Immersive AOT: Multisensorische Stimulation und neurophysiologische Korrelate bei Kindern mit Zerebralparese und typischer Entwicklung - Eine Pilotstudie (ImmersiveAOT)

Die Entdeckung des Spiegelneuronensystems (MNS) hat die Entwicklung von Rehabilitationstechniken wie der Aktionsbeobachtungstherapie (AOT) und der motorischen Vorstellung (MI) vorangetrieben. Diese basieren auf dem Prinzip, dass neuronale Schaltkreise, die während der Ausführung aktiv sind, auch während der Beobachtung oder Vorstellung von Bewegungen aktiviert werden. Diese Techniken haben sich in mehreren klinischen Populationen als wirksam erwiesen, einschließlich Kindern mit Zerebralparese (CP), der häufigsten motorischen Störung mit Beginn im Kindesalter. Wir stellen die Hypothese auf, dass eine multimodale Version der AOT, die nicht nur visuelle Reize (Standardpraxis), sondern auch auditive und taktile Reize integriert, die Aktivierung des MNS weiter verbessern könnte. Tatsächlich beinhalten alltägliche Handlungen natürlicherweise mehrere sensorische Kanäle, und es gibt Hinweise darauf, dass audiovisuelle Aktionsbeobachtung das MNS intensiver aktiviert als visuelle Reize allein, was eine potenzielle Verbesserung für die CP-Rehabilitation bietet.

Das primäre Ziel dieser Beobachtungs-Pilotstudie, die am IRCCS Fondazione Stella Maris durchgeführt wird, ist zu überprüfen, ob eine multisensorische (= immersive) AO-Sitzung – die visuelle, auditive und taktile Reize kombiniert – eine größere Aktivierung des MNS bewirkt als eine traditionelle Sitzung (nur visuelle AO). Neuronale Korrelate werden durch hochdichte Elektroenzephalographie (hdEEG) gemessen, mit einem spezifischen Fokus auf die Modulation des sensomotorischen Mu-Rhythmus. Zwanzig Kinder und Jugendliche mit CP im Alter von 7–25 Jahren und 20 typisch entwickelte (TD) gleichaltrige Peers werden für die Studie rekrutiert. Die Studie zielt auch darauf ab, das Aufmerksamkeitsniveau der Teilnehmer während der Reizpräsentation durch Eye-Tracking zu bewerten und zu überprüfen, ob immersive AO die MI-Fähigkeiten beeinflussen kann, gemessen durch spezifische Aufgaben und Fragebögen (d. h. den Motor Imagery Questionnaire for Children (MIQ-C, Alter 7–12) und den Motor Imagery Questionnaire – 3 (MIQ-3) für Jugendliche). In einer ersten Phase der Studie werden beide Fragebögen in einer separaten Stichprobe von 120 TD italienischen Kindern und 120 italienischen Jugendlichen oder Erwachsenen validiert. Das Fehlen einer intellektuellen Behinderung wird mithilfe der altersgerechten Version des Raven's Progressive Matrices Tests bewertet.

Jeder Teilnehmer wird zwei EEG-Sitzungen durchlaufen: Die immersive Sitzung besteht darin, Videos aus der Ego-Perspektive anzusehen, begleitet von auditiven Reizen, die mit der Handlung übereinstimmen, und taktilen Reizen, die von TouchDIVER Pro haptischen Handschuhen (Weart, CE-gekennzeichnetes Gerät) bereitgestellt werden, die für die pädiatrische Bevölkerung geeignet adaptiert sind. Die traditionelle Sitzung besteht darin, Videos ohne Geräusche oder zusätzliche taktile Reize anzusehen. Die beiden Sitzungen werden in zufälliger Reihenfolge durchgeführt. In beiden Sitzungen werden die Teilnehmer nach der Beobachtungsphase gebeten, die in den Videos gezeigten Handlungen auszuführen oder sich vorzustellen. Während der Beobachtung werden Augenbewegungen und Blickverhalten mit einem Eye-Tracking-System überwacht. Während jeder Sitzung wird die kortikale Aktivität mit einem 128-Kanal-hdEEG-Netz aufgezeichnet. Die Sitzungen werden videoaufgezeichnet, um das motorische Verhalten der Teilnehmer, die Reaktionszeiten und die Einhaltung des Protokolls genau zu überwachen.

Am Ende jeder EEG-Sitzung erhalten die Teilnehmer den MIQ-C- oder MIQ-3-Fragebogen und eine kurze Aufgabe zur Bewertung der MI-Fähigkeiten. In dieser Aufgabe sehen die Teilnehmer einige der zuvor während der EEG-Sitzung verwendeten Videos und werden dann gebeten, sich dieselbe Handlung vorzustellen. In diesem Fall wird ihre Vorstellung an bestimmten Zeitpunkten unterbrochen, und sie müssen aus zwei Bildern den Moment der Handlung auswählen, der dem Punkt entspricht, an dem sie unterbrochen wurden.

Die Datenanalyse untersucht Unterschiede innerhalb und zwischen den Gruppen für die immersive AO gegenüber der traditionellen AO. Es wird auch eine Korrelationsanalyse zwischen neurophysiologischen Daten, Aufmerksamkeitsdaten, Fragebögen, MI-Antworten und standardisierten klinischen Bewertungen (für die CP-Gruppe) durchgeführt, um zu verstehen, wie die motorischen und kognitiven Fähigkeiten der Teilnehmer die Aktivierung der an den experimentellen Aufgaben beteiligten Schaltkreise beeinflussen.