Interwencje rowerowe w zakresie funkcji poznawczych u dzieci z autyzmem (Cycling&Autism)

TŁO Funkcje wykonawcze (EF) – planowanie, elastyczność poznawcza, pamięć robocza i hamowanie – były wyraźnie upośledzone w zaburzeniach ze spektrum autyzmu (ASD). Pilotażowe badanie RCT z 2021 roku przeprowadzone przez ten sam zespół (Med Sci Sports Exerc 2021;53:1417-24) wykazało, że tylko dzieci, które nauczyły się jeździć na prawdziwym rowerze (n=24), poprawiły EF; jazda na rowerze stacjonarnym nie przyniosła takiego efektu. Korzyści poznawcze wynikały zatem z nabycia umiejętności, a nie tylko z samej sprawności aerobowej.

HIPOTEZA

Poprawy były napędzane przez dwa mechanizmy angażowane podczas nauki jazdy na prawdziwym rowerze:

(A) dynamiczna równowaga (obciążenie przedsionkowe/proprioceptywne) (B) aktualizacja przestrzenna podczas samodzielnego przemieszczania się w przestrzeni

PROJEKT BADANIA To badanie było randomizowanym badaniem kontrolowanym (RCT) z czterema ramionami, z równym przydziałem do trzech grup interwencyjnych – nauka jazdy na rowerze (LTB), rower na bieżni (BT), jazda na rowerze z kółkami bocznymi (TW) – oraz jednej aktywnej grupy kontrolnej (jazda na rowerze stacjonarnym, SC). Oceny przeprowadzono na początku (T1), w połowie interwencji (T2, jeden tydzień) i po interwencji (T3, 2 tygodnie) w celu oceny funkcji wykonawczych (EF), BDNF i HRV.

ZBIERANIE DANYCH Każdy uczestnik został poproszony o wykonanie zestawu ocen neuropsychologicznych, w których rejestrowano różne składniki EF. Każda ocena trwała 15 minut, po czym następowała 5-minutowa przerwa, aby zapobiec zmęczeniu poznawczemu u uczestników. Oceny neuropsychologiczne przeprowadzono godzinę przed rozpoczęciem pierwszej interwencji ćwiczeniowej (T1: punkt wyjściowy), czwartej interwencji (T2: środek interwencji) i ostatniej interwencji ćwiczeniowej (T3: po interwencji). Ocena w połowie interwencji dostarcza cennych informacji o tym, jaką część zmienności EF tłumaczy zmienność w zapisach HRV. Ocenę HRV przeprowadzono 10 minut po zakończeniu pierwszej (T1), czwartej (T2) i ostatniej (T3) interwencji za pomocą zegarka Garmin Venu 2S, urządzenia na nadgarstku zatwierdzonego do krótkoterminowych zapisów HRV. Podczas 5-minutowego okresu siedzącego odpoczynku w cichym środowisku uczestnicy zostali poproszeni o wykonanie testu Health Snapshot na żądanie (2-minutowego), aby uchwycić powrót przywspółczulny po ćwiczeniach. Aby zapewnić komfort i jakość danych, dzieciom polecono nosić zegarek Garmin Venu 2 tylko podczas okresu odpoczynku i poproszono je, aby pozostały nieruchome i oddychały naturalnie. Czujnik optyczny tętna Elevate V4 w zegarku Garmin Venu 2 rejestrował dane o odstępach między uderzeniami, które były przetwarzane przez aplikację Garmin Connect w celu obliczenia RMSSD. Procedury te były ustandaryzowane między grupami, aby zminimalizować zmienność związaną z czynnikami środowiskowymi lub proceduralnymi. Tymczasem próbki moczu od uczestników zebrano w sterylnych kubkach o pojemności 120 ml w T1, T2 i T3. Po zakończeniu próbki zostały niezwłocznie przetransportowane z domów uczestników do laboratorium Wydziału Patologii Chemicznej znajdującego się w Szpitalu Księcia Walii.

UCZESTNICY Sześćdziesięciu dwóch uczestników z łagodnym do umiarkowanym ASD w wieku 8-12 lat zostało zrekrutowanych ze szkoły specjalnej dla osób z niepełnosprawnością intelektualną, chińskiego YMCA w Hongkongu oraz firmy rowerowej w Hongkongu mającej istniejące powiązania badawcze z zespołem badawczym. Kryteria włączenia obejmowały: (1) diagnozę ASD według DSM-5 i ADOS-2; (2) niewerbalne IQ >40 (Skala Inteligencji Wechslera dla Dzieci w wersji zrewidowanej w Chinach); (3) zdolność do wykonywania instrukcji i przeprowadzania interwencji/ocen przy pomocy; (4) brak dodatkowej regularnej aktywności fizycznej (poza wychowaniem fizycznym w szkole) przez 2 miesiące przed badaniem; oraz (5) brak doświadczenia w jeździe na rowerze dwukołowym (<10 sekund samodzielnej jazdy). Kryteria wykluczenia obejmowały: (1) ślepotę barw; (2) schorzenia medyczne ograniczające ćwiczenia (np. astma, napady); (3) historię urazu mózgu lub złożonych zaburzeń neurologicznych oraz (4) otyłość [>95 percentyl BMI]. Badanie przesiewowe przeprowadził psycholog i lekarz psychiatra, przy czym cechy autystyczne zgłaszane przez rodziców oceniono za pomocą Skali Reaktywności Społecznej, Drugie Wydanie (SRS-2). Po badaniu przesiewowym pięćdziesięciu sześciu uprawnionych uczestników zostało randomizowanych do jednej z czterech grup za pomocą randomizacji blokowej (rozmiar bloku = 4), aby zapewnić równy przydział. Po zakończeniu badania liczby uczestników w grupach wynosiły: LTB (n=13, 1 wypadnięcie w T2), BT (n=12, 2 wypadnięcia w T2), TW (n=14) oraz SC (n=12, 2 wypadnięcia w T2).

INTERWENCJE Wszystkie interwencje trwały 2 tygodnie, obejmując 8 sesji (4 sesje tygodniowo, po 45 minut każda) w salach szkolnych/siłowniach, prowadzonych przez wykwalifikowanego trenera kolarstwa (Hong Kong Cycling Association) przy wsparciu pomocników studenckich (stosunek personelu do uczestnika 1:1). Każda sesja interwencyjna składała się z 10-minutowego przygotowania i rozgrzewki, 30-minutowego treningu kolarskiego i 5-minutowego schłodzenia. Intensywność ćwiczeń monitorowano, prosząc uczestników co 10 minut podczas ćwiczeń o wskazanie ich oceny odczuwanego wysiłku (zakładany zakres: 3-5). Dystans jazdy mierzono za pomocą prędkościomierzy dla grup niestacjonarnych (LTB, TW), aby zapewnić równoważną ekspozycję przestrzenną. Uczestnicy byli pozytywnie wzmacniani werbalnie pochwałami za ich wysiłki podczas interwencji, a ich postępy były wizualizowane za pomocą wykresów przechowywanych w sypialni dziecka w domu (np. lista osiągnięć: dystans; umiejętność korzystania z innego zestawu kół i samodzielnego startu). Dla grupy jazdy na rowerze stacjonarnym uczestnicy otrzymali wykres skumulowanego całkowitego czasu spędzonego na jeździe na rowerze lub równoważnego dystansu. Oprócz grupy LTB, wszyscy uczestnicy w pozostałych grupach zostali nauczeni jazdy na rowerze po T3, aby docenić ich wkład w badanie.

Nauka jazdy na rowerze (LTB): Uczestnicy zostali poproszeni o jazdę na normalnym rowerze z kółkami bocznymi. Następnie uczestnicy przeszli na rower dwukołowy. Aby utrzymać uczestników na krzywej uczenia się, w przypadku gdy uczestnicy opanowali umiejętność jazdy na rowerze przed końcem okresu interwencji, proszeni byli o przejazd przez tor przeszkód, który BYŁ stopniowo coraz trudniejszy do pokonania. Tor przeszkód został zaprojektowany przez grupę fokusową, w skład której weszło czterech nauczycieli wychowania fizycznego ze szkół uczestniczących oraz jeden doświadczony trener kolarstwa z ponad 5-letnim doświadczeniem trenerskim.

Rower na bieżni (BT): Uczestnicy w tej grupie najpierw nauczyli się jeździć na normalnym rowerze z jego tylnym kołem i kółkami bocznymi na rolce, a przednim kołem na stojaku. Następnie przeszli do jazdy na rowerze dwukołowym z tylnym kołem na rolce (bez kółek bocznych), a na końcu do konwencjonalnego roweru dwukołowego na rolkach.

Jazda na rowerze z kółkami bocznymi (TW): Uczestnicy w tej grupie zostali poproszeni o jazdę na rowerze z kółkami bocznymi przez całe badanie. Jechali również przez tor przeszkód, gdy stawali się bardziej biegli w jeździe.

Jazda na rowerze stacjonarnym (SC): Uczestnicy w tej grupie zostali poproszeni o jazdę na rowerze stacjonarnym, z postępem śledzonym za pomocą wykresów skumulowanego czasu/dystansu.

STATUS BADANIA Rekrutacja: 62/62 (zakończona 30 czerwca 2023) Ostatnia wizyta ostatniego uczestnika: 30 czerwca 2023 Zamknięcie danych: 31 sierpnia 2024 Główny manuskrypt zostanie złożony do recenzji w czasopiśmie Autism Journal.

BEZPIECZEŃSTWO Nie wystąpiły poważne zdarzenia niepożądane; drobne otarcia (n=1) zostały leczone na miejscu.

FINANSOWANIE I ETYKA Finansowane ze środków RGC General Research Fund 18616522 (814 430 HKD). Zatwierdzone przez HREC-EdUHK 2021-2022-0397 (15 czerwca 2022).