Bestemme virkningen av emosjonelle intelligente rom (EIS)

Spesifikke mål

Andelen små barn som bor i Mountain West (MW) landlige områder er høyere enn landsgjennomsnittet, noe som gir dem en større risiko for dårligere helse- og utdanningsresultater. Det foreslåtte prosjektet tar sikte på å forbedre de små barnas selvregulering - en kritisk kognitiv ferdighet som underbygger fremtidig mental helse og akademiske resultater. Selvregulering har blitt studert som en lovende behandling av ulike psykiske lidelser som depresjon og angst. En longitudinell studie indikerer en sterk sammenheng mellom barnehagebarns selvreguleringsevne og deres hemmende kontroll to tiår senere (hemmende kontroll ble indikert ved rusmisbruk, forbrytelser og psykiske lidelser). Mangelen på hemmende kontroll er et fremtredende problem blant voksne i MW-regionen, som antydet av en landsomfattende longitudinell studie, med flere MW-staters gjennomsnittsscore rangert nær bunnen i U.S. 7 (f.eks. Idaho#37, Wyoming# 46, Nevada#50). Forskning koblet også tidlig selvreguleringsferdighet til langsiktig akademisk prestasjon, som vist i flere tidlige lese- og matematikkintervensjonsstudier, og understreket ytterligere et presserende behov for intervensjoner rettet mot selvregulering i en utviklingssensitiv aldersperiode (alder 3-6) . For å redusere helse- og utdanningsforskjeller på landsbygda foreslår vi å teste effektiviteten til en innovativ intervensjonsmekanisme, Emotive Intelligent Space (EIS), på barns selvregulering, fysiologiske og kognitive utfall.

EIS består av to 3 x 5 kvm. ft. treveggpaneler med LED-lys, skaper et 90-graders semi-privat rom. Den tilpasningsdyktige fargebelysningen styres av en maskinlæringsalgoritme som er utviklet basert på en medetterforskers publiserte tidligere forskning11. EIS utnytter kraften til kunstig intelligens for å oppdage barns følelser fra fysiologiske data samlet inn av et digitalt armbånd i sanntid og for å oversette disse dataene til miljøendringer (dvs. tilpasningsdyktig farget belysning) som reagerer adekvat på barnas følelser12,13. Den fargede belysningen på EIS er en utviklingsmessig passende intervensjonsmekanisme for små barn (3-6 år) for deres ikke-invasive, adaptive, responsive og rimelige design.

Formålet med dette forslaget er å bestemme effekten av EIS på barns atferdsmessige, fysiologiske og kognitive utfall ved å bruke et kvasi-eksperimentelt design. Førti barn i landlige områder nær Moskva, ID vil bli rekruttert via eksisterende samarbeidsrelasjoner som U of I forskningsforlengelsesprogrammer og Rural Sosiologi og Økonomi programmer. EIS kan potensielt lindre mange utfordringer som familier med små barn står overfor (f.eks. begrenset tilgang til rimelige helse- og utdanningsressurser av høy kvalitet). I de spesifikke målene som er oppført nedenfor, vil barns alder, kjønn og sosioøkonomiske status (SES) inkluderes som kovariater.

Spesifikt mål 1: Å finne ut om EIS påvirker barns selvregulering. Vi antar at barn vil demonstrere bedre selvregulering under EIS-tilstanden enn under baseline-tilstanden.

Spesifikt mål 2: Å finne ut om EIS påvirker barns fysiologiske responser. Vi antar at barn under EIS-tilstanden vil vise reduserte stressresponser (f.eks. Forbedret galvanisk hudrespons, kroppstemperatur og blodvolumpuls), sammenlignet med deres baseline-score.

Spesifikt mål 3: Å finne ut om EIS påvirker barns kognitive prestasjoner. Vi antar at barn under EIS-fargebehandlingen vil ha bedre kognitive ytelsesskårer enn deres skårer under grunnlinjetilstanden.

Forskningsstrategi

Tilnærmingsdeltakere. Basert på priori-kraftanalysen (beskrevet i et senere avsnitt), vil vi rekruttere 40 typisk utviklende barn (3-6 år) fra lokale tidligbarnsprogrammer i landlige områder i nærheten av Moskva, ID, hvor University of Idaho (U of I) ligger. Foreløpig testing vil bli gjennomført med barna i Child Development Lab som er tilknyttet PIs hjemmeavdeling. Alle deltakere vil gjennomgå en fargemangelvurdering (dvs. Ishihara Color Vision Test) for å avgjøre om de er kvalifisert.

Innstilling. Studien vil finne sted i Ramsay Research Suite i Niccolls Building på U of I hovedcampus. EIS vil bli sikkert installert i et hjørne av forskningslaboratoriet som er 20 fot 6 tommer bredt og 45 fot langt med en takhøyde på 9 fot 9 tommer. Rommet har tre vinduer på østsiden, og persiennene er alltid lukket for å opprettholde optimal temperatur. Det er fire runde bord og fire stoler i laboratoriets ytelsesområde. Laboratoriet har hvite vegger, vinylgulv og dempet fluorescerende belysning.

EIS, vår intervensjonsmekanisme, består av to dobbeltlags trepaneler. Hvert panel er 3 fot bredt og 5 fot høyt og laget av doble trelag som lar fargede LED-lys spre seg jevnt gjennom panelene. EIS vil bli plassert til venstre og foran deltakerne, og skaper et 90-graders semi-privat rom.

Forskningsmetode. En reverseringsmetode innen gruppedesign (dvs. ABAB) vil bli brukt. I løpet av den første fasen, A, vil det etableres en baseline og kontroll for de avhengige variablene - nivået på barnets atferd under naturlig belysning før intervensjonen introduseres. Hvis de avhengige variablene (dvs. selvregulering, fysiologiske responser og kognitiv ytelse) endret seg med introduksjonen av intervensjonen og deretter returnerte til baseline-skårene med fjerning av intervensjonen, kan vi konkludere med at det er sterke bevis på en behandling effekt. ABAB-designet øker i stor grad den interne validiteten til dette prosjektet.

Prosedyrer. Deltakende foreldre vil kontakte forskningsteamet for å avtale et første møte (dag 1) hvor de skal fullføre fem oppgaver: 1) Forskere vil forklare forskningsprosedyren. 2) De deltakende barnas foreldre vil signere informerte samtykkeskjemaer og fylle ut en demografisk undersøkelse. 3) Hvert barn vil gjennomgå en fargemangeltest for å fastslå om de er kvalifisert for studien. Kvalifiserte deltakere er vanligvis barn under utvikling uten fargemangler. 4) Kvalifiserte deltakere vil velge farger for å representere tre grunnleggende følelser (trist, glad og sint/redd) blant tilfeldig ordnede seks fargede kort (rød 5R 7/8, gul 5Y 9/8, grønn 5G 7/8, blå 5B 6 /8, lilla 5P 7/8 og hvit N 9,5) som representerer de viktigste fargefamiliene i Munsell-fargesystemet, som ble brukt i en medforskers tidligere studie36. Hvert barns foretrukne farger vil bli brukt i deres behandlingsforhold. 5) Foreldre vil planlegge en ny avtale for eksperimentet.

På eksperimentdagen (dag 2) vil en utdannet forskningsassistent først innhente det deltakende barnets muntlige samtykke. Forskningsassistenten vil deretter lede barnet til forskningslaboratoriet, beskrive protokollen og be barnet bruke et digitalt armbånd og øve på oppgaver mens det har på seg armbåndet. I begynnelsen av hver eksperimenttilstand vil barnet bli bedt om å beskrive sin nåværende emosjonelle status ved å bruke en Q-sort (et diagram med ansikter som representerer forskjellige følelser) for å triangulere EIS-følelsestolkningsdata. For å etablere grunnlinjen, fullfører barna oppgaver (Hode-Tær-Knær-Skuldre [HTKS] form A og Woodcock-Johnson-4 [WJ-4] kognitiv vurderingsskjema A), som vil ta 5-7 minutter. HTKS-oppgaven skal videoopptakes og brukes til selvreguleringskoding. Barnet vil deretter gå til et annet rom for å hvile i 5 minutter mens forskningsassistenten iscenesetter behandlingstilstanden (dvs. programmerer barnets foretrukne farger i datamaskinen). For neste behandlingstilstand vil barna returnere til laboratoriet etter en kort hvileperiode og fullføre en parallellversjon av de to oppgavene som er fullført under grunntilstanden (dvs. HTKS og WJ-4 skjema Bs; for å redusere trusler mot intern validitet) med tilstedeværelsen av EIS. Hvert barn vil gjenta den samme prosedyren med et annet sett med grunnlinje- og intervensjonsbetingelser. Hele datainnsamlingsøkten vil vare 30 til 40 minutter. Lett snacks vil være tilgjengelig på stedet for barna i hvileperioder. Deltakerne vil motta et gavekort på $40 og bøker/leker som insentiver.

Målinger. Effekten av EIS på barns selvregulering og kognitive prestasjoner vil bli vurdert ved hjelp av flere mål. Tre utfall av denne studien inkluderer barns selvregulering, fysiologiske responser og kognitive prestasjoner. Hvert utfall vil bli målt under baseline og behandlingsforhold. Disse målingene diskuteres under hvert spesifikke mål som følger.

Mål 1. For å avgjøre om EIS påvirker barns selvregulering, kontrollerende for kjønn, alder og sosioøkonomisk status (SES). Utfallet av Mål 1 (selvregulering) vil bli målt ved HTKS-oppgaven, som vurderer et barns selvregulering. Denne oppgaven krever kognitive ferdigheter som hemmende kontroll, oppmerksomhet og arbeidsminne. Barn vil bli bedt om å spille et spill der de må gjøre det motsatte av det eksperimentatoren sier. Det er et godt validert og pålitelig mål på selvregulering.

Mål 2. Å finne ut om EIS påvirker barns fysiologiske responser, kontrollerende for alder, kjønn og SES. Resultatet av mål 2 (fysiologisk respons) vil bli målt med E4-armbånd. Fysiologiske data (dvs. galvanisk hudrespons, kroppstemperatur, blodvolumpuls) samles inn i sanntid med en bærbar enhet av medisinsk kvalitet (dvs. E4-armbånd).

Mål 3. Å finne ut om EIS påvirker barns kognitive ytelse, kontrollerende for alder, kjønn og SES. Resultatet av mål 3 (kognitiv ytelse) vil bli målt ved WJ-4 - Number Reversed subset. WJ-4 er en kort, alderstilpasset og godt validert kognitiv evnevurdering som evaluerer små barns evne til å hente og beholde informasjon som kreves for pågående kognitive prosesser.

Kovariater (dvs. barns alder, kjønn og SES) vil bli målt med et demografisk spørreskjema. SES vil bli beregnet ut fra husholdningens årsinntekt og foreldrenes høyeste utdanningsnivå. Den sammensatte SES-poengsummen vil bli beregnet som den uvektede summen av z-skårene, fra -3,02 til 18.

Statistisk analyse. Vi vil sammenligne fysiologiske, selvregulerings- og kognitive gjennomsnittsskårer under baseline- og intervensjonsforhold ved å bruke ANCOVA med gjentatte mål. Vi vil teste nullhypotesen om at det ikke er noen forskjell i de avhengige variablene mellom tidspunktene 1-2 (A-B), 2-3 (B-A) og 3-4 (A-B) etter kontroll for kovariatene (dvs. barns kjønn, alder). og SES).