副交感神经反应概要文件相关的社会功能与自闭症儿童

文摘

心理生理学的研究心率和心率变异性可以用来研究自闭症儿童的监管程序。本研究的目的是测试不同的呼吸性窦性心律不齐(RSA);一定程度的心率变异性)和检查生理反应之间的关系和社会行为的措施。与会者包括2 - 6岁儿童和自闭症儿童没有自闭症。心率和RSA来自心电图记录了一个基线时期,然后一个陌生人方法范式。社会适应性行为被家长评估报告。组织并不意味着不同心率或RSA基线或在回应社会的挑战。然而,自闭症儿童更有可能显示一个侵入性生理反应部分的陌生人的方法比低侵入性的部分程序。Nonautistic孩子同样有可能侵入性以及低侵入性的社会事件做出回应。在自闭症群体中,生理反应的陌生人社会适应性行为的方法与更高的评级。 These results suggest that physiologic responses to social challenge may help understand differences in social behavioral outcomes in children with autism.

1。介绍

过去的研究已经表明,自闭症儿童节目中断自主应对环境压力(1- - - - - -5]。然而,研究不同年龄的儿童纳入研究中,刺激的性质构成了观察协议,以及由此产生的生理反应的结果相比,nonautistic个人。此外,虽然一些研究已经检查了关系社会和行为功能的自主措施和措施(例如,5相比),相对较少的研究个体差异在生理和行为特征。考试的反应与行为的症状表现,症状严重程度,和其他方面的行为功能有助于调和的矛盾存在于先前的研究和对开发和提炼具有潜在影响的评估和治疗自闭症。

心肺措施,包括心率、呼吸性窦性心律不齐(RSA),和更多的心率变异性(HRV)的一般措施,已被广泛应用于儿童精神病理学的研究,包括一些研究自闭症。RSA,这种现象定义为周期性变化导致心率呼吸活动,反映中枢神经系统对心率的影响。RSA是由抑制性信号的窦房结脑干核通过迷走和反映了交感神经系统(pn)对心率变异性的影响。高基线RSA是为了指出准备参与或对环境的要求作出反应,包括社会环境的各个方面。另一方面,RSA的变化以应对环境挑战被认为表明积极的参与和关注刺激(6]。在RSA减少社会压力可能表明自适应关注社会信息,因此可能与积极的社会行为,适应社会环境的要求。

两项研究调查了HRV变化,在认知任务。奥尔索和他的同事们(7)检查HRV在自闭症儿童认知的挑战。他们发现,自闭症儿童和正常儿童没有措施的基线差异心率或基线HRV。然而,自闭症儿童未能显示相关的任务减少HRV相比nonautistic孩子。这些响应模式没有区别与没有多动症,自闭症儿童从基线HRV变化却与措施自闭症儿童的行为缺乏灵活性。Toichi和Kamio4自闭症)也报告说,青少年中未能显示HRV降低认知任务。所有个人在控制样本显示任务相关HRV降低。相比之下,孤独症组显示变量的反应,一些孩子显示HRV的减少和其他显示HRV意外增加。作者认为,这一发现表明高度警觉状态,有些自闭症患者可能已经发现了基线条件压力比条件,从事一项任务。额外相关的解释这个观察是关注生理反应的平均水平可能掩盖了重要的和潜在的有意义的个体差异。

很少有研究RSA或其他措施应对社交活动和HRV的刺激。奥尔索和他的同事们(8]证明定性差异8-12-year-old儿童广泛性发育障碍的诊断,没有一个不是另有规定(PDD-NOS) parasympathetic-related HRV的变化,但不是组件的HRV建模为交感神经的影响。此外,这些差异的大小是最大的子群PDD-NOS和共病的孩子多动和注意力问题。在另一项研究的高功能自闭症儿童,莱文et al。3)没有发现自闭症在RSA和nonautistic孩子在特里尔社会压力测试(9]。后也没有差异在基线和任务。Bal et al。10]发现7-17-year-old自闭症儿童没有显著认知缺陷降低了RSA相比,控制在基线。在自闭症群体中,高RSA显示快速识别的面部情绪比RSA较低。

先前的研究的一个额外的和引人注目的方面是有有限的自主措施研究自闭症儿童的反应和监管。电晕et al。11)报道,3-5-year-old自闭症儿童未能显示心率应对考官的假装痛苦,比匹配样本的发育迟缓患儿显示整体降低心率,以应对考官的痛苦。在相关工作中,西格曼和他的同事们(12)报道称,自闭症儿童和一组匹配的儿童发育迟缓显示心率下降当浏览一个视频的婴儿笑或哭。虽然这些研究并没有检验的HRV指标如RSA,他们建议实验设计会影响强度,显著或其他方面的刺激,可以在发现占之间的差异。最近,Patriquin et al。13]报道积极的协会之间的基线RSA和接受语言和儿童分享行为在一个相对高功能的样本4 - 7岁儿童自闭症谱系障碍。

记住这些问题,本试验研究的目的是调查集团和自主的个体差异反应分级社会刺激年轻,相对较低功能自闭症儿童和确定自主反应的个体差异是否与行为能力的措施。为此,我们记录心电图仪(ECG)信号在一个标准化的陌生人方法范式,在一个女考官走进房间,逐步接近和与孩子互动。我们假设自闭症儿童会表现出减少或推迟RSA应对陌生人匹配方法相比,比较样本,和孩子显示更大的RSA的反应(即社会方法的陌生人。,减少在RSA)将会有更高的社会行为能力的评级。

2。材料和方法

2.1。参与者

与会者包括儿童自闭症(AUT;没有自闭症儿童)和(non-AUT;),group-matched实足年龄和非语言智商。孤独症诊断是由临床医生诊断证实了最佳估计阈上自闭症诊断量表的分数(14]。参与者的年龄从30到79个月,变量的认知水平和语言功能。认知发展能力评估通过微分能力量表(DAS) [15)或婴儿和幼儿发展的量表,第二版(16),发展合适的。为了允许一些相似性的认知成绩孩子收到不同措施,我们group-matched参与者DAS的基础上非语言智商贝利或心理发展指数(MDI)。自适应功能,包括社会行为技能,评估使用文兰适应行为量表(17]。AUT组的宅邸综合得分较低,以及日常生活和社会化的得分越低,比non-AUT组。功能的变化水平的自闭症儿童是一致的普通人群和自闭症谱系障碍的儿童。大约有一半(47%)的认知标准分数(从量表或DAS)小于75,和80%的人通信标准分数文兰不到75(即。,超过1.5个标准差低于规范样本均值)。对照组包括一些孩子与一般发展认知延迟(63%与认知标准分数低于75;87%葡萄地通信标准分数低于75)。没有比较发育迟缓患儿的病因(即。,there were no children with Down Syndrome, fragile X, or other known genetic conditions).

组没有在其他人口特征差异。描述性数据展示在表1。父母提供知情同意参与研究,这项研究是医院的机构审查委员会批准的提供监督善待人类的参与者。

2.2。过程

我们从5分钟基线记录心电图数据期间孩子们参与一个安静和nonchallenging桌面活动(与咨询孩子的父母决定)。这是紧随其后的是一个陌生人的方法过程类似于之前的发展研究方法(18]。与孩子坐在桌子上,他或她的父母坐在后面,稍偏,女实验员,陌生的孩子走进房间,然后走到孩子在两个阶段,每一个持续2分钟。这导致了整体陌生人方法相似的长基线的过程。有点长基线短的比较(即刺激条件。,5分钟。基线和2分钟。前阶段的陌生人的方法)是一致的心理生理学研究和其他人群(例如,[11])。

在的过程中,孩子们仍然坐在一张小桌子正对房间的门。一套发展适当的玩具在桌子上在陌生人的方法过程。在第一阶段,我们将调用远端陌生人的方法,考官站在房间的门而与孩子的家长(60秒),搬到了一个马克大约一半的孩子,继续和父母聊天(60秒;陌生人被要求参与“闲聊”的父母,父母是事先了解,预计这种)。在第二阶段,我们将称之为近端陌生人的方法,考官坐在斜对面的表从孩子开始和孩子友好的声音(60秒),然后俯身向孩子,轻轻触碰孩子的手臂,说话时友好但侵入性的方式(60秒)。这些事件的顺序(基线,远端陌生人,陌生人近端)在所有参与者都是一样的。本行为分析的总体目的是呈现一个陌生人的友好但日益侵入社会的方法。

2.3。心电图采集和处理

心电图数据获得通过三个电极放在孩子的胸部和腹部。心电图的原始数据记录、数字化和存储在计算机硬盘使用系统设计协调生理数据的收集与实时录像19]。这个系统包括一个惠普心电图监测,记录了非线性波的峰值精确到毫秒。心电图监视器输出包括一组第二的第二人力资源估计和一套单独的rr间隔的数据被用来计算RSA。

进一步涉及的ECG信号离线处理数据清洗和RSA的计算。工件检测和校正是使用一系列的自动化执行算法。一个移动的置信区间是用来检测RR间隔外的预期值。错过或假R-waves这样检测,标记,并通过线性插值得到纠正。后续处理采用时间序列分析和一个移动多项式滤波器去除低频人力资源趋势的信号。这个过程消除了周期的研究ECG信号中频率范围以外的呼吸循环。由此产生的测量是HRV呼吸速率的频率范围。心的自然对数周期方差在这个频率范围是RSA的衡量。RSA的计算使用时间序列分析和计算由Porges et al。20.]。

2.4。统计分析

使用这些方法,我们总结了平均心率(HR)和RSA的基线值和陌生人方法条件。我们也计算为RSA变化百分比值从基线到远端和近端陌生人方法阶段。此外,根据我们的假设,我们孩子显示分组为:减少在RSA从基线到远端和近端陌生人条件和那些没有显示改变RSA或显示RSA的增加(即。变化,改变评分≥0)。RSA计算百分比从基线。测试手段被用来比较组儿童的生理和适应性行为的相关措施。测试孩子的可能性显示生理反应研究条件与卡方检验测试和McNemar检验法测试受试反应的可能性。

3所示。结果

3.1。人力资源条件和RSA的差异

AUT和non-AUT团体并不意味着人力资源或不同意味着RSA在基线或远或近端陌生人方法条件。此外,组没有显著差异的变化百分比RSA从基线到远端和近端陌生人条件。这些结果被发表在表2。个人人力资源和RSA数据点呈现在表3。有一个参与者AUT组与高水平的工件在RSA信号陌生人的方法。这个过程的数据对于这个孩子被排除在外。AUT Artifactual HR数据被发现3组儿童和2 non-AUT组的孩子。这些数据点也被排除在分析之外。

3.2。差异可能显示一个RSA的回应

组没有差别在RSA或RSA百分比变化的平均水平,在参与者有反应的个体差异。AUT集团内3 14个孩子与RSA陌生人的方法(21%)的数据显示,一个RSA降低末端陌生人的条件,而9的14个孩子(64%)显示一个RSA减少的近端陌生人条件。在非AUT组3 8的孩子(38%)显示一个RSA降低末端陌生人的条件,而4这些8儿童(50%)显示一个RSA减少的近端陌生人条件。卡方测试组没有明显的反应的可能性远或近端条件(渔民精确测试)。然而,当比较可能性但是在每组的反应条件,AUT集团被发现更有可能显示一个RSA降低应对方法比远端近端陌生的陌生人的方法(McNemar检验法测试,)。具体来说,6的11 (55%)AUT的孩子并没有显示响应远端方法显示一个RSA降低近端陌生人了方法,以及所有3 AUT的孩子显示一个RSA下降到远端陌生人还显示近端stranger-related RSA减少。这种差异在回应的可能性条件不存在非AUT组。

3.3。比较反应者和Nonresponders

我们分类AUT主题到RSA中反应者与nonresponders RSA的基础上减少(即从基线到近端陌生人条件。“应答”是孩子在陌生人的RSA方法比,在基线)。这些团体在葡萄地比较尺度标准分数。一个主题已经丢失的葡萄地数据。因此,有9反应者和5无包含在这些比较中。AUT儿童列为比无反应者有更高的宅邸社会化标准分数,t(11)= 2.4,。急救员没有不同于无葡萄地域分数。这些结果被发表在表4。

4所示。讨论

本研究揭示的RSA模式的差异对社会事件的响应强度不同程度的自闭症儿童相比,控制。具体地说,患有自闭症的儿童更有可能显示响应期间(从基线降低RSA)侵入“近”陌生人比在最初的方法以及低侵入性的陌生人进入了房间。这种差异在回应的可能性nonautistic组未见。因为减少RSA反映与环境的积极响应和参与,这一发现表明,增加刺激强度的水平或程度的活力的交互需要引出规范性自闭症儿童的生理反应。重要的是,与之前一致工作(11),我们没有看到证据,心率增加自闭症与nonautistic集团应对侵入陌生人的方法。因此,RSA反应引起,他们似乎没有表明社会刺激的“战或逃”共鸣。

反应的个体差异的社会事件与自闭症儿童的社会功能。自闭症儿童的生理响应近端陌生人的方法有更好的社会功能以葡萄地尺度来衡量,一个parent-report乐器。但值得一提的是,在自闭症儿童的组织,人员无没有差别在葡萄地的其他部分。这提供了区分效度,我们的研究结果,表明自主神经反应模式专门人表明水平的社会关注支持自闭症儿童的社会行为功能。生理反应社会事件可能与行为功能,但观测环境的性质会影响是否观察到有意义的个体差异。这一发现对个性化教育和行为策略子组的自闭症儿童少对环境反应的减毒RSA反应社会按。例如,它可能是有益的单独定制程度治疗交互积极尝试激发儿童社会反应。这些结果提出一个相关问题是研究生理反应可以用来验证行为指标,或本身生理监测是否可以增加个人的治疗策略。这可以被视为符合临床方法,包括注意力管理激励治疗期间(21]。

年轻的自闭症儿童,然而,没有差别在RSA的基线条件并没有在RSA响应差异日益侵入陌生人的方法观察。这种消极的发现可能是本研究小样本大小相关。然而,群体差异的小尺度效应和对陌生人的反应方法的变化表明,假定的RSA和自主功能的类似措施的差异可能对自闭症儿童相比相对较小的儿童年龄和认知能力匹配。有趣的是,在RSA差异方面,最大的效果,虽然相对较小和统计学无意义的,是RSA在最初的比较远的陌生人的方法。这里,自闭症儿童会增加适度的RSA从基线,而对照组显示适度减少RSA从基线。这可能表明,小说的社会事件,如初始条目的一个新人,更突出nonautistic儿童自闭症儿童,虽然需要更大的样本以确定这种差异在统计上是可靠的。之前的研究发现自闭症儿童的老年群体之间的差别和比较对象在基线和任务相关的心率变异性的措施。因此,一个额外的解释我们发现没有组织不同的是,孩子们在这项研究中观察到相当年轻。因为基线RSA可以将随着年龄的增加在童年早期,RSA组水平的差异可能并不明显,直到这个系统的成熟和RSA方法模仿成人的水平(22]。也指出,而有些孩子显示RSA相对于基线的减少,其他显示增加RSA。这样的解释增加的原因尚不清楚,但有可能增加在RSA任务或实验条件可以归因于个体差异在孩子如何回应初始基线条件尽可能多的他们的副交感神经应对挑战。

这些结果在本质上是初步的,这项研究有一些局限性,应该讨论。本研究的样本量较小,限制了我们的统计检测组之间的显著差异。相关的挑战这项工作的困难,实践和概念在本质上,匹配的关键特性。在孤独症研究主题匹配是一种常见的但具有挑战性的实践(23]。主题匹配的一个新兴的复杂性是自闭症患者的异质性。在目前的研究中,我们组在年龄和智商。然而,这些特征的变化,虽然两组相似,可能会增加测量误差。因此,未来的研究可能会产生不同的结果与更多的同质分组在年龄和水平的功能。

5。结论

在这项研究中我们报告RSA的个体差异对社会事件的反应与家长反映在自闭症儿童社会适应功能。虽然自闭症儿童没有不同于控制在RSA反应社会方法范式,他们更有可能证明减少RSA以应对更近的社会互动。这个反应近端社会互动与更好的社会功能,表明社交能力的个体差异以及社会互动的强度可以歧视子组的自闭症儿童可能显示微分反应分级社会互动。这些发现对治疗产生影响和社会反应表明,阈值的个体差异可能表明治疗策略匹配等特点。显然,这些发现还需要复制和扩展,未来的研究还应该关注这种响应的稳定性在个人风格。更一般的,总之,这个试点研究表明,关注psychophysiologic反应的个体差异可能有助于澄清不一致在先前的研究和对理解的个体差异会影响治疗结果在这个人口。

确认

作者要感谢家庭参加了这项研究。部分中描述的结果本文提出了自闭症研究的国际会议上,费城,宾夕法尼亚州,2010年5月。这项研究得到了美国国家自闭症研究联盟(现在“孤独症代言人”)镍氢,1-R03-MH072856-01。

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