深刻な脳性麻痺のある子供や若者の目を追跡するワーキングメモリトレーニング

ワーキングメモリ（WM）は、最適な日常生活機能に重要な高次認知能力を含むコアエグゼクティブ関数（EF）の1つです。 WMは、もはや知覚的に存在しない情報を一時的に保存する能力として定義されているため、意思決定、問題解決、推論などの意味のある目標指向行動のために操作することができます。 WMには、コンテンツで定義された2つの主要なコンポーネント、口頭WMおよび（非言語）視覚空間WMが含まれます。 口頭WMは、文字、単語、数字、または名前のあるオブジェクトなどの言葉による情報を一時的に保存する責任があり、言語開発と読解力の強力な予測因子です。 視覚空間WMは、眼球運動システムの基本的な成分である視覚的知覚機能であり、算術性能の強力な予測因子です。 WMは、現時点でタスクを正常に実行するために、過去の経験から保存された情報の検索を支援するアクティブな長期メモリに関連しています。 WMは、電話番号を覚えるなどの単純なタスクから、学習、リテラシーの学業成績、計算、科学、または言語理解に関連する非常に複雑なタスクまで、ほとんどの（すべてではないにしても）毎日の活動に実際に関与しています。

人間の認知の中心的な制限の1つは、制限されたWM容量、つまり、一度に保存および操作できる情報の量と期間です。 低いWM容量は、すべての子供の約15％に影響を及ぼし、そこから80％以上が教育の不足のリスクが非常に高いです。 その神経基盤の観点から、以前の研究は、刺激型に応じて、いくつかのバリエーションで、WMパフォーマンスにおける前頭頭頂ネットワークの重要な役割を一貫して提唱しました。 一般的に発展している（TD）人々では、WMは脳内の多くの構造的成熟プロセスとともに、子供の頃と思春期のピークを通じて発展し続けています。 重要なWM欠損は、一連の神経発達障害で説明されています。

脳性麻痺（CP）は、小児期の重度の身体障害の最も一般的な原因であり、1000人のライブ出産あたり1.6-3.4の有病率です。 それは、発達中の胎児または乳児の脳の非進行性病変に起因する動きと姿勢の発達障害のグループで構成されています。 CPは、痙性、薄膜、運動障害、混合形態に分類され、個人の機能は軽度から重度の制限までの範囲です。 CPでは、すべての人の41％が独立して歩くことができず、23％が手を使用してオブジェクトを処理できず、32％は非言語的です。 運動障害には、認知と行動の障害が頻繁に伴うことがよくあります。 CPのEFは、特に、運動および口頭のスキルに依存しない適切な評価ツールを見つける際の課題のためにこれらの障害が見落とされる傾向があるCPの非周unおよび非言語的症例では、これまでに過少報告されています。 つまり、CPの重度の運動障害のある子供の36.8％のみが、軽度のCPの子供の96.5％と比較して、認知機能を評価しています。 口頭および視覚空間の両方のWM赤字は、機能制限の重症度が増加するにつれて、あらゆる形態のCPに存在しているようです。 CPでは、WM赤字は、読解力の障害と算術の困難に関連しています。 学習困難は、CPのすべての人の40〜50％で約40％と視覚的知覚障害で存在します。

中枢神経の変化に加えて、CPの子供は、固有の心拍数の変動性（HRV）の減少によって証明されるように、自律神経系（ANS）の機能の変化も示しています。 TD集団では、WM（および一般的にEFS）のより高いパフォーマンスは、副交感神経ANSドライブの確立されたマーカーであるHRVの増加に強く関連しています（「RESTと消化」の促進）。 これは、HRVが重要なマーカーインデックスを形成する効果的な認知機能も形成することを示唆しています。 TDでは、HRVの増加には、安静状態の機能的脳のつながりの増加が伴います。 CPにおけるHRVの違いの相対的な寄与と、EF欠損との関係と、WMに関連すると以前に特定されたコア機能的接続ネットワークとの関係の調査は、以前の研究では対処されていません。

重度の運動障害のあるCPを持つ人々は、支援および代替コミュニケーションデバイス（AAC）および教育とレジャーのためのコンピューターへのアクセス方法として、視線追跡技術の恩恵を受けます。 目の動きは赤外線センサーで追跡され、子供が関心のあるアイコンをナビゲートして選択できる画面上のカーソルの動きに変換されます。 CPの非言語的子供は、特に痙性CPで顕著な言語理解の障害があります。 視線追跡技術は、コミュニケーションの結果の増加につながり、活動レベル、参加レベル、自己効力感、自尊心を通じて生活の質にプラスの影響を与えます。 否定できない利点を念頭に置いて、AACの使用はWMに大きな要求をもたらします。 たとえば、欲求とニーズを表現するには、これらの子供たちは興味のあるシンボルを覚えておく必要があります。その間、すべてのシンボルが同時に存在するわけではなく、最も効率的なパスを思い出し、気晴らしの可能性を阻害し、最終的にターゲットシンボルを見つけて選択する必要があります。 AACシステムの使用は、WM能力が低い子供にとって本当に挑戦する可能性があり、テクノロジーの中止と機会と福利厚生の喪失につながる可能性があります。 CPの人は、TDの人と比較して眼球運動の質が低いことも示されていますが、目の動きの精度は集中的な視線追跡トレーニングを通じて改善できます。 さらに、視線追跡方法は、CPの人ではまだ調査されていないが、重要な臨床的意味を保持する可能性のあるWMのインデックスに成功するために、以前に使用されていました。

コンピューター化されたWMトレーニングは、WM容量と全体的な認知機能を高める大きな可能性を備えた、斬新で非侵襲的治療オプションとして登場しました。 EFは容量の制約を共有し、他の認知機能に対するWMトレーニングの一般化された効果を説明する神経システムを重複させています。 最近の系統的レビューでは、CPにおける認知的介入に関する既存の証拠を統合し、とりわけ、WMトレーニングプログラムにおける既存の証拠の低品質と、CPでの将来のより強力な研究の必要性を強調しました。 認知介入の以前の研究（一般的に）は、活動介入からの範囲で、認知能力を高めます（すなわち。 Mi-Yoga Mindfulnessベースの動きプログラム、Move-It-to-Improve-It（MITII）、CogMed WMトレーニング（CWMT）などの特定のトレーニングプログラムに対する登山、踊り、Hippotherapy）。 重度の運動障害のため、重度のCP（GMFCSレベルIV-V）のゴールグループは、登山、ダンス、ヒポ療法の活動介入を実行することができません。 さらに、Mi-YogaやMITIIなどのムーブメントベースのプログラムを実行することはできず、CWMTプログラムは、視力デバイスを使用してコンピューターにアクセスできる厳しいCPを持つ子供や若者のための最も実行可能なトレーニングプログラムとして残します。 その他のコンピューター化された介入トレーニングプログラムには、スマート（開発段階で、WMトレーニングに固有ではなく、プロジェクトの目標を達成するのに役立ちません）、およびNeuronup（https://www.neuronup.com/; 現在、軽度のCPでRCTの公開されている研究プロトコルのみがあるのは、WMトレーニングに固有ではなく、一般的なエグゼクティブ機能に依存していますが、著者はまだ結果を公開していないため、一般的に認知能力を高めるための使用をサポートする証拠はありません。

CWMTは現在、最も使用されているトレーニングソフトウェアであり、さまざまな集団での有効性について最も経験的な証拠が利用可能です。 ソフトウェア自体は、アルゴリズムを使用した適応トレーニングに依存しています。つまり、WMタスクの難しさは、WM容量に挑戦するために常に最高に保たれていますが、各ユーザーの能力に適合しています。 WMトレーニングは、繰り返され、カスタマイズされたトレーニングに依存する神経可塑性の理論に強く影響されます。したがって、適応アルゴリズムです。 Neuroplasticity changes have been reported after in different populations as well as in premature children (including few participants with CP). CWMTを使用した広範な研究にもかかわらず、一般的な結論は、トレーニングの結果としてのWM容量の増加が繰り返し移動効果を繰り返し示しているが、決定的でない遠移動および保持効果を示しているということです。 CWMTは、さまざまな理由でこのプロジェクトで使用するのに最適なWMトレーニングソフトウェアです。（1）WM容量を高めるために特別に設計されています。これは、一般的な機能を改善することを目的とする他​​のコンピューター化されたトレーニングプログラム（認知柔軟性、注意などを含む）には当てはまりません。これは、このプロジェクトの主な目標は主にWM容量の変更を評価することであり、次にスキルが他のエグゼクティブ機能に転送される場合、考慮すべき重要なポイントです。 （2）CWMTプログラムは、高品質の研究で調査されたWM能力へのプラスの影響の実質的に多くの証拠を持っています。（3）トレーニングは合計25セッションで構成されており、各セッション内のタスクは、CPとしてCPとして特徴づけられる異常性を考慮して、ターゲットとカスタマイズされたトレーニング体験を提供します。 （4）CWMTセッションは、視力装置を使用して実行できます。これは、重度のCPを持つ子供と若者の目標グループにとって重要です。

CPでのWMトレーニングの有効性は、ほとんど未調査のままです。 研究者の知識にとって、CWMT（これまでで最も経験的な証拠を備えたトレーニングプログラムとして、WM能力を改善するためのトレーニングプログラムとして）を使用した唯一の研究は、視覚空間スキル、阻害、音韻処理など、訓練後の訓練後のトレーニング後の大幅な改善を報告しました。 非常に低く、非常に低い出生体重の子供でCWMTを使用した2つの研究（各研究にはCPの2人の参加者が含まれていました）も、6ヶ月のフォローアップで保持されているほぼ移動効果と遠移動効果の両方を報告しました。 有望な結果はありますが、これらの研究は重度の運動障害のあるCPの子供を除外し、重要性の知識にギャップを残して調査する必要があります。