DCD & ASD Imaging Intervention Study

Около 5% детей имеют DCD, расстройство развития нервной системы, которое значительно влияет на их способность осваивать моторные навыки, такие как завязывание шнурков, обучение печати или езда на велосипеде (APA 2013). DCD мешает успеваемости в школе, профессиональной деятельности, досугу; это оказывает влияние на всю жизнь, и 75% детей с DCD будут продолжать испытывать двигательные трудности во взрослом возрасте (Kirby 2014). DCD сильно сочетается с другими нарушениями развития нервной системы, включая расстройство аутистического спектра (ASD) (Green 2009) и синдром дефицита внимания с гиперактивностью (ADHD) (Piek 1999), которое усугубляет двигательные и функциональные проблемы у детей (Kirby 2014).

До недавнего времени двигательный дефицит у детей с РАС в значительной степени игнорировался. Начиная с Диагностического и статистического руководства по психическим расстройствам, 5-е изд. (DSM-5) был опубликован в 2013 году, теперь разрешена двойная диагностика РАС и ДЦД. Сообщалось, что более 50% детей с РАС имеют DCD (Green, 2009), при этом степень двигательных нарушений коррелирует с тяжестью аутизма (Dzuik, 2007).

Совпадение DCD и ASD недостаточно изучено, но высокая частота совпадений заставляет задаться вопросом, существуют ли общие и отличные нейронные маркеры, которые определяют эти нарушения развития нервной системы. Исследования нейровизуализации начали раскрывать их нейронные основы. Аномалии мозжечка (D'Mello, 2016; Foster, 2015; Liu, 2017; Zwicker, 2009, 2011) и мозолистого тела (Langevin, 2014; Frazier, 2009) характерны для обоих заболеваний, но в нескольких исследованиях сравнивали детей с ДЦД и детей с сопутствующими заболеваниями. возникающий РАС. Предварительные данные указывают на изменения в сетевых паттернах, которые являются уникальными для группы DCD + ASD по сравнению с одним диагнозом DCD или ASD (Caeyenberghs 2016). Caeyenberghs et al. обнаружили, что паралимбические области демонстрируют измененную связь при единичных расстройствах, которые являются расстройствами, специфичными для РАС или DCD; тем не менее, дети, отвечающие критериям как DCD, так и ASD, демонстрируют более распространенную чрезмерную связь, особенно в левой ассоциативной области и медио-затылочно-височной извилине, по сравнению с одним только DCD. Находясь в зачаточном состоянии, исследования нейровизуализации предполагают, что DCD и ASD могут иметь общие, но также и разные нейронные основы (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять нейронные корреляты каждого расстройства и его сосуществования.

Текущая передовая практика для улучшения двигательной функции у детей с DCD — это когнитивная ориентация на профессиональную эффективность (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP — это ориентированный на конкретные задачи подход, предназначенный для улучшения двигательных навыков, которые ребенку нужны или которые он хочет освоить; это когнитивный подход к решению проблем, который использует вербальное посредничество и определяет стратегии, способствующие приобретению навыков (Полатайко, 2001). В значительной степени неизвестно, получают ли дети с сопутствующими DCD и ASD пользу от CO-OP. Хотя двигательные нарушения и функциональные проблемы распространены при РАС, они редко находятся в центре внимания терапии. Основное внимание в терапии детей с РАС всегда уделялось социальным и коммуникативным навыкам или управлению различиями в сенсорной обработке. Предварительные результаты тематического исследования двух детей с диагнозом РАС предполагают, что КО-ОП осуществима и способна вызывать клинически значимые улучшения в самооценке и оценке родителями производительности по каждой из их двигательных целей (Rodger, 2009). Однако для подтверждения этих выводов необходима более крупная выборка.

Подход CO-OP оказался эффективным для достижения целей функциональной моторики, выбранных ребенком (Полатайко, 2001; Миллер, 2001), но нейронная основа этих улучшений до сих пор неизвестна. В настоящее время исследователи изучают изменения структуры и функции мозга, связанные с вмешательством CO-OP у детей с DCD+/-ADHD, и хотели бы расширить свое исследование, включив в него детей с сопутствующими РАС и DCD. Это новое исследование поможет выявить различия мозга между этими сопутствующими состояниями и объяснить, может ли и почему реабилитация принести пользу детям с двойным диагнозом DCD и ASD.

Это исследование предоставит клиницистам и исследователям более глубокое понимание неврологических основ моторных трудностей у детей с РАС, а также того, должны ли вмешательства включать терапию КО-ОП. Этот проект является первым, объединяющим визуализацию головного мозга и двигательное вмешательство в этой популяции, и может предоставить доказательства в поддержку новых клинических практик для улучшения результатов.

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ

Конкретные цели и гипотеза. Предлагаемое исследование предназначено для проверки гипотезы о том, что по сравнению с детьми с ДЦР дети с РАС+ДКР будут демонстрировать перекрывающиеся, но отчетливые различия в структуре и функциях мозга, и что реабилитация, связанная с различиями мозга, приведет к улучшениям. двигательной функции. Это исследование основано на текущем исследовании исследователей, финансируемом CIHR, в котором сравнивались дети с типичным развитием с детьми с DCD +/-ADHD и нейропластичностью, связанной с вмешательством CO-OP. Предлагаемое исследование предназначено для решения следующих конкретных задач:

Цель 1: Охарактеризовать структуру и функции мозга у детей с DCD+ASD и сравнить результаты с ранее собранными данными о детях с DCD+/-ADHD. Гипотезы: по сравнению с детьми с DCD мозг детей с DCD+ASD будет иметь меньший объем мозжечка; различия в микроструктурном развитии моторных, сенсорных, мозжечковых и лобных проводящих путей; и более низкая корреляция между сигналами от областей мозга, соответствующих сетям состояния покоя, включая режим по умолчанию, сенсомоторные, мозжечковые и лобные сети.

Цель 2: Определить, вызывает ли вмешательство CO-OP нейропластические изменения в структуре/функциях мозга и улучшает ли двигательные навыки у детей с DCD+ASD. Гипотезы: по сравнению с контрольной группой из списка ожидания дети в экспериментальной группе продемонстрируют: (1) усиленную функциональную связность в сенсомоторных, мозжечковых и лобных сетях; (2) повышенная целостность лобно-мозжечкового пути; (3) увеличение объема серого вещества в дорсолатеральной префронтальной, моторной и мозжечковой коре; и (4) улучшенные двигательные характеристики. Также ожидается положительная связь между функциональными улучшениями и изменениями в структуре/функциях мозга.

Цель 3: определить, сохраняются ли нейропластические и функциональные изменения через 3 месяца наблюдения. Гипотеза: дети, которые сохранили свои функциональные достижения, будут демонстрировать повышенную функциональную связность в сетях мозга, увеличенную связность лобно-мозжечкового пути и увеличенный объем серого вещества (как в задаче № 2) по сравнению с детьми, которые не сохранили свои функциональные улучшения.

Дизайн исследования и расчет размера выборки. Это исследование представляет собой рандомизированное контролируемое испытание, включенное в список ожидания. Дети будут случайным образом распределены либо в группу лечения, либо в группу ожидания. Статистик рандомизирует участников, используя сгенерированные компьютером последовательные блоки от 4 до 6; Коды рандомизации будут храниться в запечатанных непрозрачных конвертах до зачисления в исследование. В дополнение к текущему исследованию исследователей выборка из 30 участников с DCD + ASD обеспечит > 80% мощности для выявления клинически значимого улучшения на 2 балла по Канадскому показателю профессиональной эффективности (COPM; Закон 2014 г.) [26] (SD 2,5). и ошибка типа 1 0,05) и разница в 3% в осевой диффузии при визуализации тензора диффузии, которая коррелировала с двигательной функцией в экспериментальной работе исследователей (Zwicker 2012).

Участники: Тридцать детей (8-12 лет), которые соответствуют диагностическим критериям DCD и ASD, как указано в DSM-5 (APA 2013), будут иметь право на участие.

Визуализация головного мозга: перед МРТ дети проходят сеанс симулятора МРТ, чтобы ознакомиться с видами и звуками МРТ-окружения. Все визуализирующие исследования будут выполняться на современном сканере GE Discovery MR 750 мощностью 3 Тесла. Структура мозга будет оцениваться с использованием: (1) Т1-взвешенной структурной визуализации для измерения объема головного мозга (белого вещества, коркового серого вещества и глубокого серого вещества) и объема мозжечка, а также (2) диффузионно-тензорной визуализации (ДТИ) для измерения структурной связности. и микроструктура белого вещества по всему мозгу. Функция мозга будет измеряться косвенно с помощью МРТ в состоянии покоя для изучения функциональной связи в состоянии покоя в различных сетях. Общее время сканирования ~ 30 мин.

Вмешательство: КО-ОП — это когнитивный подход к решению функциональных двигательных проблем (Полатайко, 2001). Терапевты обучают детей глобальной стратегии решения проблем (цель-план-выполнение-проверка) как средства разработки конкретных стратегий преодоления двигательных проблем; стратегии определяются после динамического анализа производительности терапевтом, чтобы определить, где «сбой» в выполнении задачи. Эрготерапевты, прошедшие обучение по программе CO-OP, будут посещать детей в течение одного часа один раз в неделю в течение 10 недель. Родителям или опекунам будет предложено посещать сеансы лечения, чтобы терапевты могли проинструктировать их, как облегчить использование стратегии между сеансами лечения. Дети выберут 3 функциональные двигательные цели, которые необходимо решить во время лечения, оценив свою производительность и удовлетворение этих целей до и после вмешательства.

Меры: MABC-2 будет использоваться для оценки степени двигательных нарушений; баллы ≤ 16-го процентиля указывают на DCD (Henderson 2007). Этот показатель представляет собой общий общий балл, составленный из восьми субтестов в трех областях: ловкость рук (3), прицеливание и ловля (2) и равновесие (3). Часто используемый опросник для родителей DCDQ (Wilson 2007) будет использоваться для подтверждения влияния двигательных навыков на повседневную деятельность. Форма Conners 3 AI-Parent будет использоваться для оценки симптоматики СДВГ (Conners 2001). Опросник социальной коммуникации (SCQ), опросник для родителей, будет использоваться для выявления специфических для аутизма социальных и коммуникативных нарушений (Rutter 2003).

Основным показателем результата является COPM (Закон 2014 г.), который представляет собой индивидуализированную, ориентированную на клиента меру, предназначенную для выявления изменений в самовосприятии клиентом своей работы и удовлетворенности с течением времени функциональными целями, которые важны для них. В дополнение к COPM исследователи будут снимать на видео, как ребенок выполняет свои 3 двигательные задачи до и после вмешательства. Эрготерапевт, не осведомленный о вмешательстве и предварительном/последующем тестировании, будет оценивать двигательную активность с использованием Шкалы оценки качества работы (PQRS), объективной и наблюдательной меры качества работы (Miller 2001). Навыки мелкой и крупной моторики будут измеряться с использованием краткой формы теста на моторику Брунинкса-Осерецкого, 2-е изд. (БОТ-2: Брюнинкс, 2005 г.).

Нейровизуализационный анализ: DTI: для анализа данных тензора диффузии будет проводиться пространственная статистика на основе трактов (TBSS) с использованием библиотеки программного обеспечения FMRIB (FSL). TBSS — это полностью автоматизированный подход, который позволяет проводить анализ всего мозга без предварительной спецификации интересующих участков (Smith, 2006). Т1-взвешенное изображение будет проанализировано с использованием морфометрии на основе вокселей для сравнения локальной концентрации серого вещества между сеансами и группами с использованием пакета Statistical Parametric Map-99 (Ashburner 2000). rs-MRI: FSL будет использоваться для проведения независимого анализа компонентов, который позволит использовать подход, основанный на данных, для изучения сетей в состоянии покоя (Beckman 2005).

Анализ данных:

Цель 1: средние объемы мозга будут сравниваться между группами с использованием дисперсионного анализа с регрессионной поправкой на возраст и пол. Обобщенная линейная модель будет сравнивать показатели DTI и временные ряды функциональной связи у детей с DCD, DCD+ADHD, DCD+ASD и контрольной группой.

Цели 2 и 3: Повторные измерения ANCOVA будет применяться к первичным и вторичным исходам для выявления изменений с течением времени, включая эффект зрелости в группе списка ожидания, эффект вмешательства как в списке ожидания, так и в группе лечения, а также отсроченный эффект вмешательства в группе лечения. Возраст, баллы MABC-2 и баллы Коннерса будут использоваться как ковариаты.