Testowanie pamięci długotrwałej u dzieci z typowym rozwojem i zaburzeniami neurorozwojowymi: zdalne studium wykonalności zadania obrazowego w oparciu o Internet

Abstrakcyjny

Tło:

Zaburzenia neurorozwojowe (NDD) powodują, że jednostki mają trudności w uczeniu się faktów, procedur i umiejętności społecznych. NDD powiązano z kilkoma genami, a do identyfikacji potencjalnych kandydatów terapeutycznych w oparciu o określone paradygmaty uczenia się w zakresie pamięci długotrwałej i skojarzeniowej wykorzystano kilka modeli zwierzęcych. Jednakże u osób z NDD takie badania nie były dotychczas stosowane, co spowodowało lukę w przełożeniu wyników przedklinicznych na praktykę kliniczną.

Zaburzenie neurorozwojowe to stan, w którym w okresie płodowym lub niemowlęcym pojawiają się pewne nieprawidłowości w układzie nerwowym, powodujące szereg nieprawidłowych rozwoju. Stan ten może mieć wpływ na zdrowie fizyczne i psychiczne pacjenta. Istnieje wiele rodzajów zaburzeń neurorozwojowych, w tym autyzm, ADHD, niepełnosprawność intelektualna i inne. Wśród nich do zaburzeń neurorozwojowych związanych z pamięcią zalicza się przede wszystkim następujące typy:

1. Autyzm

Autyzm jest zaburzeniem neurorozwojowym, które wpływa przede wszystkim na umiejętności społeczne, językowe i zachowania emocjonalne człowieka. Osoby z autyzmem mają lepiej rozwiniętą pamięć, ale mają gorszą pamięć społeczną, werbalną i emocjonalną. Ten stan powoduje, że osoby z autyzmem mają trudności z komunikacją interpersonalną, rozumieniem języka i wyrażaniem emocji.

2. Autyzm

Autyzm to także zaburzenie neurorozwojowe. Charakteryzuje się przede wszystkim brakiem przyjaciół od dzieciństwa, obojętnością wobec otaczających Cię osób i nierównomiernym rozwojem. Osoby z autyzmem mają stosunkowo normalną pamięć, ale mogą mieć pewne trudności ze zrozumieniem, poznaniem i językiem.

3. Trudności w uczeniu się

Trudności w uczeniu się obejmują głównie trudności w czytaniu, trudności w pisaniu i bariery językowe. Osoby z trudnościami w uczeniu się na ogół mają normalną pamięć, ale stosunkowo słabe zdolności językowe, czytanie, pisanie i liczenie. Sytuacja ta doprowadzi do spadku zdolności uczenia się, co będzie miało wpływ na życie i codzienną naukę.

Chociaż zaburzenia neurorozwojowe mogą wpływać na zdrowie fizyczne i psychiczne jednostki, powinniśmy skupiać się na pozytywnym stanie umysłu. Osoby dotknięte zaburzeniami neurorozwojowymi, ale posiadające nadal silną wolę i motywację, będą miały niezwykłe osiągnięcia i wspomnienia, a ich wspaniałe osiągnięcia zostaną wykute dzięki ich talentowi i odwadze. Dlatego zwracajmy uwagę na ich stan psychiczny i zachęcajmy do odważnego stawiania czoła wyzwaniom życia i korzystania z piękna przyszłości. Widać, że musimy poprawić naszą pamięć. Cistanche może znacznie poprawić pamięć, ponieważ pasta mięsna to tradycyjny chiński materiał leczniczy o wielu unikalnych efektach, z których jednym jest poprawa pamięci. Skuteczność mięsa mielonego wynika z różnorodnych zawartych w nim składników aktywnych, w tym kwasu karboksylowego, polisacharydów, flawonoidów itp. Składniki te mogą promować zdrowie mózgu różnymi kanałami.

Kliknij Wiedz, aby poprawić pamięć krótkotrwałą

Cel:

Naszym celem jest ocena, czy osoby z NDD można przetestować pod kątem uczenia się skojarzeń w parach i deficytu pamięci długotrwałej, jak pokazano w poprzednich modelach zwierzęcych.

Metody:

Opracowaliśmy zadanie skojarzenia w parach oparte na obrazach, które można wykonać w różnych punktach czasowych za pomocą zdalnych testów internetowych, i oceniliśmy jego wykonalność u dzieci z typowym rozwojem (TD), a także NDD. Uwzględniliśmy 2 zadania: rozpoznanie obiektu jako zadanie prostsze i skojarzenie w parach. Uczenie się sprawdzano bezpośrednio po treningu, a także następnego dnia pod kątem pamięci długotrwałej.

Wyniki:

Odkryliśmy, że dzieci w wieku 5-14 lat z TD (n=128) i różnymi typami NDD (n=57) mogą ukończyć test, korzystając z gry pamięciowej. Dzieci z NDD wykazywały deficyty zarówno w rozpoznawaniu, jak i w zadaniach kojarzenia w parach już pierwszego dnia nauki, zarówno u 5-9-latków (P<.001 and P=.01, respectively) and 10-14–year old groups (P=.001 and P<.001, respectively). The reaction times to stimuli showed no significant difference between individuals with TD or NDD. Children with NDD exhibited a faster 24-hour memory decay for the recognition task than those with TD in the 5-9–year old group. This trend is reversed for the paired association task. Interestingly, we found that children with NDD had their retention for recognition improved and matched with typically developing individuals by 10-14 years of age. The NDD group also showed improved retention deficits in the paired association task at 10-14 years of age compared to the TD group.

Wnioski:

Pokazaliśmy, że internetowe testy uczenia się wykorzystujące proste skojarzenia obrazków są wykonalne zarówno w przypadku dzieci z TD, jak i NDD. Pokazaliśmy, jak testy internetowe pozwalają nam uczyć dzieci powiązań między obrazkami, co widać na bezpośrednich wynikach testu i tych, które ukończono dzień później. Jest to ważne, ponieważ wiele modeli deficytów uczenia się w NDD koncentruje się zarówno na pamięci krótko-, jak i długoterminowej w interwencjach terapeutycznych. Wykazaliśmy również, że pomimo potencjalnych czynników zakłócających, takich jak błąd w diagnozie zgłaszany przez samych siebie, problemy techniczne i zróżnicowane uczestnictwo, gra pamięciowa pokazuje znaczące różnice między dziećmi typowo rozwijającymi się a dziećmi z NDD. Przyszłe eksperymenty wykorzystają potencjał testów internetowych w przypadku większych kohort i weryfikacji krzyżowej z innymi klinicznymi lub przedklinicznymi zadaniami poznawczymi.

SŁOWA KLUCZOWE

Pamięć; zaburzenie neurorozwojowe; zaburzenie ze spektrum autyzmu; upośledzenie intelektualne; opóźnienie rozwoju; hipokamp; uznanie; uczenie się w parach skojarzeń; zdalne testowanie; autyzm; nieład; genetyka; rozwojowy; zaburzenie rozwojowe; gra; zdalny; testowanie; diagnoza; diagnoza.

Wstęp

Zaburzenia neurorozwojowe są częste

Uczenie się nowych informacji poprzez tworzenie skojarzeń jest podstawą rozwoju i codziennego funkcjonowania. Jednak nasza wiedza na temat tego, jak takie powiązania mogą różnić się między osobami typowo rozwijającymi się a osobami z zaburzeniami neurorozwojowymi (NDD), pozostaje niewystarczająca w niektórych ważnych aspektach. NDD obejmuje grupę rozpoznań, w których zaburzony jest rozwój typowych funkcji mózgu, takich jak uwaga, funkcje poznawcze czy funkcjonowanie społeczne [1]. Przykłady typowych NDD obejmują zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) i niepełnosprawność intelektualną [2]. W samych Stanach Zjednoczonych według rodziców około 1 na 6 (17%) dzieci w wieku od 3 do 17 lat miało NDD [3]. Odzwierciedla to wskaźnik zidentyfikowany w badaniach populacji na całym świecie [4-10). Nie tylko osoby z NDD, ale także ich rodziny będą doświadczać znacznych obciążeń finansowych i psychologicznych [11-13], co będzie wymagało większego wysiłku w opracowaniu ukierunkowanych interwencji, ponieważ większość NDD będzie miała skutki przez całe życie [14].

Aktualne rozbieżności w typie pamięci testowanym między przedklinicznymi i klinicznymi modelami NDD

W ostatniej dekadzie nastąpił ogromny wzrost liczby badań identyfikujących geny powiązane z każdym stanem neurorozwojowym oraz opracowano wiele modeli zwierzęcych do badania tych zaburzeń [15-17). Niemniej jednak istnieje rozbieżność między testami poznawczymi stosowanymi u ludzi i miarami poznawczymi stosowanymi w modelach zwierzęcych, co może utrudniać przełożenie potencjalnych metod leczenia [18,19].

Ponieważ wiele genów odkrytych w NDD należy do szlaków sygnałowych, które badano już na zwierzęcych modelach uczenia się i pamięci [20,21], wiele dobrze ugruntowanych „testów pamięci” stosowanych wcześniej w modelach zwierzęcych NDD niekoniecznie pokrywa się z klinicznymi wynikami NDD. testowanie. Testy na zwierzętach skupiały się na badaniu pamięci niezwiązanej (uczulanie i przyzwyczajanie) w porównaniu z pamięcią skojarzeniową (warunkowanie strachu, nawigacja przestrzenna i warunkowanie węchowe) [22,23] oraz pamięci krótkotrwałej (STM; szkolenie i przywoływanie w ciągu kilku minut) w porównaniu z pamięcią długoterminową. pamięć terminowa (LTM; 24 godziny) [24]. Scharakteryzowano mutanty ortologów genów NDD i potencjalne interwencje farmakologiczne pod kątem ich wpływu na te zachowania [25-27). Narzędzia do wykrywania problemów z pamięcią u osób z NDD w warunkach klinicznych pozostają jednak niewystarczające lub w dużym stopniu opierają się na samoopisach [28,29].

Podczas gdy niektóre z pionierskich prac nad pamięcią i przypominaniem u typowych osób, jak na przykład Ebinhaus, dotyczyły STM i LTM [30], większość testów pamięci klinicznej skupiała się na typach STM, takich jak pamięć robocza [31]. Większość osób z NDD, w tym osoby z powszechnymi genetycznie zdefiniowanymi schorzeniami, takimi jak zespół łamliwego chromosomu X [32-35], zespół Downa [36,37], zespół Williamsa [38], a także zaburzenia zdefiniowane klinicznie, takie jak Stwierdzono, że specyficzne zaburzenia językowe [39,40], ADHD [41-43], ASD [44] i niepełnosprawność intelektualna [45-48] mają wady STM. Nie ma jednak doniesień o LTM, poza jednym badaniem przeprowadzonym w latach 90. XX w., które wykazało defekty LTM w zespole Downa [49]. Stawiamy hipotezę, że jest to częściowo spowodowane ograniczeniami technicznymi i finansowymi, które ograniczają wykonalność opracowania nowatorskich i bardzo dokładnych testów pamięci oraz powtarzanych testów w warunkach laboratoryjnych. Sugeruje to, że rozwiązaniem mogą być testy internetowe lub zdalne.

Podobnie ograniczenia obecnego projektu testów ograniczają spójne wykorzystanie testów pamięci w NDD. Skojarzenie par jest często stosowane w praktyce klinicznej z wykorzystaniem obrazu i nazwy lub skojarzenia słowo-słowo [50]. Ten typ testu opiera się na funkcjonowaniu hipokampa [51-54]. Zwykle osoba uczy się powiązania między zdjęciem danej osoby a jej imieniem. W czasie testów otrzymają zdjęcie i 3 imiona (1 prawidłowe i 2 inne imiona różnych osób widzianych podczas sesji szkoleniowej). Osoby z NDD mogą mieć problemy z czytaniem i dlatego nie były intensywnie poddawane testom skojarzeń w parach [55,56]. Niemniej jednak w przypadku dzieci z dysleksją [22,57] i NDD [58] stosowano zadania skojarzeń oparte na obrazach, aby ominąć problemy związane z opóźnieniem językowym [59,60].

Potencjalnym problemem w przypadku testów zdalnych byłoby wywnioskowanie stopnia uwagi uczestników. Zadania kontrolne [61], takie jak rozpoznanie pary – zadanie mniej trudne, niezależne od hipokampa – zostały wykorzystane do sprawdzenia zdolności jednostki do uczestnictwa i jej uwagi skupionej na zadaniu [54,62,63]. W tej sytuacji wykorzystanie obrazów flankerów, których nigdy wcześniej nie widziano, ułatwia przywołanie skojarzenia.

Pojawienie się testów internetowych i zdalnych jako metody oceny poznawczej w NDD

Testowanie za pomocą ekranu dotykowego okazało się dokładnym i wciągającym narzędziem do testowania dzieci i osób z NDD. Podzadania zestawu narzędzi NIH do oceny funkcji neurologicznych i behawioralnych, takie jak pamięć epizodyczna [64] i pamięć robocza [65], zostały ostatnio wykorzystane w badaniu klinicznym dotyczącym zespołu łamliwego chromosomu X [66]. Zadania te nie oceniają jednak umiejętności skojarzeniowych ani umiejętności LTM. Ponadto zestaw narzędzi NIH należy obecnie administrować lokalnie na tabletach, pod kierunkiem przeszkolonych badaczy w laboratorium. Innym testem stosowanym u osób z NDD jest Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery, który ocenia pamięć roboczą, pamięć epizodyczną, uwagę i podejmowanie decyzji [67]. Test ten jest licencjonowany i był przeprowadzany u osób z ADHD przy użyciu tabletów badaczy [68,69]. Chociaż testy te są dobrze skonstruowane, obecnie nie pozwalają na testowanie pamięci skojarzeniowej w różnych punktach czasowych. Ograniczają się także do badań in situ w laboratorium lub na urządzeniach badaczy, co czyni je kosztownymi i niedostępnymi dla dużej liczby uczestników. Testowanie w tradycyjnych środowiskach laboratoryjnych może być również wyzwaniem dla dzieci, szczególnie tych z NDD, biorąc pod uwagę wysoką częstość występowania stanów lękowych [70-76).

Dlatego też naszym celem jest opracowanie zdalnego, internetowego i dostępnego testu poznawczego, który mógłby lepiej odzwierciedlać rodzaj pamięci (asocjacyjnej) i różne punkty czasowe (STM i LTM) stosowane w modelach przedklinicznych, w nadziei, że dzięki temu badania przedkliniczne terapie łatwiej przekładają się na badania kliniczne. W tym miejscu oceniliśmy wykonalność takich testów przeprowadzanych przez Internet u osób z typowym rozwojem (TD) i NDD.

Metody

Zatwierdzenie etyki

Projekt uzyskał akceptację komisji etyki na Uniwersytecie Alberty (Pro00033138).

Świadoma zgoda

Uzyskano świadomą zgodę na udział w badaniu od rodzica lub opiekuna uczestnika (Załącznik multimedialny 1). Następnie uczestnicy lub rodzice i opiekunowie zostali poproszeni o podanie informacji na temat wieku uczestnika, schorzeń neurologicznych i medycznych, płci oraz aktualnie przyjmowanych leków (ryc. 1).

Uczestnik

W sumie w badaniu wzięło udział 128 osób bez znanych schorzeń neurologicznych i 57 osób z NDD, w tym z opóźnieniem rozwoju, ASD i niepełnosprawnością intelektualną. Opiekunowie kwalifikujących się uczestników samodzielnie zgłaszali swoje diagnozy lub ich brak. Tabela 1 zawiera dane demograficzne uczestników. Zarząd szkoły skontaktował się z uczestnikami za pośrednictwem Programu badań klinicznych zdrowych niemowląt i dzieci (HICCUP) lub grup wsparcia dla rodzin. Dostęp dla uczestników był bezpłatny. Uczestnicy otrzymali adres URL gry pamięciowej.

Interfejs gry pamięciowej

Cały udział w grze pamięciowej odbywał się za pośrednictwem Internetu, przy użyciu tabletu z ekranem dotykowym (np. iPada). Procedura składa się z pięciu głównych elementów: (1) zgoda, (2) rejestracja, (3) film instruktażowy, (4) faza szkolenia i (5) faza testowania.

Po wypełnieniu zgody i rejestracji uczestnicy otrzymali drogą mailową kod, dzięki któremu mogli przejść do komponentów szkoleniowych i testowych. Następują one w ciągu 2 dni. Pierwszego dnia uczestnicy biorą udział w 3 fazach gry: fazie samouczka, fazie ćwiczeń i fazie testowania. Aby przejść przez test, należało ukończyć poszczególne fazy. Faza instruktażowa polegała na słownym i wizualnym wyjaśnieniu sposobu wykonania testu poprzez prawidłowe dopasowanie par. Jest to film instruktażowy wyjaśniający działanie gry. Animowana żaba demonstruje to na przykładach, a głos lektora wyjaśnia, co należy zrobić (rysunek 2). Po filmie następuje faza ćwiczeń, podczas której uczestnikom najpierw pokazuje się 6 zestawów par, a następnie zadaje się 6 pytań. W tej części respondenci otrzymywali informację zwrotną dotyczącą tego, czy ich odpowiedź była prawidłowa, czy nie. Na koniec uczestnicy przeszli przez fazę testową, podczas której pokazano im 20 zestawów par, po których nastąpiło 20 pytań, tym razem bez żadnej informacji zwrotnej na temat ich odpowiedzi. Drugiego dnia uczestnicy zostali skierowani do fazy testowej (tak jak pierwszego dnia) i nie otrzymali informacji zwrotnej na temat swoich odpowiedzi.

Opis zadania

Gra Pamięciowa obejmuje pytania sprawdzające zarówno pamięć skojarzeń, jak i rozpoznawania w parach, w zależności od występujących zdjęć rozpraszających (Rysunek 3). W pytaniu rozpoznawczym dwa zdjęcia rozpraszaczy nie są częścią żadnej pary widzianej podczas treningu i nie były wcześniej oglądane. W pytaniu dotyczącym skojarzenia w parach 1 z rozpraszaczy będzie pasującym zdjęciem do monitu, który nie jest obecnie wyświetlany, a zatem będzie oglądany wcześniej. Wykorzystane obrazy zostały wybrane na podstawie ich kształtu i wyglądu z bazy danych Banku Standaryzowanych Bodźców (BOSS) stworzonej przez dr Mathieu Brodeura.

Rozwój zadań

Początkowo opracowaliśmy grę pamięciową do testów przy użyciu narzędzia E-Prime (narzędzia oprogramowania psychologicznego) i udostępniliśmy ją dzieciom z NDD w naszej klinice neurologii rozwojowej, korzystając z laptopa z ekranem dotykowym pod nadzorem przeszkolonych studentów neurologii. Pozwoliło nam to zoptymalizować film instruktażowy i dobór obrazów oraz udoskonalić zadanie. Odkryliśmy na przykład, że obecność lektora podczas filmu instruktażowego ułatwiła uczestnikom i opiekunom naśladowanie. Wybór obrazków użytych do testów kojarzenia i rozpoznawania w parach, które zostały ujednolicone w bazie danych BOSS, został sprawdzony przez opiekunów pod kątem ogólnej zrozumiałości i zapewnienia jakości oraz pod kątem formatowania (orientacja, kolor i kształty) przez 2 psychologów z naszego zespołu ( SAW i JP). Podobnie zmieniliśmy położenie „poprawnej odpowiedzi” z lewej, środkowej i prawej strony, aby zapobiec „fałszywemu sukcesowi”, jeśli np. dana osoba zawsze wybierała daną pozycję. Poprosiliśmy także o opinie opiekunów obecnych na sali podczas testów na temat stosowanego przepływu i problemów związanych ze zrozumiałością. Oprócz ogólnych komentarzy upewniliśmy się, że uczestnicy zrozumieli film instruktażowy oraz etapy szkolenia i testowania gry pamięciowej. Po ugruntowaniu się w oprogramowaniu E-Prime, powszechnie używanym programie do prezentacji bodźców [77], ostateczna wersja zadania została omówiona z programistami (Jeffreyem Van Alstine, Arthur Schuiltz, Wydział Edukacji Uniwersytetu Alberty) i opracowana dla Internetu -testy oparte na tabletach. Gra pamięciowa przeszła kilka zmian w celu optymalizacji responsywności. Chociaż we wszystkich wersjach uwzględniono diagnozę i wiek, płeć dodano dopiero w drugiej wersji.

Podejście do kodowania

Gra pamięciowa składa się z 3 części: interfejsu gry, interfejsu badacza i interfejsu programowania aplikacji (API), z których oba się komunikują. Interfejs gry to statyczny kod HTML z niestandardową aplikacją internetową zbudowaną w jQuery 1.11 (OpenJS Foundation) i opartą na interfejsie API iFrame YouTube. Interfejs badacza to mała, niestandardowa aplikacja PHP 7, pozbawiona zależności. Samo API jest zbudowane na frameworku PHP Slim v3.4, wykorzystuje PHPMailer v5.3 do wysyłania e-maili z potwierdzeniem lub przypomnieniem za pośrednictwem lokalnego serwera SMTP uniwersytetu, a następnie zapisuje dane w bazie danych MySQL (Oracle Corporation) wraz z wszelkimi informacjami identyfikującymi (adresy e-mail) zaszyfrowane w taki sposób, że mogą zostać odszyfrowane i odczytane jedynie przez badaczy posiadających właściwy klucz. Gra Memory jest dostępna w Internecie i można uzyskać do niej dostęp w [78].

Analiza danych

Z elementu gry rejestrowano procent poprawnych odpowiedzi, a także czas potrzebny na udzielenie odpowiedzi na każde pytanie jako czas reakcji (RT).

Wyniki uczestników z NDD porównano z odpowiednią grupą wiekową uczestników TD. Grupy zostały podzielone na 2 grupy wiekowe: 5-9 lat i 10-14 lat. Procent poprawnego wyniku jest podawany jako procent poprawnie udzielonych odpowiedzi na pytania. Przedstawiono wyniki z dnia 1 i dnia 2. Narysowano linię łączącą te 2 wartości, a nachylenie wykorzystano do oszacowania zaniku pamięci. RT to średni czas potrzebny uczestnikom na udzielenie odpowiedzi na pytania, podawany w ms. Niesparowane testy t z założonym rozkładem Gaussa (za pomocą testu parametrycznego), bez założeń dotyczących spójnych SD (test t Welcha) i bez korekty dla wielokrotnych porównań (wartość P *<.05, ** <.01, *** <.001; Cronbach α=.05). Effect sizes between groups were reported as Cohen d values. All statistical analyses were run using Prism software (GraphPad).

Analiza wartości odstających

W przypadku RT wszelkie wartości odstające dla uczestnika wykryto za pomocą zmodyfikowanego wyniku Z-score [79], dostosowanego do małych zbiorów danych, a następnie usunięto. Dokonano tego indywidualnie dla każdego uczestnika, przy czym każda wartość bezwzględna większa niż 3,5 została oznaczona jako wartość odstająca.

Wyniki

Powiązane wyniki w zakresie skojarzeń i uznania w dniu 1

Zrekrutowaliśmy osoby z TD i osoby z różnymi typami NDD. Zostały one zgłoszone przez rodziców użytkowników i obejmowały opóźnienie rozwoju, niepełnosprawność intelektualną i zaburzenia autystyczne (Tabela 2).

Zaczęliśmy od oceny wyników w nauce (dzień 1) osób z NDD w porównaniu z osobami z TD. Oceniliśmy zarówno wyniki, jak i RT dla każdego typu paradygmatu (skojarzenie w parach i rozpoznawanie) w funkcji grupy wiekowej (5-9 lat i 10-14 lat).

Typowa długość sesji wahała się od 3 do 6 minut. Nie wszyscy uczestnicy ukończyli test pierwszego dnia po jego rozpoczęciu. W dniu 1 69 osób TD i 32 NDD rozpoczęło, ale nie ukończyło części praktycznej, natomiast 32 osoby TD i 14 NDD ukończyło praktykę, ale nie ukończyło części testowej. W dniu 2 wśród uczestników, którzy ukończyli dzień 1, 5 TD i 12 NDD rozpoczęło test, ale go nie ukończyło.

Wydajność NDD była znacznie niższa w przypadku pamięci rozpoznawania w obu grupach wiekowych (wiek 5-9 lat, P<.001, d=0.89; ages 10-14 years, P=.001, d=0.90) (Figure 4A). We found that RT was not significantly different between TD and NDD individuals (ages 5-9 years, P=.90; ages 10-14 years, P=.09) (Figure 4B). We observed a trend toward decreased RT from 5-9 to 10-14 years in TD, but we did not observe such a reduction in NDD individuals.

W przypadku sparowanej pamięci skojarzeniowej odkryliśmy znaczące deficyty u dzieci w wieku 5-9 lat (P=.01, d=0.53) i 10-14 lat (P<.001, d=0.94) with NDD compared to TD (Figure 4C). RT did not show significant differences (ages 5-9 years, P=.91; ages 10-14 years, P=.23) but showed a trend for decreased RT in TD (Figure 4D) between the 2 age groups. RT in NDD trended toward increasing when comparing 5-9 years old to 10-14 years old individuals, suggesting that NDD performance potentially requires more cognitive processing, and thus the increased reaction time.

Odkryliśmy również, że wyniki w zakresie rozpoznawalności były wyższe niż w przypadku skojarzenia w parach. Różnicę tę zaobserwowano w obu grupach; jednakże było to istotne tylko dla grup TD (wiek: 5-9 lat, P<.001, d=0.60; ages 10-14 years, P=.03, d=0.57) and not the NDD groups (ages 5-9 years, P=.53; ages 10-14 years, P=.12).

Zanik pamięci od dnia 1 do dnia 2

Odkryliśmy, że w przypadku zadania rozpoznawania osoby z NDD w wieku 5-9 wykazały szybszy spadek wydajności drugiego dnia (zanik 24-godzin) w porównaniu z osobami z TD, co pokazuje różnica w nachyleniu (Y=50,637 w TD vs Y=9,333 w NDD) (Rysunek 5A). Niemniej jednak nie zaobserwowano tego u osób w wieku 10-14 lat (ryc. 5B). Co ciekawe, odwrotną tendencję zaobserwowano w przypadku skojarzeń w parach. Osoby z NDD wykazywały podobny zanik w grupie w wieku 5-9 lat (ryc. 5C), ale większy zanik w wieku 10-14 lat (ryc. 5D). Nie zaobserwowano różnic w żadnym z porównań czasu reakcji (Multimedia Załącznik 2). Wystąpił podobny spadek udziału w uczestnictwie od dnia 1 do dnia 2 we wszystkich grupach wiekowych, zarówno w grupach TD, jak i NDD (41 z 97 uczestników [42%] w przypadku osób z TD w porównaniu z 14 z 30 [47%] w przypadku osób z NDD w grupie grupa w wieku 5-9 lat i 14 z 31 uczestników [45%] w grupie TD w porównaniu z 12 z 27 (44%) osób z NDD w grupie w wieku 10-14 lat).

Jednorodność dystrybucji wydajności pomiędzy grupami

Porównaliśmy osoby z TD i NDD, wykreślając ich wyniki i RT zarówno w powiązaniu w parach, jak i rozpoznawaniu, aby wykazać jednorodność. Kilka osób z NDD miało mieszane diagnozy; dlatego nie mogliśmy ich wykreślić na podstawie indywidualnej diagnozy. Odkryliśmy, że wyniki osób z NDD wydawały się mieć inny rozkład grupowy, szczególnie w młodszej grupie wiekowej (5-9 lat), z dwumodalnym rozkładem rozpoznawania i kojarzenia w parach (ryc. 6). Z drugiej strony RT miał bardziej równomierny rozkład (Multimedia Załącznik 3).

Wykonalność zdalnych testów poznawczych opartych na sieci Web

Nasza praca pokazuje, że zdalne internetowe testowanie pamięci jest możliwe u dzieci z TD (n=128 osób) i NDD (n=57 osób) już w wieku 5 lat. Rzeczywiście, zastosowanie dopasowywania obrazów umożliwiło testowanie dzieci z NDD. Wyniki są również spójne z wcześniejszym doniesieniem o postępującym wzroście wydajności w zadaniach rozpoznawania u dzieci z TD [80]. Nasze zadanie pozwoliło nam również zmierzyć pamięć skojarzeń w parach i znaleźć istotne różnice między uczestnikami z TD i NDD.

Stwierdzono również, że dzieci z TD lub NDD były w stanie wykonywać testy LTM (dnia 2) w tej samej proporcji, co dodatkowo potwierdza wykonalność Gry Pamięciowej jako narzędzia do badania zarówno STM, jak i LTM. Ponadto stwierdzono znacznie obniżoną wydajność u osób z NDD w porównaniu z TD.

Korzyści z testowania opartego na sieci Web

Wierzymy, że podejście oparte na tabletach sprawia, że ​​testy poznawcze są bardziej angażujące dla dzieci. Podczas naszych wstępnych testów pilotażowych (przeprowadzonych osobiście) zaobserwowaliśmy, że większości dzieci gra się podobała. Ponadto za pomocą zdjęć moglibyśmy pomóc przetestować osoby z ograniczonym rozwojem umiejętności czytania i pisania, które nie były w stanie wykonywać tradycyjnych zadań polegających na dopasowywaniu słów. Zadanie można rozszerzyć także na osoby posługujące się innymi językami; będzie to jednak wymagało aktualizacji filmu instruktażowego. Biorąc pod uwagę częstość występowania lęku u osób z NDD [67,81], proponujemy, aby zdalne testowanie za pomocą Gry Pamięciowej, przeprowadzane w znanym środowisku danej osoby, mogło lepiej uchwycić pełny potencjał osób z NDD.

Testowanie internetowe na urządzeniach uczestników jest ważne, ponieważ badacze coraz częściej rozważają zdalne testowanie w celu rozwiązania problemów z wynagrodzeniem uczestników za podróż, problemów geograficznych w przypadku rzadkich chorób oraz rekrutacji dużej liczby uczestników.

Chociaż prace te skupiają się na diagnostyce klinicznej (NDD), dostęp do większej liczby uczestników będzie kluczowy w przyszłych pracach skupiających się na konkretnych genach lub zespołach. Ponadto bliskość miar poznawczych testowanych w ramach gry Memory (LTM i skojarzenie w parach) mogłaby ułatwić tłumaczenie wyników z modeli zwierzęcych.

Aktualne ograniczenia

Jednym z kompromisów zdalnych testów internetowych jest ustalenie zachowania uczestnika, tak jak miałoby to miejsce w przypadku testów prowadzonych osobiście. Na przykład dana osoba może być rozproszona i działać nieoptymalnie. Uczestnik i opiekun mogą również nie zrozumieć filmu instruktażowego, przez co mogą nie być w stanie optymalnie wykonać zadania. Chociaż naszym celem było opracowanie filmu instruktażowego na podstawie opinii opiekunów podczas wczesnych testów pilotażowych w klinice, możliwe jest, że niektórzy użytkownicy nie zrozumieli go dobrze. Trudno jest również ocenić, ile i jakiego rodzaju poradnictwa udzielili opiekunowie. Kolejnym ważnym ulepszeniem technicznym, które należy wziąć pod uwagę, jest przebieg testu, tak aby następny krok był zależny i zdeterminowany wynikami uczestnika próby praktycznej. W tej chwili, mimo że uczestnik otrzymuje informację zwrotną, może przejść do fazy testowej niezależnie od swoich wcześniejszych osiągnięć. Ważne może być ponowne zaprezentowanie uczestnikowi samouczka lub dalsze przeszkolenie, zanim będzie mógł przejść do fazy testowania.

Niektóre aspekty NDD, takie jak powtarzalne zachowanie lub opóźnienie motoryczne, mogą również wpływać na wydajność, a zatem nie odzwierciedlać dokładnie pojemności pamięci. Ponadto upośledzenie wzroku może również wpływać na zdolność uczestników do rozpoznawania zdjęć i powinno zostać uwzględnione w przyszłej wersji jako element zgłaszany przez opiekunów. Testy internetowe opierają się również na diagnozie zgłaszanej przez opiekunów, która może być błędna. Dlatego przyszłe badania będą uwzględniać korelację z przeprowadzanymi osobiście testami psychometrycznymi. Chociaż testowanie w większych kohortach może pozwolić na ograniczenie odsetka takich wartości odstających, tego rodzaju ograniczenia mogą w większym stopniu wpływać na mniejsze kohorty. Aby nie zafałszować wyników, zaproponowaliśmy także analizę wartości odstających w celu zidentyfikowania osób, które mogły doświadczyć trudności technicznych lub przerwać test z powodu braku uwagi lub nieprzestrzegania zasad. Konieczne będą przyszłe badania w celu opracowania dostosowań aspektów technicznych, takich jak prędkość Internetu, typy urządzeń i przeglądarki, które mogą również mieć wpływ na wyniki. Wreszcie można było również nagrać osobę podczas wykonywania zadania. Zostało to szeroko wdrożone, na przykład podczas pandemii COVID-19, do internetowego administrowania testami na uniwersytetach, ale stwarza to wiele problemów związanych z prywatnością i dlatego nie zostało wykorzystane w grze pamięciowej.

Ponadto, mimo że gra pamięciowa umożliwia szeroko zakrojone testowanie poprzez usuwanie potencjalnych barier fizycznych lub geograficznych, osiągnięcie różnorodności pod względem wieku, płci, płci i diagnozy pozostaje wyzwaniem. Co więcej, mimo że zadania skojarzeniowe w parach są potencjalnie łatwiejsze, ponieważ opierają się na obrazach, a nie na tekście, zdajemy sobie sprawę, że wiele osób z NDD może nadal nie być w stanie przeprowadzić testu. Aby film instruktażowy, podobnie jak niektóre przyciski, był szeroko stosowany, będzie musiał zostać przetłumaczony, ale użyte obrazy będą nadawały się do ponownego wykorzystania.

W badaniu tym zmierzono także wydajność w różnych grupach wiekowych, ale nie dostarczono danych podłużnych na temat wydajności pamięci w funkcji wcześniejszych wyników. Dlatego też ważna będzie długoterminowa obserwacja. Uznajemy również znaczenie włączenia osób o zróżnicowanej etiologii NDD lub większej próby osób z daną konkretną diagnozą NDD w celu dalszej oceny różnorodności w przyszłości i skorelowania wyników Gry Pamięci z innymi testami poznawczymi, takimi jak uwaga, pamięć robocza , iloraz inteligencji, czyli prostsza forma plastyczności (uczulanie i przyzwyczajenie).

Konieczne będą przyszłe badania, aby powiązać wydajność gry pamięciowej z konkretnymi diagnozami i określić, czy geny zaangażowane bardziej szczegółowo w LTM w modelach zwierzęcych będą miały większy wpływ na LTM niż na STM. Ponadto powtarzane szkolenia są ważne w przypadku LTM u osób typowo rozwijających się, na przykład podczas nauki języka [82,83]. Ciekawie będzie ocenić, czy osoby z NDD poradziłyby sobie podobnie z takimi zadaniami; jednakże nie uwzględniliśmy w tym momencie tych paradygmatów w oparciu o opinie rodzin w początkowej fazie rozwoju, wspominające o tym, jak ważne jest, aby zadanie było krótkie.

Podziękowanie

Chcielibyśmy podziękować dr. Achimowi i Beaulieu za pomoc przy tworzeniu bazy zdjęć BOSS. Chcielibyśmy także podziękować doktorom Timowi Tully'emu i Mary Pyc za konstruktywne uwagi dotyczące projektu Gry Pamięciowej.

Konflikt interesów

Żaden nie zadeklarował.

Dodatek multimedialny 1

Zgoda w Internecie. Uczestnicy (lub opiekunowie) najpierw widzą stronę docelową z logo Gry Pamięciowej, a następnie kierowani są do formularza zgody (zatwierdzonego przez Uniwersytet Alberty). Uczestnik (lub opiekun) może następnie zdecydować, czy wyrazić zgodę, czy nie.

Dodatek multimedialny 2

Porównawczy czas reakcji bezpośrednio po treningu (dzień 1) w porównaniu z wydajnością następnego dnia (dzień 2). (A) Czas reakcji (RT) osób z typowym rozwojem (TD) i zaburzeniami neurorozwojowymi (NDD) w zadaniu rozpoznawania (R) według grup wiekowych. (B) RT w zadaniu R u osób z TD i NDD według grup wiekowych. (C) RT dla zadania skojarzenia w parach (PA) u osób z TD i NDD według grup wiekowych. (D) RT dla zadania PA u osób z TD i NDD według grup wiekowych. TD wiek: 5-9 lat, dzień 1: n=97; TD wiek: 5-9 lat, dzień 2: n=56; TD wiek: 10-14 lat, dzień 1: n=31; TD wiek: 10-14 lat, dzień 2: n=17; NDD wiek: 5-9 lat, dzień 1: n=30; NDD wiek: 5-9 lat, dzień 2: n=16; NDD wiek: 10-14 lat, dzień 1: n=27; NDD wiek: 10-14 lat, dzień 2: n=19.

Dodatek multimedialny 3

Rozkład czasu reakcji w dniu 1 i dniu 2 dla osób z typowym rozwojem (TD) i zaburzeniami neurorozwojowymi (NDD). (A) Czas reakcji (RT) na rozpoznanie (R) osób z TD w grupie 5-9 lat. (B) RT do rozpoznawania osób z NDD w grupie wiekowej 5-9. (C) RT dla R dla osób z typowym rozwojem grupy 10-14 lat. (D) RT dla R dla osób z NDD w grupie wiekowej 10-14. (E) RT dla skojarzenia w parach (PA) dla osób z TD w grupie wiekowej 5-9. (F) RT dla PA dla osób z NDD w grupie wiekowej 5-9. G) RT dla PA dla osób z TD w grupie wiekowej 10-14. H) RT dla PA dla osób z NDD w grupie wiekowej 10-14. TD wiek: 5-9 lat, dzień 1: n=97; TD wiek: 5-9 lat, dzień 2: n=56; TD wiek: 10-14 lat, dzień 1: n=31; TD wiek: 10-14 lat, dzień 2: n=17; NDD wiek: 5-9 lat, dzień 1: n=30; NDD wiek: 5-9 lat, dzień 2: n=16; NDD wiek: 10-14 lat, dzień 1: n=27; NDD wiek: 10-14 lat, dzień 2: n=19.

Bibliografia

1. Thapar A, Cooper M, Rutter M. Zaburzenia neurorozwojowe. Lancet Psychiatry 2017;4(4):339-346. [doi: 10.1016/S2215-0366(16)30376-5] [Linia medyczna: 27979720]

2. Jeste SS. Neurorozwojowe zaburzenia zachowania i funkcji poznawczych. Kontinuum (Minneap Minn) 2015;21(3):690-714. [doi: 10.1212/01.CON.0000466661.89908.3c] [Medline: 26039849]

3. Zablotsky B, Black LI, Maenner MJ, Schieve LA, Danielson ML, Bitsko RH i in. Częstość występowania i trendy niepełnosprawności rozwojowej wśród dzieci w Stanach Zjednoczonych: 2009-2017. Pediatria 2019;144(4):e20190811 [BEZPŁATNY Pełny tekst] [doi: 10.1542/peds.2019-0811] [Medline: 31558576]

4. Arora NK, Nair MKC, Gulati S, Deshmukh V, Mohapatra A, Mishra D i in. Zaburzenia neurorozwojowe u dzieci w wieku 2-9 lat: szacunki obciążenia populacyjnego w pięciu regionach Indii. PLoS Med 2018;15(7):e1002615 [BEZPŁATNY Pełny tekst] [doi: 10.1371/journal.pmed.1002615] [Medline: 30040859]

5. Emerson E. Deprywacja, pochodzenie etniczne i występowanie niepełnosprawności intelektualnej i rozwojowej. J Epidemiol Community Health 2012;66(3):218-224. [doi: 10.1136/jech.2010.111773] [Medline: 20889590]

6. Taylor E. Rozwój ADHD. J. Child Psychol Psychiatry 2009;50(1-2):126-132. [doi: 10.1111/j.1469-7610.2008.01999.x] [Medline: 19076263]

7. Johnson S, Fawke J, Hennessy E, Rowell V, Thomas S, Wolke D i in. Niepełnosprawność neurorozwojowa do 11. roku życia u dzieci urodzonych przed 26. tygodniem ciąży. Pediatria 2009;124(2):e249-e257. [doi: 10.1542/peds.2008-3743] [Medline: 19651566]

8. Zauche LH, Darcy Mahoney AE, Higgins MK. Predyktory współwystępowania zaburzeń neurorozwojowych u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu. J Pediatr Nurs 2017;35:113-119. [doi: 10.1016/j.pedn.2017.04.002] [Medline: 28728761]

9. Hansen BH, Oerbeck B, Skirbekk B, Petrovski BÉ, Kristensen H. Zaburzenia neurorozwojowe: częstość występowania i choroby współistniejące u dzieci skierowanych do placówek zdrowia psychicznego. Nord J. Psychiatria 2018;72(4):285-291. [doi: 10.1080/08039488.2018.1444087] [Medline: 29488416]

10. Tatishvili N, Gabunia M, Laliani N, Tatishvili S. Epidemiologia zaburzeń neurorozwojowych u 2-letnich gruzińskich dzieci. Badanie pilotażowe – populacyjne badanie prospektywne na losowo wybranej próbie. Eur J. Paediatr Neurol 2010;14(3):247-252. [doi: 10.1016/j.ejpn.2009.07.004] [Medline: 19683948]

11. Knüppel A, Telléus GK, Jakobsen H, Lauritsen MB. Jakość życia młodzieży i dorosłych z zaburzeniami ze spektrum autyzmu: wyniki ogólnokrajowego duńskiego badania z wykorzystaniem raportów własnych i raportów zastępczych rodziców. Res Dev Disabil 2018;83:247-259 [BEZPŁATNY Pełny tekst] [doi: 10.1016/j.ridd.2018.09.004] [Medline: 30312897]

12. Alves NS, Gavina wiceprezes, Cortellazzi KL, Antunes LAA, Silveira FM, Assaf AV. Analiza klinicznych, demograficznych, społeczno-ekonomicznych i psychospołecznych determinant jakości życia osób z niepełnosprawnością intelektualną: badanie przekrojowe. Dentysta Spec Care 2016;36(6):307-314. [doi: 10.1111/scd.12196] [Medline: 27545115] 13. Bastiaansen D, Koot HM, Ferdinand RF, Verhulst FC. Jakość życia dzieci z zaburzeniami psychicznymi: raport własny, rodziców i lekarza. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 2004;43(2):221-230. [doi: 10.1097/00004583-200402000-00019] [Linia medyczna: 14726730]

14. Kripke C. Dorośli z niepełnosprawnością rozwojową: kompleksowe podejście do opieki medycznej. Am Fam Physician 2018;97(10):649-656 [BEZPŁATNY Pełny tekst] [Medline: 29763271]

15. Tello JA, Williams HE, Eppler RM, Steinhilb ML, Khanna M. Zwierzęce modele chorób neurodegeneracyjnych: najnowsze postępy w dziedzinie much podkreślają innowacyjne podejścia do odkrywania leków. Front Mol Neurosci 2022;15:883358 [BEZPŁATNY Pełny tekst] [doi: 10.3389/nmol.2022.883358] [Medline: 35514431]

For more information:1950477648nn@gmail.com