Spontaneous and cued gaze-following in autism and Williams syndrome

Background: From a young age the typical development of social functioning relies upon the allocation of attention to socially relevant information, which in turn allows experience at processing such information and thus enhances social cognition. As such, research has attempted to identify the developmental processes that are derailed in some neuro-developmental disorders that impact upon social functioning. Williams syndrome (WS) and Autism are disorders of development that are characterized by atypical yet divergent social phenotypes and atypicalities of attention to people.

Methods: We used eye tracking to explore how individuals with WS and Autism attended to, and subsequently interpreted, an actor’s eye gaze cue within a social scene. Images were presented for three seconds, initially with an instruction simply to look at the picture. The images were then shown again, with the participant asked to identify the object being looked at. Allocation of eye-gaze in each condition was analyzed by ANOVA and accuracy of identification was compared with t-tests.

Results: Participants with WS allocated more gaze time to face and eyes than their matched controls both with and without being asked to identify the item being looked at; while participants with Autism spent less time on face and eyes in both conditions. When cued to follow gaze, participants with WS increased gaze to the correct targets, while those with Autism looked more at the face and eyes but did not increase gaze to the correct targets, while continuing to look much more than their controls at implausible targets. Both groups identified fewer objects than their controls.

Conclusions: The atypicalities found are likely to be entwined with the deficits shown in interpreting social cognitive cues from the images. WS and Autism are characterised by atypicalities of social attention that impact upon socio-cognitive expertise but importantly the type of atypicality is syndrome-specific.

Oxytocin effects on neural correlates of self-referential processing

Oxytocin (OT) influences how humans process information about others. Whether OT affects the processing of information about oneself remains unknown. Using a double-blind, placebo-controlled within-subject design, we recorded event-related potentials (ERPs) from adults during trait judgments about oneself and a celebrity and during judgments on word valence, after intranasal OT or placebo administration. We found that OT vs. placebo treatment reduced the differential amplitudes of a fronto-central positivity at 220-280 ms (P2) during self- vs. valence-judgments. OT vs. placebo treatment tended to reduce the differential amplitude of a late positive potential at 520-1000 ms (LPP) during self-judgments but to increase the differential LPP amplitude during other-judgments. OT effects on the differential P2 and LPP amplitudes to self- vs. celebrity-judgments were positively correlated with a measure of interdependence of self-construals. Thus OT modulates the neural correlates of self-referential processing and this effect varies as a function of interdependence.

Harmful transgressions qua moral transgressions: A deflationary view

One important issue in moral psychology concerns the proper characterization of the folk understanding of the relationship between harmful transgressions and moral transgressions. Psychologist Elliot Turiel and associates have claimed with a broad range of supporting evidence that harmful transgressions are understood as transgressions that are authority independent and general in scope, which, according to them, characterizes these transgressions as moral transgressions. Recently, many researchers questioned the position advocated by the Turiel tradition with some new evidence. We entered this debate proposing an original, deflationary view in which perceptions of basic-rights violation and injustice are fundamental for the folk understanding of harmful transgressions as moral transgressions in Turiel’s sense. In this article, we elaborate and refine our deflationary view, while reviewing the debate, addressing various criticisms raised against our perspective, showing how our perspective explains the existent evidence, and suggesting new lines of inquiry.

Are there different moral domains? Evidence from Mongolia

In this paper we report a study conducted in Mongolia on the scope of morality, that is, the extent to which people moralize different social domains. Following Turiel’s moral-conventional task, we characterized moral transgressions (in contrast to conventional transgressions) in terms of two dimensions: authority independence
and generality of scope. Different moral domains are then defined by grouping such moral transgressions in terms of their content (following Haidt’s classification of morally relevant domains). There are four main results of the study. First, since all five Haidtian domains were moralized by the Mongolian participants, the study provides
evidence in favour of pluralism about moral domains. However, the study also suggests that the domain of harm can be reduced to the fairness domain. Furthermore, although the strong claim about reduction of all moral domains to the domain of fairness seems not to hold, a significant number of participants did indicate considerations of fairness across domains. Finally, a significant amount of participants moralized conventional transgressions a la Turiel, but it did not reach a statistical significance.

Observed bodies generate object-based spatial codes

Contemporary studies of spatial and social cognition frequently use human figures as stimuli. The interpretation of such studies may be complicated by spatial compatibility effects that emerge when researchers employ spatial responses, and participants spontaneously code spatial relationships about an observed body. Yet, the nature of these spatial codes – whether they are location- or object-based, and coded from the perspective of the observer or the figure – has not been determined. Here, we investigated this issue by exploring spatial compatibility effects arising for objects held by a visually presented whole-bodied schematic human figure. In three experiments, participants responded to the colour of the object held in the figure’s left or right hand, using left or right key presses. Left-right compatibility effects were found relative to the participant’s egocentric perspective, rather than the figure’s. These effects occurred even when the figure was rotated by 90 degrees to the left or to the right, and the coloured objects were aligned with the participant’s midline. These findings are consistent with spontaneous spatial coding from the participant’s perspective and relative to the normal upright orientation of the body. This evidence for object-based spatial coding implies that the domain general cognitive mechanisms that result in spatial compatibility effects may contribute to certain spatial perspective-taking and social cognition phenomena.

A Benefit-Risk Assessment Framework for Development of Clinical Guidelines in Diagnostic Radiology

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2015-12

Embodied perspective-taking indicated by selective disruption from aberrant self motion

Spatial perspective-taking that involves imagined changes in one’s spatial orientation is facilitated by vestibular stimulation inducing a congruent sensation of self-motion. We examined further the role of vestibular resources in perspective-taking by evaluating whether aberrant and conflicting vestibular stimulation impaired perspective-taking performance. Participants (N = 39) undertook either an “own body transformation” (OBT)task, requiring speeded spatial judgments made from the perspective of a schematic figure, or a control task requiring reconfiguration of spatial mappings from one’s own visuo-spatial perspective. These tasks were performed both without and with vestibular stimulation by whole-body Coriolis motion, according to a repeated measures design, balanced for order. Vestibular stimulation was found to impair performance during the first minute post stimulus relative to the stationary condition. This disruption was task-specific, affecting only the OBT task and not the control task, and dissipated by the second minute post-stimulus. Our experiment thus demonstrates selective temporary impairment of perspective-taking from aberrant vestibular stimulation, implying that uncompromised vestibular resources are necessary for efficient perspective-taking. This finding provides evidence for an embodied mechanism for perspective-taking whereby vestibular input contributes to multisensory processing underlying bodily and social cognition. Ultimately, this knowledge may contribute to the design of interventions that help patients suffering sudden vertigo adapt to the cognitive difficulties caused by aberrant vestibular stimulation.

Long-term outcome after cognitive and behavioral regression in nonlesional epilepsy with continuous spike-waves during slow-wave sleep.

PURPOSE: To present the long-term follow-up of 10 adolescents and young adults with documented cognitive and behavioral regression as children due to nonlesional focal, mainly frontal, epilepsy with continuous spike-waves during slow wave sleep (CSWS). METHODS: Past medical and electroencephalography (EEG) data were reviewed and neuropsychological tests exploring main cognitive functions were administered. KEY FINDINGS: After a mean duration of follow-up of 15.6 years (range, 8-23 years), none of the 10 patients had recovered fully, but four regained borderline to normal intelligence and were almost independent. Patients with prolonged global intellectual regression had the worst outcome, whereas those with more specific and short-lived deficits recovered best. The marked behavioral disorders resolved in all but one patient. Executive functions were neither severely nor homogenously affected. Three patients with a frontal syndrome during the active phase (AP) disclosed only mild residual executive and social cognition deficits. The main cognitive gains occurred shortly after the AP, but qualitative improvements continued to occur. Long-term outcome correlated best with duration of CSWS. SIGNIFICANCE: Our findings emphasize that cognitive recovery after cessation of CSWS depends on the severity and duration of the initial regression. None of our patients had major executive and social cognition deficits with preserved intelligence, as reported in adults with early destructive lesions of the frontal lobes. Early recognition of epilepsy with CSWS and rapid introduction of effective therapy are crucial for a best possible outcome.

The 16p11.2 locus modulates brain structures common to autism, schizophrenia and obesity

Anatomical structures and mechanisms linking genes to neuropsychiatric disorders are not deciphered. Reciprocal copy number variants at the 16p11.2 BP4-BP5 locus offer a unique opportunity to study the intermediate phenotypes in carriers at high risk for autism spectrum disorder (ASD) or schizophrenia (SZ). We investigated the variation in brain anatomy in 16p11.2 deletion and duplication carriers. Beyond gene dosage effects on global brain metrics, we show that the number of genomic copies negatively correlated to the gray matter volume and white matter tissue properties in cortico-subcortical regions implicated in reward, language and social cognition. Despite the near absence of ASD or SZ diagnoses in our 16p11.2 cohort, the pattern of brain anatomy changes in carriers spatially overlaps with the well-established structural abnormalities in ASD and SZ. Using measures of peripheral mRNA levels, we confirm our genomic copy number findings. This combined molecular, neuroimaging and clinical approach, applied to larger datasets, will help interpret the relative contributions of genes to neuropsychiatric conditions by measuring their effect on local brain anatomy.Molecular Psychiatry advance online publication, 25 November 2014; doi:10.1038/mp.2014.145.

An Investigation of the Role of Attention in the Cross-Race Effect: An Ecological Approach

The current set of studies was conducted to examine the cross-race effect (CRE), a phenomenon commonly found in the face perception literature. The CRE is evident when participants display better own-race face recognition accuracy than other-race recognition accuracy (e.g. Ackerman et al., 2006). Typically the cross-race effect is attributed to perceptual expertise, (i.e., other-race faces are processed less holistically; Michel, Rossion, Han, Chung & Caldara, 2006), and the social cognitive model (i.e., other-race faces are processed at the categorical level by virtue of being an out-group member; Hugenberg, Young, Bernstein, & Sacco, 2010). These effects may be mediated by differential attention. I investigated whether other-race faces are disregarded and, consequently, not remembered as accurately as own-race (in-group) faces. In Experiment 1, I examined how the magnitude of the CRE differed when participants learned individual faces sequentially versus when they learned multiple faces simultaneously in arrays comprising faces and objects. I also examined how the CRE differed when participants recognized individual faces presented sequentially versus in arrays of eight faces. Participants’ recognition accuracy was better for own-race faces than other-race faces regardless of familiarization method. However, the difference between own- and other-race accuracy was larger when faces were familiarized sequentially in comparison to familiarization with arrays. Participants’ response patterns during testing differed depending on the combination of familiarization and testing method. Participants had more false alarms for other-race faces than own-race faces if they learned faces sequentially (regardless of testing strategy); if participants learned faces in arrays, they had more false alarms for other-race faces than own-races faces if ii i they were tested with sequentially presented faces. These results are consistent with the perceptual expertise model in that participants were better able to use the full two seconds in the sequential task for own-race faces, but not for other-race faces. The purpose of Experiment 2 was to examine participants’ attentional allocation in complex scenes. Participants were shown scenes comprising people in real places, but the head stimuli used in Experiment 1 were superimposed onto the bodies in each scene. Using a Tobii eyetracker, participants’ looking time for both own- and other-race faces was evaluated to determine whether participants looked longer at own-race faces and whether individual differences in looking time correlated with individual differences in recognition accuracy. The results of this experiment demonstrated that although own-race faces were preferentially attended to in comparison to other-race faces, individual differences in looking time biases towards own-race faces did not correlate with individual differences in own-race recognition advantages. These results are also consistent with perceptual expertise, as it seems that the role of attentional biases towards own-race faces is independent of the cognitive processing that occurs for own-race faces. All together, these results have implications for face perception tasks that are performed in the lab, how accurate people may be when remembering faces in the real world, and the accuracy and patterns of errors in eyewitness testimony.

Développement et fonctionnement des mécanismes de résonance motrice chez l'humain

La découverte dans le cerveau du singe macaque de cellules visuo-motrices qui répondent de façon identique à la production et la perception d’actes moteurs soutient l’idée que ces cellules, connues sous le nom de neurones-miroirs, encoderaient la représentation d’actes moteurs. Ces neurones, et le système qu’ils forment, constitueraient un système de compréhension moteur; par delà la simple représentation motrice, il est également possible que ce système participe à des processus de haut niveau en lien avec la cognition sociale. Chez l’humain adulte, des études d’imagerie récentes montrent d’importants chevauchements entre les patrons d’activité liés à l’exécution d’actes moteurs et ceux associés à la perception d’actions. Cependant, malgré le nombre important d’études sur ce système de résonance motrice, étonnamment peu se sont penchées sur les aspects développementaux de ce mécanisme, de même que sa relation avec certaines habiletés sociales dans la population neurotypique. De plus, malgré l’utilisation répandue de certaines techniques neurophysiologiques pour quantifier l’activité de ce système, notamment l’électroencéphalographie et la stimulation magnétique transcrânienne, on ignore en grande partie la spécificité et la convergence de ces mesures dans l’étude des processus de résonance motrice. Les études rassemblées ici visent à combler ces lacunes, c'est-à-dire (1) définir l’existence et les propriétés fonctionnelles du système de résonance motrice chez l’enfant humain, (2) établir le lien entre ce système et certaines habiletés sociales spécifiques et (3) déterminer la validité des outils d’investigation couramment utilisés pour mesurer son activité. Dans l’article 1, l’électroencéphalographie quantitative est utilisée afin de mesurer l’activité des régions sensorimotrices chez un groupe d’enfants d’âge scolaire durant la perception d’actions de la main. On y démontre une modulation de l’activité du rythme mu aux sites centraux non seulement lors de l’exécution de tâches motrices, mais également lors de l’observation passive d’actions. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un système de résonance motrice sensible aux représentations visuelles d’actes moteurs dans le cerveau immature. L’article 2 constitue une étude de cas réalisée chez une jeune fille de 12 ans opérée pour épilepsie réfractaire aux médicaments. L’électroencéphalographie intracrânienne est utilisée afin d’évaluer le recrutement du cortex moteur lors de la perception de sons d’actions. On y montre une modulation de l’activité du cortex moteur, visible dans deux périodes distinctes, qui se reflètent par une diminution de la puissance spectrale des fréquences beta et alpha. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un système de résonance motrice sensible aux représentations auditives d’actions chez l’enfant. L’article 3 constitue une recension des écrits portant sur les données comportementales et neurophysiologiques qui suggèrent la présence d’un système de compréhension d’action fonctionnel dès la naissance. On y propose un modèle théorique où les comportements d’imitation néonataux sont vus comme la résultante de mécanismes d’appariement moteurs non inhibés. Afin de mesurer adéquatement la présence de traits empathiques et autistique dans le but de les mettre en relation avec l’activité du système de résonance motrice, l’article 4 consiste en une validation de versions françaises des échelles Empathy Quotient (Baron-Cohen & Wheelwright, 2004) et Autism Spectrum Quotient (Baron-Cohen et al., 2001) qui seront utilisées dans l’article 5. Les versions traduites de ces échelles ont été administrées à 100 individus sains et 23 personnes avec un trouble du spectre autistique. Les résultats répliquent fidèlement ceux obtenus avec les questionnaires en version anglaise, ce qui suggère la validité des versions françaises. Dans l’article 5, on utilise la stimulation magnétique transcrânienne afin d’investiguer le décours temporel de l’activité du cortex moteur durant la perception d’action et le lien de cette activité avec la présence de traits autistiques et empathiques chez des individus normaux. On y montre que le cortex moteur est rapidement activé suivant la perception d’un mouvement moteur, et que cette activité est corrélée avec les mesures sociocognitives utilisées. Ces résultats suggèrent l’existence d’un système d’appariement moteur rapide dans le cerveau humain dont l’activité est associée aux aptitudes sociales. L’article 6 porte sur la spécificité des outils d’investigation neurophysiologique utilisés dans les études précédentes : la stimulation magnétique transcrânienne et l’électroencéphalographie quantitative. En utilisant ces deux techniques simultanément lors d’observation, d’imagination et d’exécution d’actions, on montre qu’elles évaluent possiblement des processus distincts au sein du système de résonance motrice. En résumé, cette thèse vise à documenter l’existence d’un système de résonance motrice chez l’enfant, d’établir le lien entre son fonctionnement et certaines aptitudes sociales et d’évaluer la validité et la spécificité des outils utilisés pour mesurer l’activité au sein de ce système. Bien que des recherches subséquentes s’avèrent nécessaires afin de compléter le travail entamé ici, les études présentées constituent une avancée significative dans la compréhension du développement et du fonctionnement du système de résonance motrice, et pourraient éventuellement contribuer à l’élaboration d’outils diagnostiques et/ou de thérapeutiques chez des populations où des anomalies de ce système ont été répertoriées.

Traitement de l'information sociale en contexte d'interactions hypothétiques avec des pairs : différences sexuelles et comportementales pour des enfants de 6-8 ans

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La relation entre les cognitions sociales des parents, les pratiques parentales et les caractéristiques comportementales de l'enfant ayant un TDAH

À ce jour, plusieurs études se sont penchées sur l’influence des comportements problématiques des enfants présentant un trouble déficitaire de l'attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) sur les pratiques parentales (Chronis-Tuscano et al., 2008), mais peu de recherches se sont intéressées à la relation entre ce que pensent les parents et la façon dont ils se comportent avec leur enfant (Rudy & Grusec, 2006). L’objectif principal de cette thèse est d’étudier la relation entre les cognitions sociales des parents, les pratiques parentales et les caractéristiques comportementales de l’enfant présentant un TDAH. Une première étude examine la relation entre les cognitions sociales des parents (attributions causales, sentiment d’auto-efficacité parental (SAEP)), les caractéristiques comportementales de l’enfant (sous-type TDAH, symptômes concomitants) en lien avec les pratiques parentales utilisées. Cent dix familles dont l’enfant a un TDAH ont participé à l’étude. Les résultats indiquent que plus les parents ont un SAEP élevé, plus ils rapportent employer une discipline appropriée, une discipline verbale positive, des félicitations/récompenses et moins ils rapportent utiliser une discipline sévère/inconstante ou la punition physique. Les résultats montrent également que l’attribution des comportements de désobéissance de l’enfant soit à l’effort important du parent, soit au manque d’effort de l’enfant joue un rôle prédicteur en regard respectivement de l’utilisation d’une discipline verbale positive ou de l’utilisation d’une discipline sévère et inconstante par le parent. Par ailleurs, le fait de percevoir des symptômes d’opposition chez l’enfant TDAH prédit l’utilisation d’une discipline appropriée et d’une discipline verbale positive. Enfin, la présence de symptômes concomitants au TDAH prédit l’utilisation d’une discipline sévère et inconstante. L’objectif de la seconde étude est d’examiner le rôle des cognitions sociales des parents d’enfant ayant un TDAH en lien avec les pratiques parentales utilisées après leur participation à deux types d’intervention (programme d’entraînement aux habiletés parentales (PEHP) ou soutien téléphonique (ST)) comparativement à un groupe contrôle (GC). Les résultats suggèrent que dans certains cas, le SAEP ou les attributions causales prédisent différemment les pratiques parentales selon que les parents ont ou non participé à une intervention, mais il est prématuré de conclure que les cognitions sociales des parents d’enfant TDAH sont des modérateurs du changement des pratiques parentales. Les implications méthodologiques, conceptuelles et cliniques de ces deux études sont discutées.

L’influence du vieillissement normal et pathologique sur le traitement des expressions faciales et du jugement de confiance

Déterminer si quelqu’un est digne de confiance constitue, tout au long de notre vie, une décision à la base de nos interactions sociales quotidiennes. Des études récentes chez les jeunes adultes ont proposé que le jugement de confiance basé sur un visage constituerait une extension des processus de reconnaissance des expressions faciales, particulièrement de la colère et de la joie (Todorov, 2008). Bien que le jugement de confiance soit d’une grande importance tout au long de notre vie, à notre connaissance, aucune étude n’a tenté d’explorer l’évolution de ce processus au cours du vieillissement. Pourtant, sachant que les personnes âgées saines sont moins efficaces que les jeunes adultes pour reconnaître les expressions faciales émotionnelles (Ruffman et al., 2008; Calder et al., 2003), des différences pourraient exister dans les capacités de ces deux groupes d’âge à poser un jugement de confiance. Le présent travail a permis d’explorer, pour une première fois, les processus perceptifs sous-jacents au jugement de confiance chez une population âgée saine ainsi que chez une population présentant une démence fronto-temporale. Les résultats démontrent que les représentations de colère, de joie et de confiance sont similaires chez les jeunes et les âgés sains et suggèrent qu’il existe bel et bien un lien entre le jugement de confiance et les jugements de joie et de colère. De plus, ils révèlent que ce lien persiste au cours vieillissement, mais que les adultes âgés sains se fient davantage à leur représentation de la colère que les jeunes adultes pour déterminer si un visage est digne de confiance ou non. Enfin, les patients présentant une démence fronto-temporale possèdent des représentations différentes des âgés sains en ce qui concerne la colère, la joie et la confiance, et ils semblent se fier davantage à leur représentation de la joie que les âgés sains pour déterminer le niveau de confiance d’un visage.

La représentation auditive motrice reflétée par la négativité de discordance chez l’enfant présentant un trouble du spectre de l’autisme

Il est maintenant bien établi que le cerveau humain est doté d’un système de neurones qui s’active tant à la perception qu’à l’exécution d’une action. Les neurones miroirs, ainsi que le système qu’ils forment avec des structures adjacentes appelées système neurones miroirs (SNM), ont été relié à la compréhension d’action et pourrait être impliqué dans les fonctions sociales de haut niveau tel que l’empathie et l’imitation. Dans la foulée spéculative reliant le SNM à la sphère sociale, le dysfonctionnement de ce système a rapidement gagné intérêt dans la genèse des anomalies du domaine social chez les personnes présentant le Trouble du spectre de l’autisme (TSA). Néanmoins, l’hypothèse voulant que le dysfonctionnement social des TSA repose sur une atteinte du SNM est controversée. En effet, les études soutenant cette hypothèse nécessitent des fonctions cognitives et sociales qui peuvent contribuer à l’obtention de résultats atypiques, telles que la compréhension des consignes, l’attention sur des stimuli sociaux ou la réalisation d’acte moteur. Récemment, un protocole auditif de négativité de discordance (MMN) utilisant des stimuli reliés à l’action humaine a été utilisé pour mesurer l’activité du SNM. Cette technique semble prometteuse dans la mesure où elle ne nécessite pas de capacités attentionnelles ou langagières, elle est brève et demande un montage minimal d’électrodes. Le premier article avait comme objectif principal de mesurer la validité de convergence du protocole MMN relié à l’action avec celui du rythme mu, le protocole le plus utilisé pour enregistrer l’activité miroir à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG). Les modes de stimulation ont été délivrées en bloc successif à un groupe de 12 adultes en santé. Alors que les deux techniques ont modulé efficacement les régions fronto-centrales et centrales respectivement, mais ne sont pas corrélées, nous avons conclu qu’il est possible 2 qu’elles mesurent des aspects différents du SNM. Le deuxième article avait comme objectif principal de mesurer l’activité du SNM à l’aide du protocole MMN relié à l’action chez 10 enfants présentant un TSA ainsi que chez 12 enfants neurotypiques dans la même tranche d’âge (5-7ans). Chez les enfants TSA, nous avons montré un patron de latence inversée, comparativement aux enfants du groupe contrôle; ils traitaient plus rapidement les sons contrôles que les sons reliés à l’action humaine, alors que la tendance inverse était observée chez les contrôles. De plus, bien que les deux groupes différaient quant aux sons d’action, ils ne différaient pas quant aux sons contrôles. Quant à l’amplitude, les enfants TSA se distinguaient du groupe contrôle par une amplitude restreinte du son d’action provenant de la bouche. Par ailleurs, les mesures neurophysiologiques et neuropsychologiques n’étaient pas corrélées. En sommes, basé sur la prémisse que ce protocole MMN pourrait mesurer l’activité du SNM, cette thèse a comme but d’améliorer les connaissances quant à son utilisation chez l’adulte et l’enfant neurotypique ainsi que chez l’enfant TSA. Celui-ci pourrait ultimement être utilisé comme un biomarqueur potentiel du TSA.