Hybridi tietokoneistettu EF-koulutus käyttäen virtuaalisia ihmisstimuleita autismin osalta

Autististen yksilöjen toimeenpanotoimintojen (EF) ja sosioemotionaalisten vihjeiden prosessoinnin integraation helpottamiseksi kehitimme uuden kotipohjaisen EF-harjoitusohjelman, joka hyödyntää virtuaalisia, kulttuurisesti relevantteja ihmiskasvojen ärsykkeitä. Pyydämme 8–17-vuotiaita autistisia osallistujia osallistumaan harjoitteluun tämän vasta kehitetyn sovelluksen avulla kotona kahden viikon ajan, viiden 30 minuutin istunnon verran viikossa.

Vasta kehitetty hybridi tietokoneistettu harjoitussovellus sisältää kolme peliä, jotka kohdistuvat toimeenpanotoiminnon (EF) kolmeen ydinkomponenttiin: siirtymiseen, estoon ja päivitykseen (Miyake et al., 2000). Nämä pelit hyödyntävät 20 virtuaalista aasialaista hahmoa, jotka on luotu Character Creator 4:llä (Reallusion Inc.).

Kasvojen arviointipeli (luokittelu tai "分門別類") harjoittaa siirtymistä ja henkistä joustavuutta sisällyttämällä sukupuoli- ja tunne-arviointeja (de Vries & Geurts, 2012). Jokaisella kierroksella on 33 yritystä. Yritykset alkavat tyhjällä jaksolla, jota seuraa vihjejakso, joka kestää 2000 ms:sta ja vähenevän keston 1000 ms:sta 200 ms:iin vaikeustason noustessa. Vihje on joko "Sukupuoli" tai "Tunne". Näiden jaksojen jälkeen näytön keskellä näytetään kasvot, jotka ilmaisevat iloa tai pelkoa. Pelaaja arvioi kasvojen sukupuolen (mies/nainen) tai tunteen (iloinen/pelokas) vihjeen perusteella ja vastaa mahdollisimman nopeasti ja tarkasti. Yritykset ovat joko toistoyrityksiä (sama arviointi kuin edellinen) tai vaihtoyrityksiä (erilainen arviointi). Suoritusindekseihin kuuluvat keskiarvoinen vaihtoreaktioaika (RT) ja vaihtokustannus RT, joita käytetään vaikeustason säätöön.

Katseen-nuolipeli (osoita tietä tai "指點迷津") harjoittaa estoa ja häiriön hallintaa vaatimalla katseen suunnan prosessointia häiritsijöiden keskellä (Eriksen & Eriksen, 1974). Jokaisella kierroksella on 32 yritystä. Yritykset alkavat tyhjällä jaksolla, sitten esitetään neutraali tai emotionaalinen kasvot yhdessä vasemmalle tai oikealle osoittavien nuolien kanssa. Nuoliparien määrä kasvaa yhdestä viiteen tasoilla, mikä luo suuremman häiriön, kun kohde- ja häiritsijäsuunnat eivät täsmää (Chanceaux et al., 2014). Pelaaja arvioi katseen suunnan. Yritykset ovat joko yhdenmukaisia (katse ja nuolet samaan suuntaan) tai epäyhdenmukaisia (vastakkaiset suunnat). Suoritusta mitataan keskiarvoisella epäyhdenmukaisella RT:llä ja RT-eron avulla epäyhdenmukaisten ja yhdenmukaisten yritysten välillä (häiriöpisteet), joita käytetään tason säätöön.

Jatkuva muistipeli (hahmon muistaminen tai "人物記憶") harjoittaa työmuistin päivittämistä prosessoimalla kasvojen identiteettejä (Morris & Jones, 1990). Jokainen yritys alkaa ohjevihjeellä, jota seuraa sekvenssi neutraaleista tai emotionaalisista kasvoista. Vihje kehottaa pelaajaa muistamaan kasvon n yritystä aiemmin, kun n kasvaa 1:stä 5:een asettaen suurempia työmuistivaatimuksia. Sekvenssin pituus vaihtelee satunnaisesti 6–10 kasvosta, eikä identiteettejä toisteta. Sekvenssin jälkeen näytetään viisi viimeisintä kasvoa, ja pelaaja valitsee vihjeen mukaisen kasvon. Tarkkuus toimii suoritusindeksinä tason säätöön.

Osallistujien EF:n ja kliinisten oireiden arvioinnit suoritetaan viikon sisällä ennen ensimmäistä harjoitusistuntoa ja viikon sisällä viimeisen harjoitusistunnon jälkeen. Lisäksi tarkastelemme vanhempien asenteita ohjelmaa kohtaan.

Go/no-go-tehtävä mittaa estoa (Picton et al., 2007). Se vaatii osallistujia painamaan nappia yhden kirjaimen vastauksena (go-yritykset) ja pidättämään vastaukset muihin kirjaimiin (no-go-yritykset). Jokainen yritys koostuu kirjaimesta, joka ilmestyy 300 ms:ksi, jota seuraa 1 000–1 400 ms:n ärsykkeiden välinen väli (keskiarvo = 1 200 ms). Go:no-go-suhde on 3:1, 240 go-yritystä ja 80 no-go-yritystä. Väärän hälytyksen määrää analysoidaan.

Sternbergin työmuistitehtävä arvioi kohteiden tallentamista ja noutamista lyhytaikaisesta muistista (Sternberg, 1966). Se vaatii osallistujia muistamaan 3 tai 6 ison englanninkielisen kirjaimen joukkoja yksi kerrallaan. Kaksi joukon kokoa ovat yhtä todennäköisiä ja esitetään satunnaisessa järjestyksessä. Jokaisella yrityksellä osallistujat näkevät kiinnitysristin 500 ms:ksi, jota seuraa kirjainärsykkeet esitettynä 2 000 ms:ksi. Tätä seuraa 3 000 ms:n tyhjä jakso, sitten pienikirjaiminen kirjainkoe ilmestyy 1 000 ms:ksi, jota seuraa 1 750–2 250 ms:n ärsykkeiden välinen väli (keskiarvo = 2 000 ms). Vastausikkuna on 2 750 ms. Jokaiselle joukon koolla on 28 yritystä. Tarkkuutta joukon koolla 6 analysoidaan.

Numeron tehtävänvaihtotehtävä mittaa siirtymistä (Monsell, 2003). Jokaisella yrityksellä näytetään kiinnitysristi 500 ms:ksi. Seuraavaksi vihje, joka ilmaisee joko "suuri/pieni" (suuruusarviointi) tai "pariton/parillinen" (pariteettiarviointi), esitetään joko 0 ms:ssa tai 1 000 ms ennen yhtä numeroa, joka vaihtelee 1:stä 9:ään (pois lukien 5). Nähtyään numeron osallistujien tulee arvioida numero vihjeen mukaan mahdollisimman nopeasti napin painalluksella. Toistoyritys tapahtuu, kun nykyinen arviointi on sama kuin edellinen, ja vaihtoyritys määritellään, kun nykyinen arviointi poikkesi viimeisestä. Nämä kaksi yritystyyppiä ja kaksi vihje-kohteen väliä ovat yhtä todennäköisiä, 32 yritystä kullekin yhdistelmälle. Reaktioajan (RT) vaihtokustannusta (eli keskiarvoisen RT:n eroa toisto- ja vaihtoyritysten välillä) 0 ms:n vihje-kohteen väliajalla, joka ei salli valmistautumista, analysoidaan.

Sosiaalisen reagoivuuden asteikko-2 (SRS-2) sisältää 65 kohdetta, jotka mittaavat autismiin liittyviä sosiaalisen toiminnan puutteita (esim. "on vaikeuksia suhteutua ikätovereihin") (Constantino & Gruber, 2012). Jokaista kohdetta arvioidaan 4-pisteasteikolla "0" (ei koskaan totta) "3":een (melkein aina totta). Kysely tuottaa kaksi DSM-V-yhteensopivaa ala-asteikon pisteytystä, mukaan lukien sosiaalisen kommunikaation ja vuorovaikutuksen (SCI) ja rajoittuneiden kiinnostusten ja toistuvien käyttäytymisten (RRB) pisteet. Näiden kahden ala-asteikon raakapisteet analysoidaan.

Vanhemmat täyttävät palautekyselyn arvioidakseen asenteitaan harjoitusohjelmaa kohtaan ja kerätäkseen ehdotuksia pelien parantamiseksi. He arvioivat kuutta kohdetta 7-pisteisellä Likert-asteikolla, -3:sta +3:een. Näihin kohteisiin kuuluvat 'harjoituspelien mielenkiintoisuus' (erittäin tylsästä erittäin mielenkiintoiseen), 'harjoituspelien vaikeus' (liian helposta liian vaikeaan), 'harjoituspelien kesto' (liian lyhyestä liian pitkään), 'havaittu muutos lapsessa harjoittelun jälkeen' (erittäin negatiivisesta erittäin positiiviseen), 'tyytyväisyys harjoittelun kokonaisjärjestelyyn' (erittäin tyytymättömästä erittäin tyytyväiseksi), 'halukkuus lasta osallistua vastaavaan kognitiiviseen harjoitteluun tulevaisuudessa' (erittäin haluttomasta erittäin halukkaaksi).

Oletamme, että sekä EF että kliiniset oireet paranevat toimeenpanotoimintojen ja sosiaalikognitiivisten prosessien integraation tehostumisen vuoksi. Hypoteesi vahvistetaan suorittamalla t-testejä lopputulosmittareille.