Studio sull'intervento di imaging DCD e ASD

Circa il 5% dei bambini ha DCD, un disturbo del neurosviluppo che influisce in modo significativo sulla loro capacità di apprendere le abilità motorie, come allacciarsi i lacci delle scarpe, imparare a stampare o andare in bicicletta (APA 2013). DCD interferisce con il rendimento scolastico, le attività professionali, le attività ricreative; ha un impatto permanente e il 75% dei bambini con DCD continuerà ad avere difficoltà motorie da adulto (Kirby 2014). DCD è altamente comorbile con altri disturbi dello sviluppo neurologico tra cui il Disturbo dello spettro autistico (ASD) (Green 2009) e il Disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) (Piek 1999) che esacerba i problemi motori e funzionali dei bambini (Kirby 2014).

Fino a poco tempo fa, i deficit motori nei bambini con ASD sono stati ampiamente ignorati. Dal momento che il Manuale diagnostico e statistico per i disturbi mentali-5a ed. (DSM-5) è stato pubblicato nel 2013, ora è consentita una doppia diagnosi di ASD e DCD. È stato segnalato che oltre il 50% dei bambini con ASD ha DCD (Green 2009), con il grado di compromissione motoria correlato alla gravità dell'autismo (Dzuik 2007).

La sovrapposizione di DCD e ASD non è ben studiata, ma l'elevata co-occorrenza spinge a chiedersi se esistano marcatori neurali comuni e distinti che definiscono questi disturbi dello sviluppo neurologico. Gli studi di neuroimaging hanno iniziato a svelare le loro basi neurali. Le anomalie del cervelletto (D'Mello 2016; Foster 2015; Liu 2017; Zwicker 2009, 2011) e del corpo calloso (Langevin 2014; Frazier 2009) sono comuni a entrambi i disturbi, ma pochi studi hanno confrontato i bambini con DCD e quelli con co- ASD in atto. Prove preliminari indicano alterazioni nei modelli di rete che sono uniche per il gruppo DCD+ASD rispetto a una singola diagnosi di DCD o ASD (Caeyenberghs 2016). Come uno dei primi studi di neuroimaging a toccare una doppia diagnosi di DCD+ASD, Caeyenberghs et al. scoperto che le regioni paralimbiche mostrano una connettività alterata nei disturbi singolari, che sono disturbi specifici dell'ASD o del DCD; tuttavia, i bambini che soddisfano i criteri sia per DCD che per ASD mostrano una connettività eccessiva più diffusa, in particolare nell'area associativa sinistra e nel giro medio-occipitotemporale rispetto al solo DCD. Mentre nella sua infanzia, gli studi di neuroimaging suggeriscono che DCD e ASD possono avere basi neurali comuni ma anche distinte (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio i correlati neurali di ciascun disturbo e la sua co-occorrenza.

L'attuale best practice per migliorare la funzione motoria nei bambini con DCD è l'orientamento cognitivo alla performance occupazionale (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP è un approccio specifico per attività progettato per migliorare le abilità motorie di cui un bambino ha bisogno o vuole padroneggiare; si tratta di un approccio cognitivo e di problem solving che utilizza la mediazione verbale e identifica strategie per supportare l'acquisizione di abilità (Polatajko 2001). È in gran parte sconosciuto se i bambini con DCD e ASD concomitanti traggano beneficio dalla CO-OP. Sebbene la compromissione motoria e i problemi funzionali siano comuni nell'ASD, raramente sono al centro della terapia. L'obiettivo principale della terapia per i bambini con ASD è sempre stato sulle abilità sociali e comunicative o sulla gestione delle differenze di elaborazione sensoriale. I risultati preliminari di un caso di studio con due bambini con diagnosi di ASD suggeriscono che la CO-OP è fattibile e in grado di indurre miglioramenti clinicamente significativi nelle prestazioni valutate da sé e dai genitori su ciascuno dei loro obiettivi motori (Rodger 2009). Tuttavia, è necessario un campione più ampio per confermare questi risultati.

L'approccio CO-OP è stato efficace nel soddisfare gli obiettivi motori funzionali scelti dal bambino (Polatajko 2001; Miller 2001), ma la base neurale di questi miglioramenti non è ancora nota. I ricercatori stanno attualmente studiando i cambiamenti cerebrali nella struttura e nella funzione associati all'intervento CO-OP per i bambini con DCD+/-ADHD e vorrebbero espandere il loro studio per includere i bambini con ASD e DCD concomitanti. Questo nuovo studio aiuterà a svelare le differenze cerebrali tra queste condizioni concomitanti e spiegherà se e perché la riabilitazione può giovare ai bambini con la doppia diagnosi di DCD e ASD.

Questo studio fornirà a medici e ricercatori una maggiore comprensione delle basi neurologiche delle difficoltà motorie nei bambini con ASD e se gli interventi debbano includere la terapia CO-OP. Questo progetto è il primo a integrare l'imaging cerebrale e l'intervento motorio in questa popolazione e può fornire prove a supporto di nuove pratiche cliniche per migliorare i risultati.

PROGETTO DI RICERCA

Obiettivi e ipotesi specifici: lo studio proposto è progettato per testare le ipotesi secondo cui, rispetto ai bambini con DCD, i bambini con ASD + DCD mostreranno differenze sovrapposte ma distinte nella struttura e nella funzione del cervello e che la riabilitazione associata alle differenze cerebrali porterà a miglioramenti della funzione motoria. Questo studio si basa sull'attuale studio finanziato dal CIHR dei ricercatori che confronta bambini con sviluppo tipico con bambini con DCD+/-ADHD e neuroplasticità associati all'intervento CO-OP. Lo studio proposto è progettato per affrontare i seguenti obiettivi specifici:

Obiettivo 1: Caratterizzare la struttura e la funzione del cervello nei bambini DCD+ASD e confrontare i risultati con i dati precedentemente raccolti sui bambini con DCD+/-ADHD. Ipotesi: Rispetto ai bambini con DCD, il cervello dei bambini con DCD+ASD mostrerà un volume cerebellare più piccolo; differenze nello sviluppo microstrutturale nelle vie motorie, sensoriali, cerebellari e frontali; e una minore correlazione tra i segnali delle regioni cerebrali corrispondenti alle reti dello stato di riposo, comprese le reti in modalità predefinita, sensomotoria, cerebellare e frontale.

Obiettivo 2: Determinare se l'intervento CO-OP induce cambiamenti neuroplastici nella struttura/funzione cerebrale e migliora le capacità motorie nei bambini con DCD+ASD. Ipotesi: rispetto a un gruppo di controllo in lista d'attesa, i bambini nel gruppo di trattamento mostreranno: (1) connettività funzionale rafforzata nelle reti sensorimotorie e cerebellari e frontali; (2) maggiore integrità della via frontale-cerebellare; (3) aumento del volume della materia grigia nelle cortecce dorsolaterale prefrontale, motoria e cerebellare; e (4) prestazioni motorie migliorate. Si prevede inoltre un'associazione positiva tra miglioramenti funzionali e cambiamenti nella struttura/funzione cerebrale.

Obiettivo 3: Determinare se i cambiamenti neuroplastici e funzionali vengono mantenuti al follow-up di 3 mesi. Ipotesi: i bambini che hanno mantenuto i loro guadagni funzionali mostreranno una maggiore connettività funzionale nelle reti cerebrali, una maggiore connettività del percorso frontale-cerebellare e un aumento del volume della materia grigia (come nell'obiettivo n. 2) rispetto ai bambini che non hanno mantenuto i loro guadagni funzionali.

Disegno dello studio e calcolo della dimensione del campione: questo studio è uno studio controllato randomizzato in lista d'attesa. I bambini verranno assegnati in modo casuale al gruppo di trattamento o alla lista di attesa. Uno statistico randomizzerà i partecipanti utilizzando blocchi sequenziali generati dal computer da 4 a 6; i codici di randomizzazione saranno conservati in buste opache sigillate fino all'arruolamento nello studio. Aggiunto all'attuale studio dei ricercatori, un campione di 30 partecipanti con DCD + ASD fornirà una potenza> 80% per rilevare un miglioramento clinicamente significativo di 2 punti sulla Canadian Occupational Performance Measure (COPM; Legge 2014) [26] (DS di 2,5 e un errore di tipo 1 di 0,05) e una differenza del 3% nella diffusività assiale sull'imaging del tensore di diffusione, che era correlata con la funzione motoria nel lavoro pilota dei ricercatori (Zwicker 2012).

Partecipanti: Trenta bambini (8-12 anni) che soddisfano i criteri diagnostici per DCD e ASD come indicato nel DSM-5 (APA 2013) potranno partecipare.

Imaging cerebrale: prima dell'imaging RM, i bambini saranno sottoposti a una sessione di simulatore MRI per acquisire familiarità con le immagini e i suoni dell'ambiente RM. Tutti gli studi di imaging saranno eseguiti su uno scanner GE Discovery MR 750 da 3 Tesla all'avanguardia. La struttura del cervello sarà valutata utilizzando: (1) imaging strutturale pesato in T1 per misurare il volume cerebrale (sostanza bianca, sostanza grigia corticale e materia grigia profonda) e volume cerebellare e (2) imaging del tensore di diffusione (DTI) per misurare la connettività strutturale e la microstruttura della materia bianca in tutto il cervello. La funzione cerebrale sarà misurata indirettamente utilizzando la risonanza magnetica a riposo per esaminare la connettività funzionale a riposo in varie reti. Il tempo di scansione totale è di ~30 min.

Intervento: CO-OP è un approccio cognitivo alla risoluzione di problemi motori funzionali (Polatajko 2001). I terapeuti insegnano ai bambini una strategia globale di risoluzione dei problemi (Goal-Plan-Do-Check) come mezzo per sviluppare strategie specifiche per superare i problemi motori; le strategie sono determinate dopo un'analisi dinamica delle prestazioni da parte del terapeuta per determinare dove si trova il "crollo" nell'esecuzione del compito. I terapisti occupazionali formati in CO-OP vedranno i bambini per un'ora, una volta alla settimana per 10 settimane. I genitori o gli operatori sanitari saranno incoraggiati a partecipare alle sessioni di trattamento in modo che i terapisti possano istruirli su come facilitare l'uso della strategia tra le sessioni di trattamento. I bambini selezioneranno 3 obiettivi motori funzionali da affrontare durante il trattamento, valutando le loro prestazioni e la soddisfazione di questi obiettivi prima e dopo l'intervento.

Misure: il MABC-2 verrà utilizzato per valutare il grado di compromissione motoria; punteggi ≤ 16° percentile indicano DCD (Henderson 2007). Questa misura fornisce un punteggio totale complessivo compilato da otto test secondari in 3 domini: destrezza manuale (3), mira e presa (2) ed equilibrio (3). Verrà utilizzato un questionario per genitori di uso comune, il DCDQ (Wilson 2007), per confermare l'impatto delle capacità motorie sulla funzione quotidiana. Il modulo Conners 3 AI-Parent verrà utilizzato per valutare la sintomatologia dell'ADHD (Conners 2001). Il Social Communication Questionnaire (SCQ), un questionario redatto dai genitori, verrà utilizzato per lo screening dei disturbi sociali e comunicativi specifici dell'autismo (Rutter 2003).

La misura dell'esito primario è la COPM (Legge 2014), che è una misura individualizzata e centrata sul cliente progettata per rilevare il cambiamento nell'auto-percezione di un cliente delle proprie prestazioni e soddisfazione nel tempo sugli obiettivi funzionali che sono importanti per loro. Per integrare il COPM, gli investigatori videoregistrano il bambino che esegue i suoi 3 obiettivi motori prima e dopo l'intervento. Un terapista occupazionale all'oscuro dell'intervento e pre-test/post-test segnerà la performance motoria utilizzando la Performance Quality Rating Scale (PQRS), una misura obiettiva e osservativa della qualità della performance (Miller 2001). Le capacità motorie fini e grossolane saranno misurate utilizzando la forma abbreviata del test di competenza motoria Bruninks-Oseretsky 2a ed. (BOT-2: Bruininks 2005).

Analisi di neuroimaging: DTI: per l'analisi dei dati del tensore di diffusione, saranno condotte statistiche spaziali basate sui tratti (TBSS) utilizzando FMRIB Software Library (FSL). TBSS è un approccio completamente automatizzato che consente l'analisi dell'intero cervello senza la pre-specificazione dei tratti di interesse (Smith 2006). L'imaging pesato in T1 sarà analizzato utilizzando la morfometria basata su voxel per confrontare la concentrazione locale di materia grigia tra sessioni e gruppi utilizzando il pacchetto Statistical Parametric Map-99 (Ashburner 2000). rs-MRI: FSL sarà utilizzato per condurre un'analisi di componenti indipendenti che consente un approccio basato sui dati per esplorare le reti dello stato di riposo (Beckman 2005).

Analisi dei dati:

Obiettivo 1: i volumi cerebrali medi saranno confrontati tra i gruppi utilizzando ANOVA, con aggiustamento basato sulla regressione per età e sesso. Il modello lineare generalizzato confronterà le misure DTI e le serie temporali di connettività funzionale nei bambini con DCD, DCD+ADHD, DCD+ASD e controlli.

Obiettivi 2 e 3: misure ripetute ANCOVA sarà applicato agli esiti primari e secondari per rilevare i cambiamenti nel tempo, inclusi l'effetto della maturità nel gruppo della lista d'attesa, l'effetto dell'intervento sia nella lista d'attesa che nei gruppi di trattamento e l'effetto tardivo dell'intervento nel gruppo di trattamento. Età, punteggi MABC-2 e punteggi di Conners saranno utilizzati come covariate.