Kognitiv trening hos barn med ASD

1. INNLEDNING Autismespektrumforstyrrelse (ASD) er en alvorlig nevroutviklingsforstyrrelse preget av mangel på sosiale og kommunikative ferdigheter, begrenset sett med interesser, aktiviteter og/eller repeterende atferd som vanligvis observeres i tidlig barndom. Prevalensen av ASD er omtrent 1 av 68 barn, og det er den raskest voksende utviklingshemmingen. Kostnaden for diagnostisering og behandling av ASD er estimert til å være rundt 236-262 milliarder dollar årlig.

Plastisitet refererer stort sett til en organismes mottakelighet for endring. Den menneskelige hjernen viser utrolig plastisk kapasitet. Flere nevronale nettverk kan opprettholde den samme kognitive funksjonen (en mental evne) med forskjellige systemer som støtter samme funksjon hos forskjellige individer. Dette "mange-til-en" struktur-funksjonsforholdet er en form for plastisitet. Å undersøke nevrale nettverk som er ansvarlige for en kognitiv prosess hos forskjellige individer kan gi innsikt i den plastiske kapasiteten til denne prosessen.

Kognitiv trening er sentrert om forestillingen om plastisitet. Det innebærer gjentatt utøvelse av en spesifikk kognitiv prosess (eller flere prosesser) over flere uker, hvoretter det forventes prestasjonsgevinster på den trenede oppgaven, samt ulike utrente oppgaver som direkte eller indirekte involverer den eller de målrettede kognitive prosessene. Generalisering av ytelsesgevinster til utrente oppgaver kalles "overføring" og er avgjørende for effektiviteten av treningen. Kognitiv trening har blitt brukt til å rette opp underskudd hos voksne med hjerneslag, multippel sklerose, schizofreni, barn med nedsatt arbeidsminne, barn med oppmerksomhetssvikt hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD), friske førbarnehagebarn, samt for å forbedre kognitiv ytelse hos friske unge voksne og friske eldre voksne. Likevel har fordelene med denne intervensjonen for barn med ASD fått relativt lite oppmerksomhet.

Nyere forskning indikerer at forstyrrede mønstre av kortikal utvikling i ASD kan føre til klinisk manifestasjon. Mer spesifikt har tidligere rapporter vist et mønster av redusert langdistansekortikal tilkobling og økt lokalisert funksjonell tilkobling ved ASD. Dette mønsteret har nylig blitt bekreftet ved hjelp av svært strenge bildeanalysemetoder. Denne endrede funksjonelle tilkoblingen kan være spesielt forstyrrende for kognitive funksjoner som krever integrativ informasjonsbehandling som eksekutiv funksjon (høyere ordens kognitive funksjoner som kontrollerer andre kognitive prosesser, f.eks. Bevisst kontroll av tanke og handling), teori om sinn, ansiktsbehandling, språk og kommunikasjon, som alle tidligere er etablert som svekkede prosesser ved ASD.

Dessuten er omtrent 50-70 % av barn med ASD diagnostisert med intellektuell funksjonshemming, som viser seg som kognitive svikt. Intellektuell funksjonshemming har vist seg å sette barn med ASD i fare for en "lavt fungerende" bane gjennom livet og i fare for å ha mer alvorlige symptomer. Kognitiv trening har vist seg å forbedre eksekutive funksjoner som ligger til grunn for intellektuell kapasitet som arbeidsminne, flytende intelligens, utøvende oppmerksomhet så vel som akademisk prestasjon. Kognitiv trening levert i tidlig alder kan styrke prosessene som er viktige for intellektuell kapasitet og derfor forbedre den kliniske banen til ASD.

Selv om disse nyere teoriene om ASD peker på mangler ved eksekutive funksjoner, mangler dette feltet for tiden en evidensbasert intervensjon, som direkte takler mangler ved eksekutive funksjoner. De eksisterende intervensjonene for ASD (hovedsakelig bestående av utvikling av atferdskompetanse) er komplekse i administrasjonen og krever høyt utdannet personale. Som et resultat har disse tilnærmingene satt ekstremt høye krav til klinikker og utøvere som lager lange ventelister. Disse tilnærmingene har dårlig tilgjengelighet for mange familier og skoler. Den mest slående og konsekvente begrensningen ved de eksisterende intervensjonene er en tilsynelatende mangel på overføring av lærte ferdigheter til andre forhold og kontekster. Det betyr at ny lært atferd er begrenset til den spesifikke konteksten de trenes i. Generalisering til andre oppgaver og kontekster er en karakteristisk styrke ved kognitiv trening, denne tilnærmingen kan brukes hjemme via en personlig datamaskin som gir mer tilgjengelighet, og den kan brukes i forbindelse med utviklingen av atferdsmessige ferdigheter for å forbedre barnets mottakelighet for læring. Dermed kan kognitiv trening ha potensial til å gi lovende resultater på de områdene der eksisterende behandlinger har vist begrensninger.

Dette prosjektet har til hensikt å først utvikle et programvarebasert kognitivt treningsprogram skreddersydd til kognitive behov hos barn med ASD (Cognitive Assessment and Video-game Intervention Solutions, CAVINS) (fase 1) og deretter undersøke programmets effektivitet gjennom kliniske studier og bildebehandling av hjerne (kliniske studier og bildebehandlingsfaser). Bildekomponenten vil gi muligheten til å lære om det nevrale rammeverket til noen av de målrettede kognitive prosessene samt treningsinduserte endringer i hver prosess. Denne intervensjonen vil målrette mot flere funksjoner involvert i ASD som evnen til å flytte oppmerksomheten til et annet aspekt av oppgaven, hemmende kontroll, arbeidsminne, planlegging, resonnement, selektiv oppmerksomhet og ansiktsbehandling. Under bildebehandlingsfasen, som vårt første trinn, vil etterforskerne bruke funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) for å identifisere treningsinduserte endringer i hjernen assosiert med settskifting og responshemming.

Responshemming består av to distinkte former, tilbakeholdenhet av en respons og kansellering av en respons. Å forhindre at et svar igangsettes kjennetegner tilbakeholdsprosessen, mens avslutning av et svar som allerede er i gang representerer kanselleringsprosessen. I tillegg representerer evnen til å overvåke, oppdage og justere atferd etter en feilaktig respons feilbehandling og er en iboende komponent av responshemming. Vanskeligheter med responshemming har blitt antatt å være ansvarlig for den stereotype og repeterende oppførselen observert ved ASD, prediktiv for "theory of mind" ytelser hos førskolebarn, og assosiert med endret tilkobling mellom frontal cortex og striatal og parietal regioner, samt volum forskjeller og endret utvikling av striatum. Tilsvarende er lavere nøyaktighet på settskiftende oppgaver assosiert med redusert aktivering i frontale, striatale og parietale cortex, og antas å være ansvarlig for mental ufleksibilitet, begrenset og repeterende atferd observert ved ASD.

Flere avbildningsstudier har vist modifikasjoner i det underliggende nevrale nettverket etter fullført kognitiv trening hos friske voksne. Imidlertid er lignende studier på barn svært få. Foreløpig er det ingen studier som har undersøkt treningsinduserte endringer i hjernen hos barn med ASD. Funn fra dette prosjektet vil avsløre fordeler med kognitiv trening i ASD, generalisering og vedvarende potensielle fordeler, identifisere biologiske endringer assosiert med trening, og gi sårt tiltrengt innsikt i plastisiteten til systemene som støtter to kognitive funksjoner involvert i ASD.