Tunteellisten älykkäiden tilojen vaikutuksen määrittäminen (EIS)

Erityiset tavoitteet

Vuoristolännen (MW) maaseutualueilla asuvien pienten lasten prosenttiosuus on kansallista keskiarvoa korkeampi, mikä asettaa heidät suuremmalle riskille huonommista terveys- ja koulutustuloksista. Ehdotetun hankkeen tavoitteena on parantaa näiden pienten lasten itsesääntelyä - kriittistä kognitiivista taitoa, joka tukee tulevaisuuden mielenterveyttä ja akateemisia tuloksia. Itsesäätelyä on tutkittu lupaavana hoitomuotona erilaisille mielenterveyshäiriöille, kuten masennukselle ja ahdistukselle. Pitkittäinen tutkimus osoittaa vahvan yhteyden päiväkotilasten itsesäätelytaitojen ja heidän estävän hallinnan välillä kaksi vuosikymmentä myöhemmin (esittävän hallinnan osoittivat päihteiden väärinkäyttö, rikokset ja mielenterveyshäiriöt). Inhiboivan hallinnan puute on merkittävä ongelma MW-alueen aikuisten keskuudessa, kuten valtakunnallinen pitkittäinen tutkimus ehdottaa. Useiden MW-osavaltioiden keskimääräiset pisteet sijoittuvat lähelle alinta US-pisteessä 7 (esim. Idaho#37, Wyoming# 46, Nevada#50). Tutkimus yhdisti myös varhaisen itsesäätelytaidon pitkän aikavälin akateemisiin saavutuksiin, kuten useat varhaiset lukutaidon ja matematiikan interventiotutkimukset osoittavat, mikä korostaa entisestään kiireellistä tarvetta itsesääntelyyn tähtääville interventioille kehitysherkällä iällä (3–6-vuotiaat) . Maaseudun lasten terveyteen ja koulutukseen liittyvien erojen vähentämiseksi ehdotamme, että testataan innovatiivisen interventiomekanismin, Emotive Intelligent Space (EIS) tehokkuutta lasten itsesäätelyyn, fysiologisiin ja kognitiivisiin tuloksiin.

EIS koostuu kahdesta 3 x 5 neliömetristä. ft. puiset seinäpaneelit LED-valoilla, jotka luovat 90 asteen puoliyksityisen tilan. Mukautuvia värivaloja ohjataan koneoppimisalgoritmilla, joka on kehitetty tutkijakumppanin julkaiseman aikaisemman tutkimuksen11 perusteella. EIS hyödyntää tekoälyn voimaa havaitakseen lasten tunteita digitaalisen rannekkeen keräämistä fysiologisista tiedoista reaaliajassa ja muuntaakseen nämä tiedot ympäristömuutoksiin (eli mukautuvaksi värivalaistukseksi), jotka vastaavat riittävästi lasten tunteisiin12,13. EIS:n värillinen valaistus on pienille lapsille (3–6-vuotiaille) kehityksen kannalta sopiva interventiomekanismi heidän ei-invasiivisen, mukautuvan, reagoivan ja edullisen suunnittelun vuoksi.

Tämän ehdotuksen tarkoituksena on määrittää EIS:n vaikutus lasten käyttäytymiseen, fysiologisiin ja kognitiivisiin tuloksiin käyttämällä lähes kokeellista suunnittelua. Neljäkymmentä lasta maaseudulla lähellä Moskovaa, ID rekrytoidaan olemassa olevien yhteistyösuhteiden, kuten U of I -tutkimuksen laajennusohjelmien ja maaseudun sosiologian ja taloustieteen ohjelmien kautta. EIS voisi mahdollisesti lieventää monia pienten lasten maaseudun perheiden kohtaamia haasteita (esim. kohtuuhintaisten, laadukkaiden terveydenhuolto- ja koulutusresurssien rajallinen saatavuus). Alla luetelluissa erityistavoitteissa lasten ikä, sukupuoli ja sosioekonominen asema (SES) otetaan mukaan yhteismuuttujina.

Erityinen tavoite 1: Määrittää, vaikuttaako EIS lasten itsesääntelyyn. Oletamme, että lapset osoittavat parempaa itsesääntelyä EIS-olosuhteissa kuin perustilanteessa.

Erityistavoite 2: Määrittää, vaikuttaako EIS lasten fysiologisiin reaktioihin. Oletamme, että EIS-tilassa olevilla lapsilla on vähemmän stressivasteita (esim. parantunut galvaaninen ihovaste, kehon lämpötila ja veren tilavuuspulssi) verrattuna heidän peruspisteisiinsä.

Erityinen tavoite 3: Määrittää, vaikuttaako EIS lasten kognitiiviseen suorituskykyyn. Oletamme, että EIS-värikäsittelyssä olevilla lapsilla on paremmat kognitiiviset suorituskykypisteet kuin perustilanteessa.

Tutkimusstrategia

Lähesty osallistujia. Ensisijaisen tehoanalyysin perusteella (kuvattu myöhemmässä osiossa), rekrytoimme 40 tyypillisesti kehittyvää lasta (3-6-vuotiaita) paikallisista varhaiskasvatuksen ohjelmista Moskovan lähellä sijaitsevilla maaseutualueilla, ID: ssä, jossa Idahon yliopisto I) sijaitsee. Esikokeet tehdään lasten kanssa PI:n kotiosaston yhteyteen kuuluvassa Child Development Labissa. Kaikille osallistujille suoritetaan väripuutosarvioinnin (eli Ishihara Color Vision Test -testin) kelpoisuuden määrittämiseksi.

Asetus. Tutkimus tapahtuu Ramsay Research Suitessa Niccolls Buildingissa U of I -pääkampuksella. EIS asennetaan turvallisesti tutkimuslaboratorion nurkkaan, joka on 20 jalkaa 6 tuumaa leveä ja 45 jalkaa pitkä ja katon korkeus 9 jalkaa 9 tuumaa. Huoneessa on kolme ikkunaa itäpuolella ja ikkunaverhot ovat aina kiinni optimaalisen lämpötilan ylläpitämiseksi. Laboratorion suoritusalueella on neljä pyöreää pöytää ja neljä tuolia. Laboratoriossa on valkoiset seinät, vinyylilattiat ja himmeät loistelamput.

Interventiomekanismimme EIS koostuu kahdesta kaksikerroksisesta puupaneelista. Jokainen paneeli on 3 jalkaa leveä ja 5 jalkaa korkea ja valmistettu kaksinkertaisesta puukerroksesta, jotka mahdollistavat värillisten LED-valojen leviämisen tasaisesti paneelien läpi. EIS sijoitetaan osallistujien vasemmalle ja etupuolelle, mikä luo 90 asteen puoliyksityisen tilan.

Tutkimusmenetelmä. Käänteinen ryhmän sisäinen suunnittelu (eli ABAB) -menetelmää käytetään. Ensimmäisessä vaiheessa A, perusviiva ja ohjaus määritetään riippuville muuttujille - lapsen käyttäytymisen tasolle luonnollisessa valaistuksessa ennen toimenpiteen aloittamista. Jos riippuvat muuttujat (eli itsesäätely, fysiologiset vasteet ja kognitiivinen suorituskyky) muuttuivat toimenpiteen aloittamisen myötä ja palasivat sitten peruspisteisiin intervention poistamisen jälkeen, voimme päätellä, että hoidosta on vahvaa näyttöä vaikutus. ABAB-suunnittelu lisää huomattavasti tämän projektin sisäistä validiteettia.

Menettelyt. Osallistuvat vanhemmat ottavat yhteyttä tutkimusryhmään ja sovittavat ensimmäisen kokouksen (päivä 1), jossa he suorittavat viisi tehtävää: 1) Tutkijat selittävät tutkimusprosessin. 2) Osallistuvien lasten vanhemmat allekirjoittavat tietoisen suostumuksen lomakkeet ja täyttävät väestötutkimuksen. 3) Jokaiselle lapselle tehdään väripuutostesti, jolla määritetään hänen kelpoisuus tutkimukseen. Tukikelpoiset osallistujat ovat yleensä kehittyviä lapsia, joilla ei ole värin puutteita. 4) Osallistujat valitsevat värit, jotka edustavat kolmea perustunnetta (surullinen, iloinen ja vihainen/pelkoinen) satunnaisesti järjestetyn kuuden värillisen kortin joukosta (punainen 5R 7/8, keltainen 5Y 9/8, vihreä 5G 7/8, sininen 5B 6). /8, violetti 5P 7/8 ja valkoinen N 9.5), jotka edustavat tärkeimpiä väriperheitä Munsell-värijärjestelmässä, jota käytettiin kanssatutkijan aiemmassa tutkimuksessa36. Jokaisen lapsen valitsemia värejä käytetään hoitoolosuhteissa. 5) Vanhemmat varaavat toisen ajan kokeeseen.

Kokeilupäivänä (päivä 2) koulutettu tutkimusassistentti hankkii ensin osallistuvan lapsen suullisen suostumuksen. Tutkimusavustaja johdattaa lapsen tutkimuslaboratorioon, kuvaa protokollan ja pyytää lasta käyttämään digitaalista ranneketta ja harjoittelemaan tehtäviä rannekkeessa. Jokaisen koetilan alussa lasta pyydetään kuvaamaan nykyistä tunnetilaansa käyttämällä Q-lajittelua (kaavio, jossa kasvot edustavat erilaisia ​​tunteita) EIS-tunnetulkintatietojen kolmiomittamiseen. Perustason määrittämiseksi lapset suorittavat tehtäviä (pää-varpaat-polvet-olkapäät [HTKS] lomake A ja Woodcock-Johnson-4 [WJ-4] kognitiivinen arviointilomake A), jotka kestävät 5-7 minuuttia. HTKS-tehtävä tallennetaan videolle ja sitä käytetään itsesäätelykoodaukseen. Lapsi menee sitten toiseen huoneeseen lepäämään 5 minuutiksi, kun tutkimusavustaja vaiheittaa hoitotilan (eli ohjelmoi lapsen haluamat värit tietokoneeseen). Seuraavaa hoitotilannetta varten lapset palaavat laboratorioon lyhyen lepoajan jälkeen ja suorittavat rinnakkaisen version kahdesta perustilanteessa suoritetusta tehtävästä (eli HTKS- ja WJ-4-lomake Bs; sisäiseen validiteettiin kohdistuvien uhkien vähentämiseksi) EIS:n läsnäolo. Jokainen lapsi toistaa saman toimenpiteen toisella perustilan ja interventioehtojen sarjalla. Koko tiedonkeruuistunto kestää 30–40 minuuttia. Lapsille on tarjolla kevyitä välipaloja paikan päällä lepoaikoina. Osallistujat saavat 40 dollarin lahjakortin ja kirjoja/leluja kannustimina.

Toimenpiteet. EIS:n vaikutusta lasten itsesäätelyyn ja kognitiiviseen suorituskykyyn arvioidaan useilla mittareilla. Tämän tutkimuksen kolme tulosta ovat lasten itsesäätely, fysiologiset vasteet ja kognitiivinen suorituskyky. Jokainen tulos mitataan lähtötilanteessa ja hoitoolosuhteissa. Näitä mittauksia käsitellään kunkin erityistavoitteen yhteydessä seuraavasti.

Tavoite 1. Selvittää, vaikuttaako EIS lasten itsesääntelyyn, sukupuolen, iän ja sosioekonomisen aseman (SES) hallintaan. Tavoitteen 1 (itsesäätely) tulosta mitataan HTKS-tehtävällä, joka arvioi lapsen itsesäätelyä. Tämä tehtävä vaatii kognitiivisia taitoja, kuten estävää hallintaa, tarkkaavaisuutta ja työmuistia. Lapsia pyydetään pelaamaan peliä, jossa heidän on tehtävä päinvastoin kuin mitä kokeilija sanoo. Se on hyvin validoitu ja luotettava itsesääntelyn mitta.

Tavoite 2. Selvittää, vaikuttaako EIS lasten fysiologisiin reaktioihin, iän, sukupuolen ja SES:n hallintaan. Tavoitteen 2 (fysiologinen vaste) tulos mitataan E4-rannekkeilla. Fysiologiset tiedot (eli galvaaninen ihovaste, kehon lämpötila, veren tilavuuspulssi) kerätään reaaliajassa lääketieteellisen luokan puettavan laitteen (eli E4-rannekkeiden) avulla.

Tavoite 3. Selvittää, vaikuttaako EIS lasten kognitiiviseen suorituskykyyn, iän, sukupuolen ja SES:n hallintaan. Tavoitteen 3 (kognitiivinen suorituskyky) tulos mitataan WJ-4 - Numeroiden käänteinen osajoukolla. WJ-4 on lyhyt, ikään sopiva ja hyvin validoitu kognitiivisten kykyjen arviointi, joka arvioi pienten lasten kykyä hakea ja säilyttää käynnissä oleviin kognitiivisiin prosesseihin tarvittavaa tietoa.

Kovariaatit (eli lasten ikä, sukupuoli ja SES) mitataan demografisella kyselylomakkeella. SES lasketaan kotitalouden vuositulojen ja vanhempien korkeimman koulutustason perusteella. Yhdistelmä SES-pisteet lasketaan z-pisteiden painottamattomana summana, joka vaihtelee välillä -3,02 ja 18.

Tilastollinen analyysi. Vertailemme fysiologisia, itsesäätely- ja kognitiivisia keskiarvopisteitä perus- ja interventioolosuhteissa käyttämällä toistuvia ANCOVA-mittauksia. Testaamme nollahypoteesia, jonka mukaan riippuvaisissa muuttujissa ei ole eroa aikapisteiden 1-2 (A-B), 2-3 (B-A) ja 3-4 (A-B) välillä, kun yhteismuuttujat (eli lasten sukupuoli, ikä) on kontrolloitu. ja SES).