Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health-Taubheit und Communication Disorders (R01 2DC007428) finanziert.

<html> Ein. IPL Video Creation Wir entwerfen die Videos interessant und attraktiv, sondern auch nicht-aversive für junge Kinder mit Autismus, in eine Reihe von Möglichkeiten: Wenn animate Zeichen benötigt werden, verwenden wir Tiere als Menschen machen die Szenen weniger sozial / emotionalen Herausforderung für Kinder mit ASD. Wir verwenden dynamische Szenen mit bunten Objekten zu erfassen und zu halten Aufmerksamkeit. Ein rot blinkendes Licht während der intertrial Abständen (ITIs) hält die Aufmerksamkeit der Kinder, wenn die Video-Bildschirme leer sind. Wir produzieren die Sprach-Audio unter Verwendung von Sprache, die sowohl in Intonation und Dauer zu erfassen und zu halten, die Aufmerksamkeit der Kinder übertrieben. Abbildung 1. (Movie) Ein Block des Nomen Bias Video. Zeigt ein Block des Nomen Bias Video, das anzeigt, ob Kinder ein neues Wort auf ein Objekt gegen eine Handlung zuordnen testet./ 4331movie1.mov &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Klicken Sie hier, um Film zu sehen. Video Reize über kommerzielle nonlinearen Editing-Programmen wie FinalCut Pro oder Avid Media Composer, mit 4-8 sec Videoclips erstellt. Die ersten 2 Clips aufeinanderfolgend angeordneten abwechselnd links und rechts, gepaart mit der gleichen Einarbeitung oder Lehre Audio. Die Baseline-Studien im nächsten, diese präsentieren die Teststimuli side-by-side, sind aber mit nondirecting Audios gepaart. Die Baseline-Studien sagen uns, ob die Kinder eine inhärente oder visuelle Präferenz für Impulse haben, wenn es keine sprachlichen oder Regie-Audio. Die Testversuche an letzter, gepaart mit den Test-Audios, die die beiden Visuals zu unterscheiden. A 1kHz Ton geht auf den zweiten Audiokanal, übereinstimmend mit jedem Versuch, die visuelle Kennzeichnung, um Programmierer des Beginns und Offset Studien. <ol><li> Führen Sie die Zustimmung Prozess mit den Eltern. Beschreiben Sie die Studie-Format im Detail und fragen Eltern auf die Einverständniserklärungen unterschreiben. Betonen Sie, dass das Kind sollte aufpassen mit minimaler Interaktion mit den Eltern, und die Einführung des MP3-Player für die Eltern zu verwenden, wenn das Kind auf der Eltern Schoß sitzen. Die Muttergesellschaft hört Musik auf den MP3-Player, während Sie die IPL-Video, so dass er / sie hört nicht die IPL-Test Audio-und so potenziell beeinflussen, in welche Richtung das Kind aussehen soll. </li><li> Richten Sie die IPL-Komponenten in den dafür vorgesehenen Raum, und eine Verbindung zu Stromquellen mit Verlängerungskabel. Es ist hilfreich, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin an, die mit dem Kind während des Setups spielen können zu bringen. Richten Sie die große Leinwand mit dem Rücken zu den wichtigsten Lichtquelle. Stellen Sie den Lautsprecher hinter der Leinwand zentriert; anzupassen beide Lautstärke-Regler auf halbem Ebenen. Legen Sie die Kamera auf dem Stativ oben auf dem Ton-Adapter-Box, vor dem Bildschirm zentriert. Ladendas Band in der Kamera und Ort der DTE auf dem Boden neben der Kamera. Richten Sie den Projektor stehen 7-10 Meter entfernt vom Bildschirm; Aufstellungsort des Projektors an der Spitze. Setzen Sie den Laptop neben dem Projektor stehen. </li></ol><img alt="Abbildung 2" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/4331/4331fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig2.jpg" /> Abbildung 2. Die portable IPL-Komponenten und die Anordnung ihrer Setup in der Heimat. Zeigt die portable IPL-Komponenten und die räumliche Anordnung ihrer Setup in der Heimat. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/4331/4331fig2large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen</a> . <ol start="3"><li> Schließen Sie die IPL-Komponenten: Schließen Sie den Laptop, so dass es Video-Signal an den Projektor an. Der Laptop sendet auch zwei Audio-Signale (über einen Splitter), mit der Sprach-Audio geht an den Lautsprecher und der Ton Audio gehenzur Kamera. Schließen Sie die Kamera so, dass es sendet Video-und Audio-Signal an die DTE. Einmal verbunden, schalten Sie alle Komponenten. Die DTE Bildschirm sollte zeigen, &quot;AVI Type 1&quot; auf der linken und &quot;Counter&quot; darunter. </li><li> Spielen Sie das Video (s) für das Kind: Legen Sie das erste Video auf dem Laptop in Quicktime. <ol><li> Legen Sie einen Stuhl von 2,5 bis 3 Meter von der Kamera, vor der Leinwand. Bitten Sie das Kind auf dem Stuhl zu sitzen oder auf der Eltern in den Schoß. Wenn auf die Eltern Schoß, geben die Muttergesellschaft der MP3-Player und Ohrhörer, sagen Sie ihr / ihm zu starten. Wenn das Kind sitzt allein kann Muttergesellschaft neben sitzen. Kinder, die unruhig sich während der Videoaufnahme kann im Allgemeinen gefördert werden, um &quot;den Film.&quot; </li><li> Stellen Sie sicher, dass das Gesicht des Kindes sichtbar im Camcorder. Erneut prüfen, wenn das Kind bewegt sich. Passen Sie Beleuchtung in Raum benötigt. </li><li> Schreiben Kindes Informationen über eine trocken abwischbare Whiteboards (Pseudonym, Geschlecht, Besuch, Video, Datum, Geburtsdatum, Alter). Am Camcorder und drücken Sie Record ein. Drücken Rekord auf DTE. Film the Whiteboard für 10 sek. </li><li> Auf dem Laptop spielen das erste Video, indem Sie auf &quot;Ansicht&quot;, gefolgt von &quot;Enter Full Screen.&quot; </li><li> Nachdem das Video beendet ist, drücken Sie die Stopp-Taste auf der DTE. Wenn das Kind bereit ist, kann ein weiteres Video präsentiert werden. Alternativ kann dies eine gute Zeit für eine Pause sein. Einige Kinder mit ASD müssen regelmäßig Pausen, aber andere können es vorziehen, alle Videos in einer Reihe zu sehen. </li></ol></li><li> Belohnen Sie Kindern mit einem Geschenk am Ende des Besuches. </li></ol> 3. Coding Zurück im Labor <ol><li> Überprüfen Sie, ob das Kind Augenbewegungen bereits auf dem DTE digitalisiert. <ol><li> Importieren Sie diesen Film zu einem nonlinearen Editing-Programm, das Format (. Avi) durch unsere kundenspezifische Kodierung Programm verwendet konvertieren und exportieren Sie dann zu einem sicheren Speichermedium. </li></ol></li><li> Code bei jedem Video nach ihrer spezifischen Layout (dh. Anordnung der Einarbeitung / Lehre, Baseline und Test-Studien). <ol><li> Tab throug<html> h des Kindes Film und die Rahmen zu finden, wo die Wellenform des 1kHz sichtbar ist, die anzeigt, dass ein visueller Stimulus wird auf das Kind präsentiert. </li><li> Beginnen Kodierung während der intertrial Intervall (ITI) vor jedem Target-Studie (dh, es gibt keinen Ton und die Zentrierung Licht präsentiert, das Kind sollte Zentrierung oder Wegschauen). Tab vor Frame für Frame, Aufzeichnung jede Änderung des Blicks als L (links), R (rechts), C (die Mitte) oder A (entfernt: oben, unten, ganz links, ganz rechts, hinten). </li></ol></li></ol> Die kodierenden Programm-Ausgänge Spalten von Zahlen, die den Zeitpunkt und die Art der einzelnen Code eingegeben. So bedeutet TSC 33.499 daß am Beginn der Studie, 3,3499 Sekunden vom Beginn des Videos, das Kind zum Zentrum betrachtet. Die kodierenden Arrays werden durch eine benutzerdefinierte matlab-Analyse-Programm, das die spezifischen Layout-welcher Seite zugreift analysierte das Spiel für jeden Versuch-jedes Video. ve_content &quot;&gt; Die Analyse-Programme berechnen dann das Kind Dauer und Blickrichtung in jedem codierten Studie des Kindes Latenz auf den ersten Blick an der passenden Reiz, und die Anzahl, wie oft das Kind schaltet Aufmerksamkeit während jedem codierten Studie. Wir vergleichen dann Kinder suchen während der Baseline vs Testversuchen auf (a) die Dauer der Blick auf den passenden Bild, (b) Latenz ersten Blick auf den passenden Bild (c) Zeitverlauf der Suche nach den beiden Bildern während des gesamten Prozesses und (d) Anzahl der Schalter der Aufmerksamkeit. Das Grundprinzip ist, dass Kinder, die sprachliche Reiz verstehen mehr Blick auf die passenden Bild während des Test-Studie, als sie während der Baseline-Studie hatten, dass sie schneller aussehen (wenn der Prozess beginnt) an der passenden Bild als die nicht übereinstimmende Bild, und dass sie die Aufmerksamkeit weniger schaltet während der Testläufe als während der Baseline-Studien, da die sprachlichen StimulusFühren ihrer suchen. Der einzige Unterschied zwischen dem Ausgangswert und Testversuchen ist die sprachliche Audio, die visuelle Reize sind die gleichen, aber die Grundlinie Studien haben eine nondirecting Audio (zB &quot;! Hier schauen&quot;), während die Testläufe haben eine Regie-Audio (zB &quot;Wo ist toopen ? &quot;) deshalb den Vergleich Testversuche zur Grundlinie Studien für die Dauer und schaltet Aufmerksamkeit Maßnahmen erzählt uns, wie viel der Regie Audio Führung der Kinder suchen Mustern. Auch, wenn die Kinder die Regie Audio zu verstehen, sollten sie schneller Blick auf die passenden Bild als bei der nicht übereinstimmenden Bild.

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Programmierer zu sein &#39;taub&#39; to / Unkenntnis der konkreten Reize, die das Kind auf einer gegebenen Studie erfahren, so dass sie nicht wissen, welche Seite die passenden ein und versehentlich Bias ihre Codierung. Dies stellen wir über die Aufnahme des 1kHz am 2. Audiokanal des Videos, das dann auf die Folie des kindlichen Augenbewegungen kopiert wird. Die Wellenform diesem Ton bietet die visuelle Anzeige des Beginns und Offset der einzelnen Studien und damit die Abgrenzung der Studien ohne den Codierer zu wissen, ihre Video-oder Audio-Inhalte. Es ist sehr wichtig, um sicherzustellen, dass die Analyse u.dgl Konto des Links-Rechts-Schalter, wenn Kinder kodiert sind (dh, wenn der Abgleich Szene auf der linken Seite, während sich das Kind gerade auftritt, so fällt sie anscheinend auf der rechten Seite zu der Augenbewegung Coder, und umgekehrt). Intercoder Zuverlässigkeitsbewertungs Ertrag Korrelationen von etwa 0,98 für Paare von erfahrenen Programmierern auf zufällige Auswahl von 10% der Daten; 3 mit weniger erfahrene Programmierer oder wenn es hohen turn-over in den Programmierern über die Teilnehmer der Studie verwendet, empfehlen wir, dass jedes Kind die Augenbewegungen von mindestens 2 Personen codiert und zu verlangen, dass ihre Codes (in der Regel Dauer übereinstimmen) innerhalb von 0,3 sec voneinander entfernt sein für jeden Versuch. Wenn sie nicht sind, dann eine dritte, vierte oder fünfte Person sollte codieren das Kind bis Zuverlässigkeit erreicht. 17 Mit Teilnehmern Kleinkindalter und / oder Kinder mit Entwicklungsverzögerungen, ist es unvermeidlich, dass einige nicht an beiden Szene betrachten einige Anteil der einzelnen Studien, und für einige Studien, niemals. Die folgenden Konventionen werden in der Regel für diese Verfehlungen der Aufmerksamkeit angewandt: (a) Kinder brauchen, um mindestens eine Szene für ein Minimum von 0,3 sec schauen für diese Studie gezählt werden. Ansonsten ist es ein fehlendes Studie. (B) Für eine gegebene Video, Kinder brauchen, um Daten für mehr als die Hälfte der Test-Prüfungen, um im letzten Datensatz enthalten werden kann. (C) Fehlende Studien werden mit dem Mittelwert über Kinder in dieser Altersgruppe / Zustand für dieses Element ersetzt. IPL ist eine Methode, Kinder frühesten Abbildungen von sprachlichen Formen (dh Wörter und Sätze) tippt auf referentielle (dh, Objekte und Aktionen) oder propositionalen (dh Beziehungen und Ereignisse) Bedeutungen. Es kann verwendet werden, um die Prozesse, mit denen Kinder verschiedener Altersstufen neue Wörter lernen, sowie das Alter, an dem sie verstehen, verschiedene Arten von grammatischen Formen zu beurteilen. Durch die Forderung nur Augenbewegungen als offene Indikatoren Verständnis (oder auch nicht), kann IPL mit Kleinkindern, deren Verhalten die Einhaltung allgemein niedrig ist, sowie mit einigen speziellen Populationen wie Kinder mit ASD verwendet werden. Darüber hinaus, da diese Technologie an Kinderheime gebracht werden kann, kann es auch mit Populationen, die hart sind, verwendet werdenin herkömmlichen Laboren, wie Kinder aus niedrigen sozio-ökonomischen Gruppen, Kinder in ländlichen Gemeinden und zweisprachige Kinder aus einsprachigen nicht muttersprachlichen Eltern zu erreichen. Neuere Methoden der Analyse dieser Augenbewegungen sind aufschlussreich interessante und wichtige Effekte des Lernens verschiedene Arten von Sprachen, und lernen Wörter in verschiedenen Altersstufen. Zukünftige Pläne umfassen die Verwendung von IPL gleichzeitig mit bildgebenden Methoden, so dass die Kinder die Gehirnaktivität während Sprachverständnis mit ihren Verhaltensindikatoren verglichen werden können.

<table border="1"><tbody><tr><td> Namen der Komponente </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> Bildschirm </td><td> Draper </td><td> RoadWarrior Tragbare Dialeinwand </td><td></td></tr><tr><td> Laptop </td><td> Apfel </td><td> 15-Zoll MacBook Pro </td><td></td></tr><tr><td> Projektor </td><td> NEC </td><td> NP40 Beamer </td><td> Digital Lens Projector </td></tr><tr><td> Projector Stand </td><td> DA-LITE </td><td> Project-O-Stand </td><td></td></tr><tr><td> Lautsprecher </td><td> YAMAHA </td><td> Monitor Speaker Modell MS101II </td><td></td></tr><tr><td> Stativ </td><td> Velbon </td><td> QB-4W DF Mini </td><td></td></tr><tr><td> Camcorder </td><td> Kanon </td><td> VIXIA HV30 HDV </td><td>High Definition Video </td></tr><tr><td> DTE </td><td> DTE Technologie </td><td> FS-H200 </td><td></td></tr><tr><td> Noise Cancelling-Kopfhörer </td><td> Sony </td><td> MDR-NC60 </td><td></td></tr></tbody></table>

portable intermodal preferential looking (ipl): investigating language comprehension in typically developing toddlers and young children with autism

Eines der bestimmenden Merkmale des Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist die Schwierigkeit mit der Sprache und Kommunikation. 1 Kinder mit ASD Beginn des Sprechens ist in der Regel verzögert, und viele Kinder mit ASD konsequent produzieren Sprache weniger häufig und der unteren lexikalischen und grammatischen Komplexität als ihre in der Regel entwickeln (TD) Altersgenossen. 6,8,12,23 jedoch Kinder mit ASD zeigen auch eine deutliche soziale Defizit und Forschern und Klinikern weiter, um das Ausmaß zu debattieren, die die Defizite in der sozialen Interaktion berücksichtigen oder die Defizite in der Sprache beitragen Produktion. 5,14,19,25 Standardisierte Prüfungen der Sprache bei Kindern mit ASD normalerweise gehören ein Verständnis Komponente, aber beurteilen viele solcher Verständnis Aufgaben nur ein Aspekt der Sprache (zB Vokabeln), 5 oder eine erhebliche motorische Komponente (z. B. zeigen, Akt-out), und / oderbenötigen Kinder absichtlich zwischen einer Reihe von Alternativen zu wählen. Diese letzten beiden Verhaltensweisen sind dafür bekannt, auch für Kinder eine Herausforderung sein, mit ASD. 7,12,13,16 Wir stellen eine Methode, die das Sprachverständnis junger normal entwickelte Kinder (9-36 Monate) und Kindern mit Autismus beurteilen kann. 2,4,9,11,22 Diese Methode, Portable Intermodal Preferential Looking (P-IPL), Projekte Seite -an-Seite von Videobildern von einer auf einem tragbaren Laptop-Bildschirm. Die Videobilder werden zunächst mit einem &quot;Baseline&quot; (nondirecting) Audio gepaart, und präsentierte dann wieder mit einem &#39;test&#39; sprachliche Audio, die nur eine der Videobilder entspricht gepaart. Kinder Augenbewegungen während Sie das Video gefilmt und später codiert. Kinder, die sprachliche Audio verstehen schneller zu schauen, und länger bei, das Video, das die sprachliche Audio übereinstimmt. 2,4,11,18,22,26 Dieses Paradigma enthält eine Reihe von components wurden erst kürzlich miniaturisierte (Projektor, Camcorder, Digitizer), um die Übertragbarkeit und einfache Installation in Kinderheimen zu ermöglichen. Dies ist ein entscheidender Punkt für die Beurteilung jungen Kindern mit ASD, die häufig unwohl in neuen (zB Labor)-Einstellungen sind. Videos erstellt werden, um eine breite Palette von Komponenten der Sprachkenntnisse, wie Subjekt-Verb-Objekt-Wortstellung, wh-Fragen und Tempus / Aspekt Suffixe auf Verben zu beurteilen; Videos können auch prüfen, Prinzipien des Wortes lernen, wie ein Substantiv bias, eine Form Bias und syntaktische Bootstrapping. 10,14,17,21,24 Videos sind Zeichen und Sprache, die optisch und akustisch herausragenden sind und auch von Kindern mit ASD toleriert.

Ein Beispiel für suchen Mustern von Kindern getestet P-IPL ist in Abbildung 3 dargestellt. Anzeigen der NounBias Video, sah TD Kinder 21 Monate alt mehr im passenden Bild während des Tests im Vergleich zum Ausgangswert Studien zeigt sie die neuen Wörter auf Objekte anstelle Aktionen zugeordnet werden. 21 Kinder mit ASD durchschnittlich 33 Monate alt verhielten sich ähnlich, mit ähnlichen Effekt Größen. 21,24 Deshalb zeigen Kinder mit ASD ein ähnliches Wort lernen Bias TD Kinder. Anzeigen der SVO Wortstellung Video, Kinder in beiden Gruppen zeigten auch mehr suchen, um passende Bilder während der Prüfung gegenüber dem Ausgangswert (dh signifikante Verständnis), demonstriert Verständnis der englischen Wortstellung (z. B., dass &quot;Das Mädchen drückt den Jungen&quot; ist ein anderes Verhältnis Von &quot;Der Junge drückt das Mädchen&quot;). 3,14,21 Developmental Unterschiede sind mit dem wh-Frage Video gesehen, wie TD Kinder zeigten signifikante UMFASSENDEIonen bei 28 Monaten, während signifikante Verständnis wurde bei Kindern mit ASD bei 54 Monaten des Alters gefunden. 10 Daher sind Kinder mit ASD zu lernen, wie richtig zu interpretieren Fragen wie &quot;Was hat der Apfel Hit?&quot; verzögert <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig3.jpg" /> Abbildung 3. Kinder Prozent suchen Zeit zu dem Spiel (dh Objekt, anstatt Aktion), während Sie das Nomen Bias Video. Zeigt Kinder Prozent suchen Zeit zu dem Spiel (dh Objekt, anstatt Aktion), während Sie das Nomen Bias Video. Abbildung 4 zeigt die detaillierte Zeitverlauf Analysen von TD Kindern Betrachten der ShapeBias Video an vier aufeinander folgenden Aufenthalte, Spanning 20-32 Monate. Blaue Linien zeigen mich auf das Spiel (dh gleiche Form Objekt); beachten Sie, dass die Höhe der blauen Linien während the Testversuche (rechte Seite jeder Kurve) steigt mit dem Alter, zeigt zunehmende Form Präferenzen. Außerdem ist, wie die Kinder älter werden, steigen die blauen Linien auf das Spiel früher in der Studie, was darauf hinweist, dass sie das Verständnis der Regie Audio schneller mit dem Alter. Roten Linien zeigen Wegschauen; beachten Sie, dass die Breite der roten Linien mit dem Alter abnimmt, wenn Kinder weniger Zeit damit verbringen, entfernt. Rosa Linien zeigen sich auf dem Center während der ITI, wir verwenden diese, um sicherzustellen, dass Kinder nicht vorgespannt werden, bevor der Prozess beginnt. Diese IPL-Daten bestätigen die von anderen Methoden, die die Form Bias ein zunehmend starkes Wort lernen Prinzip für TD Kinder. Allerdings haben drei Wiederholungen noch nicht demonstrieren eine signifikante Wort-basierte Form Bias bei den Kindern mit ASD gelungen. 17,24 <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig4.jpg" /> Abbildung 4. TD Kinder timecourse zu suchen, während Sie die Form Bias Video. Zeigt TD Kinder Zeitverlauf der mich auf das Spiel, nonmatch, Mitte und entfernt, während sich die Form Bias Video. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/4331/4331fig4large.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen</a> . Abbildung 5 zeigt die Zeitverlauf Daten für die gleichen Kinder mit ASD, wenn sie 41 Monate alt gemittelt, während sich die syntaktische Bootstrapping Video, wenn sie gefragt werden, um neue Verben mit umgebenden Satz Frames (zB lernen, dass gorping in &quot;Die Bestimmung Ente gorping der Hase &quot;bezieht sich auf eine ursächliche Wirkung, anstatt zu einer nicht verursacht Aktion). Syntaktische Bootstrapping ist ein anderes Wort Lernprinzip in vielen Studien TD Kinder repliziert. Beachten Sie, dass die Kinder mit ASD mehr Blick auf die nicht übereinstimmende Bild (grüne Linien) während der Baseline-Studien, jedoch dann ihr sucht mehr auf die gerichtetepassenden Bilder (blaue Linien) in der zweiten Hälfte der Test-Studien, wenn sie aufgefordert werden, die Referenten des Romans Verb zu finden (zB &quot;Finde gorping!&quot;). Als Gruppe waren diese Kinder mit ASD damit in der Lage, korrekt abzubilden das Verb auf die ursächliche Wirkung. Cross-Besuch Regressionen zeigen, dass die Kinder mit ASD, die mehr auf dem Spiel sah während der Syntaktische Bootstrapping Video kürzere Latenzen musste dem Spiel, wenn sie das Wort Auftrag Video angesehen, 8 Monate zuvor. 14 <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/4331/4331fig5.jpg" /> Abbildung 5. Kinder mit ASD Zeitverlauf zu betrachten, während Sie das Syntaktische Bootstrapping Video. Zeigt Kinder mit ASD Zeitverlauf der mich auf das Spiel, nonmatch, Mitte und weg, während sich die syntaktische Bootstrapping Video.

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Portable Intermodal Preferential Looking IPL: Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

Eine zuverlässige home-based Weg, um das Sprachverständnis von sehr jungen normal entwickelte Kinder, sowie Menschen mit Autismus, beschrieben zu beurteilen. Das Verfahren analysiert Kinderzimmer Blickbewegung beim Betrachten side-by-side Bilder, sondern hört eine Audio, die nur ein Bild übereinstimmt. Stimuli mit jungen Teilnehmer konzipiert.

Tragbare Intermodal Preferential Looking (IPL): Untersuchung Sprachverstehen bei normal entwickelten Babys und Kleinkinder mit Autismus

One  of the defining characteristics of autism spectrum disorder (ASD) is difficulty  with language and communication.1  Children with ASD's onset of ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

Portable Intermodal Preferential Looking (IPL): Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

18.0K Aufrufe.  University of Connecticut. Eine zuverlässige home-based Weg, um das Sprachverständnis von sehr jungen normal entwickelte Kinder, sowie Menschen mit Autismus, beschrieben zu beurteilen. Das Verfahren analysiert Kinderzimmer Blickbewegung beim Betrachten side-by-side Bilder, sondern hört eine Audio, die nur ein Bild übereinstimmt. Stimuli mit jungen Teilnehmer konzipiert.

Serie: Portable Intermodal Preferential Looking IPL: Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism

A Strategy to Identify de Novo Mutations in Common Disorders such as Autism and Schizophrenia

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, the de novo mutation rate in humans is relatively high, so new mutations are generated at a high frequency in the population. However, de novo mutations have not been reported in most common diseases. Mutations in genes leading to severe diseases where there is a strong negative selection against the phenotype, such as lethality in embryonic stages or reduced reproductive fitness, will not be transmitted to multiple family members, and therefore will not be detected by linkage gene mapping or association studies. The observation of very high concordance in monozygotic twins and very low concordance in dizygotic twins also strongly supports the hypothesis that a significant fraction of cases may result from new mutations. Such is the case for diseases such as autism and schizophrenia. Second, despite reduced reproductive fitness1 and extremely variable environmental factors, the incidence of some diseases is maintained worldwide at a relatively high and constant rate. This is the case for autism and schizophrenia, with an incidence of approximately 1% worldwide. Mutational load can be thought of as a balance between selection for or against a deleterious mutation and its production by de novo mutation. Lower rates of reproduction constitute a negative selection factor that should reduce the number of mutant alleles in the population, ultimately leading to decreased disease prevalence. These selective pressures tend to be of different intensity in different environments. Nonetheless, these severe mental disorders have been maintained at a constant relatively high prevalence in the worldwide population across a wide range of cultures and countries despite a strong negative selection against them2. This is not what one would predict in diseases with reduced reproductive fitness, unless there was a high new mutation rate. Finally, the effects of paternal age: there is a significantly increased risk of the disease with increasing paternal age, which could result from the age related increase in paternal de novo mutations. This is the case for autism and schizophrenia3. The male-to-female ratio of mutation rate is estimated at about 4&#x2013;6:1, presumably due to a higher number of germ-cell divisions with age in males. Therefore, one would predict that de novo mutations would more frequently come from males, particularly older males4. A high rate of new mutations may in part explain why genetic studies have so far failed to identify many genes predisposing to complexes diseases genes, such as autism and schizophrenia, and why diseases have been identified for a mere 3% of genes in the human genome. Identification for de novo mutations as a cause of a disease requires a targeted molecular approach, which includes studying parents and affected subjects. The process for determining if the genetic basis of a disease may result in part from de novo mutations and the molecular approach to establish this link will be illustrated, using autism and schizophrenia as examples.

Molecular genetic strategy for finding de novo mutations causing common disorders such as autism and schizophrenia.

Eine Strategie, um de novo Mutationen in Common Störungen wie Autismus und Schizophrenie Identifizieren

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, ...

Forschung

Medizin

Eye Tracking Young Children with Autism

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a direct, detailed and objective measure of gaze behavior, eye-tracking has become a valuable tool for examining abnormal perceptual strategies in clinical populations and has been used to identify disorder-specific characteristics1, promote early identification2, and inform treatment3. In particular, investigators of autism spectrum disorders (ASD) have benefited from integrating eye-tracking into their research paradigms4-7. Eye-tracking has largely been used in these studies to reveal mechanisms underlying impaired task performance8 and abnormal brain functioning9, particularly during the processing of social information1,10-11. While older children and adults with ASD comprise the preponderance of research in this area, eye-tracking may be especially useful for studying young children with the disorder as it offers a non-invasive tool for assessing and quantifying early-emerging developmental abnormalities2,12-13. Implementing eye-tracking with young children with ASD, however, is associated with a number of unique challenges, including issues with compliant behavior resulting from specific task demands and disorder-related psychosocial considerations. In this protocol, we detail methodological considerations for optimizing research design, data acquisition and psychometric analysis while eye-tracking young children with ASD. The provided recommendations are also designed to be more broadly applicable for eye-tracking children with other developmental disabilities. By offering guidelines for best practices in these areas based upon lessons derived from our own work, we hope to help other investigators make sound research design and analysis choices while avoiding common pitfalls that can compromise data acquisition while eye-tracking young children with ASD or other developmental difficulties.

Eye tracking has long been used to study gaze patterns in typically-developing individuals, but recent technological advancements have made its use with clinical populations, including autism, more feasible. While eye-tracking young children with autism can offer insight into early symptom manifestations, it involves methodological challenges. Suggestions for best practices are provided.

Eye Tracking kleine Kinder mit Autismus

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor initiation, metastasis and resistance to radio- and chemotherapy. Here we describe a specific methodology for culturing primary human pancreatic CSCs as tumor spheres in anchorage-independent conditions. Cells are grown in serum-free, non-adherent conditions in order to enrich for CSCs while their more differentiated progenies do not survive and proliferate during the initial phase following seeding of single cells. This assay can be used to estimate the percentage of CSCs present in a population of tumor cells. Both size (which can range from 35 to 250 micrometers) and number of tumor spheres formed represents CSC activity harbored in either bulk populations of cultured cancer cells or freshly harvested and digested tumors 1,2. Using this assay, we recently found that metformin selectively ablates pancreatic CSCs; a finding that was subsequently further corroborated by demonstrating diminished expression of pluripotency-associated genes/surface markers and reduced in vivo tumorigenicity of metformin-treated cells. As the final step for preclinical development we treated mice bearing established tumors with metformin and found significantly prolonged survival. Clinical studies testing the use of metformin in patients with PDAC are currently underway (e.g., NCT01210911, NCT01167738, and NCT01488552). Mechanistically, we found that metformin induces a fatal energy crisis in CSCs by enhancing reactive oxygen species (ROS) production and reducing mitochondrial transmembrane potential. In contrast, non-CSCs were not eliminated by metformin treatment, but rather underwent reversible cell cycle arrest. Therefore, our study serves as a successful example for the potential of in vitro sphere formation as a screening tool to identify compounds that potentially target CSCs, but this technique will require further in vitro and in vivo validation to eliminate false discoveries.

Pancreatic cancer stem cells (CSCs) can be expanded in vitro using the anchorage-independent sphere culture technique, which represents a powerful tool to study CSC biology and can serve as the first step to develop novel CSC-targeting therapies. Here the methodology for expanding, analyzing and targeting of pancreatic CSCs is provided.

Studieren Bauchspeicheldrüsenkrebs Stammzelleigenschaften für die Entwicklung neuer Behandlungsstrategien

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges

The autonomic nervous system (ANS) consists of two branches, the parasympathetic and sympathetic nervous systems, and controls the function of internal organs (e.g., heart rate, respiration, digestion) and responds to everyday and adverse experiences 1. ANS measures in children have been found to be related to behavior problems, emotion regulation, and health 2-7. Therefore, understanding the factors that affect ANS development during early childhood is important. Both branches of the ANS affect young children&#8217;s cardiovascular responses to stimuli and have been measured noninvasively, via external monitoring equipment, using valid and reliable measures of physiological change 8-11. However, there are few studies of very young children with simultaneous measures of the parasympathetic and sympathetic nervous systems, which limits understanding of the integrated functioning of the two systems. In addition, the majority of existing studies of young children report on infants&#8217; resting ANS measures or their reactivity to commonly used mother-child interaction paradigms, and less is known about ANS reactivity to other challenging conditions. We present a study design and standardized protocol for a non-invasive and rapid assessment of cardiac autonomic control in 18 month old children. We describe methods for continuous monitoring of the parasympathetic and sympathetic branches of the ANS under resting and challenge conditions during a home or laboratory visit and provide descriptive findings from our sample of 140 ethnically diverse toddlers using validated equipment and scoring software. Results revealed that this protocol can produce a range of&#160;physiological responses to both resting and developmentally challenging conditions, as indicated by changes in heart rate and indices of parasympathetic and sympathetic activity. Individuals demonstrated&#160;variability in resting levels, responses to challenges, and challenge reactivity, which provides additional evidence that this protocol is useful for the examination of ANS individual differences for toddlers.

Measuring Cardiac Autonomic Nervous System ANS Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges

We describe the methods for continuous monitoring of the autonomic nervous system under resting and challenge conditions with 18 month old children. Results revealed that this protocol can produce meaningful physiological responses in both branches of the autonomic nervous system and elicit significant individual variability in patterns of responses.

Mess Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Aktivität in Kleinkinder - Ruhe- und Entwicklungs Herausforderungen

The autonomic nervous system (ANS) consists of two branches, the parasympathetic and sympathetic nervous systems, and controls the function of internal ...

Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery in humans. Herein we discuss the design of an eccentric exercise protocol to induce damage in the quadriceps muscles, marked by changes in strength, soreness, and plasma creatine kinase levels. This method is simple, ethical, and widely applicable since it is performed in human participants and eliminates the interspecies translation of the results. Subjects perform 300 maximal eccentric contractions of the knee extensor muscles at a speed of 120&#176;/sec on an isokinetic dynamometer. The extent of the damage is measurable using relatively non-invasive isokinetic and isometric measures of strength loss, soreness, and plasma creatine kinase levels over several days following the exercise. Therefore, its application can be directed to specific populations in an attempt to identify mechanisms for muscle adaptation and regeneration.

This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

Induktion und Beurteilung der belastungsSkelettMuskelSchäden beim Menschen

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery ...

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction (NeMO) in Female Small Rodents

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal model to investigate bladder remodeling in pBOO are female rodents undergoing partial obstruction at the proximal urethra. Variability in the degree of obstruction and animal mortality are major concerns with proximal obstruction. Furthermore, dissecting around the proximal urethra and bladder neck jeopardizes bladder innervation.
We developed a nerve-sparing mid-urethral obstruction (NeMO) model for pBOO avoiding the disadvantages of the traditional model. We approached the urethra just inferior to the pubic symphysis, which obviated the need for laparotomy as well as for dissection in this area; also, the striated urethral sphincter remained untouched. We performed NeMO in female Sprague-Dawley rats (12 obstructions, 6 sham animals) as well as in female C57/bl6 mice (20 obstructions, 18 sham animals). After two weeks, we evaluated bladder function, bladder mass, and body mass.
We had no mortalities among obstructed- or sham-operated female rats; as described for the traditional proximal pBOO-method, we tied the suture around the proximal urethra and a temporarily placed 0.9 mm metal rod. NeMO induced an 85% increase in bladder mass after two weeks, average residual urine volume was 0.4 mL in partially obstructed rats while only 0.03 mL in sham animals. In mice, we tested 3 sizes of cannulas that we placed along the urethra when tying the suture. We found that using a 27-gauge cannula resulted in over 50% animal mortality; placing the 25-gauge cannula did not yield the desired response in increasing bladder mass; utilizing a 26-gauge cannula yielded favorable results with minimal animal mortality (1/8) yet a significant 2-fold increase in bladder mass.

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction NeMO in Female Small Rodents

Traditional modeling of partial bladder outlet obstruction in rodents is fraught with animal mortality. A denervation injury from dissection around the proximal urethra and bladder neck is also of major concern. We developed and evaluated a safe and reliable mid-urethral obstruction model, avoiding the shortcomings of the traditional model.

Nerve sparende Mittelharnröhrenobstruktion (NEMO) in Female Kleine Nagetiere

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal ...

Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition leads to a better understanding of cariogenic and periopathogenic mechanisms. Microbial changes taking place in the oral cavity during childhood are of interest for several reasons. The evolution of the child oral microbiota and shifts in its composition need to be analyzed further to understand and possibly prevent the onset of disease. At the same time, advanced knowledge of the natural composition of oral biofilm is needed. Early stages of caries-free permanent dentition with healthy gums provide a widely unaffected subgingival habitat that can serve as an in situ baseline for studying features of oral health and disease. Analysis of children's oral biofilm during different stages in life is thus an important theme in the field. Modern molecular analysis methods can provide comprehensive information about the bacterial diversity of such biofilms. To enable microbiota data comparison, it is important to standardize each step in the procedure for molecular data generation. This procedure spans from clinical sampling, Next Generation Sequencing (NGS), bioinformatic data processing, to taxonomic interpretation. One of the most critical factors here is biofilm sampling. Sampling in children is even more challenging in particular due to limited space in subgingival areas. We thus focus on the use of paper points for subgingival sampling. This article provides a detailed protocol for oral biofilm sampling of the subgingival sulcus, the mucosa, and saliva in children.

Changes in the oral microbiome throughout childhood are of growing interest. Comparison of different microbiome studies reveals a lack of standardized sampling protocols. Limited space makes sampling the sound subgingival sulcus of children challenging. Paper point sampling is presented here in detail as the method of choice for this area.

Oralen Biofilm Sampling für Microbiome Analyse bei gesunden Kindern

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition ...

Measurements of Motor Function and Other Clinical Outcome Parameters in Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy

While the number of new treatment options tested in patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) is increasing, there is still no defining of the most reliable assessments regarding therapeutic efficacy. We present clinical and radiological outcome measures used in ambulatory patients participating in our trial &#34;Treatment with L-citrulline and metformin in Duchenne muscular dystrophy&#34;. The motor function measure is a validated test in patients with neuromuscular disorders that consists of 32 items and assesses all three dimensions of motor performance including standing and transfer (D1 subscore), axial and proximal motor function (D2 subscore), and distal motor function (D3 subscore). The test shows high intra- and inter-rater variability but only when strictly following guidelines of the materials, examination steps, and calculation of scores. The 6-minute walk test, timed 10-meter walk/run test, and supine-up time are commonly used timed functional tests that also sufficiently monitor changes in muscle function; however, they strongly depend on patient collaboration. Quantitative MRI is an objective and sensitive biomarker to detect subclinical changes, though the examination costs may be a reason for its limited use. In this study, a high correlation between all clinical assessments and quantitative MRI scans was found. The combinational use of these methods provides a better understanding about disease progression; however, longitudinal studies are needed to validate their reliability.

The aim of this study is to present the most reliable clinical outcome measures and their correlations with quantitative muscle MRI in ambulant patients with Duchenne muscular dystrophy.

Messungen der motorischen Funktion und anderen klinischen Outcome-Parameter bei ambulanten Kindern mit Duchenne-Muskeldystrophie

While the number of new treatment options tested in patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) is increasing, there is still no defining of the most ...

Investigating Intestinal Barrier Breakdown in Living Organoids

Organoids and three-dimensional (3D) cell cultures allow the investigation of complex biological mechanisms and regulations in vitro, which previously was not possible in classical cell culture monolayers. Moreover, monolayer cell cultures are good in vitro model systems but do not represent the complex cellular differentiation processes and functions that rely on 3D structure. This has so far only been possible in animal experiments, which are laborious, time consuming, and hard to assess by optical techniques. Here we describe an assay to quantitatively determine the barrier integrity over time in living small intestinal mouse organoids. To validate our model, we applied interferon gamma (IFN-&#947;) as a positive control for barrier destruction and organoids derived from IFN-&#947; receptor 2 knock out mice as a negative control. The assay allowed us to determine the impact of IFN-&#947; on the intestinal barrier integrity and the IFN-&#947; induced degradation of the tight junction proteins claudin-2, -7, and -15. This assay could also be used to investigate the impact of chemical compounds, proteins, toxins, bacteria, or patient-derived probes on the intestinal barrier integrity.

Here we describe a technique to quantify the barrier integrity of small intestinal organoids. The fact that the method is based on living organoids enables the sequential investigation of different barrier integrity modulating substances or combinations thereof in a time-resolved manner.

Untersuchung des Darmbarriereabbaus bei lebenden Organoiden

Organoids and three-dimensional (3D) cell cultures allow the investigation of complex biological mechanisms and regulations in vitro, which previously was ...

Involving Individuals with Developmental Language Disorder and Their Parents/Carers in Research Priority Setting

A protocol for involving individuals presenting with developmental language disorder (DLD) (iDLD) and their parents/carers (iDLDPC) in a research priority setting exercise is presented.
iDLD have difficulties with communication skills, such as understanding language, word-finding and discourse. Such difficulties mean existing research priority setting protocols are difficult for iDLD to access, since they require sophisticated communication skills. Thus, a novel protocol for involving iDLD in these exercises is warranted. The same protocol is recommended for use with iDLDPC, to ensure accessibility.
The protocol is presented in 4 steps. Step 1 describes a program of activities delivered by trained, specialist DLD speech and language therapists (SLTs) that prepares iDLD/iDLDPC for involvement. Step 2 outlines an approach to elicit iDLD/iDLDPC&#8217;s opinions on research priorities. Steps 3 and 4 describe methods to analyze and integrate this data at multiple stages of the research priority setting process.
9 trained specialist DLD SLTs delivered steps 1 and 2. 17 iDLDs and 25 iDLDPCs consented to involvement. Opinions from all participants were elicited, and this data was used to influence the process and output of the exercise.
An advantage of this protocol is its accommodation of the heterogeneity in support needs of iDLD/iDLDPC, through a menu of options, whilst also providing a structured framework. Due to the novelty of the protocol, the methods for data integration were developed by the research group. These are potential limitations of the protocol, and may bring the reliability and validity under scrutiny, which are yet to be tested.
This protocol enables meaningful involvement of iDLD/iDLDPC in&#160;research priority setting and could be utilized for people with other kinds of speech, language or communication needs. Further research should evaluate the effectiveness of the protocol and whether it can be adapted for involvement of such populations in other research studies.

A protocol to enable individuals with developmental language disorder (DLD) and their parents/carers to meaningfully participate in a research priority setting exercise is established. The protocol includes a defined program of activities for data collection, and methods to incorporate this data into the broader research priority setting process.

Einbeziehung von Personen mit Sprachentwicklungsstörungen und ihren Eltern/Betreuern in die Festlegung von Forschungsschwerpunkten

A protocol for involving individuals presenting with developmental language disorder (DLD) (iDLD) and their parents/carers (iDLDPC) in a research priority ...