纳尔逊实验室|最近完成的项目

*波士顿儿童医院/哈佛大学和阿加汗大学估计全世界有8800万幼童在完成小学(小学)教育之前辍学。欧宝彩票平台在巴基斯坦和许多其他发展中国家，这对经济增长构成了一个重大问题。高辍学率与一系列因素有关，如认知刺激不足、养育不足和早期营养不良。在这项研究中，我们将跟踪一组儿童，他们在2岁前接受了认知刺激和响应式父母干预，作为巴基斯坦早期儿童发展规模扩大(PEDS)试验的一部分。目的是评估这些孩子在4岁时是否能更成功地从家里过渡到幼儿园。实施了PEDS试验，以确定早期认知刺激和响应式父母干预(单独或结合营养干预)是否能够改善生命头2年的发育和生长结果。育儿干预是对儿童基金会和世卫组织“照顾儿童发展”模块在当地的改编。女性卫生工作者通过每月的社区小组会议提供干预措施，向主要照顾者提供关于改善早期营养和/或儿童发展的建议，并允许她们进行不同的游戏活动，促进幼儿的认知刺激。随后进行了家访，以检查护理人员如何执行干预建议。我们将在从家庭到4岁学龄前儿童的过渡时期跟踪PEDS试验队列，以确定这种干预对生活在巴基斯坦信德省农村的弱势儿童入学准备的影响。 This study will provide evidence on how early cognitive stimulation influences children’s executive functioning skills, brain development, and school readiness as well as family commitment to helping children achieve future potential. A multidisciplinary approach will be used and we will capitalize on the original cluster RCT design by collecting data in order to understand processes at the child, caregiver, and community levels. At the level of the child, we will measure executive functions, school readiness skills, brain development, stress reactivity, health and nutrition status, and child/caregiver interactions. At the level of the primary caregiver, we will measure emotional wellbeing, cognitive abilities, care-giving practices and home environment in order to capture factors that may affect child outcomes. At the community level, we will assess whether participation in the ECD interventions influenced expectations for education of children in the community. We will also assess current preschool and school enrollment rates in the intervention and control communities. By learning more about these factors, we aim to shed light on ways to better support children who need to successfully regulate their behavior and attention in order to adapt to the preschool environment. We also hope to provide valuable evidence to policy makers who have the power to allocate public funding to early childhood interventions.

这项研究的目的是了解更多关于婴儿在1.5岁前是如何处理熟悉物体的图片和单词的声音的。为了调查年龄如何影响婴儿的知觉，我们将测量6-9个月和12-15个月大的婴儿在看熟悉的物体的图片和/或听到熟悉的单词时的大脑活动。

雷特综合征(RTT)是一种由x染色体单一突变引起的遗传疾病。RTT的特征是幼儿时期运动和语言里程碑的倒退，以及刻板印象的出现，呼吸异常和胃肠道并发症。目前，尚不存在测量患有Rett综合征女孩神经功能的方法，但迫切需要这些方法，以便研究人员能够更多地了解如何治疗这种神经发育障碍。评估神经功能的一个潜在途径是通过视觉系统。我们对这个系统在大脑中是如何运作的非常了解，因此可以根据视觉系统的表现对其他神经网络做出结论。这一点已经在先前的小鼠RTT模型中得到了证明，该模型使用了视觉系统的评估，以获得相关神经网络功能水平的信息。研究人员还发现了一种药物，可以帮助RTT小鼠发育成正常的大脑功能。该药物目前正在波士顿儿童医院进行人体临床试验，我们的目标是在小鼠模型研究的基础上，以确定该药物在人类使用中的效果。欧宝彩票平台在治疗前后，我们将使用脑电图来测量神经功能对视觉刺激的反应。除了评估这种新药的有效性，我们的目标是确定一种可靠的生物标记，可以用于早期识别和改进临床干预的评估。

目前的研究是自闭症卓越中心(ACE网络)的一部分，该网络包括来自耶鲁大学、加州大学洛杉矶分校、华盛顿大学和波士顿儿童医院的研究人员。欧宝彩票平台这项研究的目的是确定患有自闭症谱系障碍(ASD)的儿童和青少年在大脑结构、功能、连通性和遗传方面的性别差异。目前，自闭症谱系障碍对男性的影响大于女性。研究表明，男性被诊断出自闭症的可能性是女性的5倍。通过更多地了解这些性别差异，我们的目标是改进诊断和干预的技术。为了彻底调查我们提出的问题，我们将使用各种方法:神经心理学测试，脑电图，功能磁共振成像和遗传学部分。在这项研究中，我们将招募三组儿童:被诊断患有ASD的儿童，被诊断患有ASD的儿童的兄弟姐妹，以及没有患有ASD的兄弟姐妹的正常发育儿童。

结节性硬化症(TSC)是一种由TSC1或TSC2基因突变引起的遗传疾病。TSC的特征是在包括大脑在内的多个器官系统中广泛生长称为错构瘤的良性肿瘤样结节。它与认知障碍、行为障碍和自闭症谱系障碍(ASD)密切相关，这些神经发育障碍可导致从婴儿期早期到成年期的严重残疾。据报道，在44-80%的TSC患者中存在认知障碍，范围从学习障碍到更严重的智力障碍。我们正在使用行为测试和测量大脑对面孔的电反应来表征患有和没有TSC的儿童的发展，并评估他们患自闭症的风险。我们将跟踪3个月到3岁的婴儿，届时他们将接受自闭症评估。然后我们将确定行为和面部处理的早期异常是否可以预测这些婴儿的自闭症。

分娩和分娩期间的并发症会导致婴儿获得的氧气少于正常大脑功能所需的氧气。大脑的某些区域，包括那些对学习和记忆至关重要的区域，会因缺氧而受到特别严重的打击，而早期缺氧的儿童往往会对大脑的这些区域造成损伤。许多儿童的学习和记忆系统在很早就受到了损害，在记忆信息延迟后，在适应新环境和回忆日常事件方面都有困难。然而，这些缺陷往往直到孩子上学后才被注意到。在目前的项目中，我们的目标是使用行为记忆任务、大脑活动的测量和眼球跟踪来识别那些可能有未来学习问题风险的儿童，比目前可能的要早得多。此外，我们的目标是确定某些脑损伤模式是否比其他模式更容易导致学习和记忆问题。

在本研究中，我们假设糖尿病妊娠中常见的不良胎儿事件(即缺铁、低氧血症和低血糖)将对海马体产生有害和特定的影响。这应该会导致外显记忆的选择性损伤，因为这种结构对这些代谢紊乱的脆弱性已经确定。从电生理数据(事件相关电位)和行为数据(诱导模仿)推断，我们迄今的研究结果建立了从出生到两岁识别记忆缺陷的一致模式。该方案的目标是继续研究我们的这批进入小学的孩子。我们将通过对当前IDMs和对照儿童样本进行详细的电生理(erp)、代谢(fMRI)、解剖学(MRI)和行为(神经心理学)研究来实现这一目标。鉴于大约10%的怀孕都伴有产妇糖尿病，目前的项目对公共卫生具有重要意义。

感知和识别面部情绪的能力对维持成功的社会互动至关重要，这通常是自闭症患者的一个困难领域。尽管许多研究人员已经探索了对“典型”面部表情(即非常极端的情绪例子)的行为和大脑反应，但我们对日常互动中更微妙的表情的反应以及随着年龄的增长这种能力的变化程度却知之甚少。这项研究旨在进一步了解儿童和成人的大脑如何对不同强度的不同情绪的表达做出反应，以及我们对这些表达的行为反应是否与大脑的反应一致。例如，我们的大脑是否会在我们认为自己没有看到的情况下，检测到脸上的情绪。最后，我们很想知道我们看一张脸的哪个部位(例如，眼睛还是嘴)在我们对情绪化的脸的反应中是否起着作用。这项研究将包括正常发育的个体和患有自闭症谱系障碍的个体，我们希望研究结果将阐明自闭症谱系障碍个体的优势和困难的具体领域。通过更好地了解情绪面部处理的复杂性，我们可能有助于更好地理解这种障碍，并设计更有效的干预方案和治疗方法。

据估计，全世界有8800万幼童在完成小学学业前辍学。在巴基斯坦和许多其他发展中国家，这对经济增长构成了一个重大问题。高辍学率与一系列因素有关，如认知刺激不足、养育不足和早期营养不良。在这项研究中，我们将跟踪一组儿童，他们在2岁前接受了认知刺激和响应式父母干预，作为巴基斯坦早期儿童发展规模扩大(PEDS)试验的一部分。目的是评估这些孩子在4岁时是否能更成功地从家里过渡到幼儿园。实施了PEDS试验，以确定早期认知刺激和响应式父母干预(单独或结合营养干预)是否能够改善生命头2年的发育和生长结果。育儿干预是对儿童基金会和世卫组织“照顾儿童发展”模块在当地的改编。女性保健工作者通过每月的社区小组会议提供干预措施，向主要照顾者提供关于改善早期营养和/或儿童发展的建议，并允许她们进行不同的游戏活动，促进幼儿的认知刺激。随后进行了家访，以检查护理人员如何执行干预建议。我们将在从家庭到4岁学龄前儿童的过渡时期跟踪PEDS试验队列，以确定这种干预对生活在巴基斯坦信德省农村的弱势儿童入学准备的影响。 This study will provide evidence on how early cognitive stimulation influences children’s executive functioning skills, brain development, and school readiness as well as family commitment to helping children achieve future potential. A multidisciplinary approach will be used and we will capitalize on the original cluster RCT design by collecting data in order to understand processes at the child, caregiver, and community levels. At the level of the child, we will measure executive functions, school readiness skills, brain development, stress reactivity, health and nutrition status, and child/caregiver interactions. At the level of the primary caregiver, we will measure emotional wellbeing, cognitive abilities, care-giving practices and home environment in order to capture factors that may affect child outcomes. At the community level, we will assess whether participation in the ECD interventions influenced expectations for education of children in the community. We will also assess current preschool and school enrollment rates in the intervention and control communities. By learning more about these factors, we aim to shed light on ways to better support children who need to successfully regulate their behavior and attention in order to adapt to the preschool environment. We also hope to provide valuable evidence to policy makers who have the power to allocate public funding to early childhood interventions.

本研究的主要目的是检验经验如何促进面部加工的发展和神经基础。最重要的假设是，对面孔的体验会激活特定的神经回路，这些神经回路会变得专门处理面孔。我们正在探索经验如何影响面部加工发展的具体模型，也被称为知觉缩小。nimh资助的一个更大的项目概述了一系列的研究，该项目研究了不同类型体验的时间、数量和持续时间如何影响面部处理的发展和神经基础。本研究旨在进一步了解不同年龄面孔的识别能力是如何受到观看这些面孔的经验的影响。这项研究以及更大的项目的前提是，人们看待面孔的知觉窗口在出生时是广泛调整的，随着经验的积累而变窄。这项研究同时采用了电生理(事件相关电位)和行为(眼球跟踪)测量方法。我们正在测试6个月大的婴儿，3- 4岁的儿童和成人。在观察新生儿面部方面有不同程度经验的儿童和成人被特别寻找参与:有或没有弟弟妹妹的儿童，有观察新生儿面部丰富经验的成年人(在新生儿托儿所工作的护士，日托人员，有一岁以下孩子的父母)，以及没有观察婴儿面部深度经验的成年人。我们将测试一个假设，即识别新生儿和成人面孔的能力受一个人对这类面孔积累的经验的影响。

当婴儿出生时他们有一个非常宽的感知窗口通过这个窗口他们能够处理所有不同的刺激。随着他们的成长和发育，他们的大脑开始适应世界上那些功能最重要的物体。换句话说，他们变得更善于处理在他们的环境中最常见的各种对象，比如面孔。这个过程被称为知觉缩小。在一岁的过程中，婴儿迅速发展出一套特定的大脑网络，以帮助他们理解面孔，这是一种特殊的物体，携带着身份和情感等重要的社会线索。作为这一过程的一部分，婴儿已经开始“专攻”他们最常看到的面孔类型。事实上，之前的研究已经表明，成年人是“面孔专家”，他们最擅长识别和记住自己种族、性别、年龄和物种的面孔。在当前的研究中，我们将考察婴儿对男性和女性面孔的区分，同时考虑婴儿对不同性别的面孔的经验历史。我们的目标是招募有不同程度的男性和女性看护经验的参与者。在课程开始时进行的一份深入调查问卷，将帮助我们为每个孩子建立一个大致的男女“照顾比例”。 Using our Tobii Eye Tracking system, we will be able to track each participant’s eye movements as they are presented with photographs of male and female faces in a simple discrimination task. In a separate task, we will record the infant’s brain activity (or EEG) as he or she looks at a series of male and female faces. In this part of the session, repeated stimuli will help us to determine how differential experience with either males or females can affect an infant’s ability to recognize and remember the two different categories of faces. The results of this study will not only further our understanding of the typical development of facial recognition strategies but will also provide an important baseline against which we can measure the behavior and looking patterns of children who show differences in facial recognition, such as children diagnosed with Autism Spectrum Disorders.

在婴儿出生后的最初几年里，他们正在学习爬行和走路，他们对周围的空间建立了越来越复杂的理解。以前的研究表明，学习空间表征有两种不同的策略，这些策略出现在发展的不同时期。第一种是以自我为中心的空间记忆(对位置的记忆与身体有关)，这种记忆早在几个月大的时候就已经被观察到。第二种是在学龄前时期出现的非中心空间记忆(对位置的记忆是根据周围环境编码的)。在这个项目中，我们的目标是研究这两种记忆能力的发展，并了解它们在整个童年早期的具体神经回路。考虑到一些神经发育障碍，如自闭症、精神分裂症和唐氏综合症，对记忆的行为和神经组成部分的影响，理解记忆的发展及其背后的神经回路是特别有兴趣的。

之前的研究表明，在5到7个月大的时候，婴儿识别和反应面部表情的能力发生了发展变化。7个月大的婴儿更喜欢看那些表达情感的面孔，比如恐惧，而5个月大的婴儿还没有表现出这种偏好。目前这项研究的目的是调查这种发育转变在大脑中的位置和方式。我们假设，在这一发育时期，大脑的某些区域达到功能成熟，特别是一个网络，包括与情绪相关的神经系统，如杏仁核，以及与视觉和注意力相关的系统。结果是，7个月大的婴儿开始表现出对表情的偏好。感知和识别面部表情的能力对于维持成功的社会互动至关重要。通过更多地了解这些大脑系统是如何发展的，我们的目标是深入了解情感和社会发展的典型模式。为了更好地理解这些典型的模式，我们也希望阐明这些模式在患有某些障碍的个体中是如何以及为什么不同的，包括焦虑和自闭症谱系障碍。我们也希望我们的工作能对未来研究情绪处理的个体差异有所帮助。

*明尼苏达大学，双城-神经行为发展中心*人类生长与发展中心，密歇根大学*韦恩州立大学，底特律密歇根州*波士顿儿童医院-发展医学部，认知神经科学实验室这个多站点项目正在研究早期缺铁对人类婴儿、猴子和啮齿类动物的发育影响，以及猴子和啮齿类动物缺铁的长期后果。在格奥尔吉夫博士继续研究缺铁对啮齿动物的影响的同时，纳尔逊博士和韦斯特伦德女士正在与位于密歇根州底特律市韦恩州立大学(Wayne State University)的婴儿研究中心合作。婴儿在9个月大时被确定为缺铁伴有贫血、缺铁不伴有贫血或非贫血对照。9个月时的评估包括视觉诱发电位、视力、空间工作记忆、运动发展、自发运动活动和识别记忆(视觉配对比较和erp)。所有婴儿都接受3个月的每日铁剂量治疗。然后在12个月时对大脑和行为进行重新评估。这项研究将有助于确定缺铁是否伴有贫血会改变特定的中枢神经系统功能，也有助于确定对铁治疗有反应的改变和对铁治疗没有反应的改变。

此前对婴儿的研究表明，6个月大的婴儿能够区分人脸和猴子脸。换句话说，如果你让一个6个月大的婴儿并排看两张猴子或两张人的脸，她就能把它们区分开来。然而，到了9个月大的时候，婴儿就失去了辨别猴子(其他物种)面孔的能力。这种现象，广义上被称为感知狭窄，是当前研究的重点。我们知道，随着婴儿的发育，他们开始专注于解读他们在周围环境中最常看到的面孔，而失去了解读他们不太经常看到的面孔类型的能力，比如猴子脸。这一发展轨迹是为什么成年人在处理自己种族、性别和物种的面孔方面表现更好的潜在假设。通过使用Tobii眼动跟踪系统记录扫描和注视模式，我们希望了解为什么以及究竟是如何年幼的婴儿能够区分两张猴子脸，而大一些的婴儿则不能。如果6个月大的婴儿使用更基本的视觉模式，而9个月大的婴儿使用更复杂的、类似成人的面部扫描模式，这将反映在眼球跟踪数据中。这项研究的结果不仅将进一步加深我们对面部识别策略典型发展的理解，而且还将提供一个重要的基线，据此我们可以测量在面部识别方面表现出差异的儿童的行为和长相模式，例如被诊断为自闭症谱系障碍的儿童。我们如何判断婴儿是否在辨别两张面孔? Infants consistently show a novelty preference, which means that they will look longer at something that is new, rather than something they have seen before. To test whether or not infants can discriminate between two faces, we familiarize them with a single face and then present them with that same face next to a new one of the same type (monkey or human). We can infer that infants who look longer at the new picture are not only remembering the first face, but they are successfully discriminating between the two (one is new and exciting, the other is old and boring). Conversely, if they look equally at the old and the new face, we can infer that they cannot discriminate between the two.

处理和记忆面孔的能力对社交至关重要。然而，针对成年人的研究表明，并非所有的面孔在感知和记忆方面都是一样的。例如，成年人在处理同种族、同性别和同年龄的面孔时比处理其他种族、其他性别和其他年龄的面孔时更擅长。这种效应被称为“自身群体偏见”。孩子们什么时候开始表现出自己群体的偏见?经验在他们的发展中扮演了什么角色?在这项研究中，我们感兴趣的是婴儿是否以及如何根据关于种族和民族的视觉信息对面孔进行分类，以及经验和环境在这种社会类别知觉的发展中可能发挥什么作用。在研究中，婴儿看到白人和非裔美国人的照片，我们测量他们在观看这些照片时的大脑活动。婴儿对这些面孔的反应方式是研究人员特别感兴趣的，因为婴儿还没有经历过许多影响儿童和成人基于种族的认知和偏见的社会影响。

第二阶段是一项双盲、安慰剂对照交叉研究，旨在测试IGF-1治疗Rett综合征的疗效。尼尔森实验室使用脑电图和认知发展评估来评估治疗过程中皮层功能的变化。对于脑电图，我们通过评估大脑中两个特征良好的系统(听觉系统和视觉系统)来完成。我们使用传统的ERP范式以及听觉和视觉刺激的稳态呈现和功率谱分析来评估V1和听觉皮层的功能。此外，尼尔森实验室还调整了早期学习的马伦量表，以用于患有Rett综合征的儿童。

以往关于情绪面部加工发展的研究表明，婴儿在7个月大时，至少已经具备了对快乐和惊讶的表情进行分类的能力(即识别不同模型对同一类的相同表情)，而对负面情绪(如恐惧和愤怒)的识别能力似乎还不够发达。然而，在同样的年龄，婴儿表现出对恐惧的注意力偏好，而不是快乐的脸。这表现在观察时间和电生理测量上。这种注意偏好可以被认为反映了7个月大的婴儿对恐惧表情的社会意义的基本理解。在本研究中，我们将更详细地检验这一假设。我们将跟踪婴儿的眼球运动，同时向他们展示一项旨在评估视觉注意力从不同面部表情中分离出来的任务。这项研究对于强调情感和注意力过程的共同发展，以及进一步确定7个月大的婴儿是否能够识别恐惧表情所传达的社会意义，都具有重要意义。

记忆事物和从日常问题中推理的能力是成年人成功生活的关键。研究表明，这些能力在童年到青春期的过程中有一个漫长的发展轨迹。这种漫长的发展轨迹与其他能力不同，这些能力在儿童相对年轻时就固化了，比如视力。由于这条漫长的轨迹，我们认为这些能力可能更受孩子的经历及其对这些经历的反应的影响。孩子的哪些经历或反应可能导致他们计划、组织和记忆能力的差异?他们对轻度压力经历的反应是影响他们大脑发育的一部分吗?在这项研究中，我们感兴趣的是压力对儿童规划和记忆能力发展的影响，以及相关的大脑区域。在这项研究中，孩子们首先在他们从一个高的数字开始倒数的时候测量他们的心率，这一体验会轻微地提高他们的心率，这是对孩子对压力的敏感性的测量(第1阶段)。接下来，他们看一些人和房子的图片，他们试图记住，同时我们记录他们的脑电波(第2阶段)。此外，在这一阶段，我们让他们和他们的父母/监护人做一些谜题和词汇游戏。最后，我们邀请他们来到CHB Waltham，在那里，他们在玩更多的记忆和计划游戏的同时，对他们的大脑进行核磁共振。研究人员对儿童执行这些任务的方式特别感兴趣，因为儿童的大脑仍处于发展和变化的过程中。 Using these tasks we can tell if a child’s sensitivity to stress is related to their brain function when they are doing memory and planning games. A child’s performance on memory and planning games predicts success in school and may be related to health in adulthood. By learning how stress sensitivity is related to these brain functions we can find ways to insure that all children have the kind of environment in which they can flourish.

处理面部和声音中的情绪信息的能力对日常社会互动至关重要。自闭症儿童很难理解他人的情绪，研究表明，他们的大脑对情绪表达中的面部表情也有非典型的反应，这可能是他们社交困难的原因之一。在这项研究中，我们感兴趣的是更多地了解自闭症儿童如何处理面部和声音中的情感信息，以及他们如何使用这些信息来形成对接下来可能出现的信息的预期。

尽管人们对人脸识别能力的兴趣广泛而持久，而且有充足的证据表明，人脸构成了一种“特殊”的刺激物，但人们仍不清楚为什么以及如何对人脸处理进行专门处理。经验证据表明，当刺激倒置时，成年人的面部处理能力会受到损害，这使得一些研究人员认为，对正脸的大量经验导致了这种功能的专业化。此外，de Haan和他的同事(2002)之前的研究表明，大脑皮层面部处理回路的专业化在生命的第一年逐渐发展，可能是由于对面孔的经验不断增加。本研究的目的是检验在生命的前六个月里，对特定面孔的广泛经历如何影响作为面孔识别基础的神经活动的发展，希望确定面孔识别是通过经验依赖机制还是经验期待机制衍生出来的后天专家系统。具体来说，我们使用EGI系统从头皮上64个位置记录了6个月大的人类婴儿在观看母亲面部照片时的事件相关电位(erp)，包括垂直方向和反向方向。此外，另一组6个月大的婴儿观看他们父亲的脸和一个男性陌生人的脸的照片。初步结果支持了人脸加工专业化受经验影响的观点。

婴儿的视觉行为一直被用作记忆的指标。优先寻找任务，例如视觉配对比较(VPC)过程，通常涉及一个熟悉阶段，在这个阶段，婴儿被展示一对相同的刺激，直到积累固定的寻找时间。在一段时间后，给婴儿看另一组图片;这一次一个和熟悉刺激是一样的另一个是新的。如果婴儿表现出对新奇事物的偏好，也就是说，超过50%的测试时间都停留在新奇刺激上，那么视觉行为就会被记录下来，记忆就会被推断出来。尽管在偏爱的外观范式测试中，婴儿通常表现出新奇偏好，但有时我们选择的新奇和熟悉的物体之间的相似性会影响婴儿的视觉偏好。在本研究中，我们旨在了解刺激差异对VPC性能的影响。为此，我们测量了视觉行为和对熟悉的、不一致的和新刺激的反应的erp。这个项目是独特的，因为它旨在观察记忆的电生理和行为指数之间的关系。

人脸识别是一项极其困难的任务，成年人通常几乎毫不费力就能完成。然而，成年人通常发现属于“外群体”的面孔比属于“内群体”的面孔更难区分。当谈到种族和民族类别时，这通常被称为“其他种族效应”。在这项研究中，我们感兴趣的是了解什么样的视觉信息使一张脸看起来像属于一个或另一个种族，同时也研究大脑如何对这些视觉线索做出反应。在实验中，参与者将观察白种人和非洲人的面孔，同时我们测量他们的大脑活动。我们使用计算机生成的脸来研究脸型和面部色素如何使一张脸看起来像“其他种族”的脸。特别是，一些脸的肤色改变了，所以他们仍然有他们原来的形状，但看起来他们属于相反的类别。在这项研究中，测量大脑的反应有助于我们理解识别我们“擅长”的面孔和我们不常看到的面孔之间的区别。通过将这些信息与我们对同一主题的婴儿研究结果相结合，我们希望阐明这一发育过程的完整轨迹。

处理面部和声音中的情绪信息的能力对日常社会互动至关重要。自闭症儿童很难理解他人的情绪，研究表明，他们的大脑对情绪表达中的面部表情也有非典型的反应，这可能是他们社交困难的原因之一。在这项研究中，我们感兴趣的是更多地了解自闭症儿童如何处理面部和声音中的情感信息，以及他们如何使用这些信息来形成对接下来可能出现的信息的预期。

在婴儿期早期，婴儿能够识别不同种类的面孔，包括不同物种、性别和种族的面孔。然而，随着年龄的增长，婴儿开始表现出所谓的“其他种族效应”。这意味着婴儿很少看到的种族面孔变得更难区分。在这项研究中，我们感兴趣的是确定婴儿如何利用他们对不同类型的面孔的经验来决定在识别一张面孔时寻找什么，并可能对其进行分类。在实验中，婴儿观看白人和非洲人的面孔，我们测量他们的大脑活动。我们使用计算机生成的脸来研究脸型和面部色素如何使一张脸看起来像“其他种族”的脸。面部感知是社会发展的一个关键部分。从很小的时候，婴儿就开始对脸进行分类，但我们还不知道他们是根据脸型、肤色还是其他指标来定义这些分类的。通过在这项研究中测量婴儿的大脑反应，我们希望确定这些因素是如何影响视觉学习的这一方面的。

婴儿的记忆与环境非常相关。然而，随着婴儿年龄的增长，他们对上下文线索的依赖程度降低，即使在新环境中进行测试，他们也能表现出记忆力(Hayne, 2004)。尽管有很好的行为记录，但很少有人知道大脑发育与婴儿灵活使用记忆的能力之间的关系。这项研究将调查在生命的第一年，大脑反应的变化是如何导致与年龄相关的记忆灵活性变化的。婴儿将使用Hayne和同事开发的延迟模仿范式进行测试(Barr, Dowden， & Hayne, 1996;海恩·博尼法斯，&巴尔，2000年。)在第一阶段，婴儿将被展示一系列的动作，可以使用动物手偶来完成。24小时后，婴儿将同时接受erp和传统模仿测试。在测试中，婴儿将被随机分配到环境改变组或环境不变组。对于环境相同条件下的婴儿，测试将在演示阶段发生的同一实验室进行。 For infants in the context-change condition, testing will occur in a different laboratory room. Previous research using this deferred imitation task has shown that while 12-month-old infants will imitate the actions even when they are tested in a new context, 6-month-old infants will only imitate if they are tested in the same context in which the demonstration occurred (Hayne, Boniface, & Barr, 2000). In this study, we aim to investigate the neural basis of this age-related change in memory flexibility by looking at how ERP components that are sensitive to novelty and familiarity are affected by changes in context in 6- and 12-month-old infants.

最近的一些研究表明，婴儿在看母亲的脸和看陌生人的脸时，表现出不同的行为和大脑反应(Barrera & Maurer, 1981;de Haan & Nelson, 1999)。然而，发生这种情况的原因仍然未知。潜在的原因是，通过婴儿与母亲的广泛互动，与陌生人相比，母亲的情感显著性更强。相比之下，这些行为和大脑活动的差异可能是由于与陌生人相比，婴儿对母亲的相对熟悉——大多数婴儿看到母亲的脸比看到其他脸的次数要多得多。为了区分这两种可能性，婴儿被分为两组。“体验型”组的父母从孩子2个月大的时候就开始在家里保存一个逼真的3D女性面部模型。3D模型有中性的面部表情，不动，所以情绪突出可能不是归因于他们。经过一个月的3D模型经验后，婴儿被带到我们的实验室，在他们观看熟悉的面孔和不熟悉的面孔的图片时记录事件相关电位(erp)。“无经验”组的父母在婴儿3个月大后将其带进我们的实验室，并在短时间内熟悉其中一种3D模型。 We then record ERPs while they view pictures of the familiar face and an unfamiliar face, similar to the "experience" group. The overall goal of this study is to determine how these different kinds of experiences affect infants' processing of familiar and unfamiliar faces. Therefore, we will examine how ERP components that are sensitive to novelty and familiarity differ across the two groups of infants.

许多行为研究表明，新生儿的视觉注意力会自发地被面部视觉结构所吸引，这增加了一种可能性，即一种专注于面部加工的独立于经验的机制在出生时就存在。最近的研究对这一结论提出了质疑，认为新生儿对面孔的明显偏好反映了非特定的基本视觉偏好，而不是由内容决定的偏好。例如，Turati等人(2002)最近证明，决定新生儿面部偏好的一个关键的一般结构属性是形状内元素分布的上下不对称，出现在上视野的元素密度更高。这一证据表明，在成人的知觉和神经系统中假定的人脸处理特异性可能是由一种经验预期的发展过程诱导的(Nelson, 2001)，通过这一过程，参与视觉识别的发育皮层通路中的电路逐渐变得专门用于人脸处理。我们的假设是，对面部特定几何形状的选择性可能在出生后的前2到3个月就学会了，这源于对上半身比下半身特征更多的图案的非特异性注意偏向。在目前的研究中，我们预测，作为经验输入导致的知觉缩小的产物，对特定几何形状的脸的选择性可能在生命的前3个月出现，导致第一个广泛定义的脸类别的构建，将脸与其他可能与脸共享一种或多种视觉属性的视觉对象隔离开来。在目前的研究中，我们检测了3个月时面部和非面部刺激之间是否存在电生理分化。在三个独立的实验中记录了62个头皮电极的事件相关电位(erp):1)婴儿观看与自然面孔匹配的人脸和打乱的人脸图片，这些人脸和打乱的人脸在结构的上部出现的元素数量;2)婴儿观看人脸和几何图案的图片，这些人脸的所有共同特征都被删除了，除了头重耳轻的属性;3)婴儿观看人脸图片，以及与人脸没有特定属性的玩具。实验1的ERP结果显示，面部和杂乱刺激之间有分化的证据，但仅针对N700成分。 No differentiation was found for earlier components that are thought to reflect the adult-like structural encoding stage of face processing in infants (N290 and P400). Results from Experiment 2 also revealed no differentiation between faces and top-heavy geometric stimuli for early ERP components (N290, P400). Experiment 3 revealed differentiation between faces and toys for the P400. All categories of non-face stimuli were differentiated from faces at later attentional components. These findings suggest that the top-heavy property still plays a role in triggering brain responses to faces at 3 months, but by this time faces have been salient enough to recruit differential attentional responses. This may reflect the high degree of familiarity and/or the social value faces have gained over the infants' first 3 months of life. Implications of this work: There are a number of childhood disorders that result in facial processing deficits. This project was designed to more closely examine aspects that drive infants' basic visual preferences for faces early in life. By better understanding how a specific face template develops during the first 2-3 months of life, we may be better able to identify infants at risk for developing difficulties with facial processing. Early identification of such individuals would allow us to develop more effective and time-sensitive interventions.

回避社会交往是自闭症谱系障碍(ASDs)的特征之一。这项研究的目的是看看自闭症儿童是否认为社会刺激(例如，显示不同情绪的面孔)是厌恶的。这项研究将着眼于自闭症患者将这些类型的图片/互动视为厌恶的可能性，而不是认为它们不重要或无趣。这可能意味着自闭症患者会将避免社交作为一种减少焦虑的方式。社交回避的本质被认为是厌恶社交互动的结果，尤其是与不熟悉的人。在这个协议中，我们将使用眼睛跟踪设备记录看时间数据和眼睛凝视数据以及瞳孔大小作为看到图片的反应。我们将使用这些数据，以及头皮脑电图和电生理学测量，来观察自闭症儿童和非自闭症儿童在看到不同面孔/情绪的图片时的反应。

自闭症儿童经常有重复动作和其他运动障碍，这可能反映了大脑中被称为纹状体的特定部分的功能障碍。纹状体负责基于模式的学习(也称为内隐学习或内隐记忆)、奖赏处理和运动控制。它也是利培酮等药物的目标，利培酮用于治疗自闭症儿童的易怒和攻击性。为什么有些儿童对利培酮反应很好，而另一些则不然，这可能反映了大脑回路的差异。我们的研究旨在研究纹状体功能，并对自闭症儿童的重复运动、运动功能和基于模式的学习进行表征。基于模式的学习将通过使用眼球跟踪和高密度脑电图的一系列反应时间任务进行研究。我们假设我们将能够定义一个有纹状体功能障碍的儿童亚组，他们的运动障碍可能预测特定的认知缺陷。我们的研究代表了在自闭症谱系中定义一个更统一的子群体的尝试。只有这样，我们才能为受这种疾病影响的儿童创造有针对性的、基于大脑的治疗方法。