Obejmując poranne śniadanie i zajęcia sprzyjające zaangażowaniu w klasie

Cele szczegółowe:

Cel szczegółowy 1: Określenie niezależnego i zbieżnego wpływu śniadania i ćwiczeń na zachowanie dzieci w klasie za pomocą systematycznych obserwacji w klasie.

Hipoteza 1: Grupy otrzymujące śniadanie bogate w białko (1 i 3) wykażą większe zaangażowanie i zmniejszone zachowania poza zadaniami w porównaniu z grupami otrzymującymi śniadanie wysokowęglowodanowe (grupy 2 i 4) (główny efekt śniadania wysokobiałkowego). Grupy otrzymujące poranne ćwiczenia (2 i 3) wykażą duże zaangażowanie i zmniejszone zachowania poza zadaniem w porównaniu z grupami, które nie wykonują ćwiczeń (1 i 4) (główny efekt ćwiczeń). Dzieci otrzymujące zarówno ćwiczenia, jak i śniadanie (grupa 3) wykażą większą poprawę niż dzieci otrzymujące tylko jeden (1 vs. 3 i 2 vs. 3) efekt interakcji.

Cel szczegółowy 2: Określenie niezależnego i zbieżnego wpływu śniadania i aktywności fizycznej na kontrolę hamowania i uwagę za pomocą skomputeryzowanych zadań funkcji wykonawczych.

Hipoteza 2: Zakłada się, że nasze dane wykażą główny wpływ śniadania bogatego w białko na wykonywanie zadań neuropsychologicznych (grupy 1 i 3 vs. grupy 2 i 4), główny efekt porannych ćwiczeń (2 i 3 vs. 1 i 4) oraz efekt interakcji faworyzujący połączenie śniadania i ćwiczeń poza jednym i drugim oddzielnie (3 vs. 1, 3 vs. 2).

Cel szczegółowy 3: Zbadanie potencjalnych zmian w aktywności mózgu poprzez ocenę przepływu krwi za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS) w korze przedczołowej podczas wykonywania komputerowych zadań poznawczych.

Hipoteza 3: Oczekuje się, że wyniki wykażą podobne wzorce jak cele 1 i 2, tak że przepływ krwi w korze przedczołowej wzrośnie bardziej w grupach otrzymujących oba leki w porównaniu z grupami otrzymującymi tylko jeden lek i nieotrzymującymi żadnego z nich. Ocenione zostaną powiązania między mózgowym przepływem krwi, wykonywaniem zadań i zachowaniem w klasie.

Tło:

Mocne dowody eksperymentalne i obserwacyjne potwierdzają powiązania między odżywianiem, aktywnością fizyczną i rozwojem neurokognitywnym. W rzeczywistości jedną z pierwszych interwencji wykazujących, że ćwiczenia poprawiają zdolności poznawcze u dzieci w wieku podstawowym, przeprowadzono na Uniwersytecie Illinois Urbana Champaign, a kilka kolejnych badań potwierdziło te wyniki. Wiele badań oceniających jakość diety wskazuje na wyraźny związek między jakością diety a funkcjami poznawczymi u dzieci. Chociaż wyniki te są ważne dla badaczy, ich postrzegane znaczenie dla rodziców i nauczycieli polega na obietnicy wywarcia wpływu na wyniki w nauce. Na przykład ćwiczenia poprawiają hamowanie funkcji poznawczych podczas wykonywania zadań laboratoryjnych, ale nauczyciele chcą zobaczyć, że korzyść przekłada się na podniesienie rąk przed mówieniem. W tym przypadku jest zaskakująco mało danych, co ogranicza podejmowanie interwencji.

Inną kwestią dotyczącą zachowań zdrowotnych jest status społeczno-ekonomiczny, ponieważ wykazano, że osoby z dzielnic o niskich dochodach, a także mniejszości rasowe/etniczne mają gorsze wzorce żywieniowe, niższy wskaźnik aktywności fizycznej i wyższy wskaźnik otyłości, co czyni dzieci z tych grup szczególnie podatnymi na ryzyko opóźnienia w osiągnięciach akademickich i rozwoju poznawczym. Dlatego interwencje mające na celu poprawę takich zachowań zdrowotnych powinny być skierowane do dzieci reprezentujących te populacje, ponieważ prawdopodobnie to one odniosą największe korzyści ze zmian w zdrowym stylu życia.

Wreszcie, interwencje prowadzone w szkołach są szczególnie korzystne, ponieważ dzieci spędzają większość dnia w szkołach nie tylko podczas zajęć lekcyjnych, ale także przed i po lekcjach, pełniąc funkcję opieki nad dziećmi, gdy rodzice pracują. I wreszcie, choć wiele badań obserwacyjnych i eksperymentalnych wykazuje wyraźne interakcje między dietą a ćwiczeniami poznawczymi, prawie zawsze bada się je oddzielnie, bez badania połączonych efektów. Co jest najważniejsze? Jakie korzyści daje połączenie diety i ćwiczeń fizycznych, wykraczające poza każde z nich osobno?

Interesujące wyniki obejmują zachowanie dzieci w klasie, w szczególności czas spędzony na zadaniu i poza nim, behawioralne umiejętności poznawcze, takie jak dokładność i czas reakcji w przypadku zadań komputerowych, oceniające uwagę i kontrolę hamowania, oraz przepływ krwi do określonych obszarów mózgu związanych z uwagą i zachowaniem w klasie . To badanie pilotażowe obejmie tygodniową (od poniedziałku do piątku) interwencję w szkole przy użyciu planu czynnikowego 2 x 2 z 2 czynnikami, porannymi ćwiczeniami (tak/nie) i śniadaniem (bogatym w białko/bogate w węglowodany) i 2 poziomami każdego czynnik (tak lub nie). Dzieci zostaną losowo przydzielone do jednej z czterech grup interwencyjnych: 1) śniadanie bogate w białko, 2) śniadanie bogate w ćwiczenia i węglowodany, 3) śniadanie bogate w białko i ćwiczenia fizyczne oraz 4) śniadanie bogate w węglowodany. W poniedziałek, środę i piątek tego tygodnia zachowanie dzieci w klasie będzie monitorowane poprzez nagranie z kamery umieszczonej w ich klasie. W piątkowe popołudnie oceniane będą funkcje poznawcze dzieci i przepływ krwi w mózgu. Randomizacja zostanie przeprowadzona po rozpoczęciu badania przez współbadacza, dr Naimana Kahna, przy użyciu schematu randomizacji blokowej, który będzie stosowany podczas każdej fali. Fale będą miały rozmiary podzielne przez cztery. Osoby zbierające dane będą ślepe na warunki. Interwencje nie będą gromadzić danych.

Obecne badanie jest interwencją prowadzoną w szkołach. Dzieci będą monitorowane przez tydzień przed wdrożeniem interwencji w celu uzyskania podstawowej oceny zachowania w klasie, funkcji poznawczych i przepływu krwi w mózgu. Interwencja zostanie wdrożona w następnym tygodniu, a badania końcowe odbędą się w tym samym tygodniu w poniedziałek, środę i piątek. Po zakończeniu badania wszystkim uczestnikom zostanie zapewnione pięć dni śniadania i pięć dni porannych ćwiczeń, niezależnie od przydziału grupowego.

Zostanie zastosowana następująca procedura:

Rodzice wypełnią ankietę demograficzną po uzyskaniu zgody w celu potwierdzenia uczestników, wieku, płci biologicznej, daty urodzenia, rasy/pochodzenia etnicznego, dochodu gospodarstwa domowego/statusu edukacyjnego oraz wszelkiej diagnozy zaburzeń neuropsychologicznych, takich jak zaburzenia ze spektrum autyzmu lub nadpobudliwość/impulsywność z deficytem uwagi Zaburzenie (ADHD).

Badanie podstawowe: Przez tydzień poprzedzający interwencję zachowanie dzieci w klasie będzie obserwowane trzy razy w tygodniu (od poniedziałku do piątku) przy użyciu narzędzia systematycznej obserwacji Behavioural Observation of Students in Schools (BOSS). Ponadto pod koniec tygodnia w piątek oceniane będą podstawowe funkcje mózgu za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS) i testów funkcji poznawczych na podstawie wykonywania zadań komputerowych, wraz z wzrostem i masą ciała.

Sprawność aerobowa będzie oceniana za pomocą biegu wahadłowego. Test ten pozwala na grupową ocenę wydolności aerobowej poprzez polecenie dzieciom biegu na dystansie 20 metrów zsynchronizowanym z serią sygnałów dźwiękowych. Częstotliwość sygnałów dźwiękowych stopniowo wzrasta, co wymaga od uczestników szybszego biegu w każdej rundzie. Gdy dziecko nie nadąża za tempem, test zostaje zakończony. Ocena ta zostanie przeprowadzona tylko raz na początku.

Podczas porannych sesji aktywności fizycznej tętno będzie rejestrowane przy użyciu systemu pomiaru tętna pierwszego uderzenia, który obejmuje pasy piersiowe. Przez cały tydzień początkowy dzieci będą proszone o noszenie akcelerometru na biodrze w celu oceny poziomu ich aktywności fizycznej w ciągu dnia. Wzrost i masa ciała dzieci zostaną ocenione jednorazowo na początku badania za pomocą skali i stadiometru.