Una formazione sul biofeedback negli scolari con un disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD)

1. Strategie Saranno reclutati 90 scolari dal grado 1 al 4 che soddisfano i criteri per una diagnosi DSM-V di ADHD (qualsiasi presentazione). Il disegno coinvolgerà tre gruppi (n = 30 per gruppo; N = 90) a cui i bambini reclutati saranno assegnati in modo casuale, ma abbinati per età, sesso e farmaci. Oltre ai gruppi di biofeedback VR NIRS NF e VR EMG, un terzo gruppo sperimenterà il NIRS NF nello stesso identico ambiente di classe 2D.
2. Lo studio 2.1. Protocollo di test Discussione sul consenso informato: i genitori di bambini a cui è stata pre-diagnosticata l'ADHD non saranno sottoposti a un processo di screening. Tuttavia, i genitori i cui figli non sono stati precedentemente diagnosticati con ADHD, riceveranno la versione tedesca del Conners-3 parent ADHD-Index (C3-AI). Solo se lo screening indica che il bambino è a maggior rischio di avere l'ADHD, gli investigatori procederanno con una discussione sul consenso informato. Se lo screening indica che è improbabile che il bambino abbia l'ADHD, gli investigatori escluderanno il bambino dallo studio. Dopo l'incontro, se al bambino è stata pre-diagnosticata l'ADHD in precedenza, o lo screening indica una maggiore probabilità che il bambino abbia l'ADHD, i genitori avranno abbastanza tempo per pensare se vogliono dare il consenso informato scritto per partecipare al studia.

Se i genitori danno il consenso informato scritto, il passo successivo sarà una sessione in cui viene verificata la diagnosi di ADHD. Per questa sessione, i genitori saranno informati su tre opportunità.

1. Sessione diagnostica nell'ambito della loro partecipazione a un secondo studio presso la clinica pediatrica di Tubinga nello stesso momento in cui partecipano al nostro studio di biofeedback. Questo studio si chiama "Aufmerksamkeit und Kognition bei Kindern mit Neurofibromatose Typ 1", che sta ancora cercando bambini con solo ADHD (senza neurofibromatosi di tipo 1) per formare un gruppo di controllo.
2. Seduta diagnostica nell'ambito dello "Spezialsprechstunde ADHS" nell'ambulatorio del reparto di psichiatria infantile e adolescenziale.
3. Sessione diagnostica nell'ambito di questo studio di biofeedback come descritto di seguito.

Sessione diagnostica: per una conferma standardizzata e una caratterizzazione della diagnosi, verranno applicate le versioni lunghe delle scale di valutazione Conners-3 per genitori e insegnanti (3-P e 3-T). Inoltre, la versione tedesca del questionario sui punti di forza e sulle difficoltà (SDQ-Deu) valuterà la gravità dei sintomi e le comorbilità dal punto di vista dell'insegnante di classe e dei genitori. Al fine di valutare l'effettiva qualità della vita di genitori e figli, a genitori e figli verrà chiesto di compilare il Kiddy-Kindl nella sua versione adeguata. Inoltre, le variabili circostanti come i farmaci, il trattamento precedente, altre diagnosi cliniche ecc. saranno valutate con un questionario. Come variabili neuropsicologiche, l'intelligenza sarà valutata utilizzando la versione breve del Culture Fair Test (CFT 1-R o CFT 20-R).

Pre test:

La sessione 1 del pre-test valuterà le funzioni esecutive dei partecipanti e richiede un lavaggio del metilfenidato (MPH) e delle anfetamine. L'MPH e le anfetamine dovrebbero essere lavate via per almeno 48 ore durante il fine settimana in modo che il pre-test possa aver luogo il lunedì. L'atomoxetina non ha bisogno di alcun lavaggio poiché gli effetti del farmaco non sono direttamente correlati al livello del farmaco nel sangue. In questa prima sessione, avrà luogo una misurazione EEG/NIRS combinata poiché i ricercatori desiderano fornire informazioni sul fatto che i cambiamenti causati dall'intervento di BF si riflettano anche nei cambiamenti che possono essere misurati con EEG e NIRS durante le seguenti attività: a Compito Go/No-Go (10 min.), un compito di fluidità verbale (10 min.) e un compito n-back (10 min.). Inoltre, le prestazioni dei partecipanti su un'attività digit span (avanti e indietro) (10 min.) valuterà la WM verbale mentre un'attività di estensione delle matrici (15 min.) e il Corsi Block Tapping Task (avanti e indietro) (10 min.) valuterà le prestazioni visuo-spaziali della WM. L'inibizione sarà nuovamente valutata utilizzando lo Stop Signal Task (10 min.).

La sessione 2 (senza sospensione dei farmaci) valuterà il rendimento scolastico utilizzando uno degli appropriati DEMAT 1+-4 (20-40 min.) per valutare il rendimento matematico e SLRT-II (25-35 min.) per valutare il rendimento in lettura e scrittura. Inoltre, l'attenzione sostenuta sarà valutata con il CPT di Conner (15 min.). Questionari di valutazione dell'autocontrollo e dell'autoefficacia scolastica saranno compilati dai bambini (ca. 20 minuti).

Inoltre, un accelerometro che viene indossato sul lato non dominante del corpo (anca), attaccato alla cintura con una cintura leggera, per dieci giorni consecutivi valuterà oggettivamente l'iperattività motoria. Durante questo periodo, i genitori saranno chiamati una volta al giorno per valutare i sintomi dell'ADHD con il Global Index ADHD (ADHS-GI) e per verificare se l'accelerometro è indossato e funziona.

Ai genitori e agli insegnanti verrà chiesto di compilare il BRIEF così come l'SDQ-Deu, le versioni lunghe delle scale di valutazione per genitori e insegnanti Conners-3 (3-P e 3-T) e il Kiddy-Kindl. Inoltre, i ricercatori chiederanno ai genitori di compilare una versione adattata della FERT e una versione adattata della scala di autocontrollo breve per valutare le loro aspettative sulla formazione.

Midway-Test: dopo otto sessioni, i partecipanti avranno una pausa di due o tre settimane in cui non si svolge alcuna formazione NF o BF. Il comportamento dell'ADHD sarà valutato chiedendo ai genitori e agli insegnanti di compilare il Conners 3-P/3-T.

Post-test: Il post-test seguirà la procedura già applicata nel pre-test.

Follow-Up-Test (6 mesi dopo l'ultima sessione di allenamento): Il Follow-Up-Test seguirà esattamente lo svolgimento del post-test.

Ogni sessione. Durante ogni sessione, gli investigatori valuteranno la motivazione del partecipante con un breve questionario misurando la gioia, lo sforzo e l'entusiasmo. Verrà inoltre registrata la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) in quanto è stata dimostrata la sua correlazione con i processi motivazionali. I dati dell'accelerometro del ginocchio e del polso verranno registrati per esaminare il comportamento iperattivo.

2.2. Piano e protocollo di allenamento I protocolli di allenamento NF e BF basati su NIRS ed EMG di questo studio includeranno 15 sessioni di allenamento in totale, da due a tre a settimana. Ogni sessione di allenamento durerà circa 60 minuti compreso l'allenamento di biofeedback stesso e una fase di preparazione all'inizio, in cui la cuffia NIRS e i suoi optodi vengono montati sulla testa nel caso di un allenamento NF, oppure gli elettrodi EMG vengono posizionati sopra entrambi Musculi sovraspinato nel caso di un allenamento BF. Inoltre, è montato il display montato sulla testa (HMD) per la realtà virtuale (solo nei gruppi di classi VR 3D).

Ogni sessione di allenamento con NF/BF basati su NIRS ed EMG è composta da tre corse, di cui la prima e la seconda sono con feedback continuo delle prestazioni (condizione di feedback). Nella terza esecuzione non viene fornito alcun feedback (condizione di trasferimento). L'illuminazione nell'aula 3D VR o 2D aumenta con l'attivazione e diminuisce con la disattivazione. Durante le prime otto sessioni di allenamento, l'allenamento seguirà un protocollo con il 50% di attivazione e il 50% di disattivazione. Per la seconda metà delle sessioni di allenamento, il protocollo cambierà in 80% di attivazione e 20% di disattivazione.

Dopo otto sessioni, i partecipanti avranno una pausa di due o tre settimane che mira a supportare ulteriormente il trasferimento a un ambiente di vita reale utilizzando schede di stimolo con schermate dell'ambiente di allenamento e istruzioni per esercitarsi quotidianamente nell'attivazione e disattivazione a casa. Le schede di stimolo mostrano l'immagine che i partecipanti in aula vedono durante la formazione e saranno introdotte nell'ambiente di laboratorio subito dopo le sessioni di formazione 6, 7 e 8. Ciò significa che, con l'aiuto di queste carte e guardandole, i partecipanti dovrebbero praticare l'attivazione cerebrale o muscolare più volte (a seconda che appartengano al gruppo NIRS-NF o EMG-BF) come hanno imparato durante la formazione, cioè dovrebbe immaginare di aumentare l'illuminazione nella stanza guardando le carte degli stimoli per due o quattro minuti. Dopo questo compito di attivazione, risolvono alcuni compiti o enigmi matematici corrispondenti alla loro età e conoscenza. Nella seconda metà delle sessioni di formazione, dopo la pausa, ai partecipanti viene chiesto di continuare a praticare l'attivazione a casa prima di svolgere i compiti e in altre situazioni che richiedono attenzione.

2.3. Paradigma sperimentale I partecipanti che ricevono una formazione NF basata su NIRS devono aumentare il segnale BOLD (attivazione) o diminuirlo di conseguenza (disattivazione). Analogamente, i partecipanti alla condizione di allenamento BF dovranno aumentare e diminuire l'attività muscolare misurata con EMG. Ogni sessione è composta da tre corse. Nella prima e nella seconda esecuzione, viene fornito un feedback sulle prestazioni contingenti, ma non viene fornito alcun feedback nella terza esecuzione. Il feedback verrà fornito ai partecipanti tramite un continuo cambiamento dell'illuminazione all'interno della sala; la stanza si illuminerà all'aumentare dell'attivazione e si oscurerà all'aumentare della disattivazione. Ulteriori feedback da un insegnante animato e un tabellone segnapunti forniranno loro un rinforzo positivo alla fine di ogni prova.

Distrattori visivi, uditivi e misti come, ad esempio, aeroplanini di carta che volano attraverso la stanza, compagni di corso che sussurrano o persone che bussano alla porta ed entrano nella stanza, saranno introdotti in ogni corsa dalla quarta sessione di allenamento in poi. I distrattori compaiono con una distanza di almeno 60 secondi tra due distrattori.

La linea di base della prima, seconda e terza esecuzione verrà calcolata dal segnale BOLD negli ultimi due secondi prima che appaia il trigger (freccia). Il rinforzo verrà fornito con 1 smiley quando il partecipante ha trascorso il 60% del tempo della seconda metà della prova sul lato richiesto della linea di base (ovvero, sotto, se è richiesta la disattivazione, o sopra, se è richiesta l'attivazione). Analogamente riceverà 2 faccine con il 70% e 3 faccine con l'80% della seconda metà della prova nella direzione richiesta. Il rinforzo per la seconda esecuzione cambia in modo adattivo con le prestazioni della prima esecuzione. Se il partecipante ha ottenuto una percentuale di successo compresa tra il 40 e il 60% (ottenendo almeno 1 faccina), il secondo blocco rimarrà esattamente come il primo. Se il partecipante ottiene una percentuale di successo inferiore al 40%, la soglia diminuirà a 0,8 deviazioni standard (STD) in entrambe le direzioni rispetto alla linea di base, in modo che la normalizzazione della luce la renda più sensibile alle prestazioni. Inoltre, la soglia per ottenere una faccina scenderebbe al 50%, 60% e 70% rispettivamente per una, due o tre faccine. Se il partecipante ottiene un tasso di successo superiore al 60% nella prima esecuzione, la soglia aumenterebbe a 1,2 STD sopra e sotto la linea di base. Inoltre, la percentuale di tempo trascorso al di sopra o al di sotto della linea di base dovrebbe essere 0,1 STD al di sopra o al di sotto della linea di base per essere conteggiata ai fini della percentuale complessiva. La terza corsa è la stessa della seconda nel calcolo.