Ny autismteknik för tidig upptäckt analyserar hur barn skannar ansikten

Ny autismteknik för tidig upptäckt analyserar hur barn skannar ansikten
Ett barn med autismspektrumstörningar skannar ansikten annorlunda. (Shutterstock)

Föreställ dig att din son Tommy håller på att bli två. Han är en blyg och söt liten pojke, men hans beteenden kan vara oförutsägbara. Han kastar de värsta humöranfallen, ibland gråter och skriker tröst i en timme. De minsta förändringarna i rutinerna kan kasta bort honom.

Är detta ett dåligt fall av de så kallade ”fruktansvärda tvåarna”? Ska du ge Tommy lite tid att växa ut ur denna fas? Eller är dessa tecken på autismspektrum störning (ASD) - den neuroutvecklingsstörning som drabbar cirka två procent av befolkningen, motsvarande cirka ett eller två barn på en full skolbuss? Och hur kommer du ta reda på det?

Vår forskargrupp vid tillämpad matematikavdelning vid University of Waterloo har utvecklat en ny ASD-detekteringsteknik som skiljer olika ögonblickmönster för att hjälpa läkare snabbare och mer exakt att upptäcka ASD hos barn.

Vi gjorde det eftersom det finns så många fördelar med tidig ASD-diagnos och intervention. Studier har funnit det interventioner som genomförts före ålder fyra är associerade med betydande vinster i kognition, språk och adaptivt beteende. På liknande sätt har forskare kopplat implementeringen av tidiga interventioner i ASD med förbättringar i dagliglivsfärdigheter och socialt beteende. Omvänt är sen diagnos förknippat med ökad föräldrespänning och försenar tidig intervention, vilket är avgörande för positiva resultat över tid.

Nuvarande ASD-interventioner

Symtom på ASD förekommer vanligtvis under de första två åren av livet och påverkar barnets förmåga att fungera socialt. Även om nuvarande behandlingar varierar, de flesta interventioner fokuserar på att hantera beteende och förbättra sociala och kommunikationsförmåga. Eftersom förändringskapaciteten är större ju yngre barnet är, kan man förväntar sig de bästa resultaten om diagnos och intervention görs tidigt i livet.

Bedömning av ASD inkluderar a medicinsk och neurologisk undersökning, ett djupgående frågeformulär om barnets familjehistoria, beteende och utveckling eller en utvärdering från en psykolog.

Tyvärr är dessa diagnosmetoder inte riktigt småbarnsvänliga och kan vara dyra. Man kan föreställa sig att det är mycket lättare för barn att bara titta på något, som en animerad ansikte på en hund, än att svara på frågor i ett frågeformulär eller utvärderas av en psykolog.

Matematik som nytt mikroskop

Du kanske undrar: Vad har matematiker att göra med autismdetektering?

Detta är verkligen ett exempel på tvärvetenskaplig forskning som vår grupp är involverad i. Vi använder matematik som mikroskop för att förstå biologi och medicin. Vi bygger datormodeller för att simulera effekterna av olika läkemedel och vi tillämpar matematiska tekniker för att analysera kliniska data.

Vi tror att matematik objektivt kan skilja mellan beteenden hos barn med ASD från deras neurotypiska motsvarigheter.

Vi vet att individer med ASD utforskar visuellt och skannar en persons ansikte annorlunda än neurotypiska individer. När vi utvecklade den nya tekniken för att upptäcka ögonblickmönster utvärderade vi 40-barn, mestadels fyra- eller femåringar. Ungefär hälften av dessa barn är neurotypiska, medan andra har ASD. Varje deltagare visades 44 fotografier av ansikten på en skärm, integrerade i ett ögonspårningssystem.

Den infraröda enheten tolkade och identifierade platserna på stimuli där varje barn tittade via emission och reflektion av våg från iris.

Ny autismteknik för tidig upptäckt analyserar hur barn skannar ansikten
|När man tittar på en persons ansikte fokuserar ett neurotypiskt barn mer på ögonen medan ett barn med ASD fokuserar mer på munnen. (Shutterstock)

Mönster av ögonrörelse

Bilderna delades upp i sju nyckelområden - som vi nämnde funktioner - där deltagarna fokuserade blicken: under höger öga, höger öga, under vänster öga, vänster öga, näsa, mun och andra delar av skärmen. Vi använde fyra olika koncept från nätverksanalys för att utvärdera den varierande graden av vikt som barn placerar på dessa funktioner.

Vi ville inte bara veta hur mycket tid deltagarna ägnade sig åt att titta på varje funktion, vi ville också veta hur de rörde ögonen och skannade ansikten.

Till exempel har forskare vetat att när de tittar på en persons ansikte, a neurotypiska barn fokuserar mer på ögonen Ett barn med ASD fokuserar mer på munnen. Dessutom söker ett barn med ASD också ansikten annorlunda. När du flyttar fokus från någons ögon till hakan, till exempel ett neurotypiskt barn förflyttar troligen deras ögon snabbare och via en annan väg än ett barn med ASD.

Barnvänlig diagnostisk process

Även om det ännu inte är möjligt att komma in på en läkarmottagning och begära detta test, är vårt hopp att denna forskning så småningom kan göra diagnosprocessen mindre stressande för barn.

För att använda denna teknik krävs en infraröd eye-tracker, som är kommersiellt tillgänglig, plus vår nätverksanalyssteknik. Vi har förklarat algoritmerna så att alla programutvecklare som teoretiskt skulle kunna implementera dem.

Genom att ta bort några av hinder för tidig diagnos hoppas vi att fler barn med ASD kan få tidig intervention, vilket resulterar i förbättrad livskvalitet och mer självständighet på lång sikt.

Om författarna

Anita Layton, Kanada 150 forskningsstol i matematisk biologi och medicin; Professor i tillämpad matematik, farmaci och biologi, University of Waterloo och Mehrshad Sadria, M. Matematisk kandidat, tillämpad matematikavdelning, University of Waterloo

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}