Age-related perceptual changes in autism spectrum disorder: an investigation of local and global visual processes

This thesis examines the development of visual perception in children and adolescents with Autism Spectrum Disorder (ASD), with a specific focus on local and global processes. The current perceptual profile in ASD is characterized by a unique set of strengths and weaknesses in visual information processing at lower and higher-levels. These are generally described by strengths in processing lower-level, detailed information of a non-social nature and weaknesses in processing higher-level, global information of a social nature. Two issues limit the current understanding of this profile; a developmental perspective is lacking and associations across levels of lower- and higher-levels of processing are unclear. The studies presented here have charted, for the first time, cross-sectional developmental trajectories of lower- and higher-level visual perception for both social and non-social information. These studies were motivated by empirically driven questions and based on findings in adults with ASD, which have suggested that enhanced perception of detailed information occurs at lower-levels of processing (Kéïta, Guy, Berthiaume, Mottron, & Bertone, 2014) and may impact upon social perception at higher-levels (Morin et al., 2015). Participants with ASD and typically-developing (TD) comparisons aged 6 to 16 years completed behavioural tasks assessing lower- and higher-level, social and non-social visual perception, particularly in terms of local and global processing. These included spatial frequency, visuo-spatial (i.e., Navon task), and facial identity discrimination tasks. Results revealed that children and adolescents with ASD process local and global aspects of non-social information somewhat differently than TD comparisons at lower- and higher-levels (i.e., spatial frequency and Navon tasks). The strongest result was that local information interfered with the processing of global information in participants with ASD, specifically for higher-level, non-social information (i.e., Navon task). Moreover, the trajectories of local and global performances across levels of processing and type of information collectively indicated that adolescence is likely an important period of transition in visual perception in ASD. This was especially evident for lower-level, non-social and higher-level, social information (i.e., spatial frequency and face identity discrimination tasks, respectively).Associations across task performance provide preliminary evidence that enhanced processing of detailed information at lower-levels of processing influences non-social perception at higher-levels. Further to this, associations within higher-levels of processing suggest that the influence of local information may similarly interfere or distract with how social and non-social information is processed. These findings reveal complex relationships between local and global processes, suggesting that alterations in the "building blocks" of perception may relate to atypical, higher-order cognitive and social processes in ASD. These findings advance the notion that the atypical processing of sensory information may explain, in part, some of the social difficulties fundamental to ASD. They further highlight the importance of cross-level and cross-task comparisons of perceptual processes within a developmental framework, and support calls for a comprehensive understanding of how adult outcomes are achieved.Cette thèse examine le développement de la perception visuelle chez les enfants et les adolescents avec un Trouble du Spectre Autistique (TSA), et se concentre particulièrement sur le traitement local et global. Le profil perceptif actuel dans les TSA est caractérisé par une distribution unique de forces et de faiblesses dans le traitement d'informations visuelles de bas et de haut niveau. On décrit généralement des forces dans le traitement d'informations détaillées de nature non sociale de bas niveau, et des faiblesses dans le traitement d'informations globales de nature sociale de haut niveau. Il y a deux limitations à l'interprétation de ce profil; il manque une perspective développementale, et les liens entre les différents niveaux de traitements ne sont pas clairs. Les études présentées ici ont dessiné, pour la première fois, les trajectoires développementales transversales de la perception visuelle de bas et de haut niveau pour l'information sociale et non sociale. Ces études ont été motivées par des questions de nature empirique, et basées sur des résultats qui suggèrent l'existence d'une perception accrue des informations détaillées aux bas niveaux de traitement (Kéïta, Guy, Berthiaume, Mottron, & Bertone, 2014) qui pourrait avoir un impact sur le traitement de haut niveau des informations sociales chez les adultes avec TSA (Morin et al., 2015). Des participants avec TSA et à développement typique (DT) âgés de 6 à 16 ans ont effectué des tâches comportementales évaluant la perception visuelle de bas et haut niveau, sociale et non sociale, spécifiquement en termes de traitement local et global. Cela incluait des tâches de fréquence spatiale, d'information visuo-spatiale (i.e. tâche de Navon), et de discrimination d'identité des visages. Les résultats ont révélé que les enfants et adolescents avec TSA traitent les aspects local et global des informations non sociales quelque peu différemment comparés aux DT au bas niveau et au haut niveau (i.e. tâches de fréquence spatiale et de Navon). Le résultat le plus solide était que l'information locale interférait avec le traitement d'informations globales chez les participants avec TSA, spécifiquement pour les informations non sociales de haut niveau (i.e. tâche de Navon). De plus, les trajectoires développementales des performances en local et global à travers les niveaux de traitement et les types d'information nous ont indiqué que l'adolescence est une période de transition importante pour la perception visuelle dans les TSA. Ceci était particulièrement observable pour les informations non sociales de bas niveau, et sociales de haut niveau (i.e. tâches de fréquence spatiale et de discrimination d'identité des visages, respectivement). Des associations parmi les performances aux différentes tâches donnent des preuves préliminaires que le traitement accru d'informations détaillées de bas niveau influence la perception non sociale de haut niveau. En plus de cela, des associations au sein des hauts niveaux de traitement suggèrent que l'influence de l'information locale pourrait interférer avec ou distraire de façon similaire la manière dont sont traitées les informations sociales et non sociales. Ces résultats révèlent des relations complexes entre le traitement local et global, suggérant que des altérations dans les composantes de la perception pourraient être reliées à des traitements cognitifs et sociaux de haut niveau atypiques dans les TSA.Ces résultats avancent la notion que le traitement atypique d'informations sensorielles pourrait expliquer, en partie, certaines des difficultés sociales fondamentales des TSA. Ils soulignent aussi l'importance de comparaisons entre les niveaux et entre les tâches perceptives dans un contexte développemental, et soutiennent la demande pour une compréhension globale des résultats à l'âge adulte