Hybrides computergestütztes EF-Training mit virtuellen menschlichen Stimuli für Autismus

Um die Integration von exekutiven Funktionen (EF) und der Verarbeitung sozial-emotionaler Hinweise zu erleichtern, haben wir ein neuartiges, zu Hause durchgeführtes EF-Trainingsprogramm entwickelt, das virtuelle, kulturell relevante menschliche Gesichtsstimuli für autistische Personen nutzt. Wir werden autistische Teilnehmer im Alter von 8-17 Jahren bitten, über einen Zeitraum von zwei Wochen mit fünf 30-minütigen Sitzungen pro Woche zu Hause an einem Training mit dieser neu entwickelten Anwendung teilzunehmen.

Die neu entwickelte hybride computergestützte Trainingsanwendung umfasst drei Spiele, die auf die drei Kernkomponenten der exekutiven Funktion (EF) abzielen: Wechseln (Shifting), Hemmung (Inhibition) und Aktualisieren (Updating) (Miyake et al., 2000). Diese Spiele nutzen 20 virtuelle asiatische Charaktere, die mit Character Creator 4 (Reallusion Inc.) erzeugt wurden.

Das Gesichtsbeurteilungs-Spiel (Kategorisierung oder "分類") trainiert Wechseln und mentale Flexibilität, indem es Urteile über Geschlecht und Emotion einbezieht (de Vries & Geurts, 2012). Jede Runde hat 33 Durchgänge. Die Durchgänge beginnen mit einer Leerperiode, gefolgt von einer Hinweisperiode, die zwischen 2000 ms und einer abnehmenden Dauer von 1000 ms auf 200 ms bei zunehmender Schwierigkeit dauert. Der Hinweis ist entweder "Geschlecht" oder "Emotion". Nach diesen Perioden wird ein Gesicht, das Freude oder Angst zeigt, in der Mitte des Bildschirms angezeigt. Der Spieler beurteilt das Geschlecht (männlich/weiblich) oder die Emotion (glücklich/ängstlich) des Gesichts basierend auf dem Hinweis und antwortet so schnell und genau wie möglich. Die Durchgänge sind entweder Wiederholungsdurchgänge (gleiches Urteil wie zuvor) oder Wechseldurchgänge (anderes Urteil). Leistungskennzahlen umfassen die mittlere Wechsel-Reaktionszeit (RT) und die Wechselkosten-RT, die zur Schwierigkeitsanpassung verwendet werden.

Das Blick-Pfeil-Spiel (Weg zeigen oder "指點迷津") trainiert Hemmung und Interferenzkontrolle, indem es die Verarbeitung der Blickrichtung inmitten von Ablenkern erfordert (Eriksen & Eriksen, 1974). Jede Runde hat 32 Durchgänge. Die Durchgänge beginnen mit einer Leerperiode, dann wird ein neutrales oder emotionales Gesicht zusammen mit seitlichen Pfeilen, die nach links oder rechts zeigen, präsentiert. Die Anzahl der Pfeilpaare steigt über die Level von eins auf fünf, was größere Interferenz erzeugt, wenn Ziel- und Flankierrichtungen nicht übereinstimmen (Chanceaux et al., 2014). Der Spieler beurteilt die Blickrichtung. Die Durchgänge sind entweder kongruent (Blick und Pfeile gleiche Richtung) oder inkongruent (entgegengesetzte Richtungen). Die Leistung wird durch die mittlere inkongruente RT und die RT-Differenz zwischen inkongruenten und kongruenten Durchgängen (Interferenzwert) gemessen, die zur Levelanpassung verwendet werden.

Das Laufgedächtnis-Spiel (Charakter-Memorisierung oder "人物記憶") trainiert das Aktualisieren des Arbeitsgedächtnisses durch die Verarbeitung von Gesichtsidentitäten (Morris & Jones, 1990). Jeder Durchgang beginnt mit einem Instruktionshinweis, gefolgt von einer Sequenz neutraler oder emotionaler Gesichter. Der Hinweis fordert den Spieler auf, sich an ein Gesicht von n Durchgängen zuvor zu erinnern, wobei n von 1 auf 5 ansteigt, um höhere Arbeitsgedächtnisanforderungen zu stellen. Die Sequenzlänge variiert zufällig von 6 bis 10 Gesichtern, ohne wiederholte Identitäten. Nach der Sequenz werden fünf kürzlich gezeigte Gesichter angezeigt, und der Spieler wählt das Gesicht aus, das zum Hinweis passt. Die Genauigkeit dient als Leistungskennzahl für die Levelanpassung.

Die Bewertungen der exekutiven Funktionen (EF) und klinischen Symptome der Teilnehmer werden innerhalb einer Woche vor der ersten Trainingssitzung und innerhalb einer Woche nach der letzten Trainingssitzung durchgeführt. Zusätzlich werden wir die Einstellungen der Eltern zum Programm untersuchen.

Die Go/No-Go-Aufgabe misst Hemmung (Picton et al., 2007). Sie erfordert von den Teilnehmern, auf einen Buchstaben zu drücken (Go-Durchgänge) und die Reaktion auf andere Buchstaben zu unterdrücken (No-Go-Durchgänge). Jeder Durchgang besteht aus einem Buchstaben, der für 300 ms erscheint, gefolgt von einem Interstimulusintervall von 1.000 bis 1.400 ms (Mittelwert = 1.200 ms). Das Go:No-Go-Verhältnis ist 3:1, mit 240 Go-Durchgängen und 80 No-Go-Durchgängen. Die Falschalarmrate wird analysiert.

Die Sternberg-Arbeitsgedächtnisaufgabe bewertet die Speicherung und den Abruf von Items aus dem Kurzzeitgedächtnis (Sternberg, 1966). Sie erfordert von den Teilnehmern, sich an Sätze von 3 oder 6 großen englischen Buchstaben, einen nach dem anderen, zu erinnern. Die beiden Satzgrößen sind gleichwahrscheinlich und in randomisierter Reihenfolge präsentiert. Bei jedem Durchgang sehen die Teilnehmer für 500 ms ein Fixationskreuz, gefolgt von den Buchstabenreizen, die für 2.000 ms präsentiert werden. Dies wird gefolgt von einer 3.000-ms Leerperiode, dann erscheint ein Kleinbuchstaben-Testreiz für 1.000 ms, gefolgt von einem Interstimulusintervall von 1.750 bis 2.250 ms (Mittelwert = 2.000 ms). Das Antwortzeitfenster beträgt 2.750 ms. Es gibt 28 Durchgänge für jede Satzgröße. Die Genauigkeit bei Satzgröße 6 wird analysiert.

Die Ziffern-Aufgabenwechselaufgabe misst Wechseln (Monsell, 2003). Bei jedem Durchgang wird für 500 ms ein Fixationskreuz gezeigt. Als nächstes wird ein Hinweis, der entweder "groß/klein" (Größenurteil) oder "ungerade/gerade" (Paritätsurteil) anzeigt, entweder bei 0 ms oder 1.000 ms vor einer einzelnen Ziffer von 1 bis 9 (außer 5) präsentiert. Beim Sehen der Ziffer müssen die Teilnehmer die Ziffer gemäß dem Hinweis so schnell wie möglich per Knopfdruck beurteilen. Ein Wiederholungsdurchgang tritt auf, wenn das aktuelle Urteil dasselbe wie das vorherige ist, und ein Wechseldurchgang ist definiert, wenn das gegenwärtige Urteil sich vom letzten unterschied. Diese beiden Durchgangstypen und die beiden Hinweis-Ziel-Intervalle sind gleichwahrscheinlich, mit 32 Durchgängen für jede Kombination. Die Reaktionszeit (RT)-Wechselkosten (d.h. Differenz in der mittleren RT zwischen Wiederholungs- und Wechseldurchgängen) bei 0-ms Hinweis-Ziel-Intervall, das keine Vorbereitung ermöglicht, werden analysiert.

Die Social Responsiveness Scale-2 (SRS-2) hat 65 Items, die die sozialen Funktionsdefizite im Zusammenhang mit Autismus messen (z.B. "hat Schwierigkeiten im Umgang mit Gleichaltrigen") (Constantino & Gruber, 2012). Jedes Item wird auf einer 4-Punkte-Skala von "0" (nie wahr) bis "3" (fast immer wahr) bewertet. Der Fragebogen liefert zwei DSM-V-kompatible Subskalenwerte, einschließlich der Werte für Soziale Kommunikation und Interaktion (SCI) und Eingeschränkte Interessen und Wiederholungsverhalten (RRB). Die Rohwerte dieser beiden Subskalen werden analysiert.

Ein Feedback-Fragebogen wird von den Eltern ausgefüllt, um ihre Einstellungen zum Trainingsprogramm zu bewerten und Vorschläge zur Spielverbesserung zu sammeln. Sie bewerten sechs Items auf einer 7-Punkte-Likert-Skala von -3 bis +3. Diese Items umfassen 'Interessantheit der Trainingsspiele' (von sehr langweilig bis sehr interessant), 'Schwierigkeit der Trainingsspiele' (von zu einfach bis zu schwierig), 'Dauer der Trainingsspiele' (von zu kurz bis zu lang), 'wahrgenommene Veränderung des Kindes nach dem Training' (von sehr negativ bis sehr positiv), 'Zufriedenheit mit der Gesamtarrangement des Trainings' (von sehr unzufrieden bis sehr zufrieden), 'Bereitschaft, das Kind an ähnlichem kognitivem Training in der Zukunft teilnehmen zu lassen' (von sehr unwillig bis sehr willig).

Wir gehen davon aus, dass sich sowohl die EF als auch die klinischen Symptome aufgrund der verbesserten Integration von EF und sozial-kognitiven Prozessen verbessern werden. Die Hypothese wird durch die Durchführung von t-Tests für die Ergebnisvariablen bestätigt.