Formazione cognitiva nei bambini con ASD

1. INTRODUZIONE Il Disturbo dello Spettro Autistico (ASD) è un grave disturbo del neurosviluppo caratterizzato da deficit di abilità sociali e comunicative, insieme ristretto di interessi, attività e/o comportamenti ripetitivi che si osservano tipicamente nella prima infanzia. La prevalenza dell'ASD è di circa 1 bambino su 68 ed è la disabilità dello sviluppo in più rapida crescita. Il costo della diagnosi e del trattamento dell'ASD è stimato in circa $ 236-262 miliardi all'anno.

La plasticità si riferisce in generale alla suscettibilità di un organismo al cambiamento. Il cervello umano mostra un'incredibile capacità plastica. Più reti neuronali possono sostenere la stessa funzione cognitiva (un'abilità mentale) con sistemi diversi che supportano la stessa funzione in individui diversi. Questa relazione struttura-funzione "molti-a-uno" è una forma di plasticità. L'esame delle reti neurali responsabili di un processo cognitivo in individui diversi può fornire informazioni sulla capacità plastica di tale processo.

La formazione cognitiva è incentrata sulla nozione di plasticità. Comporta l'esercizio ripetuto di uno specifico processo cognitivo (o più processi) per diverse settimane, dopodiché sono previsti miglioramenti delle prestazioni sul compito addestrato, nonché vari compiti non allenati che coinvolgono direttamente o indirettamente i processi cognitivi mirati. La generalizzazione dei miglioramenti delle prestazioni a compiti non addestrati è definita "trasferimento" ed è essenziale per l'efficacia della formazione. L'allenamento cognitivo è stato utilizzato per rimediare ai deficit negli adulti con ictus, sclerosi multipla, schizofrenia, bambini con deficit della memoria di lavoro, bambini con disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD), bambini sani in età prescolare, nonché per migliorare le prestazioni cognitive in giovani sani adulti e anziani sani. Tuttavia, i benefici di questo intervento per i bambini con ASD hanno ricevuto relativamente poca attenzione.

Ricerche recenti indicano che i modelli interrotti di sviluppo corticale nell'ASD possono portare alla sua manifestazione clinica. Più specificamente rapporti precedenti hanno mostrato un modello di ridotta connettività corticale a lungo raggio e una maggiore connettività funzionale localizzata nell'ASD. Questo modello è stato recentemente verificato utilizzando metodi di analisi delle immagini altamente rigorosi. Questa connettività funzionale alterata può essere particolarmente distruttiva per le funzioni cognitive che richiedono un'elaborazione integrativa delle informazioni come il funzionamento esecutivo (funzioni cognitive di ordine superiore che controllano altri processi cognitivi, ad es. Controllo cosciente del pensiero e dell'azione), teoria della mente, elaborazione del volto, linguaggio e comunicazione, che sono stati tutti precedentemente stabiliti come processi compromessi nell'ASD.

Inoltre, a circa il 50-70% dei bambini con ASD viene diagnosticata una disabilità intellettiva, che si manifesta come deficit cognitivo. È stato dimostrato che la disabilità intellettiva mette i bambini con ASD a rischio di una traiettoria di "basso funzionamento" per tutta la vita ea rischio di avere sintomi più gravi. È stato dimostrato che l'allenamento cognitivo migliora le funzioni esecutive alla base della capacità intellettuale come la memoria di lavoro, l'intelligenza fluida, l'attenzione esecutiva e il rendimento scolastico. La formazione cognitiva fornita in tenera età può rafforzare i processi che sono importanti per la capacità intellettuale e quindi migliorare la traiettoria clinica dell'ASD.

Sebbene queste recenti teorie sull'ASD puntino a deficit delle funzioni esecutive, in questo campo attualmente manca un intervento basato sull'evidenza, che affronti direttamente i deficit delle funzioni esecutive. Gli interventi esistenti per l'ASD (costituiti principalmente dallo sviluppo di abilità comportamentali) sono complessi nell'amministrazione e richiedono personale altamente qualificato. Di conseguenza, questi approcci hanno posto una domanda estremamente elevata su cliniche e professionisti che creano lunghe liste di attesa. Questi approcci hanno una scarsa accessibilità per molte famiglie e scuole. Il limite più evidente e consistente degli interventi esistenti è un'apparente mancanza di trasferimento delle competenze apprese ad altre condizioni e contesti. Significato, i nuovi comportamenti appresi sono limitati al contesto specifico in cui sono formati. La generalizzazione ad altri compiti e contesti è un punto di forza distintivo della formazione cognitiva, questo approccio può essere utilizzato a casa tramite un personal computer che fornisce maggiore accessibilità e può essere utilizzato insieme allo sviluppo delle abilità comportamentali per migliorare la ricettività del bambino all'apprendimento. Pertanto, l'allenamento cognitivo può avere il potenziale per fornire risultati promettenti nelle aree in cui i trattamenti esistenti hanno mostrato limiti.

Il presente progetto intende innanzitutto sviluppare un programma di formazione cognitiva basato su software adattato ai bisogni cognitivi dei bambini con ASD (Cognitive Assessment and Video-game Intervention Solutions, CAVINS) (fase 1) e quindi esaminare l'efficacia del programma attraverso studi clinici e imaging del cervello (prove cliniche e fasi di imaging). La componente di imaging offrirà l'opportunità di conoscere la struttura neurale di alcuni dei processi cognitivi mirati, nonché i cambiamenti indotti dall'allenamento in ciascun processo. Questo intervento mirerà a diverse funzioni implicate nell'ASD come la capacità di spostare l'attenzione su un aspetto diverso del compito, il controllo inibitorio, la memoria di lavoro, la pianificazione, il ragionamento, l'attenzione selettiva e l'elaborazione del volto. Durante la fase di imaging, come primo passo, i ricercatori utilizzeranno la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per identificare i cambiamenti indotti dall'allenamento nel cervello associati allo spostamento del set e all'inibizione della risposta.

L'inibizione della risposta consiste in due forme distinte, il contenimento di una risposta e l'annullamento di una risposta. Impedire l'inizio di una risposta caratterizza il processo di restrizione mentre terminare una risposta già in corso rappresenta il processo di cancellazione. Inoltre, la capacità di monitorare, rilevare e regolare il comportamento a seguito di una risposta errata rappresenta l'elaborazione dell'errore ed è una componente intrinseca dell'inibizione della risposta. È stato ipotizzato che le difficoltà di inibizione della risposta siano responsabili del comportamento stereotipato e ripetitivo osservato nell'ASD, predittivo delle prestazioni della "teoria della mente" nei bambini in età prescolare e associato all'alterata connettività tra la corteccia frontale e le regioni striatale e parietale, nonché il volume differenze e sviluppo alterato dello striato. Allo stesso modo, una minore accuratezza nei compiti di spostamento del set è associata a una ridotta attivazione nelle cortecce frontale, striatale e parietale e si ipotizza che sia responsabile dell'inflessibilità mentale, dei comportamenti limitati e ripetitivi osservati nell'ASD.

Diversi studi di imaging hanno dimostrato modifiche nella rete neurale sottostante dopo il completamento dell'allenamento cognitivo in adulti sani. Tuttavia, studi simili sui bambini sono molto scarsi. Attualmente, non ci sono studi che abbiano esaminato i cambiamenti indotti dall'allenamento all'interno del cervello nei bambini con ASD. I risultati del presente progetto riveleranno i benefici dell'allenamento cognitivo nell'ASD, la generalizzazione e la persistenza dei potenziali benefici, identificheranno i cambiamenti biologici associati all'allenamento e forniranno informazioni molto necessarie sulla plasticità dei sistemi che supportano due funzioni cognitive implicate nell'ASD.