Processing of pragmatic communication in ASD: a video-based brain imaging study

Peer reviewe

Sibilantin /s/ akustiset piirteet suomenkielisillä lapsilla

Suomen kielen /s/-sibilantista on olemassa vähän etenkin lasten tuottamaa normiaineistoa ja akustisten mittausten tuloksia. Tämän pro gradu -tutkielman tarkoituksena oli kerätä normiaineistoa suomenkielisten lasten tuottamasta sibilantista sekä analysoida eri vokaalikontekstissa tuotettujen /s/-artikulaatioiden akustisia piirteitä. Lisäksi kiinnostuksen kohteena oli kahden eri ikäryhmän ja sukupuolten väliset erot /s/:n tuottamisessa. Tutkimusta varten kerättiin ääninäytteitä 20 suomenkieliseltä lapselta, joista 10 oli iältään 5–7-vuotiaita ja 10 9–11-vuotiaita. Molemmissa ikäryhmissä oli yhtä paljon tyttöjä ja poikia, ja lapset olivat kielellisesti tyypillisesti kehittyneitä. Lapset toistivat kehyslauseita, joissa /s/ esiintyi 12 eri vokaalikontekstissa. Kerätyt ääninäytteet segmentoitiin ja /s/-artikulaatiot analysoitiin akustisesti. Akustisessa analyysissa käytettiin hyväksi spektraalisia momentteja, joita ovat spektraalinen painopiste (M1), spektrin keskihajonta (M2), vinous (M3) ja huipukkuus (M4). Lisäksi /s/-artikulaatioista analysoitiin spektrihuipun sijainti ja artikulaation kesto. Sibilanttisegmentit arvioitiin myös visuaalisesti spektrogrammitarkastelussa. Tässä tutkimuksessa havaittiin, että suomenkielisten lasten /s/-artikulaatiossa esiintyy paljon variaatiota ja se on akustisilta ominaisuuksiltaan erilainen kuin englanninkielisten lasten tuottama /s/. Vokaalikonteksti vaikuttaa merkitsevästi /s/:n akustisiin piirteisiin, mikä tukee muiden tutkimusten havaintoja. Lasten tuottamia artikulaatioita tarkasteltaessa kävi ilmi, että joissakin toistoissa etenkin korkeassa vokaalikontekstissa frikaatiokohina katkesi keskellä sibilanttiartikulaatiota, mikä voi olla osoitus lasten artikulaatioelinten motorisesta kypsymättömyydestä. Tarkasteltaessa ryhmien välisiä eroja havaittiin, että ikäryhmien välillä löytyi eroa /s/:n keston, spektraalisen painopisteen ja spektrihuipun sijainnin suhteen. Myös tyttöjen ja poikien artikulaation välillä löytyi merkitsevä ero. Pojilla vokaalikonteksti vaikutti /s/:n ominaisuuksiin enemmän kuin tytöillä. Tuloksista voitiin päätellä, että /s/:n akustiset ominaisuudet muuttuvat vielä kouluvuosien aikana, etenkin pojilla. Tämä tutkimus auttaa osaltaan määrittelemään suomenkielisten lasten tuottaman /s/:n tyypillisiä piirteitä, joiden perusteella voidaan päätellä, kuuluuko jonkun lapsen artikuloima /s/ normaalivariaation piiriin, vai onko syytä aloittaa kuntoutus. Lisäksi on huomioitava, että artikulaatio muuttuu vielä kouluvuosien aikana, kun lapsi mukauttaa sibilantin tuoton fyysisiin muutoksiin. Jotta suomenkielisten lasten /s/-artikulaation akustisista piirteistä saataisiin tarkempi kuva, tulisi normiaineistoa kerätä tätä tutkimusta laajemmin eri ikäryhmiltä ja kattavasti koko Suomen alueelta

Neural basis of socio-pragmatic understanding in young adults on the autism spectrum

Abstract Weaknesses in context-sensitive socio-pragmatic understanding are common in autism spectrum disorder causing challenges in social relationships. This research studied the neural-basis of socio-pragmatic understanding in young autistic adults and non-autistic controls by examining their brain functioning in task-free (resting-state) and task conditions. The brain-level data were acquired using functional magnetic resonance imaging (fMRI). When the communication between the brain network pairs was measured in task-free conditions utilising a fast fMRI sequence and a dynamic lag analysis approach, responses in the autistic persons showed temporally and directionally altered patterns of mutual communication in network pairs associated with social information processing, suggesting atypical deactivation mechanisms related to the posterior default mode network. In addition, deviant interplay between brain networks in autistic persons was found in network pairs including sensory networks. While neural-level associations were examined using video clips containing non-verbal pragmatic communication events as stimuli, inter-subject correlation analysis revealed more homogenous brain activation patterns in the control group, and less synchrony of brain activity in the autistic group, suggesting weaker modulation of brain states in response to the stimulus. Reduced synchrony of brain activity in the autistic group was concentrated predominantly in the region of the salience network. On the behavioural level, no significant difference between the groups was found in answering accuracy concerning the pragmatic content of the video clips, although there was more variability in accuracy in the autistic group. Long mean reaction and answering times were associated with more severe autistic traits implying altered processing mechanisms in autism. Neural-level responses to socio-pragmatically challenging communication were studied using video clips of complex social scenes as stimuli. Responses of selected brain network components showed that processing between the groups was similar during the majority of the social scenes but differed during situations including concurrent verbal and non-verbal communication events. The results suggest that autistic adults had challenges adjusting their mental resources to the dynamics of social situations which required the processing of parallel streams of communication.Tiivistelmä Kontekstisidonnaisen sosiopragmaattisen ymmärtämisen pulmat ovat yleisiä autismikirjon henkilöillä, ja ne aiheuttavat haasteita sosiaalisiin suhteisiin. Tässä väitöstyössä tutkittiin sosiopragmaattisen ymmärtämisen neuraalista perustaa autismikirjon häiriö -diagnoosin saaneilla nuorilla aikuisilla sekä verrokeilla tarkastelemalla heidän aivotapahtumiaan lepotilassa sekä heidän katsoessaan videoleikkeitä. Aineistona tutkimuksessa käytettiin toiminnallisen aivokuvantamisen (fMRI) keinoin kerättyä dataa. Kun lepotilahermoverkkojen välinen kommunikaatio mitattiin hyödyntäen nopeaa fMRI-sekvenssiä ja dynaamista viiveanalyysiä, havaittiin, että autismikirjon henkilöillä informaation välittyminen ja ajallinen kytkeytyminen sosiaalisen tiedon käsittelyyn osallistuvien hermoverkkojen välillä oli verrokkeihin nähden poikkeavaa. Hermoverkkojen välinen poikkeava kommunikaatio ilmeni erityisesti epätyypillisenä posteriorisen peruslepotilaverkoston deaktivaatiokuviona. Lisäksi autismikirjon henkilöillä havaittiin poikkeavaa aistihermoverkkoihin liittyvää hermoverkkojen välistä vuorovaikutusta. Kun neuraalisen tason ilmiöitä tarkasteltiin käyttämällä herätteenä ei-verbaalisia pragmaattisia kommunikaatiotilanteita sisältäviä videoleikkeitä, intersubjektiivinen korrelaatioanalyysi paljasti, että verrokkiryhmässä aivojen aktivaatiokuviot olivat enemmän toistensa kaltaisia, kun taas autismikirjon ryhmässä aivotoiminnan keskinäinen synkronoituminen oli vähäisempää. Autismikirjon henkilöillä synkronoituminen oli vähäisempää etenkin olennaisen tunnistavan hermoverkon alueella. Vaikka käyttäytymistasolla ryhmät vastasivat samankaltaisesti videoleikkeiden pragmaattista sisältöä koskeviin kysymyksiin, reaktioajan ja vastauksen keskipituuden korreloiminen autististen piirteiden vaikeusasteen kanssa viittasivat prosessointimekanismin erilaisuuteen autismikirjon henkilöillä. Tarkastelemalla videoleikkeillä esitettyjen sosiaalisesti ja pragmaattisesti monimutkaisten kommunikointitilanteiden aiheuttamia aivovasteita havaittiin, että aivovasteet tietyissä sosiaaliseen prosessointiin osallistuvissa hermoverkoissa olivat pääosin samankaltaisia molemmissa ryhmissä. Kuitenkin aivotoiminnan erot ryhmien välillä päällekkäisissä kommunikointitapahtumissa antoivat viitteen siitä, että autismikirjossa sosiopragmaattiset haasteet liittyvät vaikeuteen sopeuttaa mentaaliset resurssit tilannedynamiikkaan, joka vaatii rinnakkaisen kommunikaation nopeaa prosessointia

Tunnekuvausten sukupuolierot autismikirjon ja verrokkiryhmän nuorten aikuisten kerronnassa

Abstrakti Aiemmissa tutkimuksissa on saatu ristiriitaisia tuloksia autismikirjon naisten ja miesten tavasta orientoitua sosiaalisiin tilanteisiin, tulkita niitä ja kertoa niistä. Tässä tutkimuksessa tarkastelimme, kuinka autismikirjon naiset (n = 7) ja miehet (n = 24) ja verrokkiryhmän naiset (n = 11) ja miehet (n = 24) kuvaavat sosiopragmaattisesti monimutkaisissa videoleikkeissä esiintyvien henkilöiden tunteita. Tarkastelimme tutkittavien vapaata kerrontaa keskittyen siihen, kuinka paljon tutkittavat tuottivat suoria ja epäsuoria tunnekuvauksia sekä missä määrin he taustoittivat tunnekuvauksiaan. Tutkimuksessa havaittiin verrokkiryhmän naisten ja autismikirjon naisten tuottavan enemmän epäsuoria tunnekuvauksia kuin autismikirjon miesten. Lisäksi autismikirjon miesten, mutta ei naisten, havaittiin taustoittavan tunnekuvauksiaan vähemmän kuin verrokkiryhmän naisten ja verrokkiryhmän miesten. Verrokkiryhmän naiset ja verrokkiryhmän miehet eivät eronneet toisistaan suorien tai epäsuorien tunnekuvausten määrässä tai tunnekuvausten taustoittamisessa. Tulokset kannustavat kiinnittämään huomiota sukupuolierojen tarkasteluun, jotta autismikirjon naisia ja autismikirjon miehiä voidaan sekä tunnistaa paremmin että tukea kohdennetummin