En biofeedback-trening hos skolebarn med en oppmerksomhetssvikt/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD)

1. Strategier 90 skoleelever fra klasse 1 til 4 som oppfyller kriteriene for en DSM-V diagnose av ADHD (enhver presentasjon) vil bli rekruttert. Designet vil involvere tre grupper (n = 30 per gruppe; N = 90) som rekrutterte barn vil bli tildelt tilfeldig, men matchet for alder, kjønn og medisinering. I tillegg til VR NIRS NF og VR EMG biofeedback-grupper, vil en tredje gruppe oppleve NIRS NF i nøyaktig samme 2D klasseromsmiljø.
2. Studien 2.1. Testing Protocol Diskusjon om informert samtykke: Foreldre til barn som er forhåndsdiagnostisert med ADHD vil ikke gjennomgå en screeningsprosess. Imidlertid vil foreldre hvis barn ikke har blitt forhåndsdiagnostisert med ADHD før, få den tyske versjonen av Conners-3 foreldre ADHD-indeksen (C3-AI). Bare hvis screeningen indikerer at barnet har økt risiko for å ha ADHD, vil etterforskerne fortsette med en informert samtykkediskusjon. Hvis screeningen indikerer at det er usannsynlig at barnet har ADHD, vil etterforskerne ekskludere barnet fra studien. Etter møtet, hvis barnet enten var forhåndsdiagnostisert med ADHD før, eller screeningen indikerer økt sannsynlighet for at barnet har ADHD, vil foreldrene ha nok tid til å tenke over om de ønsker å gi skriftlig informert samtykke til å delta i studere.

Hvis foreldre gir skriftlig informert samtykke, vil neste trinn være en økt der ADHD-diagnosen verifiseres. For denne økten vil foreldre bli informert om tre muligheter.

1. Diagnostisk økt i omfanget av deres deltakelse i en andre studie ved barneklinikken i Tübingen samtidig som de deltar i vår biofeedback-studie. Denne studien kalles "Aufmerksamkeit und Kognition bei Kindern mit Neurofibromatose Typ 1", som fortsatt søker etter barn med ADHD kun (uten nevrofibromatose type 1) for å danne en kontrollgruppe.
2. Diagnostisk økt innenfor rammen av "Spezialsprechstunde ADHS" i poliklinikken til avdelingen for barne- og ungdomspsykiatri.
3. Diagnostisk økt innenfor rammen av denne biofeedback-studien som beskrevet nedenfor.

Diagnostisk økt: For en standardisert bekreftelse samt en karakterisering av diagnosen, vil de lange versjonene av Conners-3 foreldre- og lærervurderingsskalaer (3-P og 3-T) bli brukt. Videre skal den tyske versjonen av styrke- og vanskelighetsskjemaet (SDQ-Deu) vurdere alvorlighetsgraden av symptomene så vel som komorbiditeter fra klasselærerens og foreldrenes perspektiv. For å vurdere den faktiske livskvaliteten til foreldre og barn, vil foreldre og barn bli bedt om å fylle ut Kiddy-Kindl i passende versjon. Videre vil omkringliggende variabler som medisinering, tidligere behandling, andre kliniske diagnoser etc. bli vurdert med et spørreskjema. Som nevropsykologiske variabler vil intelligens bli vurdert ved bruk av kortversjonen av Culture Fair Test (CFT 1-R eller CFT 20-R).

Fortest:

Sesjon 1 av pre-testen skal vurdere utøvende funksjoner til deltakerne og krever utvasking av metylfenidat (MPH) samt amfetamin. MPH og amfetamin bør vaskes ut i minst 48 timer i løpet av helgen slik at forhåndsprøven kan foregå på mandager. Atomoksetin trenger ikke utvasking da effekten av medisiner ikke er direkte relatert til medikamentnivået i blodet. I denne første økten vil en kombinert EEG/NIRS-måling finne sted da etterforskerne ønsker å gi informasjon om hvorvidt endringer forårsaket av BF-intervensjonen også reflekteres i endringer som kan måles med EEG og NIRS under følgende oppgaver: a Go/No-Go-oppgave (10 min.), en verbal flytende oppgave (10 min.) og en n-back oppgave (10 min.). Videre deltakernes ytelse på en oppgave med sifferspenn (forover og bakover) (10 min.) vil vurdere verbal WM mens en matrisspenningsoppgave (15 min.) og Corsi Block Tapping Task (forover og bakover) (10 min.) vil vurdere visuell-romlig WM-ytelse. Inhibering vil igjen bli vurdert ved hjelp av stoppsignaloppgaven (10 min.).

Økt 2 (uten utvasking av medisiner) vil vurdere akademisk ytelse ved å bruke en av de passende DEMAT 1+-4 (20-40 min.) som vurderer matematisk ytelse og SLRT-II (25-35 min.) for å vurdere lese- og skriveytelser. Videre vil vedvarende oppmerksomhet bli vurdert med Conner's CPT (15 min.). Spørreskjemaer som vurderer selvkontroll og akademisk selveffektivitet vil bli fylt ut av barna (ca. 20 min.).

Videre vil et akselerometer som bæres på den ikke-dominante siden av kroppen (hoften), festet til linningen med et lett belte, i ti påfølgende dager objektivt vurdere motorisk hyperaktivitet. I løpet av denne tiden vil foreldre bli oppringt en gang om dagen for å vurdere ADHD-symptomer med den globale indeksen ADHD (ADHS-GI) og for å sjekke om akselerometeret er slitt og fungerer.

Foreldre og lærere vil bli bedt om å fylle ut BRIEF så vel som SDQ-Deu, de lange versjonene av Conners-3 foreldre- og lærervurderingsskalaer (3-P og 3-T) og Kiddy-Kindl. Videre vil etterforskerne be foreldrene fylle ut en tilpasset versjon av FERT samt en tilpasset versjon av den korte selvkontrollskalaen for å vurdere deres forventninger til opplæringen.

Midway-Test: Etter åtte økter vil deltakerne ha en pause på to til tre uker der ingen NF- eller BF-trening finner sted. ADHD-adferd vil bli vurdert ved å be foreldre så vel som lærere fylle ut Conners 3-P/3-T.

Post-test: Etter-testen vil følge prosedyren som allerede er brukt i pre-testen.

Oppfølgingstest (6 måneder etter siste treningsøkt): Oppfølgingstesten vil følge forløpet av posttesten nøyaktig.

Hver økt. Under hver økt vil etterforskerne vurdere deltakerens motivasjon med et kort spørreskjema som måler glede, innsats og entusiasme. Videre vil hjertefrekvensvariabilitet (HRV) registreres da det har vist seg å være relatert til motivasjonsprosesser. Akselerometerdata fra kne og håndledd vil bli registrert for å undersøke hyperaktiv atferd.

2.2. Treningsplan og protokoll De NIRS- og EMG-baserte NF- og BF-treningsprotokollene i denne studien vil inkludere 15 treningsøkter totalt, to til tre per uke. Hver treningsøkt vil vare ca. 60 minutter, inkludert selve biofeedback-treningen og en forberedelsesfase i begynnelsen, der NIRS-hetten og dens optoder er montert på hodet i tilfelle en NF-trening, eller EMG-elektrodene plasseres over begge Musculi supraspinatus i tilfelle av en BF-trening. Videre er den hodemonterte skjermen (HMD) for VR montert (kun i VR 3D-klasseromsgruppene).

Hver treningsøkt med NIRS- og EMG-basert NF/BF består av tre løp, hvorav den første og den andre er med kontinuerlig ytelsesfeedback (feedback-tilstand). I den tredje kjøringen gis ingen tilbakemelding (overføringsbetingelse). Belysningen i 3D VR eller 2D klasserommet øker med aktivering og avtar med deaktivering. I løpet av de første åtte treningsøktene vil treningen følge en protokoll med 50 % aktivering og 50 % deaktiveringsforsøk. For andre halvdel av treningsøktene vil protokollen endres til 80 % aktivering og 20 % deaktiveringsforsøk.

Etter åtte økter vil deltakerne ha en pause på to til tre uker som tar sikte på ytterligere å støtte overgang til en virkelig setting ved å bruke stimuluskort med skjermbilder av treningsoppsettet og instruksjoner for å trene på aktivering og deaktivering hjemme på daglig basis. Stimuluskortene viser bildet av klasseromsdeltakerne ser under opplæringen og vil bli introdusert i laboratoriemiljøet rett etter treningsøktene 6, 7 og 8. Det betyr at ved hjelp av disse kortene og mens de ser på dem, bør deltakerne trene hjerne- eller muskelaktivering flere ganger (avhengig av om de tilhører NIRS-NF- eller EMG-BF-gruppen) slik de lærte i treningen, dvs. bør tenke seg å øke belysningen i rommet når man ser på stimuluskortene i to til fire minutter. Etter denne aktiveringsoppgaven løser de noen matematiske oppgaver eller gåter som matcher deres alder og kunnskap. I andre halvdel av treningsøktene, etter pausen, blir deltakerne bedt om å fortsette å øve på aktivering hjemme før de gjør leksene sine, så vel som i andre situasjoner som krever oppmerksomhet.

2.3. Eksperimentelt paradigme Deltakere som mottar en NIRS-basert NF-opplæring må øke BOLD-signalet (aktivering) eller redusere det tilsvarende (deaktivering). Analogt vil deltakere i BF-treningstilstanden måtte øke og redusere muskelaktiviteten målt med EMG. Hver økt består av tre løp. I den første og den andre kjøringen gis det betinget ytelsestilbakemelding, men det gis ingen tilbakemelding i den tredje kjøringen. Tilbakemelding vil bli gitt til deltakerne via en kontinuerlig endring av belysningen i rommet; rommet vil lysere med økende aktivering og dempes med økende deaktivering. Ytterligere tilbakemeldinger fra en animert lærer samt en resultattavle vil gi dem positiv forsterkning på slutten av hver prøveperiode.

Visuelle, auditive og blandede distraktorer som for eksempel papirfly som flyr gjennom rommet, medstudenter som hvisker, eller folk som banker på døren og kommer inn i rommet, vil bli introdusert i hver løpetur fra den fjerde treningsøkten og utover. Distraktorene vises med en avstand på minst 60 sekunder mellom to distraktorer.

Grunnlinjen for den første, andre og tredje kjøringen vil bli beregnet fra FET-signalet de siste to sekundene før utløseren (pilen) vises. Forsterkning vil bli gitt med 1 smiley når deltakeren brukte 60 % av tiden i andre halvdel av forsøket på den nødvendige siden av grunnlinjen (dvs. under, hvis deaktivering er nødvendig, eller over, hvis aktivering er nødvendig). Analogt vil han/hun motta 2 smileys med 70 % og 3 smileys med 80 % av andre halvdel av forsøket i ønsket retning. Forsterkning for andre kjøring endres adaptivt med ytelsen i første kjøring. Hvis deltakeren scoret mellom 40-60 % suksessrate (får minst 1 smiley), vil den andre blokken forbli nøyaktig som den første. Hvis deltakeren skårer lavere enn 40 % suksessrate, vil terskelen reduseres til 0,8 standardavvik (STD) i begge retninger i forhold til grunnlinjen, slik at normaliseringen av lyset gjør det mer følsomt for ytelse. I tillegg vil terskelen for å få en smiley synke til 50 %, 60 % og 70 % for henholdsvis en, to eller tre smileys. Hvis deltakeren skårer høyere enn 60 % suksessrate i den første kjøringen, vil terskelen øke til 1,2 STD over og under grunnlinjen. I tillegg må prosentandelen av tiden som brukes over grunnlinjen eller under grunnlinjen, være 0,1 STD over eller under grunnlinjen for å telle mot den totale prosentandelen. Den tredje kjøringen er den samme som den andre i beregningen.