Interventi di Ciclismo sulla Cognizione nei Bambini con Autismo (Cycling&Autism)

BACKGROUND Le funzioni esecutive (FE) – pianificazione, flessibilità cognitiva, memoria di lavoro e inibizione – erano marcatamente compromesse nel disturbo dello spettro autistico (ASD). Uno studio pilota RCT del 2021 dello stesso team (Med Sci Sports Exerc 2021;53:1417-24) ha dimostrato che solo i bambini che hanno imparato ad andare in bicicletta reale (n=24) hanno migliorato le FE; il ciclismo stazionario no. Il guadagno cognitivo derivava quindi dall'acquisizione di abilità, non solo dalla forma aerobica.

IPOTESI

I miglioramenti erano guidati da due meccanismi attivati durante l'apprendimento della bicicletta reale:

(A) equilibrio dinamico (carico vestibolare/propriocettivo) (B) aggiornamento spaziale durante la traslazione autoprodotta attraverso lo spazio

DISEGNO DELLO STUDIO Questo studio era uno studio randomizzato controllato (RCT) a quattro bracci con allocazione uguale a tre gruppi di intervento – imparare ad andare in bicicletta (LTB), bicicletta su tapis roulant (BT), ciclismo con rotelle (TW) – e un gruppo di controllo attivo (ciclismo stazionario, SC). Le valutazioni sono state condotte al basale (T1), a metà intervento (T2, una settimana) e post-intervento (T3, 2 settimane) per valutare la funzione esecutiva (FE), BDNF e HRV.

Raccolta dei Dati Ogni partecipante è stato invitato a eseguire una serie di valutazioni neuropsicologiche, dove sono stati registrati diversi componenti delle FE. Ogni valutazione è durata 15 minuti seguiti da una pausa di 5 minuti per prevenire l'affaticamento cognitivo nei partecipanti. Le valutazioni neuropsicologiche sono state condotte un'ora prima dell'inizio del primo intervento di esercizio (T1: basale), del 4° intervento (T2: metà intervento) e dell'ultimo intervento di esercizio (T3: post-intervento). La valutazione intermedia fornisce informazioni preziose su quanta varianza nelle FE è spiegata dalla varianza nei registri HRV. La valutazione HRV è stata condotta 10 minuti dopo la fine del primo (T1), 4° (T2) e ultimo (T3) intervento utilizzando l'orologio Garmin Venus 2S, un dispositivo da polso validato per registrazioni HRV a breve termine. Durante un periodo di riposo di 5 minuti seduti in un ambiente tranquillo, i partecipanti sono stati invitati a eseguire un test Health Snapshot on-demand (2 minuti) per catturare il recupero parasimpatico post-esercizio. Per garantire comfort e qualità dei dati, ai bambini è stato istruito di indossare l'orologio Garmin Venus 2 solo durante il periodo di riposo e di rimanere fermi e respirare naturalmente. Il sensore ottico di frequenza cardiaca Elevate V4 del Garmin Venu 2 ha registrato i dati dell'intervallo tra i battiti, che sono stati elaborati dall'app Garmin Connect per calcolare RMSSD. Queste procedure sono state standardizzate tra i gruppi per minimizzare la variabilità dovuta a fattori ambientali o procedurali. Nel frattempo, campioni di urina dei partecipanti sono stati raccolti in tazze sterili da 120 ml a T1, T2 e T3. Al completamento, i campioni sono stati prontamente trasportati dalle case dei partecipanti al laboratorio del Dipartimento di Patologia Chimica situato al Princes Wales Hospital.

PARTECIPANTI Sono stati reclutati sessantadue partecipanti con ASD da lieve a moderato, di età 8-12 anni, da una scuola speciale per disabilità intellettive, la YMCA cinese di Hong Kong e un'azienda di ciclismo di Hong Kong con collegamenti di ricerca esistenti con il team di studio. I criteri di inclusione erano: (1) diagnosi di ASD secondo DSM-5 e ADOS-2; (2) QI non verbale >40 (Wechsler Intelligence Scale for Children rivisto in Cina); (3) capacità di seguire istruzioni e eseguire interventi/valutazioni con assistenza; (4) nessuna attività fisica regolare aggiuntiva (oltre all'educazione fisica scolastica) per 2 mesi precedenti; e (5) principiante nell'andare in bicicletta a due ruote (<10 secondi di guida indipendente). I criteri di esclusione includevano: (1) daltonismo; (2) condizioni mediche che limitano l'esercizio (es. asma, convulsioni); (3) storia di lesione cerebrale o disturbi neurologici complessi e (4) obesità [>95° percentile BMI]. Lo screening è stato condotto da uno psicologo e un medico psichiatra, con tratti autistici riportati dai genitori valutati tramite la Social Responsiveness Scale, Second Edition (SRS-2). Dopo lo screening, cinquantasei partecipanti idonei sono stati randomizzati a uno dei quattro gruppi utilizzando la randomizzazione a blocchi (dimensione blocco = 4) per garantire un'allocazione uguale. Al completamento dello studio, i numeri di partecipanti per gruppo erano: LTB (n=13, 1 abbandono a T2), BT (n=12, 2 abbandoni a T2), TW (n=14) e SC (n=12, 2 abbandoni a T2).

INTERVENTI Tutti gli interventi sono durati 2 settimane, comprendendo 8 sessioni (4 sessioni a settimana, 45 minuti ciascuna) in palestre scolastiche/palestre, guidati da un istruttore di ciclismo qualificato (Hong Kong Cycling Association) assistito da aiutanti studenti (rapporto staff-partecipante 1:1). Ogni sessione di intervento consisteva in 10 minuti di preparazione e riscaldamento, 30 minuti di allenamento in bicicletta e 5 minuti di defaticamento. L'intensità dell'esercizio è stata monitorata chiedendo ai partecipanti ogni 10 minuti durante l'esercizio di indicare le loro valutazioni dello sforzo percepito (intervallo target:3-5). La distanza percorsa in bicicletta è stata misurata da tachimetri per i gruppi non stazionari (LTB, TW) per garantire un'esposizione spaziale equivalente. Ai partecipanti è stato dato rinforzo positivo verbalmente con complimenti per i loro sforzi durante gli interventi e i loro miglioramenti sono stati visualizzati attraverso grafici conservati nella camera da letto del bambino a casa (es. elenco di traguardi: distanza; capacità di usare un altro set di ruote e capacità di partire da soli). Per il gruppo di ciclismo stazionario, ai partecipanti è stato fornito un grafico del tempo totale cumulativo trascorso in bicicletta o della distanza equivalente. A parte il gruppo LTB, tutti i partecipanti negli altri gruppi sono stati istruiti su come andare in bicicletta dopo T3 per riconoscere i loro contributi allo studio.

Imparare ad Andare in Bicicletta (LTB): Ai partecipanti è stato chiesto di guidare una bicicletta normale con rotelle. I partecipanti sono poi passati a una bicicletta a due ruote. Per mantenere i partecipanti sulla curva di apprendimento, nel caso in cui i partecipanti avessero padroneggiato con successo l'abilità di ciclismo prima della fine del periodo di intervento, è stato chiesto loro di guidare attraverso un percorso a ostacoli che diventava progressivamente più difficile da navigare. Il percorso a ostacoli è stato progettato da un focus group, che comprendeva quattro insegnanti di educazione fisica delle scuole partecipanti e un istruttore di ciclismo esperto con più di 5 anni di esperienza di coaching.

Bicicletta su Tapis Roulant (BT): I partecipanti in questo gruppo hanno prima imparato come guidare una bicicletta normale con la ruota posteriore e le rotelle su un rullo e la ruota anteriore sul supporto. Poi sono passati a guidare la bicicletta a due ruote con la ruota posteriore su un rullo (senza rotelle), e infine alla bicicletta a due ruote convenzionale sui rulli.

Ciclismo con Rotelle (TW): Ai partecipanti in questo gruppo è stato chiesto di guidare una bicicletta con rotelle per tutto lo studio. Hanno anche guidato attraverso un percorso a ostacoli man mano che diventavano più abili nella guida.

Ciclismo Stazionario (SC): Ai partecipanti in questo gruppo è stato chiesto di pedalare su una bicicletta stazionaria, con i progressi tracciati tramite grafici di tempo/distanza cumulativi.

STATO DELLO STUDIO Reclutamento: 62/62 (completato 30 Giu 2023) Ultima visita dell'ultimo partecipante: 30 Giu 2023 Blocco dei dati: 31 Ago 2024 Il manoscritto principale sarà sottoposto a Autism Journal per la revisione.

SICUREZZA Non si sono verificati eventi avversi gravi; lievi escoriazioni (n=1) sono state trattate sul posto.

FINANZIAMENTO & ETICA Finanziato da RGC General Research Fund 18616522 (HK$814,430). Approvato da HREC-EdUHK 2021-2022-0397 (15 Giu 2022).