En biofeedback-træning hos skolebørn med en opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD)

1. Strategier 90 skolebørn fra klasse 1 til 4, der opfylder kriterierne for en DSM-V diagnose af ADHD (enhver præsentation), vil blive rekrutteret. Designet vil involvere tre grupper (n = 30 pr. gruppe; N = 90), hvortil rekrutterede børn vil blive tildelt tilfældigt, men matchet for alder, køn og medicin. Ud over VR NIRS NF- og VR EMG-biofeedback-grupper vil en tredje gruppe opleve NIRS NF i nøjagtig det samme 2D-klassemiljø.
2. Undersøgelsen 2.1. Testprotokol Diskussion om informeret samtykke: Forældre til børn, der er prædiagnosticeret med ADHD, vil ikke gennemgå en screeningsproces. Forældre, hvis børn ikke er blevet præ-diagnosticeret med ADHD før, vil dog blive forsynet med den tyske version af Conners-3 forældre ADHD-indekset (C3-AI). Kun hvis screeningen indikerer, at barnet har en øget risiko for at få ADHD, vil efterforskerne fortsætte med en informeret samtykkesamtale. Hvis screeningen indikerer, at det er usandsynligt, at barnet har ADHD, vil efterforskerne udelukke barnet fra undersøgelsen. Hvis barnet efter mødet enten var præ-diagnosticeret med ADHD før, eller screeningen indikerer en øget sandsynlighed for, at barnet har ADHD, vil forældrene have tid nok til at tænke over, om de ønsker at give skriftligt informeret samtykke til at deltage i undersøgelse.

Hvis forældre giver skriftligt informeret samtykke, vil næste trin være en session, hvor ADHD-diagnosen verificeres. Til denne session vil forældrene blive informeret om tre muligheder.

1. Diagnostisk session inden for rammerne af deres deltagelse i en anden undersøgelse på den pædiatriske klinik i Tübingen samtidig med, at de deltager i vores biofeedback-undersøgelse. Denne undersøgelse kaldes "Aufmerksamkeit und Kognition bei Kindern mit Neurofibromatose Typ 1", som stadig kun søger efter børn med ADHD (uden neurofibromatose type 1) for at danne en kontrolgruppe.
2. Diagnostisk session inden for rammerne af "Spezialsprechstunde ADHS" i ambulatoriet på afdelingen for børne- og ungdomspsykiatri.
3. Diagnostisk session inden for rammerne af denne biofeedback-undersøgelse som beskrevet nedenfor.

Diagnostisk session: Til en standardiseret bekræftelse samt en karakterisering af diagnosen vil de lange versioner af Conners-3 forældre- og lærervurderingsskalaerne (3-P og 3-T) blive anvendt. Ydermere vil den tyske version af Strengths- and Difficulties Questionnaire (SDQ-Deu) vurdere sværhedsgraden af ​​symptomerne såvel som komorbiditeter fra klasselærerens såvel som forældrenes perspektiv. For at vurdere den faktiske livskvalitet for forældre og børn vil forældre og børn blive bedt om at udfylde Kiddy-Kindl i dens passende version. Desuden vil omkringliggende variabler som medicin, forudgående behandling, andre kliniske diagnoser mv blive vurderet med et spørgeskema. Som neuropsykologiske variabler vil intelligens blive vurderet ved hjælp af den korte version af Culture Fair Test (CFT 1-R eller CFT 20-R).

Fortest:

Session 1 af prætesten skal vurdere deltagernes eksekutive funktioner og kræver en udvaskning af methylphenidat (MPH) samt amfetamin. MPH og amfetamin bør vaskes ud i mindst 48 timer i weekenden, så prætesten kan finde sted om mandagen. Atomoxetin behøver ikke nogen udvaskning, da virkningerne af medicin ikke er direkte relateret til lægemiddelniveauet i blodet. I denne første session vil en kombineret EEG/NIRS-måling finde sted, da efterforskerne gerne vil give information om, hvorvidt ændringer forårsaget af BF-interventionen også afspejles i ændringer, der kan måles med EEG og NIRS under følgende opgaver: a Go/No-Go-opgave (10 min.), en verbal flydende opgave (10 min.) og en n-back opgave (10 min.). Endvidere deltagernes præstation på en cifferspan-opgave (frem og tilbage) (10 min.) vil vurdere verbal WM, mens en matricer spænder opgave (15 min.) og Corsi Block Tapping Task (frem og tilbage) (10 min.) vil vurdere visuel-rumlig WM ydeevne. Hæmning vil igen blive vurderet ved hjælp af stopsignalopgaven (10 min.).

Session 2 (uden udvaskning af medicin) vil vurdere den akademiske præstation ved hjælp af en af ​​de passende DEMAT 1+-4 (20-40 min.) til vurdering af matematisk præstation og SLRT-II (25-35 min.), der vurderer læse- og skrivepræstationer. Endvidere vil vedvarende opmærksomhed blive vurderet med Conner's CPT (15 min.). Spørgeskemaer, der vurderer selvkontrol og akademisk self-efficacy vil blive udfyldt af børnene (ca. 20 min.).

Ydermere vil et accelerometer, der bæres på den ikke-dominerende side af kroppen (hoften), fastgjort til linningen med et let bælte, i ti på hinanden følgende dage objektivt vurdere motorisk hyperaktivitet. I løbet af denne tid vil forældre blive ringet op en gang om dagen for at vurdere ADHD-symptomer med det globale indeks ADHD (ADHS-GI) og for at kontrollere, om accelerometeret er slidt og virker.

Forældre og lærere vil blive bedt om at udfylde BRIEF'en samt SDQ-Deu, de lange versioner af Conners-3 forældre- og lærervurderingsskalaerne (3-P og 3-T) og Kiddy-Kindl. Desuden vil efterforskerne bede forældrene om at udfylde en tilpasset version af FERT samt en tilpasset version af den korte selvkontrolskala for at vurdere deres forventninger til træningen.

Midway-Test: Efter otte sessioner vil deltagerne have en pause på to til tre uger, hvor der ikke finder nogen NF- eller BF-træning sted. ADHD-adfærd vil blive vurderet ved at bede forældre såvel som lærere om at udfylde Conners 3-P/3-T.

Post-test: Efter-testen vil følge den procedure, der allerede er anvendt i pre-testen.

Opfølgningstest (6 måneder efter sidste træningspas): Opfølgningstesten vil følge forløbet af eftertesten nøjagtigt.

Hver session. Under hver session vil efterforskerne vurdere deltagerens motivation med et kort spørgeskema, der måler glæde, indsats og entusiasme. Endvidere vil hjertefrekvensvariabilitet (HRV) blive registreret, da det har vist sig at være relateret til motivationsprocesser. Accelerometerdata fra knæ og håndled vil blive registreret for at undersøge hyperaktiv adfærd.

2.2. Træningsplan og protokol De NIRS- og EMG-baserede NF- og BF-træningsprotokoller i denne undersøgelse vil omfatte 15 træningssessioner i alt, to til tre om ugen. Hver træningssession vil vare omkring 60 minutter inklusive selve biofeedback-træningen og en forberedelsesfase i begyndelsen, hvor NIRS-hætten og dens optoder monteres på hovedet i tilfælde af en NF-træning, eller EMG-elektroderne placeres over begge Musculi supraspinatus i tilfælde af en BF træning. Desuden er det hovedmonterede display (HMD) til VR monteret (kun i VR 3D klasseværelsesgrupper).

Hver træningssession med NIRS- og EMG-baseret NF/BF består af tre løb, hvoraf den første og den anden er med kontinuerlig præstationsfeedback (feedback-tilstand). I den tredje kørsel gives der ingen feedback (overførselsbetingelse). Belysningen i 3D VR eller 2D klasseværelset øges med aktivering og falder med deaktivering. Under de første otte træningssessioner vil træningen følge en protokol med 50% aktivering og 50% deaktivering forsøg. For anden halvdel af træningssessionerne ændres protokollen til 80 % aktivering og 20 % deaktiveringsforsøg.

Efter otte sessioner vil deltagerne have en pause på to til tre uger, der sigter mod yderligere at understøtte overgangen til en virkelighed ved at bruge stimuluskort med skærmbilleder af træningsindstillingen og instruktioner til at øve aktivering og deaktivering derhjemme på daglig basis. Stimuluskortene viser billedet af klasseværelsesdeltagerne under træningen og vil blive introduceret i laboratoriemiljøet direkte efter træningssessionerne 6, 7 og 8. Det betyder, at deltagerne ved hjælp af disse kort og mens de ser på dem skal øve hjerne- eller muskelaktivering flere gange (afhængigt af om de tilhører NIRS-NF- eller EMG-BF-gruppen), som de lærte i træningen, dvs. bør forestille sig at øge belysningen i rummet, når man ser på stimuluskortene i to til fire minutter. Efter denne aktiveringsopgave løser de nogle matematiske opgaver eller gåder, der matcher deres alder og viden. I anden halvdel af træningssessionerne, efter pausen, bliver deltagerne bedt om at fortsætte med at øve aktivering derhjemme, før de laver deres lektier, samt i andre situationer, der kræver opmærksomhed.

2.3. Eksperimentelt paradigme Deltagere, der modtager en NIRS-baseret NF-træning, skal øge BOLD-signalet (aktivering) eller reducere det tilsvarende (deaktivering). Analogt vil deltagere i BF træningstilstanden skulle øge og mindske muskelaktiviteten målt med EMG. Hver session består af tre løb. I den første og den anden kørsel gives der kontingent ydeevnefeedback, men der gives ingen feedback i den tredje kørsel. Feedback vil blive givet til deltagerne via en løbende ændring af belysningen i rummet; rummet lyser op med stigende aktivering og dæmpes med stigende deaktivering. Yderligere feedback fra en animeret lærer samt en resultattavle vil give dem positiv forstærkning i slutningen af ​​hvert forsøg.

Visuelle, auditive og blandede distraktorer som for eksempel papirfly, der flyver gennem lokalet, medstuderende, der hvisker, eller folk, der banker på døren og kommer ind i lokalet, vil blive introduceret i hver løbetur fra den fjerde træningssession og fremefter. Distraktorerne vises med en afstand på mindst 60 sekunder mellem to distraktorer.

Grundlinjen for første, anden og tredje kørsel vil blive beregnet ud fra FED-signalet i de sidste to sekunder, før triggeren (pilen) vises. Forstærkning vil blive forsynet med 1 smiley, når deltageren brugte 60 % af tiden i anden halvdel af forsøget på den påkrævede side af basislinjen (dvs. under, hvis deaktivering er påkrævet, eller over, hvis aktivering er påkrævet). Analogt vil han/hun modtage 2 smileys med 70 % og 3 smileys med 80 % af anden halvdel af forsøget i den ønskede retning. Forstærkning til anden kørsel ændrer sig adaptivt med præstationen i første kørsel. Hvis deltageren scorede mellem 40-60 % succesrate (få mindst 1 smiley), vil den anden blok forblive nøjagtig som den første. Hvis deltageren scorer lavere end 40 % succesrate, vil tærsklen falde til 0,8 standardafvigelser (STD) i begge retninger i forhold til basislinjen, således at normaliseringen af ​​lyset gør det mere følsomt over for ydeevne. Derudover ville tærsklen for at få en smiley falde til 50 %, 60 % og 70 % for henholdsvis en, to eller tre smileys. Hvis deltageren scorer højere end 60 % succesrate i den første kørsel, vil tærsklen stige til 1,2 STD over og under baseline. Derudover skal den procentdel af tid, der bruges over basislinjen eller under basislinjen, være 0,1 STD over eller under basislinjen for at tælle med i den samlede procentdel. Den tredje kørsel er den samme som den anden i beregningen.