Cyklistické intervence na kognici u dětí s autismem (Cycling&Autism)

POZADÍ Exekutivní funkce (EF) – plánování, kognitivní flexibilita, pracovní paměť a inhibice – byly u poruch autistického spektra (PAS) výrazně narušeny. Pilotní RCT z roku 2021 od stejného týmu (Med Sci Sports Exerc 2021;53:1417-24) prokázal, že pouze děti, které se naučily jezdit na skutečném kole (n=24), zaznamenaly zlepšení EF; stacionární cyklistika nikoli. Kognitivní zisk tedy pramenil ze získání dovednosti, nikoli pouze z aerobní kondice.

HYPOTÉZA

Zlepšení byla poháněna dvěma mechanismy zapojenými během učení se na skutečném kole:

(A) dynamická rovnováha (vestibulární/proprioceptivní zátěž) (B) prostorová aktualizace během vlastního pohybu prostorem

DESIGN STUDIE Tato studie byla čtyřramenná randomizovaná kontrolovaná studie (RCT) s rovnoměrným rozdělením do tří intervenčních skupin – učení se jízdě na kole (LTB), cyklistický trenažér (BT), jízda na kole s pomocnými kolečky (TW) – a jedné aktivní kontrolní skupiny (stacionární cyklistika, SC). Hodnocení probíhala na začátku (T1), uprostřed intervence (T2, jeden týden) a po intervenci (T3, 2 týdny) za účelem vyhodnocení exekutivní funkce (EF), BDNF a HRV.

SBĚR DAT Každý účastník byl požádán o provedení sady neuropsychologických hodnocení, kde byly zaznamenány různé složky EF. Každé hodnocení trvalo 15 minut, po kterém následovala 5minutová přestávka, aby se zabránilo kognitivní únavě účastníků. Neuropsychologická hodnocení byla provedena jednu hodinu před zahájením první cvičební intervence (T1: výchozí stav), čtvrté intervence (T2: uprostřed intervence) a poslední cvičební intervence (T3: po intervenci). Hodnocení uprostřed poskytuje cenné informace o tom, kolik variability v EF je vysvětleno variabilitou v záznamech HRV. Hodnocení HRV bylo provedeno 10 minut po skončení první (T1), čtvrté (T2) a poslední (T3) intervence pomocí hodinek Garmin Venu 2S, zápěstního zařízení ověřeného pro krátkodobé záznamy HRV. Během 5minutového období klidného sezení v tichém prostředí byli účastníci požádáni o provedení testu Health Snapshot na vyžádání (2minutový) k zachycení parasympatické regenerace po cvičení. Pro zajištění pohodlí a kvality dat byly děti instruovány, aby hodinky Garmin Venu 2 nosily pouze během období odpočinku a byly požádány, aby zůstaly v klidu a dýchaly přirozeně. Optický senzor srdeční frekvence Elevate V4 v hodinkách Garmin Venu 2 zaznamenával data o intervalech mezi údery, která byla zpracována aplikací Garmin Connect pro výpočet RMSSD. Tyto postupy byly standardizovány napříč skupinami, aby se minimalizovala variabilita způsobená environmentálními nebo procedurálními faktory. Mezitím byly od účastníků odebrány vzorky moči do 120ml sterilních kelímků v časech T1, T2 a T3. Po dokončení byly vzorky promptně přepraveny z domovů účastníků do laboratoře Oddělení chemické patologie umístěné v nemocnici Princes Wales.

ÚČASTNÍCI Bylo rekrutováno šedesát dva účastníků s mírnou až střední PAS ve věku 8–12 let ze speciální školy pro intelektuální postižení, čínské YMCA v Hongkongu a cyklistické společnosti v Hongkongu s existujícími výzkumnými vazbami na tým studie. Kritéria pro zařazení byla: (1) diagnóza PAS podle DSM-5 a ADOS-2; (2) neverbální IQ >40 (Wechslerova inteligenční škála pro děti revidovaná v Číně); (3) schopnost dodržovat instrukce a provádět intervence/hodnocení s pomocí; (4) žádná další pravidelná fyzická aktivita (mimo školní tělesnou výchovu) 2 měsíce předem; a (5) začátečník v jízdě na dvoukolovém kole (<10 sekund samostatné jízdy). Kritéria pro vyloučení zahrnovala: (1) barvoslepost; (2) zdravotní stavy omezující cvičení (např. astma, záchvaty); (3) anamnéza poranění mozku nebo komplexních neurologických poruch a (4) obezita [>95. percentil BMI]. Výběr provedli psycholog a psychiatrický lékař, přičemž autistické rysy hlášené rodiči byly hodnoceny pomocí Škály sociální reaktivity, druhé vydání (SRS-2). Po výběru bylo padesát šest způsobilých účastníků randomizováno do jedné ze čtyř skupin pomocí blokové randomizace (velikost bloku = 4), aby bylo zajištěno rovnoměrné rozdělení. Po dokončení studie byl počet účastníků v každé skupině: LTB (n=13, 1 vypadlý v T2), BT (n=12, 2 vypadlí v T2), TW (n=14) a SC (n=12, 2 vypadlí v T2).

INTERVENCE Všechny intervence trvaly 2 týdny, zahrnovaly 8 sezení (4 sezení týdně, každé 45 minut) ve školních sálech/tělocvičnách, vedené kvalifikovaným cyklistickým trenérem (Hongkongská cyklistická asociace) za asistence studentských pomocníků (poměr personálu k účastníkovi 1:1). Každé intervenční sezení se skládalo z 10minutové přípravy a rozcvičky, 30minutového cyklistického tréninku a 5minutového zklidnění. Intenzita cvičení byla monitorována dotazováním účastníků každých 10 minut během cvičení na jejich vnímanou námahu (cílový rozsah: 3–5). Vzdálenost ujetá na kole byla měřena tachometry pro nestacionární skupiny (LTB, TW), aby bylo zajištěno ekvivalentní prostorové vystavení. Účastníci byli během intervencí pozitivně posilováni verbálními pochvalami za jejich úsilí a jejich zlepšení bylo vizualizováno prostřednictvím grafů uchovávaných v dětské ložnici doma (např. seznam úspěchů: vzdálenost; schopnost používat další sadu kol a schopnost samostatného rozjezdu). Pro skupinu stacionární cyklistiky byl účastníkům poskytnut graf kumulativního celkového času stráveného jízdou na kole nebo ekvivalentní vzdálenosti. Kromě skupiny LTB byli všichni účastníci v ostatních skupinách po T3 naučeni, jak jezdit na kole, aby bylo uznáno jejich přispění ve studii.

Učení se jízdě na kole (LTB): Účastníci byli požádáni, aby jeli na běžném kole s pomocnými kolečky. Účastníci pak přešli na dvoukolové kolo. Aby byli účastníci udržováni na křivce učení, v případě, že účastníci úspěšně zvládli cyklistickou dovednost před koncem intervenčního období, byli požádáni, aby projeli překážkovou dráhou, která byla postupně obtížnější na navigaci. Překážková dráha byla navržena fokusní skupinou, která se skládala ze čtyř učitelů tělesné výchovy z účastnických škol a jednoho zkušeného cyklistického trenéra s více než 5 lety trenérské zkušenosti.

Cyklistický trenažér (BT): Účastníci v této skupině se nejprve naučili, jak jezdit na běžném kole s jeho zadním kolem a pomocnými kolečky na válci a předním kolem na stojanu. Poté přešli na jízdu na dvoukolovém kole se zadním kolem na válci (bez pomocných koleček) a nakonec na konvenční dvoukolové kolo na válcích.

Jízda na kole s pomocnými kolečky (TW): Účastníci v této skupině byli požádáni, aby jeli na kole s pomocnými kolečky po celou dobu studie. Také projížděli překážkovou dráhu, jak se stávali zdatnějšími v jízdě.

Stacionární cyklistika (SC): Účastníci v této skupině byli požádáni, aby šlapali na stacionárním kole, přičemž pokrok byl sledován prostřednictvím grafů kumulativního času/vzdálenosti.

STAV STUDIE Rekrutace: 62/62 (dokončeno 30. června 2023) Poslední návštěva posledního účastníka: 30. června 2023 Uzávěrka dat: 31. srpna 2024 Hlavní rukopis bude odeslán do časopisu Autism k recenzi.

BEZPEČNOST Nedošlo k žádným závažným nežádoucím událostem; drobná odřenina (n=1) byla ošetřena na místě.

FINANCOVÁNÍ A ETIKA Financováno z RGC General Research Fund 18616522 (HK$814 430). Schváleno HREC-EdUHK 2021-2022-0397 (15. června 2022).