Anita Layton en Mehrshad Sadria
'N Kind met outisme-spektrumafwyking kyk anders na gesigte. (Shutter)
Stel jou voor dat jou seun Tommy op die punt is om twee te word. Hy is 'n skaam en lieflike seuntjie, maar sy gedrag kan onvoorspelbaar wees. Hy gooi die ergste woede-uitbarstings, soms huil en skreeu hy onlosmaaklik vir 'n uur. Die kleinste veranderinge in roetines kan hom afskud.
Is dit 'n slegte geval van die sogenaamde 'vreeslike twees'? Moet u Tommy tyd gee om uit hierdie fase te groei? Of is hierdie tekens van outisme spektrum versteuring (ASD) - die neuro-ontwikkelingsversteuring wat ongeveer twee persent van die bevolking aantas, die ekwivalent van ongeveer een of twee kinders op 'n volledige skoolbus? En hoe gaan jy agterkom?
Ons navorsingsgroep by die Departement Toegepaste Wiskunde aan die Universiteit van Waterloo het 'n nuwe ASD-opsporingstegniek wat verskillende oogpatrone onderskei om dokters vinniger en meer akkuraat ASD by kinders op te spoor.
Ons het dit gedoen omdat daar soveel voordele is van vroeë ASD-diagnose en -intervensie. Uit studies is bevind dat ingrypings wat voor die ouderdom van vier geïmplementeer is, hou verband met beduidende winste in kognisie, taal en aanpasbare gedrag. Op dieselfde manier het navorsers die implementering van vroeë intervensies in ASD gekoppel met verbeteringe in daaglikse lewensvaardighede en sosiale gedrag. Omgekeerd is die laat diagnose geassosieer met verhoogde ouerlike spanning en vertraag vroeë intervensie, wat van kritieke belang is vir positiewe uitkomste oor tyd.
Simptome van ASD verskyn tipies in die eerste twee lewensjare en beïnvloed die vermoë van die kind om sosiaal te funksioneer. Alhoewel die huidige behandelings wissel, die meeste intervensies fokus op die bestuur van gedrag en die verbetering van sosiale en kommunikasievaardighede. Omdat die vermoë vir verandering groter is hoe jonger die kind is, kan 'n mens dit doen verwag die beste uitkomste as diagnose en intervensie vroeg in die lewe gemaak word.
Assessering van ASD sluit in: mediese en neurologiese ondersoek, 'n diepgaande vraelys oor die familiegeskiedenis, gedrag en ontwikkeling van die kind of 'n sielkundige se evaluering.
Ongelukkig is hierdie diagnostiese benaderings nie regtig kleutervriendelik nie en kan dit duur wees. 'N Mens kan jou voorstel dat dit baie makliker is vir kinders om net na iets, soos die geanimeerde gesig van 'n hond, te kyk as om vrae in 'n vraelys te beantwoord of deur 'n sielkundige geëvalueer te word.
Wiskunde as nuwe mikroskoop
U wonder dalk: wat het wiskundiges te make met die opsporing van outisme?
Dit is inderdaad 'n voorbeeld van interdissiplinêre navorsing waaraan ons groep betrokke is. Ons gebruik dit wiskunde as mikroskoop om biologie en geneeskunde te verstaan. Ons bou rekenaarmodelle om die gevolge van verskillende middels te simuleer en ons gebruik wiskundige tegnieke om kliniese data te ontleed.
Ons glo dat wiskunde objektief kan onderskei tussen gedrag van kinders met ASD en van hul neurotipiese eweknieë.
Ons weet dat individue met ASD verken en scan 'n persoon se gesig visueel anders as neurotipiese individue. In die ontwikkeling van die nuwe tegniek vir die opsporing van oogpatrone, het ons 40-kinders, meestal vier- of vyfjariges, beoordeel. Ongeveer die helfte van hierdie kinders is neurotipies, terwyl ander ASD het. Elke deelnemer het 44-foto's van gesigte op 'n skerm gewys, geïntegreer in 'n oogspoorstelsel.
Die infrarooi-apparaat het die liggings op die stimuli geïnterpreteer en geïdentifiseer waarna elke kind deur die emissie en refleksie van die golf vanaf die iris kyk.
|As hy na die persoon se gesig kyk, fokus 'n neurotipiese kind meer op die oë, terwyl 'n kind met ASD meer op die mond fokus. (Shutter)
Patrone van oogbeweging
Die beelde is in sewe sleutelareas geskei - wat ons funksies genoem het - waarin deelnemers hul blik gerig het: onder die regteroog, regteroog, onder die linkeroog, linkeroog, neus, mond en ander dele van die skerm. Ons het vier verskillende konsepte van netwerkanalise gebruik om die verskillende grade wat kinders op hierdie funksies geplaas het, te evalueer.
Nie net wou ons weet hoeveel tyd die deelnemers spandeer het om na elke funksie te kyk nie, ons wou ook weet hoe hulle hul oë beweeg en die gesigte skandeer.
Navorsers het byvoorbeeld geweet dat as hulle na die persoon se gesig kyk, a neurotipiese kind fokus meer op die oë terwyl 'n kind met ASD meer op die mond fokus. Verder skandeer 'n kind met ASD ook gesigte anders. As hulle hul fokus van iemand se oë na sy ken verskuif, byvoorbeeld 'n neurotipiese kind beweeg waarskynlik hul oë vinniger en via 'n ander pad as wat 'n kind met ASD sou hê.
Kindervriendelike diagnostiese proses
Alhoewel dit nog nie moontlik is om 'n dokter se kantoor te betree en hierdie toets aan te vra nie, is ons hoop dat hierdie navorsing uiteindelik die diagnostiese proses minder stresvol vir kinders kan maak.
Om hierdie tegnologie te gebruik, sou u 'n infrarooi oogspoorsnyer benodig wat kommersieel beskikbaar is, plus ons tegniek vir netwerkanalise. Ons het die algoritmes verduidelik sodat enige sagteware-ontwikkelaars wat dit teoreties wou implementeer.
Deur sommige van die hindernisse vir vroeë diagnose te verwyder, hoop ons dat meer kinders met ASD vroeë ingryping kan kry, wat lei tot verbeterde lewensgehalte en meer onafhanklikheid op lang termyn.
Anita Layton, Kanada 150 Navorsingsleerstoel in Wiskundige Biologie en Geneeskunde; Professor in Toegepaste Wiskunde, Farmasie en Biologie, Universiteit van Waterloo en Mehrshad Sadria, M. Wiskundige kandidaat, Toegepaste Wiskunde-afdeling, Universiteit van Waterloo