Nieinwazyjna stymulacja mózgu w celu poprawy umiejętności czytania ze zrozumieniem u dorosłych

Jedna na pięć osób dorosłych w USA nie jest w stanie odpowiednio zrozumieć zdania. Niski poziom umiejętności czytania i pisania to poważny kryzys zdrowia publicznego, na który nie ma rozwiązania: ustalenia Programu Międzynarodowej Oceny Kompetencji Dorosłych (PIAAC) pokazują, że w ciągu ostatnich 30 lat nie nastąpiła żadna znacząca poprawa w krajowych statystykach USA dotyczących umiejętności czytania i pisania. Badania danych z ankiety pokazują, że dorośli z niskim poziomem umiejętności czytania i pisania w USA mają nienaruszony, choć powolny proces czytania słów i słownictwo, a także mają trudności ze zrozumieniem zdań i fragmentów. Wskaźniki słabego czytania ze zrozumieniem (RC) są szczególnie niepokojące, biorąc pod uwagę, że zdolność RC w dużym stopniu pozwala przewidzieć wyniki edukacyjne, zawód i płacę, wiedzę/wyniki zdrowotne i przestępczość. Dzięki tym powiązaniom World Literacy Foundation szacuje, że kryzys umiejętności czytania i pisania odpowiada za 2% PKB Stanów Zjednoczonych rocznie. Obecne złote standardy interwencji w zakresie zdolności RC to interwencje behawioralne, które koncentrują się na umiejętnościach poznawczych, które wspierają RC. Jednak metaanalizy dotyczące różnych interwencji wykazują minimalne surowe zyski. Badania mózgu pozwoliły na identyfikację „ukrytych” procesów RC, które nie są wychwytywane w testach behawioralnych. Badania te zidentyfikowały spójną ścieżkę mózgową, która wspiera pozytywne wyniki RC. Ścieżka ta jest atrakcyjnym celem interwencji opartych na mózgu. W szczególności najnowsze postępy w zakresie nieinwazyjnych interwencji w zakresie stymulacji mózgu stanowią obiecującą drogę dla klinicznie znaczących terapii opartych na mózgu. Jednakże badania mózgu w RC nie przełożyły się na skuteczną interwencję opartą na mózgu. Istnieje pilna potrzeba opracowania najnowocześniejszej, nieinwazyjnej interwencji w zakresie stymulacji mózgu, która zmieni sposób, w jaki podchodzimy do leczenia klinicznego słabego RC. Obecny projekt połączy nasze prace w dziedzinie nauki o sieci mózgowej RC i przełomowe osiągnięcia w nieinwazyjnej stymulacji, aby stawić czoła tym wyzwaniom i opracować interwencję RC opartą na mózgu.

Aby to osiągnąć, w proponowanym badaniu typowi dorośli z różnymi umiejętnościami RC (dobrymi i słabymi) zostaną zaproszeni do wzięcia udziału w trzech wizytach w laboratorium. Uzasadnieniem badania dorosłych jest to, że obecne badanie ma na celu opracowanie interwencji opartej na mózgu (tj. nieinwazyjna stymulacja mózgu) w leczeniu niskiego poziomu umiejętności czytania i pisania u dorosłych, ponieważ obecne interwencje behawioralne u dorosłych są w dużej mierze nieskuteczne. N=225 uczestników zgłosi się na trzy wizyty; podczas każdej wizyty dorośli przejdą badania behawioralne, rezonans magnetyczny (MRI) i elektroencefalografię (EEG). Wizyta 1 ustali podstawowe zachowanie i parametry mózgu danej osoby (całkowity czas wizyty 3,5 godziny). Wizyta 2 obejmie behawioralną, bezpieczną i nieinwazyjną interwencję stymulacyjną dla danej osoby (całkowita wizyta trwa 3 godziny). Stymulacja będzie obejmować dwie sesje, jedną podczas badania rezonansu magnetycznego pacjentów, a drugą podczas badania EEG. Wizyta 2 będzie również obejmować badania behawioralne w celu określenia efektów interwencji. Wizyta 3 ustali długotrwałe efekty interwencji na podstawie pomiarów zachowania i mózgu danej osoby (całkowita wizyta 2,5 godziny). Uczestnicy zostaną zrekrutowani i losowo przydzieleni do jednej z trzech nieinwazyjnych interwencji stymulacyjnych, a wszyscy otrzymają kanoniczną interwencję behawioralną, tak aby najmniejsza podgrupa w badaniu wynosiła N=75, co zapewnia wystarczającą moc statystyczną (patrz Projekt statystyczny i Moc). Wszyscy badani będą mieli typową umiejętność czytania słów (większą lub równą 15 percentylowi) oraz dobrą (powyżej 25 percentyla) lub słabą (mniejszą lub równą 25 percentylowi) umiejętność czytania ze zrozumieniem. Podgrupy stymulacji nieinwazyjnej obejmują dwie grupy stymulacji wyróżniające się jedynie rozmieszczeniem elektrod oraz jedną pozorowaną grupę kontrolną. Interwencja behawioralna obejmuje krótką interwencję polegającą na czytaniu ze zrozumieniem w formie kartki/ołówka. Każda podgrupa interwencyjna zostanie przydzielona losowo, ale z zastrzeżeniem, że rozkład umiejętności czytania ze zrozumieniem jest równy w podgrupach. Zostanie to osiągnięte przy zachowaniu procedur podwójnie ślepej próby. Kolekcja rozpocznie się latem 2022 r. i potrwa do jesieni 2025 r. Dorośli będą rekrutowani ze społeczności Nashville. Testy behawioralne i MRI (ze stymulacją i bez) zostaną przeprowadzone w Vanderbilt Institute for Imaging Science (VUIIS). EEG (ze stymulacją i bez) odbędzie się w Vanderbilt Kennedy Center.