Vliv stojících stolů na kognitivní výkon u dospívajících (UP4BRAINS)

Úvod:

Sedavé chování je definováno jako „jakékoli chování při bdění charakterizované výdejem energie ≤ 1,5 metabolických ekvivalentů (METs), v sedě, vleže nebo vleže“. U dospělých důkazy naznačují, že prodloužená doba strávená sedavým chováním je pozitivně spojena s diabetem 2. typu, kardiovaskulárními chorobami, metabolickým syndromem a mortalitou ze všech příčin. Ačkoli je tato souvislost mezi dětmi a dospívajícími méně konzistentní, několik studií a přehledů zjistilo nepříznivé souvislosti mezi sedavým sezením a zdravotními výsledky také u dětí a dospívajících. Přezkoumání recenzí navíc nalezlo důkazy o souvislosti mezi chováním v době u obrazovky (tj. specifické sedavé chování) a obezita a mírné důkazy pro souvislost mezi chováním u obrazovky a krevním tlakem, celkovým cholesterolem, sebevědomím, problémy se sociálním chováním, fyzickou zdatností a akademickými výsledky, přičemž tyto souvislosti jsou do značné míry nezávislé na středně silném až silném fyzickém aktivita. Kromě toho, protože sedavý čas v raném věku přechází do dospělosti, kde může mít potenciální zdravotní důsledky, jsou zapotřebí strategie ke snížení doby sezení u dětí a dospívajících. Děti a dospívající tráví více než 60 % dne (doby bdění) sedavým způsobem. Navíc více než 65 % času ve škole tráví sedavými činnostmi. Proto lze třídu považovat za důležité prostředí pro implementaci specifických strategií ke snížení doby sezení u této cílové skupiny.

Potenciální environmentální strategií ke snížení sezení během školních hodin je nahrazení tradičních stolů a židlí stoly na stání. Ačkoli v současné době neexistuje všeobecná shoda o zdravotních přínosech implementace stolů ve stoje do třídy, tato strategie může mít příznivý dopad na energetický výdej dětí. V případě doby sezení, doby stání a počtu kroků jsou výsledky v současné době smíšené. K vyvození silných závěrů je zapotřebí více výzkumu, protože předchozí studie měly často nekvalitní design. Dále se také doporučuje zaměřit se na středoškoláky, protože většina studií byla provedena na základních školách a úroveň sedavého chování je na středních školách vysoká.

Kvalitativní údaje od učitelů středních škol ze studie provedené dříve naší výzkumnou skupinou (viz reference) však naznačovaly, že ne všichni učitelé jsou přesvědčeni o přidané hodnotě zavádění stání na střední školy. Největší obavou je, že vstávání během vyučování může ovlivnit studijní výsledky žáků. Vzhledem k tomu, že se jedná o skutečnou obavu, je na podporu zavedení stolů pro stání ve školách zapotřebí spolehlivých důkazů o tom, že lavice na stání mají pozitivní vliv na kognitivní a studijní výkon žáků. Bylo skutečně doporučováno zachytit takové výsledky v dalším výzkumu, protože tyto informace jsou pro školy prvořadé. Potenciálním mechanismem by mohlo být, že stání je spojeno se zvýšeným výdejem energie, což má za následek vliv na kognitivní výkon. V současné době poskytují dvě velmi malé studie podporu na úrovni konceptu a pilotní údaje, že stoly ve stoje mohou pozitivně ovlivnit kognitivní funkce u dětí nebo dospívajících. Pilotní studie, která zkoumala neurokognitivní přínosy stání u 14letých studentů napříč středními školami, zjistila, že používání stání bylo spojeno s významným zlepšením výkonných funkcí a schopností pracovní paměti po dobu přibližně šesti měsíců. Autoři zastávali názor, že je zapotřebí více výzkumu, protože studie byla provedena na jedné škole bez srovnávací skupiny a s relativně malým studijním vzorkem (n = 27). Další pilotní studie zkoumala účinek implementace lavic na 11 týdnů do třídy základní školy a zjistila, že intervenční skupina významně zlepšila test Digit Task Span ve srovnání s kontrolní skupinou. Nebyly nalezeny žádné rozdíly u úlohy Eriksen flankera, což naznačuje, že stoly ve stoje pravděpodobněji ovlivňují krátkodobou pracovní paměť než inhibiční kontrola. Z této studie však nelze vyvodit žádný pevný závěr, protože její velikost vzorku byla příliš malá (n = 38) a intervenční období příliš krátké. K poskytnutí definitivní odpovědi je zapotřebí další výzkum.

A konečně, v naší předchozí studii byly instalovány pouze tři stoly pro stání na třídu. Důvodem pro výběr tří lavic bylo to, že školy často uvádějí vysoké náklady na lavice ve stoje jako překážku pro jejich implementaci. To znamenalo, že je třeba poskytnout praktická řešení (jako je instalace omezeného počtu lavic na třídu), aby bylo možné široce propagovat a šířit používání lavic ve školách. Finanční omezení v rámci projektu navíc výzkumníkům neumožnilo nainstalovat velké množství na třídu. To však způsobilo, že žáci vstávali v průměru jen 50 minut týdně. V pilotní studii Wicka et al. kteří zkoumali vliv na kognitivní funkce, bylo doporučeno používat lavice po dobu alespoň 1 hodiny denně ve škole ke zlepšení kognitivních funkcí. Proto bude pro hodnocení důležité instalovat v každé třídě dostatečné množství stolků pro stání, aby bylo zajištěno, že dospívající budou moci vstát dostatečně dlouho. V metodice tohoto návrhu to bude dále upřesněno.

Účel studia:

Primárním cílem tohoto projektu je prozkoumat vliv zavádění stání na kognitivní funkce adolescentů, konkrétněji na paměť, uvažování, verbální schopnosti a koncentraci. Kromě toho bude vyhodnocen vliv implementace stání na dobu sezení a stání adolescentů. Nakonec bude také zkoumán vztah mezi spánkovým chováním (trváním a kvalitou) a kognitivním výkonem. To bude testováno prostřednictvím kontrolované studie s provedením před a po testu včetně intervence a kontrolní skupiny. Prvním krokem je poskytnutí důkazů o vlivu na kognitivní fungování psacích stolů, protože by to mohlo dále ovlivnit akademické výkony. Vzhledem k tomu, že v současné době existují pouze předběžné důkazy ze studií s malým studijním vzorkem a bez kontrolní skupiny, bude tato studie rozhodně přidanou hodnotou pro výzkumné pole. Pokud by navíc existovaly pádné důkazy o pozitivních účincích, bylo by to klíčové zdůvodnění zavedení lavic na stání do škol a rozhodující faktor pro přesvědčení všech učitelů (včetně těch konzervativnějších), aby lavice ve třídě používali.

Studovat design:

Jak je uvedeno výše, efekt bude testován prostřednictvím kontrolované studie zahrnující intervence (3 střední školy) a kontrolní podmínky (3 střední školy). Ve Flandrech bude vybrán vhodný vzorek pro intervenční skupinu a pro kontrolní skupinu. Ředitelům bude zaslán náborový dopis a poté budou telefonicky kontaktováni. Apriorní analýza síly, založená na střední velikosti účinku na kognitivní funkce, naznačuje celkovou velikost vzorku 90 účastníků (G*síla 3.1.9.2; α = 0.05, 1-β = 0.80). Vezmeme-li v úvahu míru odezvy 80 %, vyšetřovatelé přijmou asi 120 dospívajících (60 intervenčních, 60 kontrolních), aby bylo zajištěno, že měření dokončí 90 účastníků. Ředitelé budou požádáni, aby vybrali jednu třídu na školu s minimálně 20 žáky na třídu. Kromě toho bude vyžadováno, aby dospívající trávili velké množství času ve stejné třídě (nejlépe alespoň 1/3 vyučovacích hodin, což odpovídá 11 vyučovacím hodinám týdně ve stejné třídě), aby byli dostatečně vystaveni stoly. Vyšetřovatelé budou informovat žáky ve třídách o naší studii a poskytnou informační dopis pro jejich rodiče. Bude upřesněno, že stoly pro stání budou dodány všem dospívajícím ze třídy (podobně jako u jiných zdravotních intervencí, které učitel poskytuje celé třídě), ale dospívající se mohou volně účastnit předškolních a pošta - zkušební měření. Všichni žáci (a jejich rodiče), kteří souhlasí s účastí na měření, se nejprve zúčastní předtestového měření (únor/březen 2019). Primárními výstupy studia budou paměť, uvažování, verbální schopnosti a koncentrace adolescentů (s využitím úloh Cambridge Brain Science). Hlavními sekundárními výsledky studie bude doba sezení a stání adolescentů (měřená akcelerometrem Axivity, který se nosí během 5 školních dnů) na jedné straně a kvalita spánku (pomocí dotazníku) a délka spánku (pomocí Fitbits) na straně druhé. Poté budou v intervenčních školách po dobu čtyř až pěti měsíců (začínaje bezprostředně po předběžném testu) zavedeny stání. Na konci školního roku (červen 2019) proběhne post-test.*

*Vzhledem k pandemii COVID-19 byla studie v březnu přerušena (po dokončení předběžného testu). Proto byl v září/říjnu 2020 proveden nový předtest (v novém vzorku), po kterém následovalo vystavení stolům ve stoje po dobu přibližně 4 nebo 5 týdnů. V listopadu/prosinci 2020 proběhl post-test.

Realizace stojánkových pultů:

Aby bylo zajištěno, že dospívající budou trávit dostatek času u lavic na stání, bude 1/3 až polovina třídy vybavena lavicemi pro stání. Škola bude požádána, aby skutečně nahradila některé tradiční lavice těmito stojícími lavicemi, namísto pouhého přidávání stojících lavic do uspořádání třídy, aby se zajistilo, že lavice budou nepřetržitě využívány po celou dobu intervence. Před instalací lavic na stání ve třídách proběhne školení pro učitele o důležitosti používání lavic pro stání z hlediska podpory zdraví a o tom, jak mohou učitelé motivovat žáky, aby používali lavice pro stání, a jak je potřeba lavice pro stání. aby byly bezpečně a správně používány. Kromě toho bude navržen rotační systém, ve kterém se dospívající střídají každou hodinu na základě zjištění a návrhů z naší předchozí studie. Dále bude na zeď umístěn plakát s motivačním citátem, který žákům a učitelům připomene používání lavic a motivuje je. Nakonec bude výzkumník každý měsíc chodit do intervenční třídy, aby zhodnotil, zda jsou stoly pro stání často používány a zda existují nějaké potíže, a aby povzbudil všechny, aby stoly nadále používali (také pokaždé, když poskytne nový plakát). Tyto strategie budou důležité, protože v naší předchozí studii u stojícího stolu bylo zjištěno, že používání stolů ve stoje postupem času klesalo, pravděpodobně proto, že zavedení stolů ve stoje může mít nový účinek.

Statistické analýzy:

K vyhodnocení efektu stojících stolů se provedou opakovaná měření MANOVA s časem jako faktorem v rámci subjektů (před testem versus po testu) a podmínkou jako faktorem mezi subjekty (intervence vs. kontrolní skupina), pomocí MLwiN 2.31 (Centre for Multilevel Modelling, University of Bristol, UK), aby se zohlednilo shlukování adolescentů ve školách.