Opracowanie urządzenia terapeutycznego poprawiającego różnicowanie dźwięków mowy u wcześniaków

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych około 10% niemowląt rodzi się przedwcześnie, co dotyka prawie 400 000 rodzin w samych Stanach Zjednoczonych. Niemowlęta te często doświadczają znacznych opóźnień poznawczych i językowych we wczesnym dzieciństwie, co ma negatywne konsekwencje dla funkcjonowania społecznego i akademickiego w wieku szkolnym i później. Złożone funkcje wyższego rzędu, takie jak język, opierają się na wczesnych, bardziej podstawowych procesach neuronowych, które kładą podwaliny pod późniejsze połączenia i systemy. Podstawową funkcją przetwarzania neuronowego, niezbędną do rozwoju funkcji poznawczych i języka receptywnego, jest wczesna zdolność odróżniania dźwięków mowy od siebie (poza słuchem, prostsze postrzeganie dźwięku). U wcześniaków w chwili wypisu z oddziału intensywnej terapii noworodków (OIOM) przetwarzanie dźwięków mowy jest często słabsze w porównaniu z ich rówieśnikami urodzonymi o czasie i wiąże się z gorszymi wynikami w wieku dwóch lat. Czas spędzony na OIOM-ie po urodzeniu nie rekompensuje nietypowego przetwarzania dźwięków mowy, a we wczesnym dzieciństwie wiele wcześniaków wymaga terapii celowanych. Obecnie żadna interwencja technologiczna nie rozwiązuje problemu słabego różnicowania dźwięków mowy u wcześniaków podczas hospitalizacji na OIOM-ie, kiedy istnieje największy potencjał poprawy tego podstawowego procesu neuronalnego.

Źródło problemu: Do złego przetwarzania dźwięków mowy u wcześniaków przyczynia się nietypowe środowisko słuchowe na OITN, występujące w okresie wrażliwości układu nerwowego i w krytycznych fazach rozwoju. Środowisko OIOM-ów jest bogate w dźwięki maszyn i głosy ludzkie, które, niefiltrowane przez środowisko macicy, często przekraczają zalecany poziom głośności. I odwrotnie, na OIOM-ie jest uboga w dźwięki, które w normalnych warunkach tworzyłyby połączenia w mózgu noworodka, takie jak ludzki głos w środowisku naturalnym. Optymalnym bodźcem słuchowym dla niemowląt po urodzeniu będą głosy rodziców, wypowiadane przy małej głośności i kierowane w sposób dostosowany do potrzeb dziecka i reagujący. Jednak pomimo polityki wspierającej OITN, niewielu rodziców może stale być obecnych, aby zapewnić tę interwencję głosową, ze względu na imperatywy społeczne, geograficzne i ekonomiczne. Społeczne i psychologiczne uwarunkowania zdrowia dodatkowo pogłębiają problem.

Rozwiązania: Zapewnienie niemowlętom nagranego głosu rodziców, gdy nie śpią, są fizjologicznie stabilne i wrażliwe, może pomóc ich rozwijającemu się układowi słuchowemu w uzyskaniu odpowiednich doświadczeń. Ponadto, jeżeli głos jest: 1) skierowany do niemowlęcia; 2) przy objętościach i rytmach dostosowanych do naturalnie występujących bodźców; oraz 3) dostarczane warunkowo na prośbę niemowlęcia (podawane konsekwentnie po tej samej łatwej czynności, w bardzo krótkim czasie), spełnione są warunki optymalnego uczenia się dźwięków mowy u rozwijającego się człowieka.

Wyzwania związane z projektowaniem skutecznych interwencji: Umieszczanie większości urządzeń głośnikowych w inkubatorach i łóżeczkach wiąże się z obawami dotyczącymi bezpieczeństwa, a mianowicie ryzykiem infekcji w przypadku urządzeń, których nie można w pełni zdezynfekować, oraz zapewnianiem głośnych/niefiltrowanych dźwięków w sytuacjach, gdy niemowlę nie jest otwarte, co powoduje niestabilność fizjologiczną . Istnieją obawy dotyczące skuteczności dostarczania nieskalibrowanych treści, gdy obwody nerwowe odpowiedzialne za przetwarzanie słuchowe są niedojrzałe i nieefektywne. Ponadto wykazano, że aktywne uczenie się u niemowląt i małych dzieci znacznie poprawia plastyczność i rozwój mózgu w porównaniu z bierną ekspozycją na nagrany materiał. Wreszcie pomiar efektów interwencji u niemowląt w wieku przedwerbalnym jest niedokładny przy użyciu standardowych ocen behawioralnych.

W tym badaniu zespół zajmujący się badaniami klinicznymi wykorzysta mocne dowody wskazujące, że czytanie i śpiewanie (skalibrowane pod kątem warunków środowiska naturalnego) są korzystne dla rozwoju poznawczego i językowego u wcześniaków, gdy głos matki jest kierowany do niemowlęcia na żądanie. Badana technologia ma na celu wspieranie niemowląt przebywających na OIOM-ie podczas angażowania ich matek. Technologia ma na celu optymalizację doświadczeń edukacyjnych poprzez kontrolowanie poziomu i czasu trwania interwencji; Zespół badań klinicznych współpracuje z zespołami pielęgniarskimi OIOM-u, aby zaplanować dostarczanie głosu matki w stanach stabilnych i receptywnych. Urządzenie interwencyjne ma na celu zapewnienie nauki poprzez warunkowe ssanie smoczka wyposażonego w czujnik ciśnienia/czasu ssania, podłączonego do głośnika odtwarzającego głos matki. Udowodniono, że technologia ta nadaje się do dezynfekcji i spełnia standardy kontroli infekcji na OITN. Dzięki temu projektowi rodzice mają możliwość pomagania swoim dzieciom, nawet jeśli mają środki, możliwości lub czas na codzienny pobyt w szpitalu – technologia ta wspiera OITN w zapewnianiu zarówno doskonałości, jak i sprawiedliwości w opiece. Ponieważ badanie to obejmuje populację o większym zróżnicowaniu społecznych czynników warunkujących zdrowie w porównaniu ze standardami krajowymi oraz ze względu na proces wsparcia rodziny już istniejący w ośrodkach, w których przeprowadza się rekrutację, zespół prowadzący badanie kliniczne dołożył wszelkich starań, aby zapewnić wszystkim udział w badaniu, jednocześnie poprawiając możliwość uogólnienia uzyskanych ustaleń. Wreszcie zespół zajmujący się badaniami klinicznymi obiektywnie mierzy wyniki, korzystając z mózgowych (EEG) pomiarów przetwarzania dźwięku mowy. Miary te mają wysoką trafność konstruktową u wcześniaków na potrzeby badania, ponieważ: (1) są konsekwentnie wywoływane w całym spektrum wcześniactwa i otoczenia, (2) odzwierciedlają stopień dojrzałości przetwarzania języka (3) w dużym stopniu pozwalają przewidzieć wyniki w zakresie języka receptywnego u dzieci. przez pierwsze dwa lata oraz (4) odpowiadają na leczenie według 3-tygodniowego paradygmatu z warunkowym głosem. Badanie ma na celu wykazanie skuteczności technologii w randomizowanym, kontrolowanym badaniu z zastosowaniem rygorystycznych protokołów; projekt badania uwzględnia standardową opiekę, która najczęściej obejmuje bierne słuchanie przez niemowlę głosu nagranego przez rodzica (zapewniając bardziej zachowawczy pomiar efektu interwencji niż w przypadku porównania go z całkowitym brakiem narażenia); projekt badania uwzględnia potencjalny wpływ środowiska OIOM-ów dla noworodków, taki jak rodzaj pomieszczeń (pojedyncze lub otwarte) i hałas otoczenia. Cele badania są następujące.

1. W badaniu zostanie przetestowana hipoteza, że ​​różnica w odpowiedzi pomiędzy dźwiękami mowy w zapisie EEG będzie większa w przypadku niemowląt otrzymujących interwencję głosową matki zależnej od ssania w porównaniu z niemowlętami słyszącymi tę samą ilość głosu matki niezwiązanej z ssaniem.
2. W badaniu zostanie sprawdzone, czy wielkość efektu interwencji zwiększa się, gdy hałas tła OIOM-u jest niższy.
3. W badaniu zostanie zbadane, czy wielkość efektu interwencji różni się w zależności od rodzaju sali OIOM-u.