Biological motion perception in children – the study with the use of functional near-infrared spectroscopy

Terminem „percepcja ruchu biologicznego” określa się umiejętność postrzegania ruchu żywego organizmu, na przykład ludzkiej sylwetki, na podstawie ograniczonej liczby bodźców, takich jak parę punków świetlnych umieszczonych na stawach poruszającego się człowieka. Taki komunikat pozwala na identyfikację intencji oraz stanów mentalnych. Zdolność do atrybucji intencji na podstawie ruchu biologicznego jest integralną częścią percepcji społecznej, która obejmuje identyfikowanie sygnałów społecznych i wykorzystywanie ich do określania zasad i norm społecznych, kontekstu interakcji oraz cech innych ludzi. Dla osób ze spektrum autyzmu funkcjonowanie społeczne jest jednym z najczęstszych obszarów trudności. Wiele badań wskazuje, że osoby z tym zaburzeniem wykazują obniżoną sprawność zarówno w zakresie percepcji, jak i interpretacji ruchu biologicznego, mają one także trudności w uzyskiwaniu informacji wyższego rzędu, takich jak stany emocjonalne. Badania sugerują także, że osoby z szerszym fenotypem autyzmu (członkowie rodzin osób ze spektrum autyzmu, którzy przejawiają cechy obserwowane w spektrum autyzmu, ale których nasilenie nie przekracza progu diagnostycznego) do pewnego stopnia wykazują autystyczne zaburzenia funkcjonowania społecznego, które mogą obejmować także zaburzenie percepcji ruchu biologicznego. Przeprowadzone badanie obejmowało analizę aktywności mózgu dwóch grup dzieci w wieku 3-5 lat – neurotypowych oraz dzieci z szerszym fenotypem autyzmu – w odpowiedzi na bodźce ruchu biologicznego przedstawione za pomocą filmów ukazujących ruch punktów świetlnych (ang. point-light displays, PLD) w trzech warunkach eksperymentalnych: interakcja, brak interakcji oraz nieuporządkowany ruch punktów świetlnych (ang. scrambled motion). Do zebrania danych użyto techniki funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni. Kanały użyte w analizach obejmowały obszary mózgu zaangażowane w percepcję ruchu biologicznego – styk skroniowo-ciemieniowy oraz bruzdę skroniową górną. Wyniki analiz statystycznych wskazują na brak statystycznie istotnej różnicy w aktywności mózgu w obu grupach.

Biological motion perception refers to the ability to perceive the moving form of a living organism, for example, a human figure, from a limited amount of stimuli, such as a few light- emitting diodes located on the joints of a moving body. Such information allows the identification of intentions and mental states. Biological motion is an integral part of social perception, which covers identifying social cues and using them to make judgments about social rules, context and characteristics of other people. For people with autism spectrum condition, social functioning is one of the most common areas of difficulty. Multiple studies have indicated that individuals with autism spectrum condition show decreased performance in both perception and interpretation of biological motion. They also face difficulties in deriving higher-order information, such as emotions. Studies also show that people with broader autism phenotype (family members of individuals with autism spectrum condition, who exhibit sub-diagnostic autistic traits) tend to manifest subthreshold levels of autistic social impairment, which may also include impaired biological motion perception. The current study explores the brain activity of 3-5 year old neurotypical children and children with broader autism phenotype, in response to biological motion stimuli conveyed by point-light displays in three experimental conditions: communicative interaction, no interaction and scrambled motion. Functional near-infrared spectroscopy was used to gather the data. Channels used in the analyses covered brain regions involved in biological motion processing – the temporoparietal cortex and superior temporal sulcus. The results of statistical analyses did not show statistically significant differences in brain activity during perception of biological movement between the two groups.