Szkolenie pamięci roboczej wśród dzieci i młodzieży z ciężkim porażeniem mózgowym

Pamięć robocza (WM) jest jedną z podstawowych funkcji wykonawczych (EF), które obejmują zdolności poznawcze wyższego rzędu, kluczowe dla optymalnego funkcjonowania dziennego życia. WM jest definiowany jako nasza zdolność do tymczasowego przechowywania informacji, które nie są już percepcyjnie obecne, co pozwala nam manipulować ich znaczącymi zachowaniami kierowanymi celami, takimi jak podejmowanie decyzji, rozwiązywanie problemów i rozumowanie. WM obejmuje słowne WM i (niewerbalne) wizualno -przestrzenne WM, dwa główne elementy zdefiniowane przez treść. Werbalny WM jest odpowiedzialny za tymczasowe przechowywanie informacji werbalnych, takich jak litery, słowa, liczby lub obiekty, które można nazwać, i jest silnym predyktorem rozwoju języka i zrozumienia czytania. Visuo-Sprzedaż WM jest fundamentalnym składnikiem systemu ruchu gałek ocznych, wizualnym funkcjonowaniem percepcyjnym i jest silnym predyktorem wydajności arytmetycznej. WM jest związany z aktywną pamięcią długoterminową pomagającymi pobieraniem przechowywanych informacji z wcześniejszych doświadczeń w celu skutecznego wykonania zadania. WM jest praktycznie zaangażowany w większość (jeśli nie wszystkie) codzienne czynności, od prostych zadań, takich jak zapamiętywanie numeru telefonu lub następujące instrukcje, po wysoce złożone zadania związane z uczeniem się, osiągnięcia akademickie w zakresie umiejętności czytania, liczenia i nauki lub rozumienie języka.

Jednym z centralnych ograniczeń ludzkiego poznania jest ograniczona pojemność WM, tj. Ilość i czas trwania informacji, które można jednocześnie przechowywać i manipulować. Niska pojemność WM wpływa na około 15% wszystkich dzieci, z których ponad 80% jest bardzo narażone na niedogodności edukacyjne. Jeśli chodzi o swoje neuronowe, wcześniejsze prace konsekwentnie przedstawiają ważną rolę sieci czołowo-ciemieniowych w wydajności WM z pewną zmiennością w zależności od rodzaju bodźca. U typowo rozwijających się (TD) osób WM nadal rozwija się przez dzieciństwo i szczyty w okresie dojrzewania wraz z wieloma strukturalnymi procesami dojrzewania w mózgu. Znaczące deficyty WM opisano w szeregu zaburzeń neurorozwojowych.

Porał mózgowy (CP) jest najczęstszą przyczyną ciężkiej niepełnosprawności fizycznej w dzieciństwie z częstością 1,6-3,4 na 1000 mieszkalnych. Obejmuje grupę zaburzeń rozwojowych ruchu i postawy przypisywanych nieprogresywnymi zmianami w rozwijającym się mózgu płodu lub niemowląt. CP jest podzielone na spastyczne, dyskinetyczne, ataksyczne i mieszane formy, a funkcjonowanie osób waha się od łagodnego do ciężkiego poziomu ograniczeń. W CP 41% wszystkich ludzi nie jest w stanie chodzić niezależnie, 23% nie jest w stanie poradzić sobie z obiektami za pomocą rąk, a 32% jest niewerbalnych. Upośnienieniami motorycznymi często towarzyszą upośledzenia poznania i zachowania. EF w CP są do tej pory niedoceniane, szczególnie w przypadkach nielegalnych i niewerbalnych CP, w których upośledzenia te są zwykle pomijane z powodu wyzwań w znalezieniu odpowiednich narzędzi oceny, które nie opierają się na umiejętnościach motorycznych i werbalnych. Mianowicie tylko 36,8% dzieci z poważnymi zaburzeniami ruchowymi w CP ma ocenę funkcjonowanie poznawcze, w porównaniu do 96,5% dzieci z łagodnym CP. Wydaje się, że zarówno deficyty WM werbalne, jak i wizualno -przestrzenne są obecne we wszystkich formach CP, a tym bardziej, jak wzrasta ciężkość ograniczeń funkcjonalnych. W CP deficyty WM są związane z upośledzonymi trudnościami w czytaniu i trudnościami arytmetycznymi. Trudności uczenia się występują w około 40% i zaburzenia wizualne u 40-50% wszystkich osób z CP.

Oprócz centralnych zmian neuronowych, dzieci z CP wykazują również zmienione funkcjonowanie autonomicznego układu nerwowego (ANS), o czym świadczy nieodłączna zmniejszona zmienność tętna (HRV). W populacji TD wyższa wydajność WM (i ogólnie EFS) jest silnie związana ze zwiększonym HRV, ustalonym markerem przywspółczulnego ANS Drive (ułatwiającego „odpoczynek i trawienie”). Sugeruje to, że HRV tworzy również ważną skuteczną funkcję poznawczą. W TD zwiększonym HRV towarzyszy zwiększona funkcjonalna łączność mózgu w stanie spoczynku. Badania względnego udziału różnic HRV w CP i ich związku z niedoborami EF i podstawowymi funkcjonalnymi sieciami łączności wcześniej zidentyfikowanych jako związanych z WM nie zostały rozwiązane w żadnym wcześniejszym badaniu.

Osoby z CP z poważnymi zaburzeniami ruchowymi korzystają z technologii śledzenia wzroku jako metodę dostępu do urządzeń wspomagających i alternatywnych (AAC) oraz komputerów do edukacji i wypoczynku. Ruchy gałek ocznych są śledzone przez czujnik podczerwieni i tłumaczone na ruchy kursorów na ekranie, na którym dzieci mogą poruszać się i wybrać interesujące ikony. Dzieci niewerbalne z CP mają znacznie upośledzone rozumienie języka, szczególnie widoczne w spastycznym CP. Technologia śledzenia wzroku prowadzi do zwiększonych wyników komunikacji i ma pozytywny wpływ na jakość życia poprzez zwiększony poziom aktywności, poziomy uczestnictwa, własną skuteczność i poczucie własnej wartości. Mając na uwadze niezaprzeczalne korzyści, użycie AAC stawia duże wymagania WM. Na przykład, aby wyrazić potrzeby i potrzeby, dzieci te muszą pamiętać o symbolu zainteresowania, podczas gdy poruszając się przez szereg symboli, które nie wszystkie są obecne, pamiętając o najskuteczniejszej ścieżce, hamując możliwe rozproszenie uwagi i wreszcie lokalizowanie i wybieranie symbolu docelowego. Korzystanie z systemów AAC może być prawdziwym wyzwaniem dla dzieci o niskiej pojemności WM, prawdopodobnie prowadząc do przerwania technologii oraz utraty możliwości i korzyści. Osoby z CP wykazują również niższą jakość ruchów gałek ocznych w porównaniu z ludźmi TD, jednak dokładność ruchu gałek ocznych można poprawić poprzez intensywny trening śledzenia oczu. Ponadto metody śledzenia wzroku były wcześniej stosowane do skutecznego indeksowania WM, metody, która nie została jeszcze zbadana u osób z CP, ale może mieć ważne implikacje kliniczne.

Skomputeryzowane szkolenie WM pojawiło się jako nowa, nieinwazyjna opcja leczenia z dużym potencjałem do zwiększenia pojemności WM i ogólnego funkcjonowania poznawczego. EF dzieli ograniczenia pojemności i mają nakładające się systemy neuronowe, co wyjaśnia uogólniony wpływ szkolenia WM na inne funkcje poznawcze. Niedawny systematyczny przegląd zsyntetyzował istniejące dowody dotyczące interwencji poznawczych w CP, podkreślając między innymi niską jakość istniejących dowodów w programach szkoleniowych WM i potrzebę przyszłych, bardziej solidnych badań w CP. Poprzednie badania interwencji poznawczych (ogólnie) obejmują interwencje aktywności w celu zwiększenia zdolności poznawczych (tj. Wspinaczka, taniec, hipototerapia) do określonych programów treningowych, takich jak program ruchowy oparty na uważności MI-Yoga, przeniesienie-IT-Improve-IT (MITII) i COGMED WM Training (CWMT). Z powodu poważnych zaburzeń ruchowych grupa celów ciężkiego CP (poziomy IV-V GMFCS) nie jest w stanie przeprowadzić interwencji aktywności wspinaczki, tańca, hipoterapii. Ponadto nie są w stanie wykonywać programów opartych na ruchu, takich jak MI-Yoga i MITII, pozostawiając program CWMT jako najbardziej wykonalny program szkoleniowy dla dzieci i młodzieży z ciężkim CP, który może uzyskać dostęp do komputerów za pomocą urządzeń do śledzenia wzroku. Inne skomputeryzowane programy szkoleniowe interwencyjne obejmują inteligentne (na etapach rozwijających się, nie specyficzne dla szkolenia WM, a tym samym nie przydatne do osiągnięcia celów projektu) oraz neuronup (https://www.neuronup.com/; Nie specyficzne dla szkolenia WM, ale ogólnie funkcji wykonawczych), dla których obecnie istnieje tylko opublikowany protokół badania RCT w łagodnym CP, autorzy nie opublikowali jeszcze żadnych wyników, więc nie ma dowodów na potwierdzenie jego zastosowania do zwiększenia zdolności poznawczych w ogóle, a konkretnych WM.

CWMT jest obecnie najczęściej używanym oprogramowaniem szkoleniowym z najbardziej empirycznymi dowodami dostępnymi na temat jego skuteczności w różnych populacjach. Samo oprogramowanie opiera się na szkoleniu adaptacyjnym przy użyciu algorytmów, to znaczy trudność zadań WM jest stale utrzymywana w najwyższym poziomie, aby zakwestionować pojemność WM, ale nadal pasuje do zdolności każdego użytkownika. Na trening WM silnie wpływa teoria neuroplastyczności, która polega na powtarzanym i dostosowanym treningu, stąd algorytm adaptacyjny. Zmiany neuroplastyczności odnotowano po różnych populacjach, a także u dzieci przedwczesnych (w tym niewielu uczestników z CP). Pomimo szeroko zakrojonych badań z wykorzystaniem CWMT ogólny wniosek jest taki, że zwiększona pojemność WM w wyniku treningu wielokrotnie wykazywała efekty prawie przenoszenia, ale niejednoznaczne efekty dalekowzroczności i retencji, w dużej mierze zależne od wieku, populacji, rodzaju treningu i czasu trwania. CWMT to najlepsze oprogramowanie szkoleniowe WM do użycia w tym projekcie z różnych powodów: (1) Zostało ono zaprojektowane specjalnie w celu zwiększenia pojemności WM, co nie jest w przypadku innych skomputeryzowanych programów szkoleniowych, które mają ogólnie poprawić funkcje wykonawcze (w tym elastyczność poznawcza, uwagę itp.); Jest to kluczowy punkt, który należy wziąć pod uwagę jako głównym celem tego projektu, jest ocena wszelkich zmian przede wszystkim w zakresie WM, a następnie, jeśli jakiekolwiek umiejętności zostaną przeniesione na inne funkcje wykonawcze; (2) Program CWMT ma znacznie więcej dowodów na jego pozytywny wpływ na pojemność WM badane w badaniach wysokiej jakości, (3) Szkolenie jest ustrukturyzowane w sumie 25 sesji, a zadania w każdej sesji są dostosowywane do zdolności uczestnika, oferując ukierunkowane i niestandardowe doświadczenie treningowe, które jest kluczowe, biorąc pod uwagę heterogeniczność, która charakteryzuje CP jako diagnozę; (4) Sesje CWMT można wykonać za pomocą urządzeń śledzących wzrok, co ma kluczowe znaczenie dla grupy celów dzieci i młodzieży z ciężkim CP.

Skuteczność treningu WM w CP pozostaje w dużej mierze niezbadana. Według wiedzy naukowców, jedyne badanie, w którym wykorzystano CWMT (jako program treningowy z najbardziej empirycznym dowodem do tej pory w celu poprawy zdolności WM) u dzieci ze spastycznym CP, odnotowano znaczącą poprawę po treningu zarówno w umiejętnościach przenoszenia, jak i dalekiego transferu, w tym w umiejętnościach wizualnych i przestrzennych, hamowaniu i przetwarzaniu fonologicznym. Dwa badania z wykorzystaniem CWMT u dzieci wyjątkowo niskich i bardzo niskich obrotów porodowych (każde badanie obejmowało dwóch uczestników z CP) również wykazały, że efekty bliskie, jak i dalekiego przenoszenia zachowały się w okresie obserwacji 6 miesięcy. Chociaż z obiecującymi wynikami, badania te wykluczały dzieci z CP z poważnymi zaburzeniami motorycznymi, pozostawiając lukę w wiedzy o znaczeniu do zbadania.