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对患有自闭症的幼儿和后来诊断出自闭症的可能性较高的儿童进行头戴式眼球追踪研究

介绍
人们对自闭症幼儿和幼儿的注视行为研究越来越感兴趣,以改善早期筛查和诊断过程[ 10,14,21 ]。自闭症是一种异质性神经发育疾病,其特征是社交沟通困难以及受限和重复行为[ 2 ],美国儿童的平均诊断年龄为 4 岁[ 28 ]]。早期干预通常被认为对于最大化长期结果至关重要,但获得服务通常需要诊断或识别。不幸的是,漫长的等待名单、高昂的费用和缺乏训练有素的临床医生导致来自种族、民族、语言、社会经济和地区边缘社区的儿童的诊断年龄较晚[ 8 , 31 ]。克服这种差异的一种潜在机制是通过客观和有效的筛查,这可能为诊断和/或干预打开大门,并且早期凝视行为已被提议作为一种潜在的生物行为标记,可以帮助识别可能患有此类疾病的儿童。未来被诊断患有自闭症 [ 14 , 15 ,21 ]。

尽管凝视行为在识别自闭症早期风险和/或后期诊断方面具有潜在效用,但涉及该人群的眼球追踪研究传统上在基于计算机的任务中使用计算机安装的眼球追踪设备,这些任务缺乏社会背景、限制运动、如果孩子的目光离开电脑屏幕,则更容易丢失数据 [ 39]。在典型发育的婴儿中,文献充分证明,早期注意力是有效学习经历的关键组成部分,早期社交互动对于这种注意力的发展至关重要(例如,我们早期的互动越偶然,我们就越能单独集中注意力)稍后的)。因此,尽管提出的方法存在局限性,但追踪非典型人群社交互动期间的注意力行为仍提出了有趣的研究问题。这导致我们对父母的投入是否(如果是的话,如何)与非典型注意力体验相关缺乏了解,从而在我们对非典型注意力出现的理解上造成了巨大的差距。

最近的一项工作涉及自闭症儿童在现场社交互动中的注视行为——这些研究使用小型头戴式眼球追踪设备来记录每时每刻的注视行为以及孩子的视野。

头戴式眼球追踪已用于动物研究 [ 20 , 22 , 33 , 46 ] ,并已成为典型发育的成人、儿童和婴儿中研究注意力和沟通行为的流行方法[ 12 , 13 ] , 42 , 49]。头戴式眼球追踪使研究人员能够通过参与者的动作和身体动作来了解三维体验中发生的内部过程,而不需要明确的参与者反应(例如,用手指指或说一句话)或要求研究人员提供针对所呈现的基于计算机的任务的说明。然而,迄今为止,很少有研究对自闭症儿童使用头戴式摄像头和/或眼球追踪[ 34、48、50、51 ] ,另请参见[ 18、25 ]] 进行审查)。此外,患有严重社交沟通困难、感官问题、言语能力低下或极少和/或具有挑战性行为的儿童通常被排除在此类研究之外[ 6 , 45]]。从这一人群中收集的头戴式和/或眼动追踪数据的有限性代表了知识上的差距,如果解决这一问题,可能会深入了解遵循典型轨迹发展的儿童与自闭症儿童之间的潜在差异。以这种方式扩大文献基础可能会增加眼动追踪研究结果的普遍性,更好地反映自闭症儿童特征的多样性。头戴式眼球追踪方法还可以深入了解有关日常经历的关键信息,这些信息可以为识别自闭症 [ 10,14,21 ]和/或针对自闭症相关困难的干预措施的开发提供信息[ 4 ,17 ] 在家里和社区(例如日托和学校)。因此,尽管该方法本身存在实际挑战,但这种数据收集的追求是值得的。然而,为了实现这一目标,研究人员在针对这一人群进行头戴式眼球追踪研究时需要记住一些要点。

本手稿的目的是分享一些友好且成功的实践的重要指导,我们认为这些实践可以优化头戴式摄像头(特别是头戴式眼球追踪)数据收集。先前的研究报道了正常发育儿童的不同成功数据收集率,例如自闭症儿童的数据收集成功率分别为 80.00%、90.90% 和 90.48%,以及 47.17% 和 56.67% [ 1 , 50 , 51]]。我们实验室的正常发育儿童数据收集成功率达到 93.47%,自闭症儿童数据收集成功率达到 92.68%,与报告的保留率相符或更高。本文概述的建议做法(指南)基于我们过去和正在进行的对患有自闭症的幼儿和儿童以及后来诊断出自闭症的可能性增加的婴儿的研究。我们相信,这也可能适用于收集患有其他发育障碍的幼儿的这些数据,并且可以适用于脑电图(EEG)和心率监测等其他可穿戴设备的研究。我们将讨论其他相关领域的潜在应用以及研究人员可能在本文后面考虑利用的其他适应措施。

请注意,本文结合了人为本和身份优先的语言,这是一个有意的决定,与自闭症研究人员最近提出的评论相一致,该决定认识到较大自闭症社区中已知和未知偏好的复杂性[ 3,44 ]。

方法
参加者
在本文中,我们选择了 41 名自闭症儿童和 17 名后期诊断自闭症可能性较高的儿童(例如,患有自闭症的大孩子的弟弟妹妹),他们参与了我们的研究,并在家长中进行了头戴式眼动追踪研究– 子对象游戏环境。具体来说,儿童必须年龄在 9 岁以下,并尝试在亲子游戏环境中参与头戴式眼球追踪任务。自闭症儿童还必须按照自闭症诊断观察表 (ADOS) [ 26 ] 或自闭症诊断观察表第二版 (ADOS-2) [ 27 ] 的定义进行自闭症诊断。然而,我们会在稍后的讨论中讨论一些相关且重要的民间轶事。桌子 图1总结了自闭症儿童样本的人口特征,分为年轻(5岁以下;N  = 22)和年长(5岁以上;N  = 19)参与者,年龄在1.3至8.9岁之间。此外,年龄在 0.5 岁至 4.5 岁之间的儿童更有可能被诊断为自闭症。通过当地社区机构和社交媒体平台招募家庭,并获得参与补偿,包括礼品卡、当地博物馆通行证和小玩具。所有家庭都提供了知情同意书,并且研究及其程序得到了研究所在大学的机构审查委员会的批准。

任务
ADOS/ADOS-2:本研究中所有患有自闭症的参与者都超过了与 ADOS 或 ADOS-2 上自闭症诊断一致的分数阈值,这些阈值由研究可靠的管理员管理。任何儿童参与者的父母均未报告有听觉或视觉障碍。ADOS-2 需要 45 分钟到 1 小时,适合 12 个月及以上能走动的儿童。

认知测试:为了适合发育和年龄,参与者还参加了两项认知测试之一,即差异能力量表 - II [ 9 ] 或马伦早期学习量表 [ 29 ]。认知测试平均需要 20 到 45 分钟。DAS-II 适合 2.5 岁至 17 岁零 11 个月的儿童。Mullen 适合 0 至 68 个月的儿童。

词汇测试:根据发育和年龄的情况,参与者还完成了皮博迪图片词汇测试第四版(PPVT-4)[ 7 ]和表达词汇测试第二版(EVT-2)[ 47 ]。平均而言,每次词汇测试需要 15 至 30 分钟,总共 30 分钟至 1 小时,两项测试都适合 2.5 岁及以上的儿童。

头戴式眼球追踪任务:这个 5 分钟的任务包括一个互动的亲子游戏环节,其中包含八个标准化玩具对象。父母被要求像在家里一样自然地与孩子一起玩耍。平均而言,头戴式眼球追踪任务需要 20 分钟到 1.5 小时(包括设置、校准、播放、重新校准和根据需要休息)。在游戏任务开始之前,我们实施了一系列协议,将头戴式眼球跟踪设备放置在儿童和家长参与者身上,并校准头戴式眼球跟踪设备以确保凝视测量的准确性。这是本次审查的关键要素之一,并且按顺序详细阐述了每个步骤。

程序
筛选
在安排参与者之前,家长填写了一份详细的筛选表,其中包括有关孩子的过敏和饮食限制的问题、在研究访问期间可用作强化物的首选项目和活动、语言能力以及可能的感官考虑因素。家长还填写了一份发育史表,其中包括有关孩子的病史、家族病史、治疗史和挑战性行为的信息。

这些信息使我们的研究团队能够为参与的每个孩子和家庭的个人需求做好准备,例如收集首选物品和活动。在家庭同意参与之前,我们还会向他们提供有关研究的详细信息,例如所有研究任务的详细描述、完成每项任务的平均时间以及哪位研究团队成员将管理每项任务。家庭可以随时停止研究任务,并被鼓励提出问题并提供有关未来研究过程的反馈,这些反馈融入到与其他家庭一起持续实施研究程序的过程中。

访前准备
根据发展的适当性(例如,孩子的年龄和语言水平),鼓励父母与孩子讨论他们将被要求佩戴的头戴式眼球追踪设备以及他们在参观学校时将被要求完成的任务。实验室。还提供了先前参与者的照片和视频(经家长许可;见图 1)以及佩戴头戴式眼球追踪设备的毛绒动物(见图 2),供家人在家中观看。值得注意的是,由于我们一些参与者(尤其是年轻人)的年龄、认知和语言能力,这并不总是可能或有益的。

还向家长提供了如何帮助孩子长时间戴帽子的说明,并在帽子上安装了头戴式眼球追踪设备[ 40 ]。这方面的例子包括让孩子在舒适的日常活动中戴上帽子,例如玩耍和吃饭时间,并为孩子提供强化物以增加戴帽子的时间(例如,10 秒至 30 秒至 1 分钟至 3 分钟) 。我们的研究团队还创建并提供了一个模拟头戴式眼球追踪设备,六个家庭选择在参观实验室之前在家中进行练习。这些模拟头戴式眼球追踪设备由轻质材料制成,包括管道清洁器、胶带和尼龙搭扣,模拟了实际头戴式眼球追踪设备的重量(见图 1  ))。

向家庭提供的示例图像,展示了一只戴着模拟头戴式眼球追踪设备的毛绒动物。图像中附有以下说明,供家庭在家里练习模拟头戴式眼球追踪设备:“请放置帽子,使设置与上图类似。尼龙搭扣带应沿着头部的前部延伸。头带上的旋钮应放置在前额中心(鼻子上方),眼动仪(弯管清洁器)应指向眼睛,如图所示。盒子应该越过孩子的右肩——这将被固定在孩子玩耍时所坐的椅背上。”

家长被要求携带首选的强化物,例如玩具和活动,以及零食和饮料来参加研究访问。家长可以选择将研究访问分成多次访问,以增加孩子完成研究任务的可能性(亲子游戏,同时孩子和家长佩戴头戴式眼动追踪设备和 ADOS-2,以及成功进行了适合发育的认知 [DAS-II;Mullen] 和语言 [PPVT-4;EVT-2] 测试),并获得了灵活的日程安排选项,包括安排在晚上和周末或重新安排(例如,如果孩子无法在预约的前一天晚上睡觉)。此外,研究同意书和调查问卷表格会在预约前发送给家长,如果他们选择在家填写,

测试环境
研究手术室是在孩子来访之前设立的,只包含必要的材料,例如设备和刺激物,以尽量减少潜在的干扰。零食和玩具等强化物被放置在孩子接触不到和看不见的地方,尽管研究团队和家人都很容易接触到。这限制了参与者可用的物体数量,从而限制了注意力分散以及有意或无意自残的可能性。实验室中每项任务的检查员人数最少(1-3 人);一名检查员通常会设置设备并收集数据,而第二名检查员则交换测试材料,转移孩子的注意力,并在设置后监控设备。

为了防止儿童因隔壁房间的反射或活动而分散注意力,研究手术室中的单向镜子被窗帘覆盖。此外,一旦一家人进入研究手术室,门上还加了一层帘子,以限制私奔的可能性。在头戴式眼球追踪任务期间,房间中不用于任务的部分被第三个窗帘遮挡,防止孩子看到计算机监控设备或后续任务的材料。此外,对于不需要他们参与的任务,父母会根据他们对孩子在父母在场或不在场时表现如何的看法来决定是否在房间里。

在研究任务期间使用标准化办公室照明水平(约 300 lx),以降低儿童受到过度刺激的可能性。标准照明还有一个额外的好处,即使眼动仪更容易捕获瞳孔和角膜反射,从而减少儿童参与者必须佩戴和忍受眼动仪设备的时间。

参观——候诊室
进入实验室后,孩子们被允许在非测试、儿童友好的等候室里自由玩耍各种不同的玩具,而家人则在附近填写同意书。这有三个目的:1)与与孩子一起玩耍的研究人员建立融洽的关系,确保在此期间不要对孩子提出要求,如果孩子不愿意,也不要强迫孩子与他们互动,2)让孩子适应新的实验室环境,3)让孩子适应头戴式眼球追踪任务期间将使用的帽子(头戴式眼球追踪设备将连接到帽子上)。这段时间持续 5 到 20 分钟不等。

为了帮助适应,家庭(以及他们的孩子,如果发育合适)可以选择由研究人员、父母或孩子自己给孩子戴上帽子和/或头戴式眼球追踪设备。孩子们还可以从各种不同颜色和尺寸中挑选一顶帽子,并允许在放置前触摸帽子 [ 40]。我们的研究团队被鼓励尽可能为孩子提供选择,例如“你想戴红色帽子还是蓝色帽子?”,但被指示避免是/否问题,例如“你想戴红色帽子吗?”帽子?”。对于不愿意戴帽子的孩子,研究人员和家长先示范戴帽子,然后再将帽子戴在孩子头上;对于仍然表现出不情愿的孩子,父母和/或研究人员还给孩子戴上帽子,鼓励他们把帽子留在头上。年龄较大的孩子还可以选择佩戴一副装有头戴式眼球追踪设备的眼镜,而不是将眼球追踪器固定在帽子上。

在某些情况下,家庭在探视前表示,如果他们的孩子在学习任务之前进入候诊室,可能会分心。在这些访问中,研究人员精心挑选了一些符合孩子兴趣的玩具放在研究手术室中。一家人从后门进入实验室,绕过等候室(孩子看不见),直接前往研究手术室。然后,孩子和研究人员在用于研究任务的桌子上玩耍,而家长则填写同意书。

参观——学习手术室
如有必要,允许儿童从候诊室带一个玩具陪伴他们到研究手术室,以协助过渡到研究手术室。进入预先准备好的研究手术室后,孩子和家长坐在儿童尺寸的桌子前,孩子可以选择坐在桌子的哪一边,也可以选择是否坐坐在红色或蓝色的儿童尺寸椅子上。

通常,有 1 至 2 名研究人员在场,以尽量减少孩子与陌生人的接触,并降低孩子不知所措的可能性;如果家庭多次访问实验室(例如纵向项目),我们会努力让相同的研究人员每次访问时都在场。

在学习任务之间,家庭及其孩子被询问是否愿意休息一下。休息时间包括去洗手间、吃点零食或午餐、喝点饮料、散步或在没有要求的情况下进行喜欢的活动。这些个性化的休息通常持续 5 到 20 分钟,可以在研究程序室、游戏室或实验室外进行。家人还被告知,他们可以在学习任务中间的任何时候要求休息。尽管这些休息时间延长了研究访问的时间,但它们减少了孩子从事挑战性行为的可能性,因此最终可能会减少孩子持续接受测试所需的测试时间。

Visit——头戴式眼球追踪任务
一旦父母和孩子在研究程序室安顿下来,研究人员首先放置并校准(考虑参与者眼睛的几何特征以优化准确的注视点计算的程序)父母眼动仪,而第二名研究人员和孩子一起玩 [ 11 , 40]。这减少了儿童必须忍受佩戴头戴式眼球追踪设备的时间。本研究中使用的头戴式眼动仪购自 Positive Sciences, Inc.,由两个小型摄像头和一个红外发光二极管 (LED) 组成,总重 51 克。一台摄像机面向参与者的右眼,记录瞳孔运动和角膜反射,而放置在前额的头戴式摄像机记录参与者视角的视野(FPV:水平 54.4°,垂直 42.2°)。

给孩子戴上头戴式眼球追踪器
家长眼动仪设置完成后,一名研究人员专注于让孩子参与游戏或其他喜欢的活动,而另一名研究人员将眼动仪放在孩子的头上,为孩子提供一些可以专注于其他事情的东西。眼动仪的放置。还鼓励家长在孩子放置眼动仪期间帮助分散孩子的注意力,例如玩玩具、牵手或唱歌。当孩子们不愿意佩戴头戴式眼球追踪设备时,人们会采取多种策略来帮助适应。研究人员和/或父母将帽子和/或头戴式眼球追踪设备戴在自己身上,向孩子展示他们会穿什么。一些家庭还利用镜子或手机摄像头向孩子展示放置的物品。当发育合适时,会向孩子展示带有孩子眼睛和观点的实时视频的计算机屏幕,研究人员解释该设备的用途。孩子们还口头上保证他们的眼睛不会被触摸,并鼓励孩子们让研究人员和他们的父母知道帽子或头戴式眼球追踪设备是否变得不舒服,或者当孩子口头触摸时他们是否想更换帽子或设备。和/或发展上能够这样做。如果孩子因头戴式眼球追踪设备而过度分心,并试图触摸、玩耍或移动相机,研究人员和家长会轻轻地将他们的手转向喜欢的物品,并提醒孩子不要触摸相机。如有必要,在头戴式眼球追踪设备和帽子上使用额外的胶带和魔术贴,以进一步保护设备并防止在校准和比赛期间被移除。在此过程中,特别是在放置眼动仪之后,定期向孩子提供积极的反馈,例如口头表扬、获得喜欢的物品和/或活动以及击掌。

与儿童一起进行校准程序
将头戴式眼球追踪器戴在孩子的头上后,研究助理会进行校准程序,通过对孩子的角膜反射和第一人称视角的双重记录,确保相对于场景的注视位置跟踪具有适当的准确性。 。在孩子的校准过程中,一名研究助理将孩子的注意力引导到平板上的一系列九个目标上。使用各种不同的方法将儿童的注意力引导到不同的校准点,从最适合发展的点开始,一直持续到孩子反应最灵敏:口头指示、用手指指向、用物品(例如,笔)指向),将首选物品放在校准点前(例如,小玩具胡萝卜),在校准点前摇动首选的发出噪音的物品(例如拨浪鼓玩具)。在某些情况下,例如当孩子过于害羞时,父母会协助将孩子的注意力引导到每个点上,而不是研究人员这样做。第二位研究人员将校准板固定到位,并通过监控计算机和孩子的注视方向来确保孩子正在看着目标。再次使用口头表扬,特别是在孩子成功完成校准点之后。此过程通常需要不到 5 分钟。第二位研究人员将校准板固定到位,并通过监控计算机和孩子的注视方向来确保孩子正在看着目标。再次使用口头表扬,特别是在孩子成功完成校准点之后。此过程通常需要不到 5 分钟。第二位研究人员将校准板固定到位,并通过监控计算机和孩子的注视方向来确保孩子正在看着目标。再次使用口头表扬,特别是在孩子成功完成校准点之后。此过程通常需要不到 5 分钟。

在第一次校准课程之后,父母被指示在研究任务的标准化持续时间(320 秒)内尽可能自然地与孩子一起玩耍,使用一组八个标准玩具,所有参与研究的参与者都使用这些玩具。在头戴式眼睛跟踪任务中,对一些孩子来说使用感官或舒适物品(例如毯子)很有帮助,让研究人员启动计时器来直观地跟踪孩子戴头戴式眼睛的时间-在放置和校准头戴式眼球追踪设备的同时,使用追踪设备和/或听音乐。

一旦完成此头戴式眼动追踪游戏会话,将进行第二次头戴式眼动追踪校准会话,然后按照与之前描述的相同程序(除了一个例外)移除眼动追踪器。在校准和移除父母的眼动仪之前,先校准和移除孩子的眼动仪;这进一步减少了孩子必须忍受该设备的时间。再次使用积极反馈,特别是在孩子成功完成校准点之后。

考察访问期间遇到的挑战
尽管尽了最大努力,一些考察访问还是没有成功。也就是说,41 名患有自闭症的参与者中,有 3 名无法完成研究任务,所有参与者都处于较年轻的年龄范围(即五岁以下)。结果是,所有自闭症参与者的头戴式眼球追踪任务的总体成功率为 92.68%:年轻参与者为 86.36%,老年参与者为 100.00%。在选择在家中使用模拟头戴式眼球追踪器进行练习的六个家庭中,有五个孩子在第一次访问时就完成了眼球追踪任务。与没有在家中使用模拟头戴式眼动仪练习的孩子相比,我们没有发现这些孩子的行为类型和频率有任何差异。17 名参与者中有 1 名无法完成头戴式眼球追踪任务,这增加了后来诊断出自闭症的可能性,总体成功率为 94.12%。完成头戴式眼动追踪任务的参与者与未完成头戴式眼动追踪任务的参与者之间的人口统计学或临床信息没有显着差异。然而,即使是成功的访问,具有挑战性的行为也并不少见,如表所示 4 . 如果孩子移除了眼动追踪设备,则游戏会立即暂停,眼动追踪器的位置会得到纠正,并且孩子也会相应地重新校准。平均而言,每个孩子为每个摄像头贡献 8,757 帧 (SD = 689) 数据用于注释和分析,约占游戏会话的 90.37%。这些数字与其他类似游戏时间长度的研究一致 [ 41 , 42 ]。

例如,一些参与者不希望佩戴头戴式眼球追踪设备和/或帽子、试图离开椅子和/或桌子、变得沮丧、拒绝通过转身或盯着校准板看桌子,或从事其他具有挑战性的行为,例如攻击性或扑倒。当出现此类行为时,研究人员通过仔细观察孩子并遵循父母的指导,做出终止研究的决定。患有自闭症的幼儿在表达痛苦方面表现出个体差异,因此更难以确定相对于他们的日常经历的痛苦程度可能意味着什么。这是强调我们与家长参与者一起进行研究的协作框架的重要性的另一点。在我们的工作中,家长和研究人员密切合作,监测每个参与者的耐受水平,并在参与者达到耐受阈值或从事特别具有挑战性的行为(例如攻击性或自残)之前结束研究任务。在某些情况下,家庭通过两次或多次访问完成了研究措施;然而,在其他情况下(例如上述三种情况),参与被终止。

讨论
在本文中,我们提供了一系列方法,我们的实验室用于收集自闭症幼儿的数据,并通过使用头戴式眼睛来增加后来诊断出不同年龄、症状严重程度以及语言和沟通背景的自闭症的可能性。跟踪方法。我们相信,这里描述的一般方法也可以扩展到其他类型的数据收集,例如脑电图和心率监测,以及来自患有其他疾病和残疾的儿童的数据收集。例如,除了本文中描述的 41 名自闭症儿童和 17 名后期自闭症诊断可能性增加的儿童之外,我们的实验室还成功收集了 12 名聋哑儿童、3 名患有语言障碍的儿童、以及 1 名年龄在 7 个月至 4.5 岁之间患有注意力障碍的儿童,使用此处描述的方法。我们的实验室还成功地收集了从婴儿到小学年龄段的典型发育儿童的头戴式眼球追踪数据,并重点研究了对本论文中的自闭症和其他残疾和发育背景儿童特别有效的策略。

在我们的研究中,我们使用各种技术来支持本手稿中描述的数据收集。脱敏训练,例如使用非功能性设备进行“练习”和逐步适应程序,已成功应用于自闭症患者的不同数据收集方法中,但需要对各个实验室、研究任务和设备进行高度个性化[36 , 37 ],43 ]。通过我们的研究,我们一直在尝试报告的策略,为婴儿和幼儿的常规临床脑电图记录附加电极[ 5,6,19] 并开发对我们的自闭症儿童样本有效的新方法,并增加后来诊断自闭症的可能性,以促进成功的头戴式眼球追踪数据收集。一种这样的脱敏程序包括为家庭提供使用模拟头戴式眼球追踪设备在家练习的机会,利用逐步适应佩戴头戴式眼球追踪设备的习惯(首先是对环境的舒适度,然后是帽子,然后是头戴式设备)。佩戴头戴式眼动追踪设备),并观看研究人员和家庭佩戴头戴式眼动追踪设备的演示。基于行为科学的策略在其他人的工作中很有用,例如处理具有挑战性的行为、使用前因控制以及应用积极的后果。43 ]。在我们的研究中,我们还使用行为科学技术,例如对佩戴头戴式眼球追踪设备进行建模、强化适当的反应(例如,保持头戴式眼球追踪设备处于开启状态)以及将研究任务分解为渐进的步骤。重要的是,我们与家长合作,最大限度地提高我们研究程序的灵活性和个性化,同时遵守我们收集数据的协议的保真度。在为有发育问题的幼儿提供护理方面,已经认识到针对特定儿童和家庭量身定制干预措施的重要性[ 35 ],我们相信“忠诚中的灵活性”概念最初是为干预和传播工作提出的[ 23]] 也适用于数据收集程序。根据我们的经验,通过深思熟虑地考虑他们的喜好、优势和需求,从预约的日期和时间到为他们选择的玩具,为幼儿参与头戴式眼球追踪研究做好准备是卓有成效的。 。研究领域中与个性化任务背景相关的一个重要问题是造成混淆。例如,我们经常采用的个性化休息时间可能会对与年龄相关的发现产生独特的影响,因为年长的参与者通常比年轻的参与者需要更少的休息时间。需要在与研究问题和假设的关系中仔细考虑这一点。

虽然我们目前的工作已成功确保患有自闭症的幼儿以及后来诊断出自闭症的可能性增加,并且大多数儿童都能完成任务,但此处提供的数据强调并非所有儿童都能够适应头戴式眼动仪。尽管多次尝试和应用策略,我们的参与者仍然能够完成头戴式眼球追踪任务。总的来说,我们发现年长的参与者完成研究的次数较少,参与的行为较少,更容易忍受头戴式眼球追踪设备,并且需要较少的强化物、休息和支持,这并不奇怪。保持关注和宽容。这可能是因为年长的参与者比年轻的参与者群体在具有类似要求的其他结构化环境(例如学校)中有更多的经验,或者具有更高的沟通和语言技能。此外,年龄较大的参与者可能有更多戴帽子和眼镜的经验,这增加了能够忍受佩戴头戴式眼球追踪设备的可能性,或者可能更容易与我们的研究团队建立融洽的关系。对于婴儿、幼儿和幼儿来说,鼓励多次研究访问并增加儿童适应实验室环境的时间可能是更理想的做法,但是,这种做法必须考虑双方家庭的实质性时间和经济承诺以及他们的孩子往返研究机构的情况。

之前的研究人员在其他针对自闭症儿童的神经科学研究中使用了各种其他可能且可行的适应措施,研究人员应该考虑利用这些适应措施来协助头戴式眼球追踪数据收集。例如,脑电图和多导睡眠图(PSG)协议使用镜子让儿童看到正在应用的脑电图上限,并使用令牌板来可视化强化计划,以增加患有神经发育障碍(包括自闭症)的儿童成功扫描的可能性[ 32 ]。磁共振成像 (MRI) 研究在 9 至 13 岁的自闭症儿童中使用了行为科学策略和模拟 MRI 扫描训练 [ 30],而脑磁图(MEG)研究则整合了对 8 至 12 岁自闭症儿童的视觉故事和步行访谈,完成任务的成功率为 81%,可用数据的成功率为 74% [ 24 ]。针对语言和认知得分较低的 7-17 岁自闭症儿童的 MRI 连接性研究教会了家庭减轻焦虑的技巧,让孩子们观看预先确定的“放松”图像和视频,并让孩子们佩戴降噪耳机 [ 16 ] 。在其他情况下,研究团队拥有经过董事会认证的行为分析师,他们为每个参与者创建个性化计划以优化数据收集流程[ 30]。事实上,在我们的研究中,我们发现我们团队的基础科学家和应用科学家成员之间的合作有助于不断完善程序以考虑个人特征。最后,研究人员应考虑查阅其他已发布的自闭症儿童数据收集指南,例如脑电图和计算机眼动追踪协议 [ 38 , 45]].

结论
尽管使用头戴式眼球追踪设备从患有自闭症的幼儿身上收集高质量数据并增加后来诊断自闭症的可能性存在挑战,但有很多好处,我们的工作以及最近的其他研究表明,这是可以成功进行的。此类研究得出的数据可能有助于增加我们对自闭症儿童日常经历的了解,并深入了解该人群的注意力发展。最终,这一系列工作有望改善筛查和诊断服务。随着头戴式眼球追踪方法在不断增长的人口中不断改进,我们预计将有可能对儿童在日常生活中的感知和交流体验进行进一步的微观行为分析

发布日期:2024-03-07