Attention prosociale chez les enfants avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme" et sans TSA : Dissociation entre le regard anticipatif et l'excitation interne

Aperçu: G.M.

Dès le plus jeune âge, les enfants aident les autres, mais les mécanismes sous-jacents de l'attention prosociale des enfants restent sous-étudiés. La comparaison des mécanismes attentionnels et physiologiques de l'attention prosociale des enfants au développement typique et au développement atypique contribue à notre compréhension de l'ontogenèse du développement prosocial. 

Nous avons présenté à des enfants avec un développement typique (TD) et des enfants avec un diagnostic de "troubles du spectre de l'autisme" (TSA), qui ont souvent des difficultés à développer un comportement prosocial, des scénarios dans lesquels un adulte avait besoin d'un objet tombé pour terminer une tâche mais n'a pas été aidé par la suite par un deuxième adulte. Dans un scénario de contrôle non social assorti à la perception, les enfants ont vu des objets automoteurs se déplacer et tomber sans qu'aucun adulte ne soit présent sur la scène. Les résultats ont montré une dissociation entre l'excitation (dilatation des pupilles) et l'anticipation des besoins de l'individu (schémas du regard), de sorte que seuls les enfants TD ont cherché plus longtemps la bonne solution aux besoins de l'adulte avant la résolution de la situation. En revanche, après la résolution de la scène, les deux groupes ont montré une plus grande excitation lorsque l'adulte n'était pas aidé par rapport à lorsque la situation non sociale n'était pas résolue. Pour le groupe TSA, cet effet était le plus important pour les enfants avec des quotients de développement plus élevés. 

Ces résultats suggèrent que, malgré des similitudes dans l'attention prosociale entre les enfants TD et TSA, la réduction du comportement prosocial précédemment documentée chez les enfants avec un dTSA peut être en partie due à une déficience spécifique dans l'anticipation du comportement prosocial.

J Abnorm Child Psychol. 2019 Dec 28. doi: 10.1007/s10802-019-00606-6.

Prosocial attention in children with and without autism spectrum disorder: Dissociation between anticipatory gaze and internal arousal

Hepach R¹, Hedley D², Nuske HJ³.

Author information

1

Department of Research Methods in Early Child Development, Leipzig University, Jahnallee 59, 04109, Leipzig, Germany. robert.hepach@uni-leipzig.de.

2

Olga Tennison Autism Research Centre, La Trobe University, Melbourne, Australia.

3

Center for Mental Health Policy and Services Research, Department of Psychiatry, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, 19104, USA.

Abstract

From an early age children help others yet the underlying mechanisms of children's prosocial attention remain understudied. Comparing the attentional and physiological mechanisms of prosocial attention of typically developing and atypically developing children contributes to our understanding of the ontogeny of prosocial development. We presented typically developing (TD) children and children with Autism Spectrum Disorder (ASD), who often have difficulty developing prosocial behaviour, with scenarios in which an adult needed a dropped object to finish a task but was subsequently not helped by a second adult. In a perceptually matched non-social control scenario, children saw self-propelled objects move and drop without any adult present in the scene. Results showed a dissociation between arousal (pupil dilation) and the anticipation of the individual's need (gaze patterns), such that only TD children looked longer at the correct solution to the adult's need prior to the resolution of the situation. In contrast, following the resolution of the scene, both groups showed greater arousal when the adult was not helped compared to when the non-social situation remained unresolved. For the ASD group, this effect was greatest for children with higher developmental quotients. These results suggest that, despite similarities in prosocial attention between TD and ASD children, previously documented reduced prosocial behaviour in children with ASD may be in part due to a specific impairment in anticipating prosocial behaviour.

PMID:31883039

DOI: 10.1007/s10802-019-00606-6

Regard initial sur les visages et ses conséquences fonctionnelles sur les capacités d'identification du visage dans les "troubles du spectre de l'autisme"

Aperçu: G.M.

Le "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) est un trouble neurodéveloppemental défini et diagnostiqué par des déficits fondamentaux dans la communication sociale et la présence de comportements restreints et répétitifs. La recherche sur le traitement du visage suggère des déficits dans ce domaine dans les TSA, mais comprend de nombreuses conclusions mitigées concernant la nature et l'étendue de ces différences. Il a été démontré que le premier mouvement oculaire vers un visage est hautement informatif et suffisant pour atteindre des performances élevées dans l'identification du visage chez les adultes neurotypiques. La présente étude s'est concentrée sur ce moment critique qui s'est révélé essentiel dans le processus d'identification du visage.
MÉTHODES:
Nous avons appliqué un paradigme établi de suivi oculaire et d'identification du visage pour caractériser de manière globale le mouvement oculaire initial sur un visage et tester ses conséquences fonctionnelles sur les performances d'identification du visage chez les adolescents avec et sans TSA (n = 21 par groupe) et chez les adultes neurotypiques. Plus précisément, nous avons présenté une série de visages et mesuré l'emplacement d'atterrissage de la première saccade sur chaque visage, tout en mesurant simultanément leurs capacités d'identification de visage. Ensuite, les individus ont été guidés pour regarder des emplacements spécifiques sur le visage, et nous avons mesuré comment la performance d'identification du visage variait en fonction de cet emplacement. Les adolescents ont également complété une mesure plus traditionnelle d'identification faciale qui nous a permis de caractériser plus complètement les capacités d'identification faciale dans les TSA.
RÉSULTATS:
Nos résultats indiquent que l'emplacement du regard initial sur les visages et les performances d'identification du visage pour les visages brièvement présentés sont intacts dans les TSA, excluant la possibilité que les déficits de perception du visage, au moins chez les adolescents avec un diagnostic de TSA (dTSA), commencent par le mouvement oculaire initial vers le visage. Cependant, les personnes  avec un dTSA ont montré des déficiences sur la mesure plus traditionnelle de l'identification du visage.
CONCLUSION:
Ensemble, la dissociation observée entre les processus initiaux et rapides de perception du visage et d'autres mesures de la perception du visage offre de nouvelles perspectives et hypothèses liées au timing et à la complexité perceptuelle du traitement du visage et à la façon dont ces aspects spécifiques de l'identification du visage peuvent être perturbés dans les TSA.

Cliquer ICI pour accéder à l'intégralité de l'article en anglais

J Neurodev Disord. 2019 Dec 28;11(1):42. doi: 10.1186/s11689-019-9303-z.

Initial eye gaze to faces and its functional consequence on face identification abilities in autism spectrum disorder

Schauder KB^1,2,3, Park WJ⁴, Tsank Y⁵, Eckstein MP⁵, Tadin D^6,7,8, Bennetto L^9,7.

Author information

1

Department of Psychology, University of Rochester, Meliora Hall, P.O Box 270266, Rochester, NY, 14627, USA. kschauder@childrensnational.org.

2

Center for Visual Science, University of Rochester, Rochester, USA. kschauder@childrensnational.org.

3

Children's National Medical Center, Center for Autism Spectrum Disorders, 15245 Shady Grove Road Suite 350, Rockville, MD, 20850, USA. kschauder@childrensnational.org.

4

Department of Psychology, University of Washington, Guthrie Hall Box 351525, Seattle, WA, 98195, USA.

5

Department of Psychological and Brain Sciences, University of California Santa Barbara, Santa Barbara, CA, 93106-9660, USA.

6

Center for Visual Science, University of Rochester, Rochester, USA.

7

Department of Brain and Cognitive Sciences, University of Rochester, 310 Meliora Hall, P.O Box 270268, Rochester, NY, 14627-0268, USA.

8

Departments of Ophthalmology and Neuroscience, University of Rochester School of Medicine, Rochester, USA.

9

Department of Psychology, University of Rochester, Meliora Hall, P.O Box 270266, Rochester, NY, 14627, USA.

Abstract

BACKGROUND:

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder defined and diagnosed by core deficits in social communication and the presence of restricted and repetitive behaviors. Research on face processing suggests deficits in this domain in ASD but includes many mixed findings regarding the nature and extent of these differences. The first eye movement to a face has been shown to be highly informative and sufficient to achieve high performance in face identification in neurotypical adults. The current study focused on this critical moment shown to be essential in the process of face identification.

METHODS:

We applied an established eye-tracking and face identification paradigm to comprehensively characterize the initial eye movement to a face and test its functional consequence on face identification performance in adolescents with and without ASD (n = 21 per group), and in neurotypical adults. Specifically, we presented a series of faces and measured the landing location of the first saccade to each face, while simultaneously measuring their face identification abilities. Then, individuals were guided to look at specific locations on the face, and we measured how face identification performance varied as a function of that location. Adolescent participants also completed a more traditional measure of face identification which allowed us to more fully characterize face identification abilities in ASD.

RESULTS:

Our results indicate that the location of the initial look to faces and face identification performance for briefly presented faces are intact in ASD, ruling out the possibility that deficits in face perception, at least in adolescents with ASD, begin with the initial eye movement to the face. However, individuals with ASD showed impairments on the more traditional measure of face identification.

CONCLUSION:

Together, the observed dissociation between initial, rapid face perception processes, and other measures of face perception offers new insights and hypotheses related to the timing and perceptual complexity of face processing and how these specific aspects of face identification may be disrupted in ASD.

PMID: 31883518

DOI: 10.1186/s11689-019-9303-z

Le rôle de la saillance limitée de la parole dans l’attention sélective accordée aux visages chez les tout-petits avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme"

Aperçu: G.M.

CONTEXTE:
L'attention altérée sur les visages des partenaires interactifs est un marqueur du "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) dans la petite enfance. Cependant, il est difficile de savoir si les enfants avec un diagnostic de TSA (dTSA) évitent les visages ou les trouvent moins saillants et si le phénomène est lié à la présence d'un contact visuel ou de la parole.
METHODES:
Nous avons étudié les impacts de la parole (SP) et du regard direct (RD) sur l'attention des visages chez les tout-petits de 22 mois avec un dTSA (n = 50) et sur des contrôles avec un déveoppement typique (TD, n = 47) à l'aide de la tâche Selective Social Attention 2.0. (SSA 2.0) . La tâche consistait en quatre conditions dans lesquelles la présence (+) et l’absence (-) de DG et de SP étaient systématiquement manipulées. La gravité des symptômes de l'autisme et les habiletés verbales et non verbales ont été caractérisées simultanément avec un suivi de la vision à 22,4 mois (DS = 3,2) et prospectivement à 39,8 (SD = 4,3) mois.
RÉSULTATS:
Les enfants en bas âge avec un dTSA regardaient moins que les enfants en bas âge TD dans les régions du visage et de la bouche uniquement lorsque l'actrice parlait (absence du regard direct avec la parole, DG-SP +: d = 0,99, p <0,001 pour le visage, d = 0,98, p <0,001 pour régions de la bouche; regard direct présent avec la parole, DG + SP +, d = 1,47, p <0,001 pour le visage, d = 1,01, p <0,001 pour les régions de la bouche). Les tout-petits avec un dTSA regardaient moins la région des yeux que lorsque les signaux du regard et de la parole étaient présents (d = 0,46, p = 0,03). La saillance des signaux combinés RD et SP était associée de manière concomitante et prospective à la gravité des symptômes de l'autisme, et l'association restait significative après contrôle des niveaux verbal et non verbal.
CONCLUSIONS:
L'étude établit un lien entre la faible attention portée aux visages et la visibilité limitée du discours audiovisuel et n'appuie en aucun cas l'hypothèse de l'évitement des visages aux premiers stades du TSA. 

Ces résultats sont importants pour la recherche sur des biomarqueurs discriminants et prédictifs précoces, ainsi que pour l'identification de nouvelles cibles de traitement.

J Child Psychol Psychiatry. 2019 Aug 30. doi: 10.1111/jcpp.13118.

The role of limited salience of speech in selective attention to faces in toddlers with autism spectrum disorders

Shic F^1,2,3, Wang Q¹, Macari SL¹, Chawarska K¹.

Author information

1

Child Study Center, Yale School of Medicine, New Haven, CT, USA.

2

Center for Child Health, Behavior and Development, Seattle Children's Research Institute, Seattle, WA, USA.

3

Department of Pediatrics, University of Washington School of Medicine, Seattle, WA, USA.

Abstract

BACKGROUND:

Impaired attention to faces of interactive partners is a marker for autism spectrum disorder (ASD) in early childhood. However, it is unclear whether children with ASD avoid faces or find them less salient and whether the phenomenon is linked with the presence of eye contact or speech.

METHODS:

We investigated the impacts of speech (SP) and direct gaze (DG) on attention to faces in 22-month-old toddlers with ASD (n = 50) and typically developing controls (TD, n = 47) using the Selective Social Attention 2.0 (SSA 2.0) task. The task consisted of four conditions where the presence (+) and absence (-) of DG and SP were systematically manipulated. The severity of autism symptoms, and verbal and nonverbal skills were characterized concurrently with eye tracking at 22.4 (SD = 3.2) months and prospectively at 39.8 (SD = 4.3) months.

RESULTS:

Toddlers with ASD looked less than TD toddlers at face and mouth regions only when the actress was speaking (direct gaze absence with speech, DG-SP+: d = 0.99, p < .001 for face, d = 0.98, p < .001 for mouth regions; direct gaze present with speech, DG+SP+, d = 1.47, p < .001 for face, d = 1.01, p < .001 for mouth regions). Toddlers with ASD looked less at the eye region only when both gaze and speech cues were present (d = 0.46, p = .03). Salience of the combined DG and SP cues was associated concurrently and prospectively with the severity of autism symptoms, and the association remained significant after controlling for verbal and nonverbal levels.

CONCLUSIONS:

The study links poor attention to faces with limited salience of audiovisual speech and provides no support for the face avoidance hypothesis in the early stages of ASD. These results are consequential for research on early discriminant and predictive biomarkers as well as identification of novel treatment targets.

© 2019 Association for Child and Adolescent Mental Health.

KEYWORDS:

Autism spectrum disorders; eye gaze; face processing; infancy; speech

PMID:31471912

DOI:10.1111/jcpp.13118

Développer l'attention sociale chez les enfants de 3 ans avec un diagnostic de TSA au travers du suivi oculaire du regard contingent

Aperçu: G.M.

Les jeunes enfants avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme" (dTSA) regardent moins les visages que leurs pairs non-TSA, ce qui limite l'accès à l'apprentissage social. À l'heure actuelle, aucune technologie ne cible directement ces principales difficultés d'attention sociale. 

Cette étude examine la faisabilité d'une formation automatisée à la modification du regard pour améliorer l'attention portée aux visages chez les enfants de 3 ans avec un dTSA. En utilisant des données de visionnage gratuit provenant de contrôles au développement typique (DT) (n = 41), nous avons mis en œuvre des repères adaptatifs contingents au regard pour rediriger les enfants avec un TSA vers des schémas normatifs lors de la visualisation de vidéos d'une actrice. Les enfants avec un TSA ont été assignés de manière aléatoire à 

• (a) une condition de repère adaptatif (Cue, n = 16) ou 
• (b) une condition de non-repère (No-Cue) (Pas de repère, n = 19). 

Les performances ont été examinées au début, pendant et après l’entraînement, et comparées aux témoins DT(n = 23). La proportion de temps passée à regarder l'écran (% écran) et les visages des actrices (% visage) a été analysée. 

En pré-entraînement, les groupes Cue et No Cue ne différaient pas en% de face (P> 0,1). En post-formation, le groupe Cue avait un pourcentage de visage supérieur à celui du groupe sans repères (P = 0,015). 

Dans le groupe sans repère, le% de visages a diminué avant et après la formation; aucun déclin n'a été observé dans le groupe Cue. 

Ces résultats suggèrent que l'entraînement contingent du regard atténue efficacement les baisses d'attention vis-à-vis des personnages sociaux à l'écran des TSA. De plus, des effets d'entraînement plus importants ont été observés chez les enfants ayant une capacité non verbale inférieure, suggérant qu'une approche contingente du regard pourrait être particulièrement pertinente pour les enfants présentant une déficience cognitive plus importante. Ce travail représente l'évolution vers de nouveaux systèmes thérapeutiques d'attention sociale susceptibles d'accroître les interventions comportementales actuelles.

Autism Res. 2019 Aug 30. doi: 10.1002/aur.2199.

Promoting Social Attention in 3-Year-Olds with ASD through Gaze-Contingent Eye Tracking

Wang Q¹, Wall CA², Barney EC³, Bradshaw JL⁴, Macari SL¹, Chawarska K¹, Shic F^3,5.

Author information

1

Child Study Center, School of Medicine, Yale University, New Haven, Connecticut.

2

Department of School Psychology, University of South Carolina, Columbia, South Carolina.

3

Center for Child Health, Behavior and Development, Seattle Children's Research Institute, Seattle, Washington.

4

Department of Psychology, University of South Carolina, Columbia, South Carolina.

5

Department of Pediatrics, University of Washington, Seattle, Washington.

Abstract

Young children with autism spectrum disorder (ASD) look less toward faces compared to their non-ASD peers, limiting access to social learning. Currently, no technologies directly target these core social attention difficulties. This study examines the feasibility of automated gaze modification training for improving attention to faces in 3-year-olds with ASD. Using free-viewing data from typically developing (TD) controls (n = 41), we implemented gaze-contingent adaptive cueing to redirect children with ASD toward normative looking patterns during viewing of videos of an actress. Children with ASD were randomly assigned to either (a) an adaptive Cue condition (Cue, n = 16) or (b) a No-Cue condition (No-Cue, n = 19). Performance was examined at baseline, during training, and post-training, and contrasted with TD controls (n = 23). Proportion of time looking at the screen (%Screen) and at actresses' faces (%Face) was analyzed. At Pre-Training, Cue and No-Cue groups did not differ in %Face (P > 0.1). At Post-Training, the Cue group had higher %Face than the No-Cue group (P = 0.015). In the No-Cue group %Face decreased Pre- to Post-Training; no decline was observed in the Cue group. These results suggest gaze-contingent training effectively mitigated decreases of attention toward the face of onscreen social characters in ASD. Additionally, larger training effects were observed in children with lower nonverbal ability, suggesting a gaze-contingent approach may be particularly relevant for children with greater cognitive impairment. This work represents development toward new social attention therapeutic systems that could augment current behavioral interventions. Autism Res 2019, 1-13. © 2019 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc. LAY SUMMARY: In this study, we leverage a new technology that combines eye tracking and automatic computer programs to help very young children with ASD look at social information in a more prototypical way. In a randomized controlled trial, we show that the use of this technology prevents the diminishing attention toward social information normally seen in children with ASD over the course of a single experimental session. This work represents development toward new social attention therapeutic systems that could augment current behavioral interventions.

© 2019 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc.

PMID:31468735

DOI:10.1002/aur.2199

Interaction avec les robots sociaux: améliorer le regard vers le visage ou pas nécessairement une attention commune chez les enfants avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme"

Aperçu: G.M.

Il est largement reconnu que les interventions robotiques pour les "troubles du spectre de l'autisme" (TSA) sont prometteuses, mais la question de savoir si des robots humanoïdes sociaux pourraient faciliter la performance de l'attention conjointe chez les enfants avec un diagnostic de TSA (dTSA). 

Dans cette étude, l'attention conjointe réactive a été mesurée dans deux conditions dans lesquelles différents agents, humain et robot, ont initié l'attention conjointe par vidéo. Les participants étaient 15 enfants avec un dTSA (âge moyen: 4,96 ± 1,10 ans) et 15 enfants au développement typique (TD) (âge moyen: 4,53 ± 0,90 ans). Outre les analyses du temps de fixation et des transitions du regard, la plus longue séquence commune (LCS) a été utilisée pour comparer les mouvements des yeux des participants à une séquence de référence logique prédéfinie. La fixation des enfants TD sur le visage de l'agent était plus précoce et plus longue que celle des enfants avec un dTSA. En outre, les enfants TD ont montré un plus grand nombre de transitions de regard entre le visage et la cible de l'agent et des scores LCS plus élevés que ceux des enfants avec un dTSA. 

Les deux groupes ont montré plus d'intérêt pour le visage du robot, mais le robot a induit une plus faible proportion de temps de fixation sur la cible. 

Pendant ce temps, les participants ont montré des transitions similaires du regard et des résultats de LCS dans les deux conditions, suggérant qu'ils pourraient suivre la logique de la tâche d'attention conjointe induite par le robot et l'homme. Nous avons discuté des implications pour les effets et les applications des robots humanoïdes sociaux dans les interventions d’attention conjointe.

Cliquer ICI pour accéder à l'intégralité de l'article en anglais

Front Psychol. 2019 Jul 5;10:1503. doi: 10.3389/fpsyg.2019.01503. eCollection 2019.

Interaction With Social Robots: Improving Gaze Toward Face but Not Necessarily Joint Attention in Children With Autism Spectrum Disorder

Cao W¹, Song W¹, Li X², Zheng S³, Zhang G⁴, Wu Y², He S¹, Zhu H⁵, Chen J^1,6.

Author information

1

Centre for Optical and Electromagnetic Research, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University, Guangzhou, China.

2

School of Psychology, South China Normal University, Guangzhou, China.

3

Academy for Engineering and Technology, Fudan University, Shanghai, China.

4

Caihongqiao Children Rehabilitation and Service Center of Panyu District, Guangzhou, China.

5

Child Development and Behavior Center, Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou, China.

6

KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.

Abstract

It is widely recognized that robot-based interventions for autism spectrum disorders (ASD) hold promise, but the question remains as to whether social humanoid robots could facilitate joint attention performance in children with ASD. In this study, responsive joint attention was measured under two conditions in which different agents, a human and a robot, initiated joint attention via video. The participants were 15 children with ASD (mean age: 4.96 ± 1.10 years) and 15 typically developing (TD) children (mean age: 4.53 ± 0.90 years). In addition to analyses of fixation time and gaze transitions, a longest common subsequence approach (LCS) was employed to compare participants' eye movements to a predefined logical reference sequence. The fixation of TD toward agent's face was earlier and longer than children with ASD. Moreover, TD showed a greater number of gaze transitions between agent's face and target, and higher LCS scores than children with ASD. Both groups showed more interests in the robot's face, but the robot induced a lower proportion of fixation time on the target. Meanwhile participants showed similar gaze transitions and LCS results in both conditions, suggesting that they could follow the logic of the joint attention task induced by the robot as well as human. We have discussed the implications for the effects and applications of social humanoid robots in joint attention interventions.

PMID:31333540

PMCID:PMC6625177

DOI:10.3389/fpsyg.2019.01503

Bases neurobiologiques des "troubles du spectre de l'autisme" et implications pour une intervention précoce: un bref aperçu

Aperçu: G.M.

Pour mieux comprendre la pathogenèse du "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) et les implications pour l'intervention, le présent article rend compte des recherches sur les fondements neurobiologiques des TSA et des implications pour l'intervention précoce en mettant l'accent sur l'attention conjointe et les comportements oculaires.

Les résultats de l'étude convergent vers l'existence de connexions cérébrales aberrantes et de zones de morphologie cérébrale atypique, qui de manière complexe et dynamique entravent la priorisation de l'information sociale. Par conséquent, les habiletés atypiques d'interaction sociale des nourrissons à risque de développer un TSA sont tracées dans la malformation des connexions cérébrales respectives.Compte tenu de l'importance des découvertes neurobiologiques et de leur cartographie sur les compétences pragmatiques sociales précoces, les objectifs d'intervention précoce doivent être axés sur l'amélioration des compétences du regard et de l'attention conjointe. De tels objectifs pourraient potentiellement améliorer les résultats de l'intervention en termes d'amélioration des compétences de communication sociale chez les jeunes avec un diagnostic de TSA. 

Cliquer ICI pour accéder à l'intégralité de l'article en anglais

Folia Phoniatr Logop. 2017;69(1-2):38-42. doi: 10.1159/000479181. Epub 2017 Dec 15.

Neurobiological Bases of Autism Spectrum Disorders and Implications for Early Intervention: A Brief Overview

Petinou K, Minaidou D.

Abstract

OBJECTIVES:

To better understand the pathogenesis of autism spectrum disorder (ASD) and implications for intervention, the current paper reports on research related to the neurobiological underpinnings of ASD and the implication for early intervention with a focus on the importance of joint attention and eye gaze behaviors.

PARTICIPANTS AND METHODS:

An overview is provided on the available research findings from the fields of social neuroscience and experimental psychology specific to brain development, brain pathology, eye gaze, and joint attention behaviors.

RESULTS:

The results of the review converge towards the existence of aberrant brain connections and atypical brain morphology areas, which in complex and dynamic ways hinder the prioritization of social information. Consequently, the atypical social interaction skills exhibited by infants at risk for developing ASD are traced in the malformation of respective brain connections.

CONCLUSIONS:

Given the importance of neurobiological findings and their mapping onto early social pragmatic skills, early intervention goals need to focus on increasing appropriate eye gaze skills and joint attention. Such goals could potentially improve intervention outcomes in terms of improving social communication skills in youngsters with ASD.

© 2017 S. Karger AG, Basel.

PMID:29248932

DOI:10.1159/000479181

Un système de suivi des yeux pour surveiller les modèles de balayage de la face révèle l'effet améliorant de l'ocytocine sur le contact visuel chez les ouistitis

Aperçu: G.M.

Les systèmes de suivi des yeux sont utilisés pour étudier la position des yeux et les modèles de regard présumés comme le contact visuel chez l'homme. Le contact visuel est un biomarqueur utile de la communication sociale et connu pour être déficient chez les personnes avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme". Dans cette étude, les chercheurs rapportent une méthode nouvellement établie pour le suivi des yeux chez les ouistitis.

L'étude visait à caractériser ces schémas de balayage du regard des primates et à évaluer les effets de l'ocytocine sur leur comportement oculaire. Les chercheurs ont constaté que les ouistitis passent plus de temps à regarder la région des yeux dans l'image d'un ouistiti que dans la région de la bouche ou qu'une image brouillée. Dans l'expérience avec l'oxytocine, la variation du rapport yeux / visage était significativement plus élevé dans le groupe ocytocine que dans le groupe témoin. De plus, l'augmentation induite par l'ocytocine dans le changement de rapport yeux / visage a été complètement bloquée par l'antagoniste du récepteur de l'ocytocine L-368 899. Ces résultats indiquent que le suivi des yeux chez les ouistitis peut être utile pour évaluer les médicaments candidats visant des conditions psychiatriques, en particulier les TSA.

Psychoneuroendocrinology. 2017 May 10;83:42-48. doi: 10.1016/j.psyneuen.2017.05.009.

An eye tracking system for monitoring face scanning patterns reveals the enhancing effect of oxytocin on eye contact in common marmosets

Kotani M¹, Shimono K², Yoneyama T³, Nakako T¹, Matsumoto K¹, Ogi Y¹, Konoike N⁴, Nakamura K⁴, Ikeda K⁵.

Author information

1

Higher Brain Function Research, Sumitomo Dainippon Pharma, Co., Ltd., 33-94 Enoki-cho, Suita, Osaka, 564-0053, Japan.

2

Molecular Pathophysiology Research, Drug Research Division, Sumitomo Dainippon Pharma, Co., Ltd., 3-1-98 Kasugadenaka, Konohana-ku, Osaka, 554-0022, Japan.

3

Omics Group, Genomic Science Laboratories, Drug Research Division, Sumitomo Dainippon Pharma, Co., Ltd., 3-1-98 Kasugadenaka, Konohana-ku, Osaka, 554-0022, Japan.

4

Department of Neuroscience, Primate Research Institute, Kyoto University, 41-2 Kanrin, Inuyama, Aichi, 484-8506, Japan.

5

Higher Brain Function Research, Sumitomo Dainippon Pharma, Co., Ltd., 33-94 Enoki-cho, Suita, Osaka, 564-0053, Japan. Electronic address: kazuhito-ikeda@ds-pharma.co.jp.

Abstract

Eye tracking systems are used to investigate eyes position and gaze patterns presumed as eye contact in humans. Eye contact is a useful biomarker of social communication and known to be deficient in patients with autism spectrum disorders (ASDs). Interestingly, the same eye tracking systems have been used to directly compare face scanning patterns in some non-human primates to those in human. Thus, eye tracking is expected to be a useful translational technique for investigating not only social attention and visual interest, but also the effects of psychiatric drugs, such as oxytocin, a neuropeptide that regulates social behavior. In this study, we report on a newly established method for eye tracking in common marmosets as unique New World primates that, like humans, use eye contact as a mean of communication. Our investigation was aimed at characterizing these primates face scanning patterns and evaluating the effects of oxytocin on their eye contact behavior. We found that normal common marmosets spend more time viewing the eyes region in common marmoset's picture than the mouth region or a scrambled picture. In oxytocin experiment, the change in eyes/face ratio was significantly greater in the oxytocin group than in the vehicle group. Moreover, oxytocin-induced increase in the change in eyes/face ratio was completely blocked by the oxytocin receptor antagonist L-368,899. These results indicate that eye tracking in common marmosets may be useful for evaluating drug candidates targeting psychiatric conditions, especially ASDs.

Copyright © 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.

PMID:28586711

DOI:10.1016/j.psyneuen.2017.05.009

Mécanismes fonctionnels encodant la direction des regards des autres dans le système nerveux humain

Aperçu: G.M.

La direction du regard des autres est un signal social fort pour leurs intentions et leurs comportements futurs. Une recherche électrophysiologique pionnière a identifié des populations de cellules dans le cortex visuel de primate qui sont accordées aux directions spécifiques du regard observé, mais l'architecture fonctionnelle de ce système doit encore être précisément spécifiée.

Les chercheurs ont développé un modèle de calcul sur la façon dont la direction du regard des autres est encodée de manière flexible à travers les canaux sensoriels dans le système de regard.  

Ils ont incorporé la normalisation conflictuelle des réponses sensorielles - un mécanisme de calcul qui est considéré comme répandu dans les systèmes sensoriels mais qui n'a pas été examiné dans le contexte de la vision sociale. Les chercheurs démontrent que le fonctionnement de la normalisation conflictuelle dans le système du regard prédit un modèle surprenant et distinctif de changements perceptuels après l'adaptation sensorielle aux stimuli du regard et que ces prédictions correspondent étroitement aux effets psychophysiques de l'adaptation chez les observateurs humains.  

Ces résultats révèlent les principes fonctionnels qui régissent l'encodage neuronal de la direction du regard et soutiennent la notion que la normalisation conflictuelle est une caractéristique canonique de la fonction du système nerveux. En outre, cette recherche fournit une base solide pour tester les théories récapitulatives récentes des états neuropsychiatriques dans lesquels le traitement du regard est compromis, comme l'autisme et la schizophrénie. 

J Cogn Neurosci. 2017 May 30:1-14. doi: 10.1162/jocn_a_01150.

Functional Mechanisms Encoding Others' Direction of Gaze in the Human Nervous System

Palmer CJ¹, Clifford CWG¹.

Author information

1

UNSW Australia.

Abstract

The direction of others' gaze is a strong social signal to their intentions and future behavior. Pioneering electrophysiological research identified cell populations in the primate visual cortex that are tuned to specific directions of observed gaze, but the functional architecture of this system is yet to be precisely specified. Here, we develop a computational model of how others' gaze direction is flexibly encoded across sensory channels within the gaze system. We incorporate the divisive normalization of sensory responses-a computational mechanism that is thought to be widespread in sensory systems but has not been examined in the context of social vision. We demonstrate that the operation of divisive normalization in the gaze system predicts a surprising and distinctive pattern of perceptual changes after sensory adaptation to gaze stimuli and find that these predictions closely match the psychophysical effects of adaptation in human observers. We also find that opponent coding, broadband multichannel, and narrowband multichannel models of sensory coding make distinct predictions regarding the effects of adaptation in a normalization framework and find evidence in favor of broadband multichannel coding of gaze. These results reveal the functional principles that govern the neural encoding of gaze direction and support the notion that divisive normalization is a canonical feature of nervous system function. Moreover, this research provides a strong foundation for testing recent computational theories of neuropsychiatric conditions in which gaze processing is compromised, such as autism and schizophrenia.

PMID: 28557689

DOI: 10.1162/jocn_a_01150

Affichages de classe - Attraction ou Distraction? Preuve de l'impact sur l'attention et l'apprentissage des enfants avec et sans autisme

Aperçu: G.M.

Prêter attention est une première étape critique vers l'apprentissage. Pour les enfants dans les salles de classe de l'école primaire, il peut y avoir beaucoup de choses à faire autrement que l'objet d'une leçon, comme les affichages visuels sur les murs de la classe. L'objectif de cette étude était d'utiliser des techniques de suivi des yeux pour explorer l'impact de l'affichage visuel sur l'attention et l'apprentissage pour les enfants. Critiquement, les chercheurs ont exploré ces problèmes pour les enfants qui se développent typiquement et pour les enfants qui se développent avec un trouble du spectre de l'autisme (TSA).  

Les deux groupes d'enfants ont regardé des vidéos d'un enseignant proposant des activités en classe-2 de "story-time" et 2 mini-leçons. La moitié des vidéos que chaque enfant a vu contenait des niveaux élevés d'affichage visuel en classe en arrière-plan (affichage visuel élevé [HVD]) et la moitié n'en avaient pas (pas d'affichage visuel [NVD]). Les enfants ont complété des feuilles de travail après les mini-leçons pour mesurer l'apprentissage. Pendant la visualisation de toutes les vidéos, les mouvements des yeux des enfants ont été enregistrés. La présence d'écrans visuels a eu un impact significatif sur l'attention pour tous les enfants, mais dans une plus grande mesure pour les enfants avec un diagnostic de TSA.  

Les affichages visuels ont également eu un impact sur l'apprentissage des mini-leçons, à cause duquel les enfants avaient des scores d'apprentissage plus faibles dans le HVD par rapport à la leçon NVD. Les différences individuelles selon l'âge, verbal, non verbal et les capacités d'attention étaient des prédicteurs importants de l'apprentissage, mais le temps passé à assister aux affichages visuels dans HVD était le prédicteur le plus important. Cette étude novatrice et en temps opportun a des répercussions sur l'utilisation des écrans visuels de classe pour tous les enfants, mais surtout pour les enfants .

Dev Psychol. 2017 May 4. doi: 10.1037/dev0000271.

Classroom Displays-Attraction or Distraction? Evidence of Impact on Attention and Learning From Children With and Without Autism

Hanley M, Khairat M, Taylor K, Wilson R, Cole-Fletcher R, Riby DM.

Abstract

Paying attention is a critical first step toward learning. For children in primary school classrooms there can be many things to attend to other than the focus of a lesson, such as visual displays on classroom walls. The aim of this study was to use eye-tracking techniques to explore the impact of visual displays on attention and learning for children. Critically, we explored these issues for children developing typically and for children with autism spectrum disorder (ASD). Both groups of children watched videos of a teacher delivering classroom activities-2 of "story-time" and 2 mini lessons. Half of the videos each child saw contained high levels of classroom visual displays in the background (high visual display [HVD]) and half had none (no visual display [NVD]). Children completed worksheets after the mini lessons to measure learning. During viewing of all videos children's eye movements were recorded. The presence of visual displays had a significant impact on attention for all children, but to a greater extent for children with ASD. Visual displays also had an impact on learning from the mini lessons, whereby children had poorer learning scores in the HVD compared with the NVD lesson. Individual differences in age, verbal, nonverbal, and attention abilities were important predictors of learning, but time spent attending the visual displays in HVD was the most important predictor. This novel and timely investigation has implications for the use of classroom visual displays for all children, but particularly for children with ASD. (PsycINFO Database Record

(c) 2017 APA, all rights reserved).

PMID: 28471220

DOI: 10.1037/dev0000271

Caractéristiques spatio-temporelles du regard des enfants avec un diagnostic de troubles du spectre de l'autisme pednant qu'ils regardent des scènes de la salle de classe

Aperçu: G.M.

Les enfants avec un diagnostic de troubles du spectre de l'autisme (TSA) qui ont des troubles neurodéveloppementaux dans la communication sociale refusent souvent d'aller à l'école en raison de difficultés d'apprentissage en classe. La cause exacte de la mauvaise adaptation à l'école chez ces enfants est inconnue. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que ces enfants ont du mal à faire attention aux objets que les enseignants indiquent.  

Ils ont mesuré les mouvements oculaires des enfants alors qu'ils regardaient deux films représentant des cours réels. 

Dans l'analyse, les chercheurs ont défini les régions d'intérêt (ROI) comme le visage et le doigt de l'enseignant, les personnages de dessin animé et les figures géométriques pointées par le professeur  et le mur de classe qui ne contenait aucun objet.

Ils ont ensuite comparé le temps de regard total pour chaque ROI entre les enfants avec un diagnostic de TSA et les enfants au développement typique (TD) par ANOVA bidirectionnelle.  

Les enfants avec un diagnostic de TSA ont passé moins de temps sur les personnages dessinés désignés par le professeur; Ils ont passé plus de temps sur le mur dans les deux scènes de classe.

Il est possible de différencier les enfants avec un diagnostic de TSA des enfants TD presque parfaitement par la proportion du temps de regard total que les enfants avec TSA ont passé à regarder le mur.  

Ces résultats suggèrent que les enfants avec un diagnostic de TSA ne suivent pas les instructions de l'enseignant en classe et persistent à regarder des zones visuelles inappropriées comme les murs. Ainsi, ils peuvent avoir des difficultés à comprendre le contenu en classe, ce qui entraîne une mauvaise adaptation à l'école.

 

PLoS One. 2017 May 4;12(5):e0175912. doi: 10.1371/journal.pone.0175912. eCollection 2017.

Spatiotemporal characteristics of gaze of children with autism spectrum disorders while looking at classroom scenes

Higuchi T¹, Ishizaki Y¹, Noritake A², Yanagimoto Y¹, Kobayashi H¹, Nakamura K², Kaneko K¹.

Author information

1

Department of Pediatrics, Kansai Medical University, Hirakata, Osaka, Japan.

2

Department of Physiology, Kansai Medical University, Hirakata, Osaka, Japan.

Abstract

Children with autism spectrum disorders (ASD) who have neurodevelopmental impairments in social communication often refuse to go to school because of difficulties in learning in class. The exact cause of maladaptation to school in such children is unknown. We hypothesized that these children have difficulty in paying attention to objects at which teachers are pointing. We performed gaze behavior analysis of children with ASD to understand their difficulties in the classroom. The subjects were 26 children with ASD (19 boys and 7 girls; mean age, 8.6 years) and 27 age-matched children with typical development (TD) (14 boys and 13 girls; mean age, 8.2 years). We measured eye movements of the children while they performed free viewing of two movies depicting actual classes: a Japanese class in which a teacher pointed at cartoon characters and an arithmetic class in which the teacher pointed at geometric figures. In the analysis, we defined the regions of interest (ROIs) as the teacher's face and finger, the cartoon characters and geometric figures at which the teacher pointed, and the classroom wall that contained no objects. We then compared total gaze time for each ROI between the children with ASD and TD by two-way ANOVA. Children with ASD spent less gaze time on the cartoon characters pointed at by the teacher; they spent more gaze time on the wall in both classroom scenes. We could differentiate children with ASD from those with TD almost perfectly by the proportion of total gaze time that children with ASD spent looking at the wall. These results suggest that children with ASD do not follow the teacher's instructions in class and persist in gazing at inappropriate visual areas such as walls. Thus, they may have difficulties in understanding content in class, leading to maladaptation to school.

PMID: 28472111

DOI: 10.1371/journal.pone.0175912