심한 뇌성 마비가있는 어린이와 청소년의 시선 추적 작업 기억 훈련

작업 메모리 (WM)는 최적의 일상 생활 기능에 중요한 고차인지 능력을 포함하는 핵심 경영진 기능 (EF) 중 하나입니다. WM은 더 이상 지각 적으로 존재하지 않는 정보를 일시적으로 저장하는 능력으로 정의되어 의사 결정, 문제 해결 및 추론과 같은 의미있는 목표 지향적 행동을 위해 정보를 조작 할 수 있습니다. WM에는 구두 WM 및 (비언어적) Visuospatial WM이 포함되며, 콘텐츠로 정의 된 두 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다. Verbal WM은 글자, 단어, 숫자 또는 이름 지정 가능한 대상과 같은 구두 정보를 일시적으로 저장하는 책임이며 언어 개발 및 독해력을 강력하게 예측합니다. Visuo 공간 WM은 시각 운동 시스템의 기본 구성 요소, 시각적 지각 기능이며 산술 성능의 강력한 예측 변수입니다. WM은 현재 작업을 성공적으로 실행하기 위해 과거 경험에서 저장된 정보를 검색하는 적극적인 장기 기억과 관련이 있습니다. WM은 전화 번호를 기억하거나 지침을 기억하는 것과 같은 간단한 작업, 학습과 관련된 매우 복잡한 작업, 문해력, 수리 및 과학 또는 언어 이해와 관련된 매우 복잡한 작업에 이르기까지 대부분의 (전부가 아닌 경우) 일상 생활 활동에 실질적으로 관여합니다.

인간인지의 중심 한계 중 하나는 제한된 WM 용량, 즉 한 번에 저장 및 조작 할 수있는 정보의 양과 지속 시간입니다. 낮은 WM 용량은 모든 어린이의 약 15%에 영향을 미치며 80% 이상이 교육 과잉의 위험이 매우 높습니다. 신경 기반의 관점에서, 이전 작업은 자극 유형에 따라 일부 변동으로 WM 성능에서 전두엽-부모 네트워크의 중요한 역할을 지속적으로 제시했습니다. 전형적으로 발달하는 (TD) 사람들에서 WM은 청소년기의 어린 시절과 피크와 함께 뇌의 여러 구조적 성숙 과정과 함께 계속 발달하고 있습니다. 유의 한 WM 결손은 일련의 신경 발달 장애에서 설명되었습니다.

뇌성 마비 (CP)는 어린 시절의 심각한 신체 장애의 가장 흔한 원인으로, 1000 개의 라이브 바이러스 당 1.6-3.4입니다. 그것은 발달하는 태아 또는 유아 뇌의 비 방해성 병변에 기인 한 운동 및 자세의 발달 장애 그룹으로 구성됩니다. CP는 경련, 장애 적, 운동 실조 및 혼합 형태로 분류되며, 개인의 기능은 경증에서 중증 수준의 한계에 이르기까지 다양합니다. CP에서는 모든 사람들의 41%가 독립적으로 걸을 수없고 23%는 손을 사용하여 물체를 처리 할 수 ​​없으며 32%는 비언어적입니다. 운동 장애는 종종인지와 행동의 손상을 동반합니다. CP의 EF는 현재까지, 특히 모터 및 구두 기술에 의존하지 않는 적절한 평가 도구를 찾는 데 어려움을 겪기 때문에 이러한 장애가 간과되는 경향이있는 CP의 비 방해제 및 비언어적 사례에서는 현재까지 과소보고되었습니다. 즉, CP에서 심각한 운동 장애가있는 어린이의 36.8%만이 CP가 경미한 어린이의 96.5%에 비해인지 기능을 평가했습니다. 기능적 한계의 심각성이 증가함에 따라 구두 및 Visuospatial WM 결손은 모든 형태의 CP에 존재하는 것으로 보인다. CP에서 WM 결손은 독해력과 산술적 어려움을 손상시키는 것과 관련이 있습니다. 학습 어려움은 약 40%에 존재하며 CP를 가진 모든 사람들의 40-50%에서 시각적 관용 장애가 있습니다.

중심 신경 변경 외에도 CP를 가진 어린이는 고유의 감소 된 심박수 변동성 (HRV)에 의해 입증 된 바와 같이 자율 신경계 (ANS)의 변경된 기능을 보여줍니다. TD 인구에서, WM (및 EFS)의 높은 성능은 부교감 성 ANS 드라이브의 확립 된 마커 인 HRV 증가와 밀접한 관련이있다 ( 'REST and DIGEST'). 이는 HRV가 또한 중요한 마커 인덱싱 효과적인인지 기능을 형성한다는 것을 시사한다. TD에서 증가 된 HRV에는 휴식 상태 기능성 뇌 연결이 증가합니다. CP에서의 HRV 차이의 상대적 기여에 대한 조사 및 EF 결함과의 관계 및 이전에 WM과 관련된 핵심 기능 연결 네트워크와의 관계는 이전 연구에서 다루지 않았다.

심각한 운동 장애가있는 CP는 보조 및 대체 커뮤니케이션 장치 (AAC) 및 교육 및 여가를위한 컴퓨터에 대한 접근 방법으로 시선 추적 기술의 혜택을받습니다. 안구 움직임은 적외선 센서에 의해 추적되며 화면의 커서 움직임으로 변환되어 어린이가 관심있는 아이콘을 탐색하고 선택할 수 있습니다. CP를 가진 비언어적 어린이는 언어 이해력이 크게 손상되었으며, 특히 경련 CP에서 두드러졌습니다. 시선 추적 기술은 의사 소통 결과를 증가 시키며 활동 수준 증가, 참여 수준, 자기 효능 및 자존감을 통해 삶의 질에 긍정적 인 영향을 미칩니다. 부인할 수없는 혜택을 염두에두고 AAC의 사용은 WM에 큰 요구를 부여합니다. 예를 들어, 욕구와 필요를 표현하기 위해,이 아이들은 관심의 상징을 기억해야하며, 모든 것이 동시에 존재하는 것은 아닙니다. 가장 효율적인 경로를 기억하고 가능한 산만 함을 억제하고 결국 목표 기호를 찾아서 선택하는 것입니다. AAC 시스템의 사용은 WM 용량이 낮은 어린이에게는 실질적인 도전이 될 수 있으며, 기술 중단과 기회와 혜택의 상실을 초래할 수 있습니다. CP를 가진 사람들은 또한 TD 사람들에 비해 아이 운동의 질이 낮을 수 있지만 집중적 인 시선 추적 훈련을 통해 안과 운동 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 또한, 시선 추적 방법은 이전에 CP를 가진 사람들에서 아직 조사되지 않았지만 중요한 임상 적 영향을받을 수있는 방법 인 WM을 성공적으로 인덱싱하는 데 사용되었습니다.

컴퓨터 화 된 WM 훈련은 WM 용량과 전반적인인지 기능을 향상시킬 수있는 큰 잠재력을 가진 새로운 비 침습적 치료 옵션으로 등장했습니다. EF는 용량 제약을 공유하고 겹치는 신경 시스템을 가지고 있으며, 이는 다른인지 기능에 대한 WM 훈련의 일반화 된 효과를 설명합니다. 최근의 체계적인 검토는 CP의인지 개입에 대한 기존의 증거를 합성하여 WM 훈련 프로그램의 기존 증거의 품질과 CP의 미래,보다 강력한 연구의 필요성을 강조했습니다. 인지 개입 (일반적으로)에 대한 이전의 연구 (일반적으로)는 활동 중재에서인지 능력을 높이기 위해 (즉, Mi-Yoga Mindfulness 기반 운동 프로그램, Move-It-to-Improve-IT (MITII) 및 COGMED WM Training (CWMT)과 같은 특정 교육 프로그램에 대한 등반, 춤, 해마. 심각한 운동 장애로 인해 심각한 CP (GMFCS 레벨 IV-V)의 목표 그룹은 등반, 춤, 해마 요법의 활동 중재를 수행 할 수 없습니다. 또한 Mi-Yoga 및 MITII와 같은 운동 기반 프로그램을 수행 할 수 없으며 CWMT 프로그램을 눈으로 추적하는 장치를 사용하여 컴퓨터에 액세스 할 수있는 심각한 CP를 가진 어린이 및 청소년을위한 가장 실행 가능한 교육 프로그램으로 남겨두고 있습니다. 다른 전산화 된 중재 훈련 프로그램은 Smart (개발 단계에서는 WM 교육에만 국한되지 않으므로 프로젝트 목표를 달성하는 데 유용하지 않음) 및 Neuronup (https://www.neuronup.com/; WM 교육에만 국한된 것이 아니라 일반적으로 경영진)), 현재 경미한 CP에 RCT의 공개 된 연구 프로토콜만이 있지만 저자는 아직 어떤 결과도 게시하지 않았으므로 일반적으로인지 능력을 높이기위한 사용을 뒷받침 할 증거가 없다.

CWMT는 현재 다른 인구의 효과에 대한 가장 경험적 증거를 가진 가장 많이 사용되는 교육 소프트웨어입니다. 소프트웨어 자체는 알고리즘을 사용하여 적응 형 교육에 의존합니다. WM 훈련은 반복되고 맞춤화 된 훈련에 의존하는 신경 가소성 이론에 의해 크게 영향을받으며, 따라서 적응 형 알고리즘입니다. 신경 가소성 변화는 다른 인구와 조산소 (CP를 가진 참가자 몇 명 포함)에서보고되었습니다. CWMT를 이용한 광범위한 연구에도 불구하고, 일반적인 결론은 훈련의 결과로 증가 된 WM 용량이 거의 전환 효과가 반복적으로 나타 났지만 결정적이지 않은 원거리 전환 및 유지 효과는 나이, 인구, 훈련 유형 및 기간에 크게 의존한다는 것입니다. CWMT는이 프로젝트에서 다양한 이유로 사용할 수있는 최고의 WM 교육 소프트웨어입니다. (1) WM 용량을 높이기 위해 특별히 설계되었으며, 이는 일반적으로 경영진 기능을 개선하기 위해 (인지 적 유연성,주의 등)를 목표로하는 다른 전산화 된 교육 프로그램의 경우에는 그렇지 않습니다. 이 프로젝트의 주요 목표는 주로 WM 용량의 변경 사항을 평가하는 것입니다. 기술이 다른 경영진 기능으로 전달되는 경우 이는 중요한 시점입니다. (2) CWMT 프로그램은 고품질 연구에서 탐구 된 WM 용량에 대한 긍정적 인 영향에 대한 실질적으로 더 많은 증거를 가지고 있으며, (3) 총 25 개의 세션으로 훈련이 구성되어 있으며, 각 세션 내의 작업은 참가자의 능력에 적응하여 CP를 진단으로 특성화하는 이질성을 제공하는 대상 및 맞춤형 교육 경험을 제공합니다. (4) CWMT 세션은 시선 추적 장치를 사용하여 수행 할 수 있으며, 이는 CP가 심한 어린이 및 청소년의 목표 그룹에 중요합니다.

CP에서의 WM 훈련의 효과는 크게 탐구되지 않습니다. 연구자들의 지식에 따르면, Spastic CP를 가진 어린이의 CWMT를 사용한 유일한 연구 (WM 용량을 개선하기위한 가장 경험적 증거를 가진 훈련 프로그램)는 Visuo 공간 기술, 억제 및 음성 처리를 포함하여 거의 전환 및 원거리 기술에서 훈련 후 크게 개선 된 것을보고했습니다. CWMT를 극도로 낮고 매우 낮은 출생 중량 아동에서 사용한 두 가지 연구 (각 연구는 CP를 가진 두 명의 참가자)도 6 개월 후에 보유 된 거의 및 원거리 효과를 모두보고했습니다. 유망한 결과를 얻었지만,이 연구는 심각한 운동 장애가있는 CP를 가진 어린이들을 제외 시켰으며, 탐구해야 할 중요성에 대한 지식을 남겼습니다.