Гибридная компьютерная тренировка исполнительных функций с использованием виртуальных человеческих стимулов для аутизма

Для облегчения интеграции исполнительных функций (EF) и обработки социально-эмоциональных сигналов мы разработали новую домашнюю программу тренировки EF, использующую виртуальные, культурно релевантные стимулы человеческих лиц для аутичных людей. Мы попросим аутичных участников в возрасте 8-17 лет заниматься тренировкой с использованием этого новоразработанного приложения дома в течение двухнедельного периода, с пятью 30-минутными сессиями в неделю.

Новоразработанное гибридное компьютерное тренировочное приложение включает три игры, направленные на три основных компонента исполнительной функции (EF): переключение, ингибирование и обновление (Miyake et al., 2000). Эти игры используют 20 виртуальных азиатских персонажей, созданных с помощью Character Creator 4 (Reallusion Inc.).

Игра "Face-Judgment Game" (Категоризация или "分門別類") тренирует переключение и умственную гибкость, вовлекая суждения о поле и эмоциях (de Vries & Geurts, 2012). Каждый раунд состоит из 33 испытаний. Испытания начинаются с пустого периода, за которым следует период сигнала длительностью от 2000 мс и уменьшающейся продолжительностью от 1000 мс до 200 мс по мере увеличения сложности. Сигнал - либо "Пол", либо "Эмоция". После этих периодов в центре экрана появляется лицо, выражающее счастье или страх. Игрок оценивает пол лица (мужской/женский) или эмоцию (счастливый/испуганный) на основе сигнала, отвечая как можно быстрее и точнее. Испытания бывают либо повторяющимися (то же суждение, что и предыдущее), либо переключающими (другое суждение). Индексы производительности включают среднее время реакции (RT) на переключение и стоимость переключения RT, используемые для регулировки сложности.

Игра "Gaze-Arrow Game" (Указать путь или "指點迷津") тренирует ингибирование и контроль интерференции, требуя обработки направления взгляда среди отвлекающих факторов (Eriksen & Eriksen, 1974). Каждый раунд состоит из 32 испытаний. Испытания начинаются с пустого периода, затем представляют нейтральное или эмоциональное лицо вместе со стрелками-фланкерами, указывающими влево или вправо. Количество пар стрелок увеличивается от одной до пяти по уровням, создавая большую интерференцию, когда направления цели и фланкера не совпадают (Chanceaux et al., 2014). Игрок оценивает направление взгляда. Испытания бывают либо конгруэнтными (взгляд и стрелки в одном направлении), либо инконгруэнтными (противоположные направления). Производительность измеряется средним RT для инконгруэнтных испытаний и разницей RT между инконгруэнтными и конгруэнтными испытаниями (оценка интерференции), используемыми для регулировки уровня.

Игра "Running Memory Game" (Запоминание персонажей или "人物記憶") тренирует обновление рабочей памяти, обрабатывая идентичности лиц (Morris & Jones, 1990). Каждое испытание начинается с инструктивного сигнала, за которым следует последовательность нейтральных или эмоциональных лиц. Сигнал побуждает игрока вспомнить лицо из n испытаний ранее, причем n увеличивается от 1 до 5 для наложения больших требований к рабочей памяти. Длина последовательности случайно варьируется от 6 до 10 лиц, без повторяющихся идентичностей. После последовательности показываются пять последних лиц, и игрок выбирает лицо, соответствующее сигналу. Точность служит индексом производительности для регулировки уровня.

Оценка EF участников и клинических симптомов будет проводиться в течение одной недели до первой тренировочной сессии и в течение одной недели после последней тренировочной сессии. Кроме того, мы изучим отношение родителей к программе.

Задача "go/no-go" измеряет ингибирование (Picton et al., 2007). Она требует от участников нажимать кнопку в ответ на одну букву (испытания "go") и удерживать ответы на другие буквы (испытания "no-go"). Каждое испытание состоит из буквы, появляющейся на 300 мс, за которой следует межстимульный интервал от 1000 до 1400 мс (среднее = 1200 мс). Соотношение go:no-go составляет 3:1, с 240 испытаниями "go" и 80 испытаниями "no-go". Анализируется частота ложных тревог.

Задача рабочей памяти Стернберга оценивает хранение и извлечение элементов из кратковременной памяти (Sternberg, 1966). Она требует от участников запоминать наборы из 3 или 6 заглавных английских букв по одной. Два размера наборов равновероятны и представлены в случайном порядке. В каждом испытании участники видят фиксационный крест в течение 500 мс, за которым следуют буквенные стимулы, представленные в течение 2000 мс. За этим следует пустой период в 3000 мс, затем строчная буква-зонд появляется на 1000 мс, за которой следует межстимульный интервал от 1750 до 2250 мс (среднее = 2000 мс). Окно времени ответа составляет 2750 мс. Существует 28 испытаний для каждого размера набора. Анализируется точность при размере набора 6.

Задача переключения цифр измеряет сдвиг (Monsell, 2003). В каждом испытании фиксационный крест показывается в течение 500 мс. Затем сигнал, указывающий либо "большой/маленький" (суждение о величине), либо "нечетный/четный" (суждение о четности), представлен либо в 0 мс, либо за 1000 мс до появления одной цифры в диапазоне от 1 до 9 (исключая 5). Увидев цифру, участники должны оценить цифру в соответствии с сигналом как можно быстрее с помощью нажатия кнопки. Повторное испытание происходит, когда текущее суждение такое же, как и предыдущее, а переключающее испытание определяется, когда настоящее суждение отличается от последнего. Эти два типа испытаний и два интервала сигнал-цель равновероятны, с 32 испытаниями для каждой комбинации. Анализируется стоимость переключения времени реакции (RT) (т.е. разница в среднем RT между повторными и переключающими испытаниями) при интервале сигнал-цель 0 мс, который не позволяет подготовки.

Шкала социальной отзывчивости-2 (SRS-2) содержит 65 пунктов, измеряющих дефициты социальной функции, связанные с аутизмом (например, "испытывает трудности в общении со сверстниками") (Constantino & Gruber, 2012). Каждый пункт оценивается по 4-балльной шкале от "0" (никогда не верно) до "3" (почти всегда верно). Анкета дает две субшкальные оценки, совместимые с DSM-V, включая оценку социальной коммуникации и взаимодействия (SCI) и оценку ограниченных интересов и повторяющегося поведения (RRB). Анализируются сырые оценки этих двух субшкал.

Родители заполняют анкету обратной связи, чтобы оценить свое отношение к тренировочной программе и собрать предложения по улучшению игр. Они оценивают шесть пунктов по 7-балльной шкале Лайкерта, от -3 до +3. Эти пункты включают 'интересность тренировочных игр' (от очень скучных до очень интересных), 'сложность тренировочных игр' (от слишком легких до слишком сложных), 'продолжительность тренировочных игр' (от слишком коротких до слишком длинных), 'воспринимаемое изменение у ребенка после тренировки' (от очень негативного до очень позитивного), 'удовлетворенность общим устройством тренировки' (от очень неудовлетворенных до очень удовлетворенных), 'готовность позволить ребенку участвовать в подобной когнитивной тренировке в будущем' (от очень нежелающих до очень желающих).

Мы предполагаем, что как EF, так и клинические симптомы улучшатся благодаря усиленной интеграции EF и социально-когнитивных процессов. Гипотеза будет подтверждена проведением t-тестов по результатам измерений.