Desenvolvimento de um dispositivo terapêutico para melhorar a diferenciação dos sons da fala em bebês prematuros

Todos os anos, nos Estados Unidos, aproximadamente 10% dos bebés nascem prematuros, afectando quase 400.000 famílias só nos EUA. Estas crianças sofrem frequentemente atrasos cognitivos e de linguagem significativos na primeira infância, com implicações negativas na função social e académica na idade escolar e mais além. Funções complexas de ordem superior, como a linguagem, baseiam-se em processos neurais iniciais e mais básicos que estabelecem a base para conexões e sistemas posteriores. Uma função fundamental do processamento neural necessária para o desenvolvimento da cognição e da linguagem receptiva é a capacidade precoce de diferenciar os sons da fala uns dos outros (acima da audição, uma percepção mais simples do som). Em bebês prematuros, o processamento dos sons da fala é frequentemente deficiente em relação aos pares nascidos a termo na alta da unidade de terapia intensiva neonatal (UTIN) e está associado a piores resultados aos dois anos de idade. O tempo passado na UCI neonatal após o nascimento não compensa o processamento atípico dos sons da fala e, na primeira infância, muitos bebés prematuros necessitam de terapias específicas. Atualmente, nenhuma intervenção tecnológica aborda o problema da má diferenciação dos sons da fala de bebês prematuros durante a internação na UTIN, quando existe o maior potencial para melhorar esse processo neural básico.

Raiz do problema: Contribuir para o mau processamento dos sons da fala de bebês prematuros é um ambiente auditivo atípico da UTIN, vivenciado durante um período de vulnerabilidade neural e fases críticas de desenvolvimento. O ambiente da UTIN é rico em sons de máquinas ou vozes humanas que, não filtrados pelo ambiente uterino, estão frequentemente acima dos níveis de volume recomendados. Por outro lado, a UTIN é pobre em sons que normalmente estabeleceriam conexões em desenvolvimento no cérebro do recém-nascido, como vozes humanas em um ambiente natural. O estímulo auditivo ideal para bebês após o nascimento seria a voz dos pais, em volume baixo e dirigida em padrões responsivos e direcionados ao bebê. No entanto, apesar das políticas de apoio da UTIN, poucos pais conseguem estar presentes de forma consistente para fornecer esta intervenção de voz, devido a imperativos sociais, geográficos e económicos. Os determinantes sociais e psicológicos da saúde agravam ainda mais o problema.

Soluções: Fornecer aos bebês a voz gravada de seus pais quando eles estão acordados, fisiologicamente estáveis ​​e receptivos pode ajudar seu sistema auditivo em desenvolvimento a receber experiências apropriadas. Além disso, se a voz for: 1) dirigida ao bebê; 2) em volumes e ritmos calibrados contra estímulos naturais; e 3) fornecido contingentemente mediante solicitação do bebê (realizado consistentemente após a mesma ação fácil, dentro de um período de tempo muito breve), as condições para a aprendizagem ideal do som da fala em humanos em desenvolvimento são atendidas.

Desafios à concepção de intervenções eficazes: Existem preocupações de segurança na colocação da maioria dos dispositivos de altifalantes em incubadoras e berços, nomeadamente riscos de infecção de dispositivos que não podem ser totalmente higienizados e fornecimento de sons altos/não filtrados em momentos em que uma criança não é receptiva, causando instabilidade fisiológica . Existem preocupações de eficácia em relação ao fornecimento de conteúdo não calibrado quando o circuito neural do processamento auditivo é imaturo e ineficiente. Além disso, foi demonstrado que a aprendizagem activa em bebés e crianças pequenas é muito superior em termos de plasticidade e desenvolvimento cerebral em comparação com a exposição passiva a material gravado. Finalmente, medir os efeitos da intervenção em bebés pré-verbais é impreciso utilizando avaliações comportamentais padrão.

Nesta investigação, a equipe do estudo clínico aproveitará fortes evidências de que a leitura e o canto (calibrados de acordo com as ocorrências do ambiente natural) são benéficos para o desenvolvimento cognitivo e de linguagem em bebês prematuros quando a voz da mãe é direcionada ao bebê mediante solicitação. A tecnologia investigada foi projetada para apoiar bebês na UTIN e, ao mesmo tempo, envolver suas mães. A tecnologia foi projetada para otimizar as experiências de aprendizagem, controlando o nível e a duração da intervenção; A equipe do estudo clínico faz parceria com as equipes de enfermagem da UTIN para agendar a emissão da voz da mãe durante estados estáveis ​​e receptivos. O dispositivo de intervenção foi projetado para garantir o aprendizado por meio da sucção contingente em chupeta equipada com sensor de pressão/tempo de sucção, conectado a um alto-falante que emite a voz da mãe. A tecnologia é comprovadamente higienizável, para atender aos padrões de controle de infecções da UTIN. Através deste design, os pais têm a capacidade de ajudar os seus filhos, mesmo quando estes têm meios, capacidade ou tempo para permanecer no hospital todos os dias - esta tecnologia apoia as UTIN no fornecimento de excelência e justiça nos cuidados. Dado que este estudo inclui uma população com maior diversidade de determinantes sociais da saúde em comparação com os padrões nacionais, e devido a um processo de apoio familiar já em vigor nos locais de estudo incluídos, a equipa do estudo clínico tem feito esforços para garantir a participação na investigação para todos, igualmente, melhorando a generalização das descobertas resultantes. Finalmente, a equipe do estudo clínico mede os resultados objetivamente, usando medidas cerebrais (EEG) de processamento dos sons da fala. Essas medidas têm alta validade de construção em bebês prematuros para os propósitos do estudo porque: (1) são obtidas de forma consistente em todo o espectro da prematuridade e dos ambientes (2) refletem o grau de maturidade do processamento da linguagem (3) são altamente preditivas dos escores de linguagem receptiva em os primeiros dois anos, e (4) respondem ao tratamento com um paradigma de voz contingente de 3 semanas. O estudo foi desenhado para demonstrar a eficácia da tecnologia em um ensaio clínico randomizado usando protocolos rigorosos; o desenho do estudo respeita os cuidados padrão que na maioria das vezes incorporam a escuta passiva do bebê à voz gravada pelos pais (fornecendo uma medição mais conservadora do efeito da intervenção do que se fosse comparada com nenhuma exposição); o desenho do estudo investiga os efeitos potenciais do ambiente da UTIN, como tipos de quartos (baía única vs. aberta) e ruído ambiente. O estudo tem como objetivo seguir.

1. O estudo testará a hipótese de que haverá uma maior diferença de resposta entre os sons da fala no EEG, para bebês que recebem a intervenção de voz da mãe contingente à sucção do que para bebês que ouvem a mesma quantidade de voz da mãe não contingente.
2. O estudo testará se o tamanho do efeito da intervenção aumenta quando o ruído de fundo da UTIN é menor.
3. O estudo irá explorar se o tamanho do efeito da intervenção varia de acordo com o tipo de sala da UTIN.