2015年4月22日
我们描述了如何实施一系列行为任务,以检测自闭症谱系障碍(ASD)儿童对感觉刺激的加工与整合能力。该方法的目标是表征个体对简单听觉和视觉刺激在时间加工上的差异,并将这些差异与言语知觉等更高级的知觉技能相关联。
本实验的总体目标是利用心理物理学行为测试,表征自闭症谱系障碍儿童与典型发育儿童在听觉和视觉刺激时间加工方面的个体差异。首先需要制备必要的刺激材料,并验证刺激呈现的时间精度。第二步是筛选具有正常听力和视力的受试者。
接下来,向参与者解释说明并让他们完成每一项任务。最后一步是分析每项任务的数据,并比较所有任务之间表现的差异。最终,该行为测验组合可用于说明,如何通过表征自闭症儿童在时间处理方面的个体差异,来评估其感觉处理缺陷,而这些缺陷可能与社交沟通方面的高级功能障碍相关。
我们的世界由来自多种不同感觉的各种信息构成。因此,了解大脑如何整合来自不同感觉的感觉信息至关重要。目前,感觉处理障碍已被认为是自闭症谱系障碍的核心症状之一。
我们可以利用这种新颖的方法来帮助理解自闭症儿童如何感知和整合感觉信息,并希望利用这些方法来帮助制定治疗策略。首先,生成两个持续时间为16毫秒的声音文件,频率分别为500赫兹和1000赫兹。使用声压级计测试每个音调的音量,并确认它们的播放强度为60分贝。
为了创建视觉刺激,生成一张黑色背景的图像,并在注视十字的中心位置放置一个白色的环。然后让一位母语者坐在摄像机前,录制每个语音刺激。要导出每条音轨的听觉部分,请进入视频编辑软件的导出设置窗口。
勾选导出音频选项,然后点击格式菜单并选择波形音频文件。点击导出,将音频部分保存为波形文件。
要导出每个轨道的视觉部分,请返回导出设置窗口并勾选导出视频框。然后单击格式菜单并选择 H 2 64。单击导出,将视觉部分另存为独立的 a VI 文件。
最后,为了创建 McGurk 刺激材料,需使用无声的 G 视频和 BA 视频的音频部分。从桌面导入这两个文件。接着,将文件 GA V only dot AVI 拖至程序序列菜单中的视频源,将 BA A only dot wave 文件作为音频源拖入程序序列菜单中。
现在,参与者将看到“ga”的视觉刺激,但听到的是听觉刺激“ba ba”。首先,在参与者的桌面上安装颏托。然后使用示波器、光电电池和麦克风在计算机上验证刺激内容、持续时间以及刺激起始的不同步性。
为此,请按下示波器上的暂停按钮以锁定屏幕。刺激播放结束后,示波器屏幕将覆盖一个网格,该网格用作标尺。通过将各通道波形的长度与示波器上的标尺进行比较,来确认刺激持续时间。
通过观察两个波形之间的时间间隔来验证刺激起始的异步性。接下来,使用斯内伦视力表对每位受试者进行视力筛查,以确保所有受试者的视力达到20/40或更好,并记录受试者能够准确辨认的最小一行视标。随后,使用声级计在四个不同阈值下测试每位受试者的听力。
指示参与者每次听到音调时举起一只手。听力筛查完成后,引导参与者进入一个光线较暗且经过声学控制的房间进行实验。让参与者坐在距离电脑显示器60厘米的位置,以确保每位参与者所接收的刺激强度相同。
开始第一项测试时,指导参与者观察一次闪光和一声蜂鸣。向参与者说明,任务是判断闪光和蜂鸣是同时发生还是在不同时间发生。然后指示参与者,如果刺激同时发生则按数字1,如果刺激在不同时间发生则按数字2。
进行第二次测试时,首先让受试者聆听以两种不同频率呈现的两个蜂鸣声。指导受试者如果先播放高音调,则按数字小键盘上的“1”;如果先播放低音调,则按“2”。接下来,让受试者观察两个圆形。
其中一个将位于中央注视十字的上方,另一个位于下方,指示参与者在数字小键盘上按“1”。如果上方的圆圈首先呈现,则按“1”;如果下方的圆圈首先呈现,则按“2”。然后要求参与者观察屏幕上短暂出现的小闪光,并聆听一个单一音调。指示参与者如果提示音首先出现,则在数字小键盘上按“1”;如果闪光首先出现,则按“2”。
对于第三项测试,指导参与者观看一个发音为 BA 的音节视频,然后要求参与者按下键盘上与其从视频中感知到的音节相对应的字母。例如,如果参与者感知到的音节是“bah”,则指导他们按下字母 B;如果感知到的是“GA”,则按下字母 G。此处展示了同步性判断任务的典型结果。
在一定的时间窗口内,视觉和听觉刺激对即使存在延迟呈现,仍能在大部分试验中被感知为同步。此外,自闭症谱系障碍患者的时序整合窗口比典型发育个体更宽。此处展示了不同延迟条件下,各时序判断任务的平均准确率。
随着延迟的增加,所有条件下的平均准确率均有所提高。视听刺激的平均准确率低于单独的听觉或视觉刺激。最后,此处展示了两组受试者在McGurk任务中的代表性数据。
自闭症受试者(以红色显示)感知到融合的视听音节“daon”的程度显著低于典型发育受试者(以黑色显示)。此外,作为该测试组合实用性的示例,个体受试者产生麦格克效应(McGirk perception)的概率与其在同时性判断任务中测得的时间整合窗被一同绘制。麦格克效应与时间整合窗之间存在负相关关系,即麦格克效应较弱的参与者具有更大的时间整合窗。
该测试组合对于理解自闭症中感觉信息处理和感觉敏锐度的差异及其与言语处理的关系非常有用。我们的最终目标是将这一系列测试任务应用于脑电图(EEG)和功能磁共振成像(fMRI)等环境中,以进一步揭示这些现象的脑机制基础。在实施该实验流程时,需注意该测试组合的形式要求所有受试者具备足够的接受性语言能力,以理解每项任务的口头指导说明。
因此,这种评估目前仅适用于功能较高的自闭症个体。
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本文概述了一种心理物理学行为测试方法,旨在研究自闭症谱系障碍(ASD)儿童的感觉信息处理。该研究重点关注听觉和视觉刺激时间处理的个体差异,以及这些差异与高级感知技能之间的关系。
对自闭症谱系障碍(ASD)儿童的感觉与多感觉时间加工进行定量评估,有助于填补神经发育生物标志物早期发现中的关键空白。该心理物理学测试组合可精确表征感觉整合缺陷,为转化神经科学项目的靶点验证和机制性风险排除提供依据。对时间绑定窗口和多感觉整合的标准化测量,有助于更可靠地预测感觉表型与高级功能结局之间的关联。
该心理物理学测试组合可融入神经发育障碍研究从发现到临床前的连续过程,支持早期靶点验证和转化生物标志物策略。