Realidad virtual y biomarcadores digitales: una herramienta clínica para el diagnóstico del autismo / Virtual reality and digital biomarkers: a clinical tool for early autism diagnosis

Resumen Introducción : El Trastorno del Espectro Autista (TEA) es un trastorno del neurodesarrollo, y sus procedimien tos tradicionales de evaluación encuentran ciertas li mitaciones. El actual campo de investigación sobre TEA está explorando y respaldando métodos innovadores para evaluar el trastorno tempranamente, basándose en la detección automática de biomarcadores. Sin embargo, muchos de estos procedimientos carecen de validez ecológica en sus mediciones. En este contexto, la reali dad virtual (RV) presenta un prometedor potencial para registrar objetivamente bioseñales mientras los usuarios experimentan situaciones ecológicas. Métodos : Este estudio describe un novedoso y lúdi co procedimiento de RV para la evaluación temprana del TEA, basado en la grabación multimodal de bio señales. Durante una experiencia de RV con 12 esce nas virtuales, se midieron la mirada, las habilidades motoras, la actividad electrodermal y el rendimiento conductual en 39 niños con TEA y 42 compañeros de control. Se desarrollaron modelos de aprendizaje automático para identificar biomarcadores digitales y clasificar el autismo. Resultados : Las bioseñales reportaron un rendimien to variado en la detección del TEA, mientras que el modelo resultante de la combinación de los modelos de las bioseñales demostró la capacidad de identificar el TEA con una precisión del 83% (DE = 3%) y un AUC de 0.91 (DE = 0.04). Discusión : Esta herramienta de detección pue de respaldar el diagnóstico del TEA al reforzar los resultados de los procedimientos tradicionales de evaluación.

Abstract Introduction : Autism Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental condition which traditional as sessment procedures encounter certain limitations. The current ASD research field is exploring and endorsing innovative methods to assess the disorder early on, based on the automatic detection of biomarkers. How ever, many of these procedures lack ecological validity in their measurements. In this context, virtual reality (VR) shows promise for objectively recording biosignals while users experience ecological situations. Methods : This study outlines a novel and playful VR procedure for the early assessment of ASD, relying on multimodal biosignal recording. During a VR experience featuring 12 virtual scenes, eye gaze, motor skills, elec trodermal activity and behavioural performance were measured in 39 children with ASD and 42 control peers. Machine learning models were developed to identify digital biomarkers and classify autism. Results : Biosignals reported varied performance in detecting ASD, while the combined model resulting from the combination of specific-biosignal models demon strated the ability to identify ASD with an accuracy of 83% (SD = 3%) and an AUC of 0.91 (SD = 0.04). Discussion : This screening tool may support ASD diagnosis by reinforcing the outcomes of traditional assessment procedures.

Virtual humans for ASD intervention: a brief scoping review / Humanos virtuales para la intervención en TEA: una breve revisión del alcance

Abstract Individuals with autism spectrum disorder may present social-communicative and behavioral deficits. Recently, research on treatment and diagnosis has shifted its focus to the application of new tech nologies. Among them is virtual reality, which guarantees a high sense of realism to the experience and allows the implementation of a virtual agent that facilitates the use of the application. In social skills interventions, it has been mostly chosen to implement a virtual agent with a human appearance. Virtual humans guide the user-system interaction through the use of verbal and nonverbal language. They can be equipped with responsiveness: the ability to provide responses to the user based on data recorded during the use of the technology. Responsiveness is functional when the goal is to create an interaction similar to that of everyday life, as it allows for behavioral responses and, at a more sophisticated level, vocal responses. Considering virtual agents capable of holding a conversation with the user, to date three different methods have been implemented that make communication more or less realistic. This brief review proposes a synopsis of relevant virtual humans' features and highlights some key ASD research areas wherein virtual humans are implemented for diagnosis and treatment. A total of 11 studies were selected and their analysis was summarized into 7 main categories. Finally, the clinical and technological implications of the results found were discussed.

Resumen Los individuos con trastorno del espectro autista pueden presentar déficits socio-comunicativos y conductuales. Recientemente, la investigación sobre el tratamiento y el diagnóstico se ha centrado en la aplicación de nuevas tecnologías. Entre ellas se encuentra la realidad virtual, que garantiza un alto sentido de realismo a la experiencia y permite la implementación de un agente virtual que facilite el uso de la aplicación. En las intervenciones de habilidades sociales, se ha optado mayoritariamente por implementar un agente virtual con apariencia humana. Los humanos virtuales guían la interacción usuario-sistema mediante el uso de lenguaje verbal y no verbal. Estos pueden estar dotados de responsividad: la capacidad de proporcionar respuestas al usuario basadas en los datos registrados durante el uso de la tecnología. La responsividad es funcional cuando el objetivo es crear una interacción similar a la de la vida cotidiana, ya que permite dar respuestas conductuales y, a un nivel más sofisticado, respuestas vocales. Considerando los agentes virtuales capaces de mantener una conversación con el usuario, hasta la fecha se han implementado tres métodos diferentes que hacen que la comunicación sea más o menos realista. Esta breve revisión propone una sinopsis de las características de los humanos virtuales relevantes y destaca algunas áreas de investigación clave del TEA en las que se implemen tan humanos virtuales para el diagnóstico y el tratamiento. Se seleccionó un total de 11 estudios y su análisis se resumió en 7 categorías principales. Por último, se discuten las implicaciones clínicas y tecnológicas de los resultados encontrados.

Intervenciones tecnológicas adaptativas para el trastorno del espectro autista: una revisión bibliográfica / Adaptive technological interventions for autism spectrum disorder: a literature review

Resumen Los individuos con trastornos del espectro autista suelen describirse con deficiencias comunicativas, sociales, emocionales y de comportamiento. A menudo están aislados y son pasivos, con pocas oportunidades de interacción positiva y constructiva con el mundo exterior. Por otra parte, pueden mostrar comportamientos retraídos, estereotipados y disruptivos. Estas condiciones pueden dificultar seriamente sus habilidades adaptativas al ambiente, con consecuencias negativas en su calidad de vida. La heterogeneidad fenotípica y la manifestación, así como la gravedad de los síntomas, pueden variar considerablemente según el niño. Esos determinan la necesidad de intervenciones personalizadas y adaptivas según las necesidades específicas, incluyendo factores como la edad, las habilidades intelectuales y las áreas afectadas específicas. Una intervención temprana promovería las habilidades adaptativas, la autodeterminación y la autonomía hacia el entorno. No obstante, los tiempos de esperas y los costes no permiten una evaluación temprana y como consecuencia los tiempos de intervención se retrasan afectando la cualidad de vida de los niños y de los pa dres. Además, los programas tradicionales de intervención dependen de la experiencia de los terapeutas. Una posible forma de superar este problema es el uso de tecnología adaptativa objetiva según las necesidades. El objetivo de este artículo es proporcionar una visión general de las pruebas empíricas disponible en los últimos siete años. En total, se seleccionaron 8 estudios, con 132 participantes que utilizaron 4 sistemas tecnológicos. Por último, se discuten las implicaciones tecnológicas, clínicas, psicológicas y rehabilitadoras de los hallazgos. Se esbozaron directrices prácticas dentro de esta área temática como perspectivas de investigación futuras.

Abstract Individuals with autistic spectrum disorder are often described as having communication, social, emo tional, and behavioral impairments. They are often isolated and passive, with few opportunities for positive and constructive interaction with the outside world. Moreover, they may exhibit withdrawn, stereotyped and disruptive behaviors. The aforementioned conditions can seriously hamper their ability to adapt to the environment, with negative consequences on their quality of life. Phenotypic heterogeneity and manifestation, as well as symptom severity, can vary greatly from child to child. These determine the need for individualized and adaptive interventions according to specific needs, including factors such as age, intellectual ability, and specific affected areas. Early intervention would promote adaptive skills, self-determination, and autonomy towards the environment. However, wait times and costs do not allow for early assessment, and therefore intervention times are delayed, affecting the quality of life of children and parents. In addition, traditional intervention programs depend on the expertise of the therapists. One possible way to overcome this problem is by using objective adaptive technologies based on needs. This article aims to provide an overview of the empirical evidence available over the past seven years. Overall, 8 studies were selected, with 132 participants using 4 technological systems. Finally, the technological, clinical, psychological, and rehabilitative implications of the findings are discussed. Practical guidelines within this topic area are outlined as future research perspectives.