Determinación del impacto de los espacios inteligentes emotivos (EIS)

Objetivos Específicos

El porcentaje de niños pequeños que viven en las áreas rurales de Mountain West (MW) es más alto que el promedio nacional, lo que los coloca en un mayor riesgo de peores resultados en salud y educación. El proyecto propuesto tiene como objetivo mejorar la autorregulación de esos niños pequeños, una habilidad cognitiva crítica que sustenta la salud mental futura y los resultados académicos. La autorregulación se ha estudiado como un tratamiento prometedor de varios trastornos mentales como la depresión y la ansiedad. Un estudio longitudinal indica una fuerte asociación entre la habilidad de autorregulación de los niños de kindergarten y su control inhibitorio dos décadas más tarde (el control inhibitorio fue indicado por el abuso de sustancias, los delitos y los trastornos mentales). La falta de control inhibitorio es un problema prominente entre los adultos en la región MW, como lo sugiere un estudio longitudinal a nivel nacional, con puntajes promedio de varios estados MW clasificados casi al final en los EE. UU. 7 (p. ej., Idaho#37, Wyoming# 46, Nevada#50). La investigación también vinculó la habilidad de autorregulación temprana con el logro académico a largo plazo, como se muestra en varios estudios de intervención temprana en alfabetización y matemáticas, lo que enfatiza aún más la necesidad urgente de intervenciones dirigidas a la autorregulación durante un período de edad sensible al desarrollo (3 a 6 años) . Para reducir las disparidades en salud y educación de los niños rurales, proponemos probar la eficacia de un mecanismo de intervención innovador, Emotive Intelligent Space (EIS), en la autorregulación, los resultados fisiológicos y cognitivos de los niños.

El EIS consta de dos 3 x 5 sq. pie paneles de pared de madera con luces LED, creando un espacio semiprivado de 90 grados. Las luces de colores adaptables están controladas por un algoritmo de aprendizaje automático que se desarrolla en base a la investigación previa publicada por un coinvestigador11. El EIS aprovecha el poder de la inteligencia artificial para detectar las emociones de los niños a partir de datos fisiológicos recopilados por una pulsera digital en tiempo real y traducir estos datos en cambios ambientales (es decir, iluminación de colores adaptable) que respondan adecuadamente a las emociones de los niños12,13. La iluminación de colores en el EIS es un mecanismo de intervención apropiado para el desarrollo de niños pequeños (de 3 a 6 años) por su diseño no invasivo, adaptativo, receptivo y de bajo costo.

El propósito de esta propuesta es determinar el efecto de la EIS en los resultados conductuales, fisiológicos y cognitivos de los niños utilizando un diseño cuasi-experimental. Cuarenta niños en áreas rurales cerca de Moscú, ID serán reclutados a través de relaciones de colaboración existentes, como los programas de extensión de investigación de la U of I y los programas de Sociología y Economía Rural. El EIS podría potencialmente aliviar muchos desafíos que enfrentan las familias rurales con niños pequeños (por ejemplo, acceso limitado a recursos educativos y de salud asequibles y de calidad). En los objetivos específicos enumerados a continuación, la edad, el género y el nivel socioeconómico (NSE) de los niños se incluirán como covariables.

Objetivo Específico 1: Determinar si EIS influye en la autorregulación de los niños. Presumimos que los niños demostrarán una mejor autorregulación bajo la condición EIS que bajo la condición de referencia.

Objetivo específico 2: Determinar si EIS afecta las respuestas fisiológicas de los niños. Presumimos que los niños bajo la condición de EIS exhibirán respuestas de estrés reducidas (por ejemplo, respuesta galvánica de la piel, temperatura corporal y pulso de volumen de sangre mejorados), en comparación con sus puntajes de referencia.

Objetivo Específico 3: Determinar si el EIS afecta el rendimiento cognitivo de los niños. Presumimos que los niños bajo el tratamiento de color EIS tendrán mejores puntajes de rendimiento cognitivo que sus puntajes bajo la condición de referencia.

Estrategia de investigación

Acérquese a los participantes. Con base en el análisis de poder a priori (descrito en una sección posterior), reclutaremos a 40 niños con un desarrollo típico (de 3 a 6 años) de programas locales para la primera infancia en áreas rurales cerca de Moscow, ID, donde la Universidad de Idaho (U of I) se encuentra. Las pruebas preliminares se llevarán a cabo con los niños en el Laboratorio de Desarrollo Infantil que está afiliado al departamento del hogar del PI. Todos los participantes se someterán a una evaluación de deficiencia de color (es decir, la prueba de visión de color de Ishihara) para determinar su elegibilidad.

Configuración. El estudio se llevará a cabo en Ramsay Research Suite en el edificio Niccolls en el campus principal de la U of I. El EIS se instalará de manera segura en una esquina del laboratorio de investigación que mide 20 pies y 6 pulgadas de ancho por 45 pies de largo con una altura de techo de 9 pies y 9 pulgadas. La habitación tiene tres ventanas en el lado este y las persianas de las ventanas siempre están cerradas para mantener la temperatura óptima. Hay cuatro mesas redondas y cuatro sillas en el área de actuación del laboratorio. El laboratorio tiene paredes blancas, pisos de vinilo e iluminación tenue fluorescente.

El EIS, nuestro mecanismo de intervención, consta de dos paneles de madera de doble capa. Cada panel mide 3 pies de ancho por 5 pies de alto y está hecho de capas dobles de madera que permiten que las luces LED de colores se difundan uniformemente a través de los paneles. El EIS se colocará a la izquierda y al frente de los participantes, creando un espacio semiprivado de 90 grados.

Método de investigación. Se utilizará un método de diseño inverso dentro del grupo (es decir, ABAB). Durante la primera fase, A, se establecerá una línea de base y un control para las variables dependientes: el nivel de comportamiento del niño bajo la iluminación natural antes de que se introduzca la intervención. Si las variables dependientes (es decir, la autorregulación, las respuestas fisiológicas y el rendimiento cognitivo) cambiaron con la introducción de la intervención y luego regresaron a las puntuaciones de referencia con la eliminación de la intervención, podemos concluir que existe una fuerte evidencia de un tratamiento. efecto. El diseño ABAB aumenta en gran medida la validez interna de este proyecto.

Procedimientos. Los padres participantes se comunicarán con el equipo de investigación para programar una reunión inicial (Día 1) donde completarán cinco tareas: 1) Los investigadores explicarán el procedimiento de investigación. 2) Los padres de los niños participantes firmarán formularios de consentimiento informado y completarán una encuesta demográfica. 3) Cada niño se someterá a una prueba de deficiencia de color para determinar su elegibilidad para el estudio. Los participantes elegibles suelen ser niños en desarrollo sin deficiencias de color. 4) Los participantes elegibles seleccionarán colores para representar tres emociones básicas (triste, feliz y enojado/temeroso) entre seis tarjetas de colores dispuestas al azar (rojo 5R 7/8, amarillo 5Y 9/8, verde 5G 7/8, azul 5B 6 /8, púrpura 5P 7/8 y blanco N 9.5) que representan las principales familias de colores en el sistema de colores Munsell, que se utilizó en el estudio previo de un coinvestigador36. Se utilizarán los colores preferidos de cada niño en sus condiciones de tratamiento. 5) Los padres programarán otra cita para el experimento.

El día del experimento (Día 2), un asistente de investigación capacitado primero obtendrá el consentimiento verbal del niño participante. El asistente de investigación luego llevará al niño al laboratorio de investigación, describirá el protocolo y le pedirá al niño que use una pulsera digital y practique las tareas mientras usa la pulsera. Al comienzo de cada condición del experimento, se le pedirá al niño que describa su estado emocional actual utilizando una clasificación Q (un gráfico con caras que representan diferentes emociones) para triangular los datos de interpretación de emociones de EIS. Para establecer la línea de base, los niños completan tareas (Head-Toes-Rodillas-Shoulders [HTKS] formulario A y Woodcock-Johnson-4 [WJ-4] formulario de evaluación cognitiva A), que tomará de 5 a 7 minutos. La tarea HTKS se grabará en video y se utilizará para la codificación de autorregulación. Luego, el niño irá a una habitación diferente para descansar durante 5 minutos mientras el asistente de investigación organiza la condición de tratamiento (es decir, programa los colores preferidos del niño en la computadora). Para la siguiente condición de tratamiento, los niños regresarán al laboratorio después de un breve período de descanso y completarán una versión paralela de las dos tareas completadas bajo la condición de referencia (es decir, HTKS y WJ-4 formulario B; para mitigar las amenazas a la validez interna) con la presencia de EIS. Cada niño repetirá el mismo procedimiento con otro conjunto de condiciones de referencia e intervención. La sesión completa de recopilación de datos durará de 30 a 40 minutos. Tentempiés ligeros estarán disponibles en el lugar para los niños durante los períodos de descanso. Los participantes recibirán una tarjeta de regalo de $40 dólares y libros/juguetes como incentivos.

Medidas. El impacto de EIS en la autorregulación y el rendimiento cognitivo de los niños se evaluará utilizando múltiples medidas. Tres resultados de este estudio incluyen la autorregulación de los niños, las respuestas fisiológicas y el rendimiento cognitivo. Cada resultado se medirá en las condiciones de referencia y de tratamiento. Estas medidas se discuten bajo cada objetivo específico de la siguiente manera.

Objetivo 1. Determinar si EIS influye en la autorregulación de los niños, controlando por género, edad y nivel socioeconómico (NSE). El resultado del Objetivo 1 (autorregulación) se medirá mediante la tarea HTKS, que evalúa la autorregulación de un niño. Esta tarea requiere habilidades cognitivas como el control inhibitorio, la atención y la memoria de trabajo. Se les pedirá a los niños que jueguen un juego en el que deben hacer lo contrario de lo que dice el experimentador. Es una medida de autorregulación bien validada y fiable.

Objetivo 2. Determinar si EIS afecta las respuestas fisiológicas de los niños, controlando por edad, género y SES. El resultado del Objetivo 2 (respuesta fisiológica) se medirá con las pulseras E4. Los datos fisiológicos (es decir, respuesta galvánica de la piel, temperatura corporal, pulso de volumen sanguíneo) se recopilan en tiempo real con un dispositivo portátil de grado médico (es decir, pulseras E4).

Objetivo 3. Determinar si EIS afecta el desempeño cognitivo de los niños, controlando por edad, género y SES. El resultado del objetivo 3 (rendimiento cognitivo) se medirá mediante WJ-4: subconjunto de números invertidos. WJ-4 es una evaluación de la capacidad cognitiva breve, apropiada para la edad y bien validada que evalúa la capacidad de los niños pequeños para recuperar y retener la información necesaria para los procesos cognitivos en curso.

Las covariables (es decir, la edad, el sexo y el SES de los niños) se medirán con un cuestionario demográfico. El SES se calculará en función del ingreso anual del hogar y el nivel educativo más alto de los padres. La puntuación SES compuesta se calculará como la suma no ponderada de las puntuaciones z, que oscilan entre -3,02 y 18.

Análisis estadístico. Compararemos las puntuaciones medias fisiológicas, de autorregulación y cognitivas en condiciones de referencia y de intervención utilizando medidas repetidas de ANCOVA. Probaremos la hipótesis nula de que no hay diferencia en las variables dependientes entre los puntos de tiempo 1-2 (A-B), 2-3 (B-A) y 3-4 (A-B) después de controlar las covariables (es decir, sexo de los niños, edad , y SE).