¿Puede Entrenar el Equilibrio, o Disfrutar de la Música, Mejorar la Atención, la Resolución de Problemas y/o las Habilidades de Control del Comportamiento?

Las funciones ejecutivas (FE) son fundamentales para el éxito en la escuela y en la vida, la salud física y mental, una buena calidad de vida y la armonía social (Miller et al., 2011; Moffitt et al., 2011; Wolfe et al., 2016). ; Wong et al., 2010). De hecho, incluso se ha descubierto que las FE son más predictivas del éxito académico y profesional que el estatus socioeconómico (SES) o el cociente de inteligencia (IQ) (Alloway & Alloway, 2010).

Está bien establecido que las FE dependen de la corteza prefrontal (PFC) y otras regiones del cerebro con las que está interconectada (Bunge et al., 2002; Diamond, 2002; Duncan & Owen, 2000). Recientemente, se ha demostrado que gran parte del equilibrio (especialmente cuando hay una entrada sensorial reducida [p. ej., ojos cerrados] o una base de apoyo reducida [p. ej., pies juntos o una pierna levantada]) requiere PFC (Bauby & Kuo, 2000; Kwag & Zijlstra, 2022; St George et al., 2021). De hecho, el aumento de la actividad de la PFC parece compensar los déficits sensoriomotores para mantener el equilibrio en los adultos mayores (St George et al., 2021), y se ha descubierto que la PFC dorsolateral se activa significativamente después de una perturbación externa de la estabilidad postural (Karim et al., 2014). ; Mihara et al., 2008).

Está bien establecido que el aprendizaje motor y el equilibrio dependen del cerebelo y otras regiones cerebrales interrelacionadas (Glickstein & Yeo, 1990; Morton & Bastian, 2004). Sin embargo, se ha demostrado que el cerebelo desempeña un papel importante en las FE (Diamond, 2000; Koziol et al., 2014; Schmahmann, 2004, 2019; Stoodley, 2014; Strick et al., 2009). El cerebelo está topográficamente organizado en áreas motoras, cognitivas y afectivas y tiene importantes conexiones anatómicas con la PFC (Bostan & Strick, 2018; Kelly & Strick, 2003; Stoodley et al., 2012). Un creciente cuerpo de evidencia reciente respalda una estrecha asociación entre el desarrollo motor y cognitivo (Diamond, 2000; Koziol et al., 2011, 2014).

Se puede ver más evidencia de la estrecha conexión entre las FE y la función motora, especialmente el equilibrio, en el hecho de que los niños con FE deterioradas (como los niños con TDAH) tienden a tener problemas de equilibrio (Bucci et al., 2014; Buderath et al. , 2008; Hassan, 2012; Hove et al., 2015; Jansen et al., 2019; Kim et al., 2017; Shum & Pang, 2009; Zoccante et al., 2021) y existe una superposición entre el TDAH y el Desarrollo. Diagnóstico de trastorno de coordinación de alrededor del 30-50% (Pitcher et al., 2003).

Estudios transversales que reportan una correlación positiva entre la estabilidad postural y el rendimiento académico (Haynes et al., 2017, 2018; Shachaf et al., 2019) respaldan aún más la estrecha relación entre el equilibrio y las FE.

Finalmente, tener que realizar una tarea EF al mismo tiempo que se enfrenta a un desafío de equilibrio afecta el rendimiento de ambos, lo que sugiere que necesitan recursos neuronales compartidos (Bustillo-Casero et al., 2017; Fraizer & Mitra, 2007; Möhring et al., 2018; Shorer et al., 2012).

Propósito: Ver si mejorar el equilibrio podría conducir a mejores EF.

Objetivos e hipótesis Nuestro objetivo principal es determinar el efecto de mejorar el equilibrio postural, mediante una intervención de entrenamiento del equilibrio, sobre las FE en niños de 8 a 12 años.

Nuestra hipótesis es que entrenar el equilibrio, especialmente en condiciones de entrada sensorial reducida y/o base de apoyo reducida, no solo mejorará el equilibrio sino también las FE. Además, planteamos la hipótesis de que el grado de mejora en el equilibrio se asociará positivamente con el grado de mejora en las FE.

Aunque los estudios han respaldado una asociación entre la estabilidad postural y las FE (Haynes et al., 2017; Mihara et al., 2008; St George et al., 2021), el efecto causal del entrenamiento del equilibrio (sin ejercicios aeróbicos, bimanuales o ojo-mano) coordinación y/o componentes de atención plena) en las FE nunca se ha investigado. Si se obtienen resultados positivos, esta sería la primera evidencia de que los programas de entrenamiento del equilibrio podrían ser una forma efectiva de mejorar las FE. Comprender mejor el efecto de mejorar el equilibrio en las FE puede cambiar nuestro enfoque actual del entrenamiento de las FE. El enfoque de entrenamiento del equilibrio que se probará aquí tiene varias ventajas sobre los enfoques tradicionales: se puede hacer en casa o en casi cualquier lugar, una sesión toma solo 15 minutos, es económico, permite que los niños se levanten y se muevan (en lugar de tener que permanezcan sentados en un escritorio), y es de esperar que los participantes lo encuentren divertido y agradable.

Queríamos una condición de control activo que los participantes esperaran que pudiera mejorar sus FE porque parte del beneficio de una intervención surge solo porque los participantes esperan que la intervención produzca un beneficio (Boot et al., 2013; Simons et al., 2016). Las expectativas pueden convertirse en profecías autocumplidas (Jenner et al., 1990; Rosenthal y Jacobson, 1968), por lo que queríamos una condición de control activo que generara expectativas de beneficio similares. Se eligió ver videos musicales como condición de control activo debido a la evidencia de que escuchar música mejora el funcionamiento cognitivo de adultos con demencia o deterioro cognitivo (Baird & Samson, 2015; Cuddy et al., 2015; Narme et al., 2014; Samson et al., 2015; Särkämö et al., 2008), tocar música puede mejorar las FE de los niños (Bowmer et al., 2018; Holochwost et al., 2017; Sachs et al., 2017)), escuchar música mejora el estado de ánimo ( Kemper & Danhauer, 2005; Raglio et al., 2015), y un estado de ánimo mejorado conduce a mejores FE (Ashby et al., 1999; Isen, 2000; Yang et al., 2013). Sin embargo, no esperamos que nuestra condición de ver videos musicales mejore las FE porque (a) la participación de los niños es pasiva (solo son consumidores, miran y escuchan) y (b) el hecho de ver videos musicales agradables no coloca cualquier demanda sobre EF (mientras que hacer ejercicios de equilibrio debería).

El grupo sin tratamiento se incluye en caso de que Music Condition produzca algunos pequeños beneficios de EF, en cuyo caso la diferencia de beneficios entre Balance y Music Conditions podría no ser significativa. Esperaríamos, sin embargo, que mientras que la Condición de Equilibrio producirá beneficios de FE significativamente mayores que sin tratamiento, la Condición de Música, si produce beneficios de FE, no producirá beneficios significativamente mayores que sin tratamiento.

Población de estudio Suponiendo un nivel de significación de 0,05, los análisis de poder utilizando G*Power 3.1 (Faul et al., 2007) mostraron que se necesitaría un tamaño de muestra de 30 por grupo para darnos un poder del 80 % para detectar un tamaño de efecto medio (d ' = 0,5) para el cambio de EF a lo largo del tiempo y para las mejoras en el balanceo postural a lo largo del tiempo en niños según los hallazgos de otros estudios de EF o entrenamiento del equilibrio en niños (re: entrenamiento EF: consulte la revisión de Diamond & Ling, 2019; re: balance , ver, por ejemplo, ; Granacher et al., 2011; Heleno et al., 2016).

Teniendo en cuenta las posibles tasas de abandono e incumplimiento, permitimos que entre el 10 y el 20 % de los participantes no completen el estudio. Por lo tanto, nuestro objetivo es reclutar 108 participantes (36 por condición).

Diseño del estudio Las intervenciones del estudio consisten en: entrenamiento de equilibrio (BT), entrenamiento musical (MT) y negocios como de costumbre. Las intervenciones de BT y MT se ejecutarán durante 12 semanas, 3 sesiones por semana, 15 minutos cada una y una sesión de control semanal con un miembro del personal de investigación. Para el grupo de negocios como de costumbre, los participantes no tendrán intervención. La evaluación de los EF y el equilibrio se realizará al inicio del estudio, 12 semanas después y 3 meses después.

Para BT, las sesiones incluirán una combinación de ejercicios de equilibrio dinámicos (es decir, desafíos de equilibrio mientras se mueve, como equilibrar un libro sobre su cabeza mientras camina) y estáticos (es decir, desafíos de equilibrio mientras está parado, como pararse en un pie).

Para MT, los participantes tendrán acceso a 10 videos musicales cada semana adaptados a los intereses específicos de cada niño, de los cuales pueden elegir 4 para ver en cualquier sesión.

Evaluaciones Para evaluar las habilidades básicas de EF, la memoria de trabajo (WM), el control inhibitorio (IC) y la flexibilidad cognitiva (CF), además de las habilidades de EF de orden superior de resolución de problemas y planificación, se administrarán las siguientes pruebas validadas: N- atrás (WM), Reordenación de dígitos (WM), Corazones y flores (WM, IC (inhibición de respuesta) y CF), Flanker/Flanker inverso (IC (atención selectiva) y CF), Stroop (IC y CF), Farmer Joe (atención auditiva sostenida), Tower of London (planificación y resolución de problemas) y Design Fluency (resolución creativa de problemas). Se registrarán las puntuaciones tanto para la precisión como para el tiempo de reacción.

Para evaluar el equilibrio estático, se medirá el centro de presión del niño con la Wii Balance Board en las siguientes posturas con los ojos abiertos y los ojos cerrados: 1) bípedo, con los pies separados a la distancia de los hombros, 2) en tándem, un pie delante del otro con los dedos del pie trasero casi tocando el talón del pie delantero, y 3) unipedal, de pie sobre una pierna.

Para evaluar el equilibrio dinámico, mediremos el tiempo máximo que los participantes pueden mantener el equilibrio de pie sobre una tabla oscilante con los ojos abiertos.

Análisis estadístico

Primero, veremos si la varianza de las variables de resultado continuas se distribuye normalmente y es aproximadamente igual en todas las condiciones. Las características de distribución de las variables se evaluarán mediante la prueba de bondad de ajuste de Kolmogorov-Smirnoff y mediante la inspección de histogramas. Dicha inspección gráfica revelará si la prueba K-S pasó por alto alguna desviación importante de la normalidad. La homocedasticidad se evaluará mediante el test de Levene. Se aplicarán transformaciones matemáticas como logaritmos para mejorar el cumplimiento de la normalidad si se encuentran desviaciones. En caso de que no se cumpla el supuesto de normalidad incluso después de las transformaciones matemáticas, utilizaremos la prueba no paramétrica de Friedman, ya que nuestro estudio incluye medidas de resultado repetidas en diferentes puntos en el tiempo.

Veremos si los grupos diferían significativamente en cualquier variable de fondo, como la edad, y si alguna de estas variables está significativamente relacionada con alguna variable de resultado. Controlaremos cualquier variable de fondo que muestre efectos significativos.

Para determinar si nuestro programa de entrenamiento del equilibrio es efectivo para mejorar el equilibrio, usaremos una regresión de modelo mixto para comparar el desempeño de los participantes en las pruebas de equilibrio estático y dinámico entre los 3 grupos antes de la intervención (para decirnos si hubo diferencias entre los grupos en el momento de la intervención). desde el inicio), después de la intervención y seguimiento a los 3 meses (para decirnos si alguno de los grupos se está desempeñando significativamente mejor que los demás inmediatamente después y/o 3 meses después del período de intervención). Si encontramos un resultado significativo, haremos comparaciones post-hoc por pares para ver qué grupos son significativamente diferentes entre sí. Las correcciones de Tukey o Bonferroni se utilizarán para corregir las comparaciones múltiples, lo que podría inflar la probabilidad de encontrar una diferencia significativa por casualidad. También compararemos el grado de mejora (desde antes hasta después de la intervención y desde antes de la intervención hasta el seguimiento de 3 meses) para ver si algún grupo mejoró más que otros y haremos comparaciones por pares post-hoc si hay alguna significativa. se encuentran los efectos.

Para determinar si entrenar el equilibrio mejoró las FE más que disfrutar de la música o hacer negocios como de costumbre, utilizaremos nuevamente una regresión de modelo mixto. Como se describió anteriormente para las evaluaciones de equilibrio, los 3 grupos se compararán antes de la intervención, después de la intervención y en el seguimiento de 3 meses. Si encontramos un resultado significativo, haremos comparaciones post-hoc por pares para ver qué grupos son significativamente diferentes entre sí. Las correcciones de Tukey o Bonferroni se utilizarán para corregir las comparaciones múltiples. También compararemos el grado de mejora para ver si algún grupo mejoró más que otros.

Para determinar si el grado de mejora en el rendimiento del equilibrio está significativamente relacionado con el grado de mejora en las FE, utilizaremos la correlación de Pearson. También realizaremos un análisis de mediación utilizando el método de la diferencia de coeficientes para estimar el efecto mediado del cambio del área de balanceo en el cambio de EF (Mackinnon et al., 2007).