感情に訴えるインテリジェントスペースの影響を判断する (EIS)

具体的な目的

マウンテンウェスト（MW）の農村地域に住む幼い子どもの割合は全国平均よりも高く、健康や教育の成果が低下するリスクがより高くなります。 提案されたプロジェクトは、将来のメンタルヘルスと学業成果を支える重要な認知スキルである、幼い子どもたちの自己調整能力を向上させることを目的としています。 自己調整は、うつ病や不安症などのさまざまな精神疾患の有望な治療法として研究されています。 縦断的研究では、幼稚園児の自己調整スキルと20年後の抑制コントロールとの間に強い関連性があることが示されている（抑制コントロールは薬物乱用、犯罪、精神障害によって示された）。 抑制制御の欠如は、全国規模の縦断研究によって示唆されているように、MW 地域の成人の間で顕著な問題であり、いくつかの MW 州の平均スコアは米国で最下位近くにランクされています 7 (例: アイダホ #37、ワイオミング# 46、ネバダ#50）。 また、いくつかの早期読み書きや数学への介入研究で示されているように、研究では早期の自己調整スキルが長期的な学力成績と関連付けられており、発達に敏感な年齢期（3～6歳）の自己調整を対象とした介入の緊急の必要性がさらに強調されています。 。 農村部の子どもたちの健康と教育の格差を減らすために、子どもたちの自己調整、生理学的、認知的成果に対する革新的な介入メカニズムである感情インテリジェントスペース（EIS）の有効性をテストすることを提案します。

EIS は 2 つの 3 x 5 平方で構成されます。 フィート LEDライトを備えた木製の壁パネルで、90度の半プライベート空間を作り出します。 適応可能な色の照明は、共同研究者が発表した先行研究11に基づいて開発された機械学習アルゴリズムによって制御されます。 EIS は人工知能の力を利用して、デジタル リストバンドによって収集された生理学的データから子どもの感情をリアルタイムで検出し、これらのデータを子どもの感情に適切に反応する環境の変化 (つまり、適応可能な色の照明) に変換します 12,13。 EIS の色付き照明は、幼児 (3 ～ 6 歳) の発達に適した介入メカニズムであり、非侵襲性、適応性、応答性が高く、低コストの設計となっています。

この提案の目的は、準実験デザインを使用して、子供の行動的、生理学的、および認知的結果に対する EIS の影響を判断することです。 ID州モスクワ近郊の農村部に住む40人の子どもたちが、I大学の研究拡大プログラムや農村社会学・経済学プログラムなどの既存の協力関係を通じて募集される。 EIS は、幼い子供を持つ農村部の家族が直面する多くの課題（例えば、手頃な価格で質の高い医療および教育リソースへのアクセスが限られているなど）を軽減する可能性があります。 以下に挙げる具体的な目的には、子供の年齢、性別、社会経済的地位 (SES) が共変量として含まれます。

具体的な目的 1: EIS が子供の自主規制に影響を与えるかどうかを判断すること。 私たちは、EIS 条件下では、ベースライン条件下よりも子供たちがより良い自己調整を示すだろうと仮説を立てています。

具体的な目的 2: EIS が子供の生理学的反応に影響を与えるかどうかを判断すること。 私たちは、EIS 状態にある子供たちは、ベースラインスコアと比較して、ストレス反応の低下（例、電気皮膚反応、体温、血液量脈拍の改善）を示すだろうと仮説を立てています。

具体的な目的 3: EIS が子供の認知能力に影響を与えるかどうかを判断すること。 私たちは、EIS カラー治療を受けた子供たちは、ベースライン条件下でのスコアよりも認知能力スコアが向上すると仮説を立てています。

研究戦略

参加者にアプローチします。 先験的検出力分析 (後のセクションで説明) に基づいて、アイダホ大学 (アイダホ大学) が拠点とするアイダホ州モスクワ近郊の農村部にある地元の幼児プログラムから定型発達の子供 (3 ～ 6 歳) 40 人を採用します。 I) が位置する。 予備検査は、PI の在宅部門と提携している児童発達研究室で子供たちを対象に実施されます。 すべての参加者は、資格を決定するために色覚異常評価 (つまり、石原色覚検査) を受けます。

設定。 この研究は、I大学メインキャンパスのニコルズビルにあるラムゼイリサーチスイートで行われます。 EIS は、幅 20 フィート 6 インチ、長さ 45 フィート、天井高 9 フィート 9 インチの研究室の一角に安全に設置されます。 部屋には東側に３つの窓があり、常にブラインドを閉めて最適な温度を保っています。 研究室のパフォーマンスエリアには丸テーブルが 4 脚、椅子が 4 脚あります。 研究室には白い壁、ビニールの床、薄暗い蛍光灯があります。

私たちの介入メカニズムであるEISは、2枚の二重層の木製パネルで構成されています。 各パネルは幅 3 フィート、高さ 5 フィートで、2 層の木材で作られており、カラー LED ライトがパネル全体に均一に拡散します。 EISは参加者の左側と前方に設置され、90度の半プライベート空間を作り出します。

研究方法。 反転グループ内設計 (ABAB) 手法が使用されます。 最初のフェーズ A では、従属変数、つまり介入が導入される前の自然光の下での子供の行動レベルのベースラインとコントロールが確立されます。 従属変数（つまり、自己調整、生理学的反応、認知能力）が介入の導入によって変化し、介入の除去によってベースラインスコアに戻った場合、治療の強力な証拠があると結論付けることができます。効果。 ABAB 設計により、このプロジェクトの内部妥当性が大幅に高まります。

手順。 参加する保護者は研究チームに連絡して、最初の会議 (1 日目) をスケジュールします。そこで 5 つのタスクを完了します。 1) 研究者が研究手順について説明します。 2) 参加する子供の保護者は、インフォームドコンセントフォームに署名し、人口統計調査に記入します。 3) 各子供は、研究への適格性を判断するために色覚異常検査を受けます。 対象となる参加者は、通常、色覚異常のない発育中の子供たちです。 4) 資格のある参加者は、ランダムに配置された 6 つの色のカード (赤 5R 7/8、黄 5Y 9/8、緑 5G 7/8、青 5B 6) の中から 3 つの基本的な感情 (悲しい、幸せ、怒り/恐怖) を表す色を選択します。 /8、紫 5P 7/8、および白 N 9.5）は、共同研究者の以前の研究で使用されたマンセル表色系の主要な色族を表します36。 それぞれのお子様の好みの色が治療条件に使用されます。 5) 保護者は実験のために別の予約を入れます。

実験当日（2日目）、訓練を受けた研究助手がまず参加児童の口頭による同意を得ます。 次に、研究助手は子供を研究室に案内し、プロトコルを説明し、子供にデジタルリストバンドを着用し、リストバンドを着用したままタスクを練習するように頼みます。 各実験条件の開始時に、子供は、EIS 感情解釈データを三角測量するために Q ソート (さまざまな感情を表す顔を持つグラフ) を使用して現在の感情状態を説明するように求められます。 ベースラインを確立するために、子供たちはタスク (頭・つま先・膝・肩 [HTKS] フォーム A およびウッドコック・ジョンソン 4 [WJ-4] 認知評価フォーム A) を完了します。これには 5 ～ 7 分かかります。 HTKS タスクはビデオ録画され、自主規制コーディングに使用されます。 その後、子供は別の部屋に行き、研究助手が治療条件を段階的に設定する（つまり、子供の好みの色をコンピュータにプログラムする）間、5分間休息します。 次の治療条件では、子供たちは短い休息期間の後に研究室に戻り、ベースライン条件で完了した 2 つのタスクの並行バージョン (つまり、内部妥当性に対する脅威を軽減するための HTKS と WJ-4 フォーム B) を完了します。 EISの存在。 各子供は、別のベースラインおよび介入条件のセットを使用して同じ手順を繰り返します。 データ収集セッション全体には 30 ～ 40 分かかります。 休憩時間にはお子様向けに軽食をご用意しております。 参加者には、インセンティブとして 40 ドルのギフトカードと本やおもちゃが贈られます。

対策。 子どもの自己調整と認知能力に対する EIS の影響は、複数の尺度を使用して評価されます。 この研究の 3 つの成果には、子どもの自己調整、生理学的反応、認知能力が含まれます。 各結果は、ベースラインおよび治療条件の下で測定されます。 これらの測定は、以下に示すそれぞれの特定の目的に基づいて説明されます。

目標1. EISが性別、年齢、社会経済的地位（SES）を管理しながら、子どもの自己規制に影響を与えるかどうかを判断する。 目標 1 (自己調整) の結果は、子供の自己調整を評価する HTKS タスクによって測定されます。 このタスクには、抑制制御、注意力、作業記憶などの認知スキルが必要です。 子どもたちは、実験者の言うことと逆のことをしなければならないゲームをするように求められます。 これは十分に検証され信頼できる自主規制の手段です。

目的 2. 年齢、性別、SES を管理しながら、EIS が子供の生理学的反応に影響を与えるかどうかを判断すること。 目標 2 (生理学的反応) の結果は、E4 リストバンドによって測定されます。 生理学的データ (ガルバニック皮膚反応、体温、血液量脈拍など) は、医療グレードのウェアラブル デバイス (E4 リストバンドなど) を使用してリアルタイムで収集されます。

目的 3. 年齢、性別、SES を調整しながら、EIS が子供の認知能力に影響を与えるかどうかを判断すること。 目標 3 (認知パフォーマンス) の結果は、WJ-4 - Number Reversed サブセットによって測定されます。 WJ-4 は、進行中の認知プロセスに必要な情報を取得して保持する幼児の能力を評価する、簡潔で年齢に適した十分に検証された認知能力評価です。

共変量 (つまり、子供の年齢、性別、SES) は、人口統計上のアンケートで測定されます。 SESは世帯年収と親の最終学歴に基づいて計算されます。 複合 SES スコアは、-3.02 ～ 18 の範囲の z スコアの重み付けされていない合計として計算されます。

統計分析。 反復測定 ANCOVA を使用して、ベースライン条件と介入条件下での生理学的スコア、自己調整スコア、および認知平均スコアを比較します。 共変量 (つまり、子供の性別、年齢) を調整した後、時点 1-2 (A-B)、2-3 (B-A)、および 3-4 (A-B) の間で従属変数に差がないという帰無仮説を検定します。 、SES）。