Vývoj terapeutického zařízení pro zlepšení diferenciace zvuku řeči u předčasně narozených dětí

Každý rok se ve Spojených státech přibližně 10 % dětí narodí předčasně, což má dopad na téměř 400 000 rodin jen v USA. Tyto děti často zažívají významné kognitivní a jazykové zpoždění v raném dětství s negativními důsledky na sociální a akademické funkce ve školním věku i mimo něj. Složité funkce vyššího řádu, jako je jazyk, staví na raných, základnějších nervových procesech, které pokládají základ pro pozdější spojení a systémy. Základní funkcí nervového zpracování nezbytnou pro rozvoj kognice a receptivního jazyka je raná schopnost rozlišovat od sebe zvuky řeči (nad sluchem, jednodušší vnímání zvuku). U předčasně narozených dětí je zpracování řeči často nedostatečné ve srovnání s donošenými vrstevníky při propuštění z neonatální jednotky intenzivní péče (NICU) a je spojeno s horšími výsledky ve dvou letech věku. Čas strávený na JIP po narození nekompenzuje atypické zpracování řeči a v raném dětství vyžaduje mnoho předčasně narozených dětí cílenou terapii. V současné době žádná technologická intervence neřeší problém špatné zvukové diferenciace řeči předčasně narozených dětí během hospitalizace na JIP, kdy existuje největší potenciál pro zlepšení tohoto základního nervového procesu.

Kořen problému: Ke špatnému zpracování zvuku řeči předčasně narozených dětí přispívá atypické sluchové prostředí NICU, které se vyskytuje v době neurální zranitelnosti a kritických vývojových fází. Prostředí NICU je bohaté na strojové zvuky nebo lidské hlasy, které, nefiltrované prostředím dělohy, jsou často nad doporučenými úrovněmi hlasitosti. Naopak, NICU je chudá na zvuky, které by normálně vytvořily spojení v novorozeneckém mozku, jako jsou lidské hlasy v přirozeném prostředí. Optimálním sluchovým stimulem pro kojence po narození by byly hlasy jejich rodičů s nízkou hlasitostí a oslovené vzorem zaměřeným na kojence a citlivými. Navzdory podpůrné politice NICU však může být jen málo rodičů trvale přítomno, aby poskytovali tuto hlasovou intervenci, kvůli sociálním, geografickým a ekonomickým imperativům. Sociální a psychologické determinanty zdraví tento problém dále prohlubují.

Řešení: Poskytnutí nahraného hlasu jejich rodičů dětem, když jsou vzhůru, fyziologicky stabilní a vnímavé, může pomoci jejich vyvíjejícímu se sluchovému systému získat odpovídající zkušenosti. Kromě toho, pokud je hlas: 1) zaměřen na děti; 2) při hlasitostech a rytmech kalibrovaných proti přirozeně se vyskytujícím podnětům; a 3) podmíněně poskytované na žádost dítěte (konzistentně doručované po stejně snadné akci ve velmi krátkém časovém rámci), jsou splněny podmínky optimálního učení řeči u vyvíjejících se lidí.

Výzvy při navrhování účinných intervencí: Při umísťování většiny reproduktorových zařízení do inkubátorů a postýlek existují obavy o bezpečnost, zejména rizika infekce ze zařízení, která nelze plně dezinfikovat, a poskytování hlasitých/nefiltrovaných zvuků v době, kdy dítě není vnímavé, což způsobuje fyziologickou nestabilitu. . Existují obavy ohledně účinnosti, pokud jde o poskytování nekalibrovaného obsahu, když je nervový obvod sluchového zpracování nezralý a neefektivní. Kromě toho bylo u kojenců a malých dětí prokázáno, že aktivní učení je mnohem lepší pro plasticitu a vývoj mozku ve srovnání s pasivním vystavením zaznamenanému materiálu. Konečně, měření intervenčních účinků u preverbálních kojenců je nepřesné pomocí standardních behaviorálních hodnocení.

Při tomto zkoumání využije tým klinické studie silné důkazy, které ukazují, že čtení a zpěv (kalibrované s ohledem na přírodní prostředí) jsou prospěšné pro kognitivní a jazykový vývoj u předčasně narozených dětí, když je hlas matky na požádání nasměrován na dítě. Zkoumaná technologie je navržena tak, aby podporovala kojence na JIP při zapojení jejich matek. Technologie je navržena tak, aby optimalizovala zkušenosti s učením řízením úrovně a trvání intervence; Tým klinické studie spolupracuje s ošetřovatelskými týmy NICU, aby naplánovali dodání matčina hlasu během stabilních a receptivních stavů. Intervenční zařízení je navrženo tak, aby zajistilo učení prostřednictvím podmíněného sání na dudlíku vybaveném senzorem tlaku/časování sání, připojeným k reproduktoru, který vydává matčin hlas. Technologie je prokazatelně dezinfikovatelná a splňuje standardy kontroly infekcí NICU. Díky tomuto designu mají rodiče možnost pomáhat svým dětem, i když mají prostředky, schopnosti nebo čas zůstat v nemocnici každý den – tato technologie podporuje NICU v poskytování excelence i spravedlnosti v péči. Vzhledem k tomu, že tato studie zahrnuje populaci s vyšší diverzitou sociálních determinant zdraví ve srovnání s národními standardy, a vzhledem k procesu podpory rodiny, který již existuje v místech, kde se studie zapisuje, se tým klinické studie snažil zajistit účast na výzkumu pro všechny, stejně tak zlepšuje zobecnitelnost výsledných zjištění. A konečně tým klinické studie měří výsledky objektivně pomocí mozkových (EEG) měření zpracování zvuku řeči. Tato měření mají pro účely studie vysokou konstruktivní validitu u předčasně narozených dětí, protože: (1) jsou konzistentně vyvolávána napříč spektrem nedonošených dětí a prostředí (2) odrážejí stupeň zralosti jazykového zpracování (3) jsou vysoce prediktivní pro receptivní jazykové skóre v první dva roky a (4) reagují na léčbu pomocí 3týdenního paradigmatu podmíněného hlasu. Studie je navržena tak, aby prokázala účinnost technologie v randomizované kontrolované studii za použití přísných protokolů; design studie respektuje standardní péči, která nejčastěji zahrnuje pasivní naslouchání hlasu nahranému rodiči dítětem (poskytuje konzervativnější měření efektu intervence, než kdyby byla srovnána s žádnou expozicí); návrh studie zkoumá potenciální vlivy prostředí NICU, jako jsou typy místností (jednotné vs. otevřené prostory) a okolní hluk. Následují cíle studie.

1. Studie bude testovat hypotézu, že bude větší rozdíl v odezvách mezi zvuky řeči na EEG u kojenců, kteří dostávají hlasovou intervenci sací matky, než u kojenců, kteří slyší stejné množství hlasu nezávazné matky.
2. Studie bude testovat, zda se velikost intervenčního účinku zvýší, když je hluk pozadí NICU nižší.
3. Studie prozkoumá, zda se velikost účinku intervence liší podle typu pokoje NICU.