El efecto de los escritorios de pie en el rendimiento cognitivo de los adolescentes (UP4BRAINS)

Introducción:

El comportamiento sedentario se define como "cualquier comportamiento de vigilia caracterizado por un gasto de energía ≤1,5 ​​equivalentes metabólicos (MET), mientras se está sentado, reclinado o acostado". Entre los adultos, la evidencia sugiere que el tiempo prolongado en el comportamiento sedentario se asocia positivamente con la diabetes tipo 2, las enfermedades cardiovasculares, el síndrome metabólico y la mortalidad por todas las causas. Aunque esta asociación es menos consistente entre niños y adolescentes, varios estudios y revisiones también han encontrado asociaciones adversas entre el tiempo sedentario y los resultados de salud en niños y adolescentes. Además, una revisión de revisiones ha encontrado evidencia de una asociación entre los comportamientos de tiempo de pantalla (es decir, conductas sedentarias específicas) y la obesidad y evidencia moderada de una asociación entre las conductas frente a la pantalla y la presión arterial, el colesterol total, la autoestima, los problemas de conducta social, la aptitud física y el rendimiento académico, y estas asociaciones son en gran medida independientes de la actividad física moderada a vigorosa. actividad. Además, dado que el tiempo sedentario en los primeros años de vida sigue hasta la edad adulta, donde puede tener implicaciones potenciales para la salud, se necesitan estrategias para reducir el tiempo sedentario en niños y adolescentes. Los niños y adolescentes pasan más del 60% del día (horas de vigilia) sedentarios. Además, más del 65% del tiempo en la escuela se dedica a actividades sedentarias. Por lo tanto, el aula puede considerarse un escenario importante para implementar estrategias específicas para reducir el tiempo sedentario en este grupo objetivo.

Una estrategia ambiental potencial para reducir el tiempo sedentario durante el horario escolar es reemplazar los escritorios y sillas tradicionales con escritorios de pie. Aunque actualmente no existe un consenso general sobre los beneficios para la salud de implementar escritorios de pie en el aula, esta estrategia podría tener un impacto beneficioso en el gasto de energía de los niños. Para el tiempo sedentario, el tiempo de pie y el conteo de pasos, los resultados actualmente son mixtos. Se necesita más investigación para llegar a conclusiones sólidas, ya que los estudios anteriores a menudo tenían un diseño de baja calidad. Además, también se recomienda centrarse en los alumnos de secundaria, ya que la mayoría de los estudios se han realizado en escuelas primarias y el nivel de sedentarismo es alto en las escuelas secundarias.

Sin embargo, los datos cualitativos de docentes de escuelas secundarias de un estudio realizado previamente por nuestro grupo de investigación (ver referencias) indicaron que no todos los docentes están convencidos del valor agregado de implementar escritorios para trabajar de pie en las escuelas secundarias. La principal preocupación es que ponerse de pie durante las clases podría afectar el rendimiento académico de los alumnos. Como se trata de una preocupación genuina, se necesitan pruebas sólidas de que los escritorios para trabajar de pie tienen efectos positivos en el rendimiento académico y cognitivo de los alumnos para respaldar la introducción de escritorios para trabajar de pie en las escuelas. De hecho, se ha abogado por capturar tales resultados en futuras investigaciones, ya que esta información es de importancia primordial para las escuelas. Un mecanismo potencial podría ser que estar de pie se asocie con un mayor gasto de energía, lo que resulta en un efecto sobre el rendimiento cognitivo. Actualmente, dos estudios muy pequeños brindan apoyo a nivel de prueba de concepto y datos piloto de que los escritorios de pie pueden tener un impacto positivo en la función cognitiva entre niños o adolescentes. Un estudio piloto que exploró los beneficios neurocognitivos de los escritorios para trabajar de pie en niños de 14 años en todas las escuelas secundarias encontró que el uso de escritorios para trabajar de pie se asoció con mejoras significativas en la función ejecutiva y las capacidades de la memoria de trabajo durante un período de aproximadamente seis meses. Los autores defendieron que se necesita más investigación, ya que el estudio se realizó en una escuela sin grupo de comparación y con una muestra de estudio relativamente pequeña (n = 27). Otro estudio piloto investigó el efecto de implementar escritorios de pie durante 11 semanas en un aula de escuela primaria y descubrió que el grupo de intervención mejoró significativamente en la prueba Digit Task Span en comparación con el grupo de control. No se encontraron diferencias para la tarea lateral de Eriksen, lo que sugiere que es más probable que los escritorios de pie afecten la memoria de trabajo a corto plazo que el control inhibitorio. Sin embargo, no se puede sacar una conclusión firme de este estudio porque el tamaño de la muestra era demasiado pequeño (n = 38) y el período de intervención demasiado corto. Se necesita más investigación para proporcionar una respuesta definitiva.

Finalmente, en nuestro estudio anterior, solo se instalaron tres escritorios de pie por clase. La razón para elegir tres escritorios fue que las escuelas a menudo informan que los altos costos de los escritorios de pie son una barrera para implementarlos. Esto implicó que se deben proporcionar soluciones prácticas (como instalar una cantidad limitada de pupitres por clase) para promover y difundir ampliamente el uso de pupitres de pie en las escuelas. Además, las restricciones financieras dentro del proyecto no permitieron a los investigadores instalar una gran cantidad por clase. Sin embargo, esto provocaba que los alumnos sólo se levantaran una media de 50 minutos a la semana. En el estudio piloto de Wick et al. que investigó el efecto sobre la función cognitiva, se recomendó que el uso de los escritorios durante al menos 1 hora por día escolar sería recomendable para mejorar la función cognitiva. Por lo tanto, será importante para la evaluación instalar una cantidad suficiente de escritorios para trabajar de pie en cada salón de clases para garantizar que los adolescentes puedan estar de pie el tiempo suficiente. En la metodología de esta propuesta, esto se especificará más detalladamente.

Propósito del estudio:

El objetivo principal de este proyecto es investigar el efecto de implementar escritorios para trabajar de pie en la función cognitiva de los adolescentes, más específicamente en la memoria, el razonamiento, la capacidad verbal y la concentración. Además, se evaluará el efecto de la implementación de escritorios de pie en el tiempo de estar sentado y de pie de los adolescentes. Finalmente, también se investigará la relación entre el comportamiento del sueño (duración y calidad) y el rendimiento cognitivo. Esto se evaluará a través de un ensayo controlado con un diseño de prueba previa y posterior que incluye una intervención y un grupo de control. Proporcionar evidencia sobre el efecto de los escritorios de pie en el funcionamiento cognitivo es el primer paso, ya que podría influir aún más en el rendimiento académico. Como actualmente solo hay evidencia preliminar de estudios con una muestra de estudio pequeña y sin grupo de control, este estudio definitivamente será de valor agregado para el campo de investigación. Además, si hubiera pruebas sólidas de los efectos beneficiosos, esta sería una razón fundamental para introducir escritorios para trabajar de pie en las escuelas y un factor decisivo para persuadir a todos los docentes (incluidos los más conservadores) de usar escritorios para trabajar de pie en el aula.

Diseño del estudio:

Como se indicó anteriormente, el efecto se evaluará a través de un ensayo controlado que incluye una intervención (3 escuelas secundarias) y una condición de control (3 escuelas secundarias). Se seleccionará una muestra de conveniencia para el grupo de intervención y para el grupo de control en Flandes. A los directores se les enviará una carta de reclutamiento y luego se les contactará por teléfono. Un análisis de poder a priori, basado en un tamaño de efecto moderado para la función cognitiva, sugiere un tamaño de muestra total de 90 participantes (G*poder 3.1.9.2; α = 0,05, 1-β = 0,80). Teniendo en cuenta una tasa de respuesta del 80 %, los investigadores reclutarán a unos 120 adolescentes (60 de intervención, 60 de control) para garantizar que 90 participantes completen las mediciones. Se pedirá a los directores que seleccionen una clase por escuela, con al menos 20 alumnos por clase. Además, se requerirá que los adolescentes pasen una gran cantidad de tiempo en el mismo salón de clases (preferiblemente al menos 1/3 de las horas de clase, lo que equivale a 11 horas de clase por semana en el mismo salón de clases) para estar suficientemente expuestos a los escritorios. Los investigadores informarán a los alumnos de las clases sobre nuestro estudio y proporcionarán una carta de información para sus padres. Se especificará que los pupitres de pie se entregarán a todos los adolescentes de una clase (similar a otras intervenciones de salud que entrega el docente a toda la clase), pero que los adolescentes son libres de participar en el pre y post -medición de prueba. Todos los alumnos (y sus padres) que acepten participar en las mediciones, participarán primero en la medición previa a la prueba (febrero/marzo de 2019). Los resultados principales del estudio serán la memoria, el razonamiento, la capacidad verbal y la concentración de los adolescentes (usando las tareas de Cambridge Brain Science). Los principales resultados secundarios del estudio serán el tiempo de estar sentado y de pie de los adolescentes (medido por el acelerómetro Axivity usado durante 5 días escolares) por un lado y la calidad del sueño (usando un cuestionario) y la duración del sueño (usando Fitbits) por otro lado. Posteriormente, los pupitres de pie se implementarán durante cuatro o cinco meses en las escuelas de intervención (inmediatamente después de la prueba previa). Al final del año escolar (junio de 2019), se realizará la prueba posterior.*

*Debido a la pandemia de COVID-19, el estudio se interrumpió en marzo (después de completar la prueba previa). Por lo tanto, se realizó una nueva prueba previa (en una nueva muestra) en septiembre/octubre de 2020, a la que siguió la exposición a los escritorios de pie durante aproximadamente 4 o 5 semanas. En noviembre/diciembre de 2020 se realizó el post-test.

Implementación de los escritorios de pie:

Para garantizar que los adolescentes pasen suficiente tiempo en los escritorios para trabajar de pie, entre 1/3 y la mitad del salón de clases contará con escritorios para trabajar de pie. Se le pedirá a la escuela que reemplace algunos escritorios tradicionales con estos escritorios de pie, en lugar de simplemente agregar escritorios de pie a la configuración del salón de clases para garantizar, en la medida de lo posible, que los escritorios se utilicen continuamente durante el período de intervención. Antes de instalar los pupitres de pie en las aulas, se impartirá una sesión de formación a los profesores sobre la importancia del uso de pupitres de pie en términos de promoción de la salud y cómo los profesores pueden motivar a los alumnos a utilizar pupitres de pie, y cómo los pupitres de pie necesitan para ser utilizado de manera segura y adecuada. Además, se sugerirá un sistema de rotación en el que los adolescentes rotan cada hora de clase, según los hallazgos y sugerencias de nuestro estudio anterior. Además, se proporcionará un cartel con una cita motivacional para colgar en la pared para recordar y motivar a los alumnos y profesores a utilizar los pupitres. Finalmente, cada mes un investigador irá a la clase de intervención para evaluar si los pupitres de pie se usan con frecuencia y si hay alguna dificultad y para animar a todos a seguir usando los pupitres (también entregando un cartel nuevo cada vez). Estas estrategias serán importantes, ya que en nuestro estudio anterior sobre escritorios para trabajar de pie se descubrió que el uso de escritorios para trabajar de pie disminuyó con el tiempo, probablemente porque la introducción de escritorios para trabajar de pie puede tener un efecto novedoso.

Análisis estadístico:

Para evaluar el efecto de los escritorios de pie, se ejecutará MANOVA de medidas repetidas con el tiempo como un factor dentro de los sujetos (prueba previa versus posterior) y la condición como un factor entre sujetos (intervención versus grupo de control), usando MLwiN 2.31 (Centro de Modelado Multinivel, Universidad de Bristol, Reino Unido) para tener en cuenta la agrupación de adolescentes en las escuelas.