Voiko harjoittelu tasapainottaa tai musiikista nauttiminen parantaa huomiokykyä, ongelmanratkaisukykyä ja/tai käyttäytymisen hallintakykyä?

Toimeenpanotoiminnot (EF) ovat kriittisiä menestymisen kannalta koulussa ja elämässä, fyysisen ja henkisen terveyden, hyvän elämänlaadun ja sosiaalisen harmonian kannalta (Miller ym., 2011; Moffitt ym., 2011; Wolfe et al., 2016). Wong et ai., 2010). Itse asiassa EF:iden on jopa havaittu ennustavan paremmin akateemista ja uran menestystä kuin sosioekonomista asemaa (SES) tai älykkyysosamäärää (IQ) (Alloway & Alloway, 2010).

On tunnettua, että EF:t riippuvat prefrontaalisesta aivokuoresta (PFC) ja muista aivoalueista, joihin se on yhteydessä (Bunge et al., 2002; Diamond, 2002; Duncan & Owen, 2000). Äskettäin on osoitettu, että suuri osa tasapainosta (varsinkin kun aistinvaraisuus on heikentynyt [esim. silmät kiinni] tai tukipohja on heikentynyt [esim. jalat yhdessä tai yksi jalka kohotettuna]) vaatii PFC:tä (Bauby & Kuo, 2000; Kwag & Zijlstra, 2022; St George et ai., 2021). Itse asiassa lisääntynyt PFC-aktiivisuus näyttää kompensoivan sensomotorisia puutteita tasapainon ylläpitämiseksi iäkkäillä aikuisilla (St George et al., 2021), ja dorsolateraalisen PFC:n on havaittu aktivoituvan merkittävästi ulkoisen asennon vakauden häiriintymisen jälkeen (Karim et al., 2014). Mihara et ai., 2008).

On vakiintunutta, että motorinen oppiminen ja tasapaino riippuvat pikkuaivoista ja muista toisiinsa liittyvistä aivoalueista (Glickstein & Yeo, 1990; Morton & Bastian, 2004). Tärkeää on kuitenkin, että pikkuaivoilla on osoitettu olevan tärkeä rooli EF:issä (Diamond, 2000; Koziol et al., 2014; Schmahmann, 2004, 2019; Stoodley, 2014; Strick et al., 2009). Pikkuaivot on topografisesti organisoitunut motorisilla, kognitiivisilla ja affektiivisilla alueilla ja sillä on tärkeitä anatomisia yhteyksiä PFC:hen (Bostan & Strick, 2018; Kelly & Strick, 2003; Stoodley et al., 2012). Kasvava joukko viimeaikaisia ​​todisteita tukee läheistä yhteyttä motorisen ja kognitiivisen kehityksen välillä (Diamond, 2000; Koziol et al., 2011, 2014).

Lisätodisteita EF:iden ja motoristen toimintojen, erityisesti tasapainon, välisestä läheisestä yhteydestä voidaan nähdä siitä, että lapsilla, joilla on heikentynyt EF (kuten ADHD-lapsilla), on yleensä heikentynyt tasapaino (Bucci et al., 2014; Buderath et al. , 2008; Hassan, 2012; Hove ym., 2015; Jansen ym., 2019; Kim et ai., 2017; Shum & Pang, 2009; Zoccante ym., 2021) ja ADHD:n ja kehityshäiriön välillä on päällekkäisyyttä. Koordinaatiohäiriödiagnoosi noin 30-50 % (Pitcher et al., 2003).

Lisätukea tasapainon ja EF:n väliselle tiiviille yhteydelle saadaan poikkileikkaustutkimuksista, jotka raportoivat positiivisen korrelaation asennon vakauden ja akateemisen suorituskyvyn välillä (Haynes et al., 2017, 2018; Shachaf et al., 2019).

Lopuksi, EF-tehtävän suorittaminen samanaikaisesti tasapainohaasteen kanssa heikentää suorituskykyä molemmissa, mikä viittaa siihen, että ne tarvitsevat yhteisiä hermoresursseja (Bustillo-Casero et al., 2017; Fraizer & Mitra, 2007; Möhring et al., 2018; Shorer et ai., 2012).

Tarkoitus: Katsoa, ​​voiko tasapainon parantaminen johtaa parempiin EF-arvoihin.

Tavoitteet ja hypoteesi Ensisijainen tavoitteemme on määrittää tasapainoharjoittelun avulla asennon tasapainon parantamisen vaikutus 8-12-vuotiaiden lasten EF:iin.

Oletamme, että harjoitustasapaino, erityisesti olosuhteissa, joissa aistinvaraisuus on vähentynyt ja/tai heikentynyt tukipohja, ei ainoastaan ​​paranna tasapainoa vaan myös EF:itä. Lisäksi oletamme, että tasapainon paranemisaste liittyy positiivisesti EF:ien parannusasteeseen.

Vaikka tutkimukset ovat tukeneet yhteyttä asentovakauden ja EF:ien välillä (Haynes et al., 2017; Mihara et al., 2008; St George ym., 2021), tasapainoharjoittelun (ilman aerobista, bimanuaalista tai silmä-käsiharjoittelua) kausaalista vaikutusta koordinointi- ja/tai mindfulness-komponentteja) EF:issä ei ole koskaan tutkittu. Jos positiivisia tuloksia saadaan, tämä olisi ensimmäinen todiste siitä, että tasapainoharjoitteluohjelmat voivat olla tehokas tapa parantaa EF:itä. Tasapainon parantamisen vaikutusten ymmärtäminen EF:issä voi muuttaa nykyistä lähestymistapaamme EF-harjoitteluun. Tässä kokeiltavassa tasapainoharjoittelussa on useita etuja perinteisiin lähestymistapoihin verrattuna - se voidaan tehdä kotona tai useimmissa missä tahansa, harjoitus kestää vain 15 minuuttia, se on edullinen, sen avulla lapset voivat nousta ylös ja liikkua (eikä tarvitse istua pöydän ääressä), ja toivottavasti osallistujat pitävät siitä hauskaa ja nautinnollista.

Halusimme aktiivisen kontrolliehdon, jonka osallistujat odottaisivat parantavan EF:ään, koska osa interventiosta saatavasta hyödystä syntyy vain siksi, että osallistujat odottavat interventiosta hyötyvän (Boot et al., 2013; Simons et al., 2016). Odotukset voivat muuttua itseään toteuttaviksi ennustuksiksi (Jenner et al., 1990; Rosenthal & Jacobson, 1968), joten halusimme aktiivisen kontrolliehdon, joka synnyttäisi samanlaisia ​​hyötyodotuksia. Musiikkivideoiden katsominen valittiin aktiiviseksi kontrollitilanteeksi, koska on näyttöä siitä, että musiikin kuuntelu parantaa dementiasta tai kognitiivisesta heikkenemisestä kärsivien aikuisten kognitiivista toimintaa (Baird & Samson, 2015; Cuddy ym., 2015; Narme et al., 2014; Samson et al., 2015; Särkämö ym., 2008), musiikin soittaminen voi parantaa lasten EF:iä (Bowmer ym., 2018; Holochwost ym., 2017; Sachs ym., 2017)), musiikin kuuntelu parantaa mielialaa ( Kemper & Danhauer, 2005; Raglio et al., 2015), ja parantunut mieliala johtaa parempiin EF-arvoihin (Ashby et al., 1999; Isen, 2000; Yang et al., 2013). Emme kuitenkaan odota musiikkivideoiden katselutilanteen parantavan EF:itä, koska (a) lasten osallistuminen on passiivista (he ovat vain kuluttajia, katsovat ja kuuntelevat) ja (b) nautinnollisten musiikkivideoiden katselu ei sijoita mahdolliset vaatimukset EF:ille (kun taas tasapainoharjoitusten pitäisi).

Ei-hoitoryhmä sisällytetään, mikäli Music Condition tuottaa pieniä EF-hyötyjä, jolloin tasapaino- ja musiikkiehtojen välinen ero ei välttämättä ole merkittävä. Odotamme kuitenkin, että vaikka Balance Condition tuottaa merkittävästi suurempia EF-hyötyjä kuin ilman hoitoa, Music Condition, jos se tuottaa EF-etuja ollenkaan, ei tuota merkittävästi suurempia kuin ilman hoitoa.

Tutkimuspopulaatio Olettaen merkitsevyystasoksi 0,05, tehoanalyysit G*Power 3.1:llä (Faul et al., 2007) osoittivat, että otoskoko olisi 30 ryhmää kohden, jotta saisimme 80 %:n tehon havaita keskikokoinen vaikutus (d ' = 0,5) EF:n muutokselle ajan mittaan ja lasten asennon heilahtelun parannuksille ajan mittaan lasten EF:n tai tasapainoharjoittelun muiden tutkimusten tulosten perusteella (katso EF-harjoittelu: katso Diamond & Lingin katsaus, 2019; aihe: tasapaino katso esim. Granacher et ai., 2011; Heleno et ai., 2016).

Ottaen huomioon mahdolliset keskeyttämis- ja noudattamatta jättämisluvut sallimme, että 10–20 % osallistujista jättää tutkimuksen suorittamatta. Siksi tavoitteenamme on saada 108 osallistujaa (36 per ehto).

Opintojen suunnittelu Opintojaksot koostuvat: Tasapainoharjoittelusta (BT), Musiikkiharjoittelusta (MT) ja normaalista liiketoiminnasta. BT- ja MT-interventiot kestävät 12 viikkoa, 3 istuntoa viikossa, 15 minuuttia kumpikin ja viikoittainen check-in-istunto tutkimushenkilökunnan jäsenen kanssa. Tavanomaisessa ryhmässä osallistujilla ei ole väliintuloa. EF-arvojen ja tasapainon arviointi tapahtuu lähtötilanteessa, 12 viikkoa myöhemmin ja 3 kuukautta sen jälkeen.

BT:lle istunnot sisältävät yhdistelmän dynaamisia (eli tasapainohaasteita liikkeen aikana, kuten kirjan tasapainottamista pään päällä kävellessä) ja staattisia tasapainoharjoituksia (eli tasapainohaasteita paikallaan seistessä, kuten yhdellä jalalla seisominen).

MT:n osalta osallistujat pääsevät viikoittain katsomaan 10 musiikkivideota, jotka on räätälöity kunkin lapsen kiinnostuksen kohteiden mukaan, joista he voivat valita neljä katsottavaksi missä tahansa istunnossa.

Arvioinnit Jotta voidaan arvioida keskeisiä EF-taitoja, työmuistia (WM), estävää kontrollia (IC) ja kognitiivista joustavuutta (CF) sekä korkeamman asteen EF-taitoja ongelmanratkaisussa ja suunnittelussa, suoritetaan seuraavat validoidut testit: N- takaisin (WM), numeroiden uudelleenjärjestäminen (WM), sydämet ja kukat (WM, IC (vasteen esto) ja CF), Flanker/Reverse Flanker (IC (selektiivinen huomio) ja CF), Stroop (IC ja CF), Farmer Joe (auditiivinen jatkuva huomio), Tower of London (suunnittelu ja ongelmanratkaisu) ja Design Fluency (luova ongelmanratkaisu). Pisteet sekä tarkkuudesta että reaktioajasta kirjataan.

Staattisen tasapainon arvioimiseksi lapsen paineen keskipiste mitataan Wii Balance Boardilla seuraavissa asennoissa silmät auki ja silmät kiinni: 1) kaksijalkainen, jalat hartioiden etäisyydellä toisistaan, 2) tandem, yksi jalka lapsen edessä. toinen takajalan varpaat koskettavat melkein etujalan kantapäätä ja 3) yksijalkainen, seisoo yhdellä jalalla.

Dynaamisen tasapainon arvioimiseksi mittaamme maksimiajan, jonka osallistujat voivat säilyttää tasapainonsa vaappulaudalla silmät auki.

Tilastollinen analyysi

Ensin tarkastelemme, onko jatkuvien tulosmuuttujien varianssi normaalisti jakautunut ja suunnilleen yhtä suuri kaikissa olosuhteissa. Muuttujien jakautumisominaisuudet arvioidaan Kolmogorov-Smirnoffin sopivuustestillä ja histogrammien tarkastelulla. Graafinen tarkastelu paljastaa, jäikö K-S-testissä huomioimatta jokin olennainen poikkeama normaalista. Homosedastisuus arvioidaan Levene-testillä. Matemaattisia muunnoksia, kuten logaritmeja, käytetään parantamaan normaalia noudattamista, jos poikkeamia löytyy. Mikäli normaaliolooletus ei täyty edes matemaattisten muunnosten jälkeen, käytämme ei-parametrista Friedmanin testiä, koska tutkimuksemme sisältää toistuvia tulosmittauksia eri ajankohtina.

Tarkastellaan, erosivatko ryhmät merkittävästi taustamuuttujista, kuten iästä, ja liittyykö jokin näistä muuttujista merkitsevästi mihinkään tulosmuuttujaan. Hallitsemme kaikkia taustamuuttujia, joilla on merkittäviä vaikutuksia.

Määrittääksemme, onko tasapainoharjoitteluohjelmamme tehokas parantamaan tasapainoa, käytämme sekamallin regressiota vertaillaksemme osallistujien suorituskykyä staattisissa ja dynaamisissa tasapainotesteissä kaikkien kolmen ryhmän välillä ennen interventiota (kerroksemme, oliko ryhmien välillä eroja alussa), intervention jälkeinen ja 3 kuukauden seuranta (jonka kertoo meille, onko jokin ryhmistä suoriutunut merkittävästi paremmin kuin muut välittömästi interventiojakson jälkeen ja/tai 3 kuukautta sen jälkeen). Jos löydämme merkittävän tuloksen, teemme sitten post-hoc parivertailuja nähdäksemme, mitkä ryhmät eroavat merkittävästi toisistaan. Tukey- tai Bonferroni-korjauksia käytetään useiden vertailujen korjaamiseen, mikä saattaa kasvattaa todennäköisyyttä löytää merkittävä ero sattumalta. Vertaamme myös parannusastetta (ennen interventiota jälkeiseen ja ennen interventiota 3 kuukauden seurantaan) nähdäksemme, ovatko ryhmät parantuneet enemmän kuin muut, ja teemme post hoc -parivertailuja, jos ne ovat merkittäviä. vaikutuksia löytyy.

Sen määrittämiseksi, paransiko harjoittelutasapaino EF:itä enemmän kuin musiikista nauttiminen tai tavallinen bisnes, käytämme jälleen sekamallin regressiota. Kuten yllä kuvattiin tasapainoarvioinneissa, kaikkia kolmea ryhmää verrataan ennen interventiota, sen jälkeen ja 3 kuukauden seurannassa. Jos löydämme merkittävän tuloksen, teemme sitten post-hoc parivertailuja nähdäksemme, mitkä ryhmät eroavat merkittävästi toisistaan. Useiden vertailujen korjaamiseen käytetään Tukey- tai Bonferroni-korjauksia. Vertailemme myös parannusastetta nähdäksemme, ovatko ryhmät parantuneet muita enemmän.

Käytämme Pearson-korrelaatiota määrittääksemme, onko tasapainosuorituskyvyn parannusaste merkittävästi yhteydessä EF:ien parannusasteeseen. Teemme myös mediaatioanalyysin käyttämällä erokertoimien menetelmää arvioidaksemme huojunta-alueen muutoksen välittämää vaikutusta EF-muutokseen (Mackinnon et al., 2007).