Udvikling af et terapeutisk apparat til at forbedre talelydsdifferentiering hos præmature spædbørn

Hvert år i USA bliver cirka 10 % af spædbørn født for tidligt, hvilket påvirker næsten 400.000 familier alene i USA. Disse spædbørn oplever ofte betydelige kognitive og sproglige forsinkelser i den tidlige barndom, med negative konsekvenser for social og akademisk funktion i skolealderen og derefter. Komplekse funktioner af højere orden, såsom sprog, bygger på tidlige, mere basale neurale processer, der danner grundlaget for senere forbindelser og systemer. En grundlæggende neural behandlingsfunktion, der er nødvendig for udviklingen af ​​kognition og receptivt sprog, er den tidlige evne til at differentiere talelyde fra hinanden (over hørelsen, en enklere opfattelse af lyd). Hos præmature spædbørn er talelydbehandling ofte mangelfuld i forhold til fuldbårne jævnaldrende ved udskrivning fra neonatal intensivafdeling (NICU) og er forbundet med dårligere resultater ved to års alderen. Tid tilbragt på NICU efter fødslen kompenserer ikke for atypisk talelydbehandling, og i den tidlige barndom kræver mange præmature spædbørn målrettet behandling. I øjeblikket løser ingen teknologisk intervention problemet med præmature spædbørns dårlige talelydsdifferentiering under indlæggelse på NICU, hvor det største potentiale for at forbedre denne grundlæggende neurale proces eksisterer.

Roden til problemet: At bidrage til dårlig talelydsbehandling af præmature spædbørn er et atypisk NICU auditivt miljø, oplevet i en tid med neural sårbarhed og kritiske udviklingsfaser. NICU-miljøet er rigt på maskinlyde eller menneskestemmer, som, ufiltreret af livmodermiljøet, ofte er over anbefalede lydstyrkeniveauer. Omvendt er NICU'en fattig på lyde, der normalt ville forbinde udviklende forbindelser i den nyfødte hjerne, såsom menneskestemmer i et naturligt miljø. Den optimale auditive stimulus for spædbørn efter fødslen ville være deres forældres stemmer, ved lav lydstyrke og adresseret i spædbarnsrettede og responsive mønstre. Men på trods af understøttende NICU-politikker, kan få forældre konsekvent være til stede for at give denne stemmeintervention på grund af sociale, geografiske og økonomiske imperativer. Sociale og psykologiske sundhedsdeterminanter forværrer problemet yderligere.

Løsninger: At give spædbørn deres forældres optagede stemme, når de er vågne, fysiologisk stabile og modtagelige, kan hjælpe deres høresystem i udvikling med at få passende oplevelser. Derudover, hvis stemmen er: 1) spædbarnsstyret; 2) ved volumener og rytmer kalibreret mod naturligt forekommende stimuli; og 3) forudsat efter spædbørns anmodning (konsekvent leveret efter den samme lette handling inden for en meget kort tidsramme), er betingelserne for optimal indlæring af talelyd hos udviklende mennesker opfyldt.

Udfordringer ved udformningen af ​​effektive interventioner: Der er sikkerhedsmæssige betænkeligheder ved at placere de fleste højttalerenheder i kuvøser og krybber, nemlig infektionsrisici fra enheder, der ikke kan desinficeres fuldstændigt og tilvejebringelse af høje/ufiltrerede lyde på tidspunkter, hvor et spædbarn ikke er modtageligt, hvilket forårsager fysiologisk ustabilitet . Effektivitetsproblemer eksisterer med hensyn til levering af ukalibreret indhold, når det neurale kredsløb af auditiv behandling er umodent og ineffektivt. Derudover er aktiv læring blevet påvist hos spædbørn og småbørn som langt overlegen med hensyn til hjernens plasticitet og udvikling sammenlignet med passiv eksponering for optaget materiale. Endelig er måling af interventionseffekter hos præverbale spædbørn unøjagtig ved brug af standard adfærdsvurderinger.

I denne undersøgelse vil det kliniske undersøgelsesteam udnytte stærke beviser, der viser, at læsning og sang (kalibreret mod naturlige miljøforekomster) er gavnlige for kognitiv og sproglig udvikling hos præmature spædbørn, når mors stemme rettes til spædbarnet efter anmodning. Den undersøgte teknologi er designet til at støtte spædbørn på NICU, mens de engagerer deres mødre. Teknologien er designet til at optimere læringsoplevelser ved at kontrollere niveauet og varigheden af ​​interventionen; Det kliniske studieteam samarbejder med NICU-sygeplejeteams for at planlægge levering af moderens stemme under stabile og modtagelige tilstande. Interventionsapparatet er designet til at sikre læring gennem kontingent sutning på en sut udstyret med en sensor til sugetryk/timing, forbundet til en højttaler, der afgiver mors stemme. Teknologien er bevist, at den kan desinficeres for at opfylde standarder for NICU-infektionskontrol. Gennem dette design er forældre bemyndiget til at hjælpe deres børn, selv når de har midlerne, evnerne eller tiden til at blive på hospitalet hver dag - denne teknologi understøtter NICU'er i at yde både ekspertise og retfærdighed i pleje. Fordi denne undersøgelse omfatter en befolkning med højere diversitet af sociale determinanter for sundhed sammenlignet med nationale standarder, og på grund af en familiestøtteproces, der allerede er på plads på de tilmeldte undersøgelsessteder, har det kliniske undersøgelsesteam gjort en indsats for at sikre deltagelse i forskning for alle, ligeledes forbedre generaliserbarheden af ​​de resulterende resultater. Endelig måler det kliniske undersøgelseshold resultaterne objektivt ved hjælp af hjernebaserede (EEG) målinger af talelydbehandling. Disse mål har høj konstruktionsvaliditet hos for tidligt fødte spædbørn til undersøgelsesformål, fordi de: (1) fremkaldes konsekvent på tværs af spektret af præmaturitet og omgivelser (2) afspejler graden af ​​modenhed af sprogbehandling (3) er meget prædiktive for receptive sprogscores i de første to år, og (4) reagerer på behandling med et 3-ugers kontingent-stemme-paradigme. Studiet er designet til at demonstrere effektiviteten af ​​teknologien i et randomiseret kontrolleret forsøg ved hjælp af strenge protokoller; undersøgelsesdesignet respekterer standardpleje, der oftest inkorporerer spædbarns passive lytning til forældreoptaget stemme (giver en mere konservativ måling af interventionens effekt, end hvis den blev sammenlignet med ingen eksponering overhovedet); undersøgelsesdesignet undersøger potentielle effekter af NICU-miljøet, såsom rumtyper (enkelt vs. åben bay) og omgivende støj. Undersøgelsens formål følger.

1. Undersøgelsen vil teste hypotesen om, at der vil være en større responsforskel mellem talelyde på EEG, for spædbørn, der modtager den sugekontingente mors stemmeintervention, end for spædbørn, der hører den samme mængde ikke-kontingent mors stemme.
2. Undersøgelsen vil teste, om interventionseffektstørrelsen øges, når NICU-baggrundsstøjen er lavere.
3. Undersøgelsen vil undersøge, om størrelsen på interventionseffekten varierer afhængigt af NICU rumtype.