Bestämma effekten av emotionella intelligenta utrymmen (EIS)

Specifika mål

Andelen små barn som bor på landsbygden i Mountain West (MW) är högre än det nationella genomsnittet, vilket gör att de löper en större risk för sämre hälso- och utbildningsresultat. Det föreslagna projektet syftar till att förbättra dessa små barns självreglering - en kritisk kognitiv färdighet som underbygger framtida mental hälsa och akademiska resultat. Självreglering har studerats som en lovande behandling av olika psykiska störningar som depression och ångest. En longitudinell studie indikerar ett starkt samband mellan dagisbarns självregleringsförmåga och deras hämmande kontroll två decennier senare (hämmande kontroll indikerades av missbruk, brott och psykiska störningar). Bristen på hämmande kontroll är ett framträdande problem bland vuxna i MW-regionen, vilket antyddes av en rikstäckande longitudinell studie, med flera MW-staters genomsnittliga poäng rankade nära botten i USA 7 (t.ex. Idaho#37, Wyoming# 46, Nevada#50). Forskning kopplade också den tidiga självregleringsförmågan till långsiktiga akademiska prestationer, vilket framgår av flera tidig läskunnighet och matematikinterventionsstudier, vilket ytterligare betonar ett akut behov av insatser som riktar in sig på självreglering under en utvecklingskänslig åldersperiod (åldern 3-6) . För att minska skillnaderna mellan barns hälsa och utbildning på landsbygden, föreslår vi att man testar effektiviteten hos en innovativ interventionsmekanism, Emotive Intelligent Space (EIS), på barns självreglering, fysiologiska och kognitiva resultat.

MKB:n består av två stycken 3 x 5 kvm. med. träväggpaneler med LED-lampor, skapar ett 90-graders semi-privat utrymme. Den anpassningsbara färgbelysningen styrs av en maskininlärningsalgoritm som är utvecklad baserat på en medutredares publicerade tidigare forskning11. EIS utnyttjar kraften hos artificiell intelligens för att upptäcka barns känslor från fysiologiska data som samlats in av ett digitalt armband i realtid och för att översätta dessa data till miljöförändringar (d.v.s. anpassningsbar färgbelysning) som adekvat svarar på barns känslor12,13. Den färgade belysningen på EIS är en utvecklingsmässigt lämplig interventionsmekanism för små barn (3-6 år) för deras icke-invasiva, adaptiva, lyhörda och lågkostnadsdesign.

Syftet med detta förslag är att bestämma effekten av EIS på barns beteendemässiga, fysiologiska och kognitiva resultat med hjälp av en kvasi-experimentell design. Fyrtio barn på landsbygden nära Moskva, ID kommer att rekryteras via befintliga samarbetsrelationer såsom U of I forskningsförlängningsprogram och Rural Sociology and Economics-program. EIS skulle potentiellt kunna lindra många utmaningar som landsbygdsfamiljer med små barn står inför (t.ex. begränsad tillgång till överkomliga hälso- och utbildningsresurser av hög kvalitet). I de specifika mål som anges nedan kommer barns ålder, kön och socioekonomiska status (SES) att inkluderas som kovariater.

Specifikt mål 1: Att avgöra om EIS påverkar barns självreglering. Vi antar att barn kommer att visa bättre självreglering under EIS-tillståndet än under baslinjetillståndet.

Specifikt mål 2: Att avgöra om EIS påverkar barns fysiologiska svar. Vi antar att barn under EIS-tillståndet kommer att uppvisa minskade stressreaktioner (t.ex. förbättrad galvanisk hudrespons, kroppstemperatur och blodvolympuls), jämfört med deras baslinjepoäng.

Specifikt mål 3: Att avgöra om EIS påverkar barns kognitiva prestation. Vi antar att barn under EIS-färgbehandlingen kommer att ha bättre kognitiva prestationspoäng än deras poäng under baslinjetillståndet.

Forskningsstrategi

Approach-deltagare. Baserat på den priori maktanalysen (beskrivs i ett senare avsnitt), kommer vi att rekrytera 40 typiskt utvecklande barn (3-6 år) från lokala tidiga barndomsprogram på landsbygden nära Moskva, ID, där University of Idaho (U of I) finns. Preliminära tester kommer att genomföras med barnen i Child Development Lab som är knutet till PI:s hemavdelning. Alla deltagare kommer att genomgå en bedömning av färgbrist (dvs Ishihara Color Vision Test) för att avgöra om de är kvalificerade.

Miljö. Studien kommer att äga rum i Ramsay Research Suite i Niccolls Building på U of I huvudcampus. EIS kommer att installeras säkert i ett hörn av forskningslabbet som är 20 fot 6 tum bred och 45 fot lång med en takhöjd på 9 fot 9 tum. Rummet har tre fönster på östra sidan, och persiennerna är alltid stängda för att hålla den optimala temperaturen. Det finns fyra runda bord och fyra stolar i labbets föreställningsområde. Labbet har vita väggar, vinylgolv och svaga lysrörsbelysningar.

EIS, vår interventionsmekanism, består av två dubbelskiktiga träpaneler. Varje panel är 3 fot bred och 5 fot hög och gjord av dubbla lager av trä som tillåter färgade LED-ljus att spridas jämnt genom panelerna. EIS kommer att placeras till vänster och framför deltagarna, vilket skapar ett 90-graders semi-privat utrymme.

Forskningsmetod. En omvändningsmetod inom gruppdesign (dvs ABAB) kommer att användas. Under den första fasen, A, kommer en baslinje och kontroll att fastställas för de beroende variablerna - nivån på barnets beteende under den naturliga belysningen innan interventionen införs. Om de beroende variablerna (dvs självreglering, fysiologiska svar och kognitiv prestation) ändrades med införandet av interventionen och sedan återgick till baslinjepoängen när interventionen togs bort, kan vi dra slutsatsen att det finns starka bevis för en behandling effekt. ABAB-designen ökar avsevärt den interna validiteten i detta projekt.

Förfaranden. Deltagande föräldrar kommer att kontakta forskargruppen för att boka ett första möte (dag 1) där de kommer att slutföra fem uppgifter: 1) Forskare kommer att förklara forskningsproceduren. 2) De deltagande barnens föräldrar kommer att underteckna informerade samtyckesformulär och fylla i en demografisk undersökning. 3) Varje barn kommer att genomgå ett färgbristtest för att avgöra om de är berättigade till studien. Berättigade deltagare är vanligtvis barn under utveckling utan färgbrister. 4) Kvalificerade deltagare kommer att välja färger som representerar tre grundläggande känslor (ledsen, glad och arg/rädd) bland slumpmässigt arrangerade sex färgade kort (röd 5R 7/8, gul 5Y 9/8, grön 5G 7/8, blå 5B 6 /8, lila 5P 7/8 och vit N 9,5) som representerar de viktigaste färgfamiljerna i Munsells färgsystem, som användes i en medutredares tidigare studie36. Varje barns föredragna färger kommer att användas i deras behandlingsförhållanden. 5) Föräldrar kommer att boka ett nytt möte för experimentet.

På experimentdagen (dag 2) kommer en utbildad forskningsassistent först att få det deltagande barnets muntliga samtycke. Forskningsassistenten leder sedan barnet till forskningslabbet, beskriver protokollet och ber barnet att bära ett digitalt armband och öva på uppgifter medan det bär armbandet. I början av varje experimenttillstånd kommer barnet att bli ombedd att beskriva sin nuvarande känslomässiga status med hjälp av en Q-sort (ett diagram med ansikten som representerar olika känslor) för att triangulera EIS-känslotolkningsdata. För att fastställa baslinjen slutför barn uppgifter (Huvud-Tår-Knä-Axlar [HTKS] form A och Woodcock-Johnson-4 [WJ-4] kognitiv bedömningsformulär A), vilket tar 5-7 minuter. HTKS-uppgiften kommer att videoinspelas och användas för självregleringskodning. Barnet går sedan till ett annat rum för att vila i 5 minuter medan forskningsassistenten stadierar behandlingstillståndet (dvs. programmerar barnets föredragna färger i datorn). För nästa behandlingstillstånd kommer barnen att återvända till labbet efter en kort viloperiod och slutföra en parallell version av de två uppgifterna som utförts under baslinjetillståndet (d.v.s. HTKS och WJ-4 blankett Bs; för att mildra hot mot intern validitet) med närvaron av EIS. Varje barn kommer att upprepa samma procedur med en annan uppsättning baslinje- och interventionsvillkor. Hela datainsamlingssessionen kommer att ta 30 till 40 minuter. Lättare tilltugg kommer att finnas på plats för barnen under viloperioder. Deltagarna kommer att få ett presentkort på $40 och böcker/leksaker som incitament.

Åtgärder. Effekten av EIS på barns självreglering och kognitiva prestanda kommer att bedömas med hjälp av flera mått. Tre resultat av denna studie inkluderar barns självreglering, fysiologiska svar och kognitiva prestationer. Varje resultat kommer att mätas under baslinjen och behandlingsförhållandena. Dessa mätningar diskuteras under varje specifikt mål enligt följande.

Mål 1. För att avgöra om EIS påverkar barns självreglering, kontroll för kön, ålder och socioekonomisk status (SES). Resultatet av mål 1 (självreglering) kommer att mätas av HTKS-uppgiften, som bedömer ett barns självreglering. Denna uppgift kräver kognitiva färdigheter som hämmande kontroll, uppmärksamhet och arbetsminne. Barn kommer att uppmanas att spela ett spel där de måste göra motsatsen till vad försöksledaren säger. Det är ett välvaliderat och tillförlitligt mått på självreglering.

Syfte 2. Att avgöra om EIS påverkar barns fysiologiska svar, kontrollera för ålder, kön och SES. Resultatet av mål 2 (fysiologisk respons) kommer att mätas med E4-armband. Fysiologiska data (d.v.s. galvanisk hudrespons, kroppstemperatur, blodvolympuls) samlas in i realtid med en bärbar enhet av medicinsk kvalitet (d.v.s. E4-armband).

Syfte 3. Att avgöra om EIS påverkar barns kognitiva prestation, kontrollera för ålder, kön och SES. Resultatet av mål 3 (kognitiv prestation) kommer att mätas med WJ-4 - Number Reversed subset. WJ-4 är en kortfattad, åldersanpassad och väl validerad kognitiv förmågasbedömning som utvärderar små barns förmåga att hämta och behålla information som krävs för pågående kognitiva processer.

Kovariater (dvs barns ålder, kön och SES) kommer att mätas med ett demografiskt frågeformulär. SES kommer att beräknas utifrån hushållets årsinkomst och föräldrarnas högsta utbildningsnivå. Den sammansatta SES-poängen kommer att beräknas som den ovägda summan av z-poängen, från -3,02 till 18.

Statistisk analys. Vi kommer att jämföra fysiologiska, självreglerande och kognitiva medelvärden under baslinje- och interventionsförhållanden med ANCOVA med upprepade åtgärder. Vi kommer att testa nollhypotesen att det inte finns någon skillnad i de beroende variablerna mellan tidpunkterna 1-2 (A-B), 2-3 (B-A) och 3-4 (A-B) efter kontroll för kovariaterna (d.v.s. barns kön, ålder). och SES).