Juegos de reflejo interactivo con Robot Social (Iogioco) y sistema robótico adaptado a una escala clínica (Riscale) (RISCALE)

Antecedentes: La importancia de la intervención temprana en los trastornos del espectro autista (ASD) se ha demostrado ampliamente, y las trayectorias de desarrollo en TEA resaltan la importancia de la comunicación no verbal, como la producción de gestos intransitivos, como un posible factor pronóstico positivo para el desarrollo del lenguaje. El uso de herramientas tecnológicas en la terapia de individuos con TEA también se ha vuelto cada vez más importante debido a su mayor compromiso y capacidad de respuesta a objetos tecnológicos, como los robots.

Desarrollamos un protocolo de entrenamiento utilizando el robot humanoide NAO, llamado Iogioco (juegos de reflejo interactivo con robot social), basado en el uso de gestos intransitivos integrados en diálogos naturalistas, estimulando una interacción triádica entre el niño, el robot y el terapeuta. El entrenamiento se divide en seis niveles; Los primeros 2 niveles se llamaron "niveles de familiarización", y los otros 4 eran "niveles de entrenamiento". La configuración tecnológica incluye diferentes niveles de complejidad, desde tareas de reflejo hasta la construcción de interacciones espontáneas. Anteriormente probamos el protocolo en 10 niños preescolares con TEA (de 2 a 6 años) en un estudio piloto que fundó resultados prometedores (Annunziata et al, 2024). Por lo tanto, desarrollamos un ensayo controlado aleatorio para probar la eficacia de esta intervención.

El objetivo principal del estudio de Riscale es evaluar la efectividad de la capacitación de NAO para mejorar las habilidades socio-comunicativas y adquirir gestos comunicativos utilizando la escala ECSP-I como la medida de resultado principal.

Un segundo objetivo proviene de la experiencia tecnológica adquirida en estos dos años en el desarrollo de métodos para el registro cuantitativo de la interacción social (operador infantil, contacto de la mirada infantil, atención conjunta ...). Se han identificado 2 escenarios en la escala que se puede lograr tanto con el operador humano como a través de la acción de NAO:

• la respuesta al gesto de indicación del adulto;
• La respuesta diferencial (atención conjunta y/o regulación del comportamiento) a la activación de un juguete mecánico).

Los dos escenarios se grabarán en video con equipo Kinect y los datos medibles se adquirirán para el análisis cuantitativo. El procedimiento se validará en una muestra de niños en desarrollo típicamente (aproximadamente 20); Adaptado y validado el instrumento en la muestra de niños en desarrollo típicamente, luego la administración y luego la validación de la configuración obtenida en sujetos con trastorno del espectro autista tendrá lugar.

El objetivo es evaluar si los modos de exploración visual y la atención de la articulación cambian y/o difieren antes y después del entrenamiento, y las diferencias que pueden ser evidentes en los modos de interacción entre el niño y el operador y entre el niño y el robot.

Con el tiempo, por lo tanto, se proporcionará lo siguiente:

1. Para establecer, adaptar y validar posteriormente la configuración de grabación de video con la identificación de los parámetros cuantitativos detectables a través de herramientas tecnológicas (ECSP-I_ROB) en una muestra de niños en desarrollo típicamente de edades entre 18 y 24 meses
2. Para establecer, adaptar y posteriormente valida la configuración de grabación de video con la medición de los parámetros cuantitativos detectables a través de herramientas tecnológicas (ECSP-I_ROB) en una muestra de niños con trastorno del espectro autista menor de 72 meses
3. Comience a entrenar con NAO en un grupo de niños con TEA de 24 a 72 meses con la administración ECSP-I de pre y posterior al tratamiento.

Objetivos

1. Evaluar la efectividad de la intervención basada en robots en las habilidades socio-comunicativas y en la adquisición de gestos intransitivos utilizados para fines comunicativos utilizando el cuestionario ECSP-I y MacArthur como medida de resultado. La justificación sigue siendo la ya detallada en la fase anterior, a saber, que los niños de TEA tienden a tener mayores dificultades para prestar atención a la variabilidad y la multiplicidad de señales que caracterizan la interacción social humana (p. Ej. Imigry, gestos ...), un aspecto que podría conducir a un posible interés menor en la interacción con un individuo que en un objeto tecnológico hacia el cual parecerían más atentos, receptivos y rápidos en respuesta
2. Identifique y describa los parámetros medibles de la interacción "social" dentro de la sesión de rehabilitación con NAO y operador y verifique su evolución y diferencias al principio y al final del tratamiento y entre las diferentes parejas sociales.

TRATERTACIÓN El presente estudio permitirá verificar la viabilidad y la usabilidad del protocolo de evaluación experimental basado en el uso del robot social NAO.

Si se demuestra su validez, este método podría ayudar a hacer intervenciones Habilitativas en niños con TEA más motivador y efectivo, favoreciendo la generalización de las habilidades adquiridas en el contexto de la vida diaria.

Estudio de metodología Diseño multicéntrico Multicénero Estudio controlado al azar al azar abiertos

Tipo de estudio de estudio experimental de bajo riesgo

Estudios de casos Fase 1: 20 niños en desarrollo típicamente de 18 a 24 meses para la adquisición de datos ECSP-I_ROB (administración ECSP-I de ECSP-I) ECSP-I_ROB (administración de ECSP-I de ASD, la administración de ECSP-I, la Fase 3: 20 diagnosticada con TEA de 24 y 72 meses, ya a cargo para el tratamiento de rehabilitación, que se dividirán posteriormente en dos grupos para el tratamiento.

Reclutamiento de muestra Los 20 niños que típicamente desarrollan serán reclutados para la adaptación y validación de la escala ECSP-I al sistema de interacción NAO de forma voluntaria en el Cercano de Politecnico di Miiano y será evaluado por un Tnpee de fondazione Don Gnocchi.

Los niños con TEA serán reclutados entre los sujetos que pertenecen a las clínicas ambulatorias o los tratamientos de rehabilitación ambulatoria en IRCCS Fondazione Don Gnocchi. La muestra se reclutará secuencialmente entre los niños a cargo del tratamiento de rehabilitación, que tienen un diagnóstico de trastorno del espectro autista confirmado con las principales herramientas estándar de oro.

Tamaño de la muestra El cálculo del tamaño de la muestra se basa en el objetivo principal del estudio, es decir, la evaluación con la escala ECSP-I del grupo tratado y el grupo de control.

Utilizando la prueba de Mann-Whitney para muestras independientes para comparar los dos grupos, con una estimación de desviación estándar de 0.56 y un diseño de estudio con una relación 1: 1 entre el grupo tratado y el grupo de control, se calcula que se requiere una muestra de 10 sujetos de cada grupo para resaltar una diferencia esperada de 0.8 puntos en la escala con una potencia de estudio de 80% y un nivel de importancia de 5%.

Análisis estadístico Se adoptará un diseño secuencial para la comparación entre los dos grupos. La adopción de este diseño permitirá obtener una muestra de 20 participantes para la comparación previa y posterior al entrenamiento y ofrecer la capacitación provista para el grupo experimental (Grupo A) también al grupo de control inicial (Grupo B) sin una carga sustancial para el procedimiento de terapia estándar; También permitirá verificar el cambio debido exclusivamente al paso del tiempo y la terapia estándar (comparación T0 y T1 para el Grupo B) y llevar a cabo un seguimiento (comparación T1 y T2 para el Grupo A). También esperamos una mayor adherencia al juicio, ya que los padres se sentirían atraídos a participar mediante la inclusión en una vía adicional hacia la terapia estándar (y no simplemente la participación como grupo de control).

Dado el número esperado de participantes, y las puntuaciones de la escala ECSP-I que se expresan en categorías ordenadas (niveles óptimos), la comparación entre las mediciones proporcionadas por el diseño secuencial (T0, T1 y T2) se llevará a cabo con pruebas estadísticas no paramétricas:

• Prueba exacta de Wilcoxon, para la comparación longitudinal de cada grupo.
• Pruebe para muestras independientes en la forma exacta Prueba de muestras independientes en la forma exacta (prueba exacta de Mann-Whitney), para la comparación entre el grupo experimental y el grupo de control.
• Los 2 grupos también se compararán a través de un análisis multivariado, realizado mediante la aplicación del modelo ANCOVA ajustado durante los meses de edad y los valores de la escala basal para corregir los desequilibrios potenciales debido al tamaño de muestra bajo.

Procedimientos

Fase 1: Administración de la escala ECSP-I en una muestra típicamente en desarrollo Los 20 niños típicamente en desarrollo serán reclutados para la adaptación y validación de las dos escenas de la escala ECSP-I al sistema de interacción NAO de forma voluntaria en el Fundazione de Fundazione de Politecnico.

Fase 2: La administración de la escala ECSP-I y las escenas adaptadas al robot a una muestra de niños con TEA de la escala ECSP-I y escenas adaptadas al robot social se administrarán a una muestra de niños con trastorno del espectro autista para obtener experiencia y recopilar datos sobre la administración de esta escala a una muestra clínica de 10 niños.

La administración será grabada en video y codificada con la supervisión de los desarrolladores.

Fase 3: Reclutamiento y aleatorización de la muestra de niños con TEA. Se reclutarán 20 niños con trastorno del espectro autista, sometidos a la evaluación T0.

Fase 4: La muestra se dividirá en dos grupos:

- Un Grupo A y el Grupo B, que llevará a cabo capacitación con el robot social (ver Apéndice A para el Protocolo de capacitación) en 2 veces diferentes.

Fase 5: Toda la muestra reclutada se someterá, en diferentes momentos, a la capacitación de rehabilitación con NAO después del protocolo en el apéndice. La capacitación durará 12 semanas, con una sesión por semana, que dura 20-30 minutos.

Fase 6: reevaluación a T1 y T2 según el esquema de tratamiento (ver Tabla 3).

Herramientas de evaluación

• Griffiths Escala de desarrollo mental III ed (GMDS-III) [30]
• Sistema de evaluación de comportamiento adaptativo II ED (ABAS II) [31]
• Cobertizo de observación diagnóstico de autismo (ADOS 2) [32, 33]
• Autism Diagnostic Interwiev revisado (ADI-R) [34]
• Cuestionario de McArthur-Bates, primer vocabulario del niño (PVB) Gestos y palabras: Número total de gestos [35]
• Escala de comunicación social temprana (ECSP-I) [27]
• Escenas adaptadas del ECSP-I con Robot Social NAO (ECSP-I_ROB) (Medición cuantitativa de datos de interacción)

Crítica La principal cuestión crítica se refiere al reclutamiento de sujetos y su disponibilidad durante el período de estudio y la continuidad de la intervención. Por esta razón, se ha hipotetizado un período de reclutamiento extendido, que cubrirá una gran parte del período de duración del estudio.

Resultados esperados

• Verificación de la sensibilidad de la ECSP-I al comprender la mejora de las habilidades socio-comunicativas, en particular en el uso de gestos.
• Mejora en el uso de los gestos aprendidos durante la capacitación, en términos de: - Gestos aprendidos correctamente utilizados en el entorno terapéutico en escenarios conocidos; - Gestos aprendidos utilizados correctamente en la configuración terapéutica en nuevos escenarios (primer paso de generalización);
• Aumento en el número de gestos utilizados en la vida diaria (segunda fase de generalización; cuestionario de Mc Arthur);
• Medición de parámetros de interacción social detectables con herramientas tecnológicas.