Sykkelintervensjoners effekt på kognisjon hos barn med autisme (Cycling&Autism)

BAKGRUNN Eksutive funksjoner (EF)-planlegging, kognitiv fleksibilitet, arbeidsminne og inhibisjon-var markert svekket ved autismespekterforstyrrelse (ASD). En pilot-RCT fra 2021 av samme team (Med Sci Sports Exerc 2021;53:1417-24) viste at bare barn som lærte å sykle på en ekte sykkel (n=24) forbedret EF; stasjonær sykling gjorde ikke det. Den kognitive gevinsten skyldtes derfor ferdighetsopplæring, ikke bare aerob kondisjon.

HYPOTESE

Forbedringene ble drevet av to mekanismer rekruttert under ekte-sykkel-læring:

(A) dynamisk balanse (vestibulær/proprioceptiv belastning) (B) romlig oppdatering under selvprodusert translasjon gjennom rom

STUDIEDESIGN Denne studien var en firearms randomisert kontrollert studie (RCT) med lik tildeling til tre intervensjonsgrupper-lære å sykle (LTB), sykkeltredemølle (BT), sykling med støttehjul (TW)-og én aktiv kontrollgruppe (stasjonær sykling, SC). Vurderinger ble utført ved baseline (T1), midt i intervensjonen (T2, én uke), og etter intervensjonen (T3, 2 uker) for å evaluere eksutive funksjoner (EF), BDNF og HRV.

Datainnsamling Hver deltaker ble bedt om å utføre et sett med nevropsykologiske vurderinger, der ulike EF-komponenter ble registrert. Hver vurdering varte i 15 minutter etterfulgt av en 5-minutters pause for å forebygge kognitiv utmattelse hos deltakerne. De nevropsykologiske vurderingene ble utført én time før starten av den første treningsintervensjonen (T1: baseline), den 4. intervensjonen (T2: midt i intervensjonen) og den siste treningsintervensjonen (T3: etter intervensjonen). Midtvurderingen gir verdifull informasjon om hvor mye varians i EF som forklares av varians i HRV-registreringer. HRV-vurderingen ble utført 10 minutter etter slutten av den første (T1), 4. (T2), og siste (T3) intervensjonen ved bruk av Garmin Venu 2S klokke, en håndleddsbasert enhet validert for kortsiktige HRV-opptak. I løpet av en 5-minutters sittende hvileperiode i et stille miljø ble deltakerne bedt om å utføre en etterspurt helsesnapshot-test (2-minutter) for å fange parasympatisk gjenoppretting etter trening. For å sikre komfort og datakvalitet ble barna instruert til å bare bruke Garmin Venu 2-klokken under hvileperioden og ble bedt om å forbli i ro og puste naturlig. Garmin Venu 2's Elevate V4 optiske pulsensorsystem registrerte inter-pulsintervall-data, som ble behandlet av Garmin Connect-appen for å beregne RMSSD, Disse prosedyrene ble standardisert på tvers av grupper for å minimere variabilitet på grunn av miljømessige eller prosedyremessige faktorer. Samtidig ble urinprøver fra deltakerne samlet i 120-ml sterile kopper ved T1, T2 og T3. Etter fullføring ble prøvene raskt transportert fra deltakernes hjem til laboratoriet ved Institutt for kjemisk patologi lokalisert ved Princes Wales Hospital.

DELTAKERE Sekstito deltakere med mild til moderat ASD, i alderen 8-12 år, ble rekruttert fra en spesialskole for intellektuelle funksjonshemninger, Chinese YMCA of Hong Kong og et sykkelselskap i Hong Kong med eksisterende forskningsforbindelser til studieteamet. Inklusjonskriterier var: (1) ASD-diagnose i henhold til DSM-5 og ADOS-2; (2) ikke-verbal IQ >40 (Wechsler Intelligence Scale for Children revidert i Kina); (3) evne til å følge instruksjoner og utføre intervensjoner/vurderinger med assistanse; (4) ingen ekstra regelmessig fysisk aktivitet (utenom skolens kroppsøving) i 2 måneder før; og (5) nybegynner på tohjulssykling (<10 sekunder uavhengig sykling). Eksklusjonskriterier inkluderte: (1) fargeblindhet; (2) medisinske tilstander som begrenser trening (f.eks. astma, anfall); (3) historie med hjerneskade eller komplekse nevrologiske lidelser og (4) fedme [>95. persentil BMI]. Screening ble utført av en psykolog og en psykiatrisk lege, med foreldrerapporterte autistiske trekk vurdert via Social Responsiveness Scale, Second Edition (SRS-2). Etter screening ble femtiseks kvalifiserte deltakere randomisert til en av fire grupper ved bruk av blokkrandomisering (blokkstørrelse = 4) for å sikre lik tildeling. Ved fullføring av studien var deltakertall per gruppe: LTB (n=13, 1 frafall ved T2), BT (n=12, 2 frafall ved T2), TW (n=14), og SC (n=12, 2 frafall ved T2).

INTERVENSJONER Alle intervensjoner varte i 2 uker, bestående av 8 økter (4 økter per uke, 45 minutter hver) i skolehaller/gymsal, ledet av en kvalifisert sykkeltrener (Hong Kong Cycling Association) assistert av studenthjelpere (1:1 ansatt-til-deltaker-forhold). Hver intervensjonsøkt besto av en 10-minutters forberedelse og oppvarming, 30-minutters sykkeltrening, og 5-minutters nedkjøling. Treningsintensitet ble overvåket ved å spørre deltakerne hvert 10. minutt under trening om å angi sin opplevde anstrengelsesgrad (måloområde:3-5). Sykledistanse ble målt med hastighetsmålere for ikke-stasjonære grupper (LTB, TW) for å sikre tilsvarende romlig eksponering. Deltakerne ble positivt forsterket verbalt med komplimenter for sine innsatser under intervensjonene og deres forbedringer ble visualisert gjennom grafer oppbevart i barnets soverom hjemme (f.eks. liste over prestasjoner: distanse; i stand til å bruke et annet sett med hjul og i stand til å starte selv). For den stasjonære sykkelgruppen ble deltakerne gitt en graf over den kumulative totale tiden brukt på sykling eller tilsvarende distanse. Bortsett fra LTB-gruppen ble alle deltakere i de andre gruppene lært hvordan de skulle sykle etter T3 for å anerkjenne deres bidrag i studien.

Lære å Sykle (LTB): Deltakerne ble bedt om å sykle på en vanlig sykkel med støttehjul. Deltakerne ble deretter gradvis overført til en tohjulssykkel. For å holde deltakerne på læringskurven, i tilfelle deltakerne hadde mestret sykkelferdigheten før slutten av intervensjonsperioden, ble de bedt om å sykle gjennom en hindringsløype som var progressivt vanskeligere å navigere. Hindringsløypen ble designet av en fokusgruppe, som besto av fire kroppsøvingslærere fra deltakende skoler og én erfaren sykkeltrener med mer enn 5 års treningserfaring.

Sykkeltredemølle (BT): Deltakere i denne gruppen lærte først hvordan de skulle sykle på en vanlig sykkel med bakhjulet og støttehjul på en rulle og forhjulet på holderstativet. Deretter ble de gradvis overført til å sykle på tohjulssykkelen med bakhjulet på en rulle (uten støttehjul), og til slutt til den konvensjonelle tohjulssykkelen på rullene.

Sykling med Støttehjul (TW): Deltakere i denne gruppen ble bedt om å sykle på en sykkel med støttehjul gjennom hele studien. De syklet også gjennom en hindringsløype etter hvert som de ble mer dyktige til å sykle.

Stasjonær Sykling (SC): Deltakere i denne gruppen ble bedt om å sykle på en stasjonær sykkel, med fremgang sporet via kumulative tid/distanse-grafer.

STUDIESTATUS Rekruttering: 62/62 (fullført 30. juni 2023) Siste deltakers siste besøk: 30. juni 2023 Datalås: 31. august 2024 Hovedmanuskriptet vil bli sendt til Autism Journal for gjennomgang.

SIKKERHET Ingen alvorlige uønskede hendelser inntraff; mindre skrubbsår (n=1) ble behandlet på stedet.

FINANSIERING & ETIKK Finansiert av RGC General Research Fund 18616522 (HK$814,430). Godkjent av HREC-EdUHK 2021-2022-0397 (15. juni 2022).