トレーニングバランス、または音楽を楽しむことで、注意力、問題解決能力、および/または行動制御能力を向上させることができますか?

実行機能 (EF) は、学校や生活での成功、身体的および精神的健康、生活の質の向上、社会的調和にとって重要です (Miller et al., 2011; Moffitt et al., 2011; Wolfe et al., 2016 ; Wong et al., 2010)。 実際、EF は、社会経済的地位 (SES) や知能指数 (IQ) よりも、学業やキャリアの成功をより予測しやすいことがわかっています (Alloway & Alloway, 2010)。

EF が前頭前皮質 (PFC) およびそれが相互に関連している他の脳領域に依存していることは十分に確立されています (Bunge et al., 2002; Diamond, 2002; Duncan & Owen, 2000)。 最近、多くのバランス（特に、感覚入力が減少した場合（目を閉じるなど）や支持基盤が減少した場合（足を揃える、片足を上げるなど））には PFC が必要であることが実証されました（Bauby & Kuo, 2000; Kwag & Zijlstra, 2022; St George et al., 2021)。 実際、PFC 活動の増加は、高齢者のバランスを維持するために感覚運動障害を補うようであり (St George et al., 2021)、姿勢安定性の外的摂動の後に、背外側 PFC が著しく活性化されることがわかっています (Karim et al., 2014)。 ; 三原ら, 2008)。

運動学習とバランスが小脳と他の相互に関連する脳領域に依存することは十分に確立されています (Glickstein & Yeo, 1990; Morton & Bastian, 2004)。 ただし、重要なのは、小脳が EF で重要な役割を果たすことが示されていることです (Diamond、2000 年; Koziol ら、2014 年; Schmahmann、2004 年、2019 年; Stoodley、2014 年; Strick ら、2009 年)。 小脳は、運動領域、認知領域、感情領域で地形的に組織化されており、PFC と解剖学的に重要な関係があります (Bostan & Strick, 2018; Kelly & Strick, 2003; Stoodley et al., 2012)。 運動発達と認知発達との密接な関連性を裏付ける最近の証拠が増えています (Diamond, 2000; Koziol et al., 2011, 2014)。

EF と運動機能、特にバランスとの間の密接な関係のさらなる証拠は、EF が障害のある子供 (ADHD の子供など) がバランス障害を持つ傾向があるという事実から見ることができます (Bucci et al., 2014; Buderath et al. , 2008; Hassan, 2012; Hove et al., 2015; Jansen et al., 2019; Kim et al., 2017; Shum & Pang, 2009; Zoccante et al., 2021) ADHD と発達障害の間には重複があります。約 30 ～ 50% の協調障害の診断 (Pitcher et al., 2003)。

バランスと EF の間の密接な関係のさらなるサポートは、姿勢の安定性と学業成績との間に正の相関があることを報告する横断研究から得られます (Haynes et al., 2017, 2018; Shachaf et al., 2019)。

最後に、バランス チャレンジを満たすと同時に EF タスクを実行しなければならない場合、両方のパフォーマンスが損なわれ、神経リソースを共有する必要があることが示唆されます (Bustillo-Casero et al., 2017; Fraizer & Mitra, 2007; Möhring et al., 2018; Shorer et al., 2012)。

目的: バランスの改善が EF の改善につながるかどうかを確認すること。

目的と仮説 私たちの主な目的は、8 ～ 12 歳の子供の EF に対する、バランス トレーニング介入による姿勢バランスの改善の効果を判断することです。

トレーニング バランスは、特に感覚入力の減少および/または支持基盤の減少の条件下では、バランスだけでなく EF も改善すると仮定しています。 さらに、バランスの改善の程度は、EF の改善の程度と正の相関があると仮定します。

研究では、姿勢の安定性と EF との関連性が支持されています (Haynes et al., 2017; Mihara et al., 2008; St George et al., 2021)。調整、および/またはマインドフルネス コンポーネント) EFs で調査されたことはありません。 肯定的な結果が得られれば、バランストレーニングプログラムがEFを改善する効果的な方法である可能性があるという最初の証拠となる. EF のバランスを改善する効果をよりよく理解することで、EF トレーニングに対する現在のアプローチが変わる可能性があります。 ここで試されるバランス トレーニングのアプローチには、従来のアプローチよりもいくつかの利点があります。自宅やほとんどの場所で行うことができます。セッションは 15 分しかかからず、費用もかかりません。机に座ったままで）、参加者が楽しく楽しい時間を過ごせることを願っています。

介入による利益の一部は、参加者が介入が利益を生み出すと期待しているという理由だけでもたらされるため、参加者が EF を改善できると期待する実薬対照条件が必要でした (Boot et al., 2013; Simons et al., 2016)。 期待は自己充足的予言になる可能性があるため (Jenner et al., 1990; Rosenthal & Jacobson, 1968)、同様の利益期待を生み出すアクティブ コントロール条件が必要でした。 音楽を聴くことが認知症または認知機能低下のある成人の認知機能を改善するという証拠があるため、ミュージック ビデオの視聴がアクティブ コントロール条件として選択されました (Baird & Samson, 2015; Cuddy et al., 2015; Narme et al., 2014; Samson et al., 2015; Särkämö et al., 2008)、音楽を演奏すると子供の EF が向上する可能性がある (Bowmer et al., 2018; Holochwost et al., 2017; Sachs et al., 2017))、音楽を聴くと気分が改善する ( Kemper & Danhauer, 2005; Raglio et al., 2015)、気分の改善は EF の向上につながります (Ashby et al., 1999; Isen, 2000; Yang et al., 2013)。 ただし、(a) 子供の参加は受動的であり (彼らはただの消費者であり、見て聞いているだけである)、(b) 楽しいミュージック ビデオを見る行為は、 EFに対するあらゆる要求（バランスエクササイズを行うべきですが）。

治療なしのグループは、音楽条件がいくつかの小さな EF 利益を生み出す場合に含まれます。この場合、バランスと音楽条件の間の利益の差は重要ではない可能性があります。 しかし、バランス条件は治療なしよりも大幅に大きな EF 利益を生み出す一方で、音楽条件は、EF 利益をまったく生み出すとしても、治療なしよりも大幅に大きなものを生み出すことはないと予想されます。

母集団の研究 有意水準 0.05 を仮定すると、G*Power 3.1 を使用した検出力分析 (Faul et al., 2007) は、中程度の効果サイズ (d ' = 0.5) 時間の経過に伴う EF の変化、および子供の EF またはバランス トレーニングに関する他の研究からの知見に基づいた時間の経過に伴う子供の姿勢の揺れの改善 (re: EF トレーニング: Diamond & Ling, 2019 によるレビューを参照; re: バランス、例えば参照; Granacher et al., 2011; Heleno et al., 2016)。

潜在的なドロップアウト率とコンプライアンス違反率を考慮して、参加者の 10 ～ 20% が調査を完了しないことを許可しています。 したがって、私たちの目標は、108 人の参加者を募集することです (条件ごとに 36 人)。

研究デザイン 研究介入は、バランス トレーニング (BT)、音楽トレーニング (MT)、および通常業務から構成されます。 BT および MT 介入は 12 週間、週 3 セッション、各 15 分間、および研究スタッフのメンバーとの週 1 回のチェックイン セッションで実行されます。 通常のグループの場合、参加者は介入しません。 EF とバランスの評価は、ベースライン、12 週間後、およびその 3 か月後に行われます。

BT の場合、セッションには、ダイナミック (つまり、歩きながら頭の上で本をバランスをとってバランスをとるなど、動きながらバランスをとる課題) と静的バランス演習 (つまり、片足で立つなど、静止しながらバランスをとる課題) の組み合わせが含まれます。

MT の場合、参加者は各子供の特定の興味に合わせて毎週 10 本のミュージック ビデオにアクセスでき、その中から 4 つを選択して任意のセッションで視聴できます。

評価 コア EF スキル、作業記憶 (WM)、抑制制御 (IC)、および認知的柔軟性 (CF) に加えて、問題解決と計画の高次 EF スキルを評価するために、次の検証済みテストが実施されます。バック (WM)、数字の並べ替え (WM)、ハートとフラワー (WM、IC (応答抑制)、および CF)、フランカー/リバース フランカー (IC (選択的注意) および CF)、ストループ (IC および CF)、ファーマー ジョー (聴覚の持続的な注意)、ロンドン塔 (計画と問題解決)、およびデザインの流暢さ (創造的な問題解決)。 正確さと反応時間の両方のスコアが記録されます。

静的バランスを評価するために、子供の圧力の中心は、Wii バランス ボードを使用して、目を開けて目を閉じた次の姿勢で測定されます。後足のつま先が前足のかかとにほとんど触れている他のもの、および3）片足で立っている片足歩行。

動的バランスを評価するために、参加者が目を開けた状態でウォブルボードに立っているバランスを維持できる最大時間を測定します。

統計分析

まず、連続結果変数の分散が正規分布しており、条件全体でほぼ等しいかどうかを調べます。 変数の分布特性は、Kolmogorov-Smirnoff の適合度検定とヒストグラムの検査によって評価されます。 このようなグラフィカルな検査により、正規性からの重要な逸脱が KS 検定によって見落とされたかどうかが明らかになります。 等分散性は、Levene 検定を使用して評価されます。 偏差が見つかった場合、正規性への準拠を改善するために、対数などの数学的変換が適用されます。 数学的変換後でも正規性の仮定が満たされない場合は、ノンパラメトリック フリードマン検定を使用します。これは、調査にさまざまな時点で繰り返される結果測定が含まれているためです。

グループが年齢などの背景変数で有意に異なるかどうか、およびこれらの変数のいずれかが結果変数に有意に関連しているかどうかを調べます。 有意な効果を示すバックグラウンド変数を制御します。

バランストレーニングプログラムがバランスの改善に効果的かどうかを判断するために、混合モデル回帰を使用して、介入前の3つのグループすべての静的および動的バランステストでの参加者のパフォーマンスを比較します（グループ間に違いがあったかどうかを教えてください開始時）、介入後、および 3 か月後のフォローアップ（介入期間の直後および/または 3 か月後、いずれかのグループが他のグループよりも有意に優れているかどうかを示すため）。 有意な結果が見つかった場合は、事後ペアワイズ比較を行い、どのグループが互いに有意に異なるかを確認します。 テューキーまたはボンフェローニ補正を使用して、偶然に有意差を発見する可能性を高める可能性のある多重比較を補正します。 また、改善の程度 (介入前から介入後、介入前から 3 か月後のフォローアップまで) を比較して、他のグループよりも改善したグループがあるかどうかを確認し、重要な場合は事後ペアワイズ比較を行います。効果が見られます。

いつものように音楽やビジネスを楽しむよりも、トレーニングのバランスが EF を改善したかどうかを判断するために、混合モデルの回帰を再度使用します。 バランス評価について上記で説明したように、介入前、介入後、および3か月のフォローアップで3つのグループすべてを比較します。 有意な結果が見つかった場合は、事後ペアワイズ比較を行い、どのグループが互いに有意に異なるかを確認します。 テューキーまたはボンフェローニ補正は、多重比較の補正に使用されます。 また、改善の程度を比較して、どのグループが他のグループよりも改善したかを確認します。

バランス パフォーマンスの改善の程度が EF の改善の程度に有意に関連しているかどうかを判断するために、ピアソン相関を使用します。 また、EF 変化に対する動揺面積の変化の媒介効果を推定するために、係数差法を使用した媒介分析を行います (Mackinnon et al., 2007)。