten ASD 17,18,23,27. For SJ oppgave, plotte de resulterende data fra hver enkelt gjenstand ved først å beregne andelen av responser på hvert SOA at emnet svarte "synkron" og deretter montere det resulterende responskurve med en gaussisk kurve. Som illustrert i figur 1A, er det et vindu av tid i hvilken visuelle-hørselsstimuli-parene kan bli presen…

Discussion

Manuskriptet beskriver elementer av en psykologisk oppgave batteri som brukes til å vurdere tidsmessig behandling og skarphet i sensoriske og multisensorisk systemer forskning. Batteriet har stort bruksområde for en rekke bestander og har blitt brukt av vårt laboratorium for å karakter audiovisuelle timelig ytelse i typiske voksne ^18, barn ^10,39, og hos barn og voksne med autisme ^17,23. I tillegg har det blitt brukt til å undersøke hvordan ulike fasetter av batteriet forholder seg …

Materials

Oscilloscope
Photovoltaic cell
Microphone
Noise-cancelling headphones
Chin rest
Audiometer