Test della memoria a lungo termine in bambini con sviluppo tipico e disturbi dello sviluppo neurologico: studio di fattibilità di attività di immagine remota basata sul Web

Astratto

Sfondo:

I disturbi dello sviluppo neurologico (NDD) causano difficoltà nell’apprendimento di fatti, procedure o abilità sociali. L'NDD è stato collegato a diversi geni e diversi modelli animali sono stati utilizzati per identificare potenziali candidati terapeutici basati su specifici paradigmi di apprendimento per la memoria associativa e a lungo termine. Negli individui affetti da NDD, tuttavia, tali test non sono stati finora utilizzati, con conseguente lacuna nella traduzione dei risultati preclinici nella pratica clinica.

Un disturbo dello sviluppo neurologico è una condizione in cui si verificano alcune anomalie nel sistema nervoso durante il feto o l'infanzia, determinando una serie di sviluppi anormali. Questa condizione può influenzare la salute fisica e mentale del paziente. Esistono molti tipi di disturbi dello sviluppo neurologico, tra cui l'autismo, l'ADHD, la disabilità intellettiva e altro ancora. Tra questi, i disturbi dello sviluppo neurologico legati alla memoria comprendono principalmente le seguenti tipologie:

1. Autismo

L’autismo è un disturbo dello sviluppo neurologico che colpisce principalmente le abilità sociali umane, le abilità linguistiche e il comportamento emotivo. Le persone con autismo hanno ricordi più sviluppati, ma hanno ricordi sociali, verbali ed emotivi più poveri. Questa condizione fa sì che le persone con autismo abbiano difficoltà con la comunicazione interpersonale, la comprensione del linguaggio e l’espressione emotiva.

2. Autismo

L’autismo è anche un disturbo del neurosviluppo. È caratterizzato principalmente dall'assenza di amici fin dall'infanzia, dall'indifferenza verso chi ti circonda e da uno sviluppo non uniforme. Le persone con autismo hanno una memoria relativamente normale ma possono avere alcune difficoltà con la comprensione, la cognizione e il linguaggio.

3. Difficoltà di apprendimento

Le difficoltà di apprendimento comprendono principalmente difficoltà di lettura, difficoltà di scrittura e barriere linguistiche. Le persone con difficoltà di apprendimento generalmente hanno una memoria normale, ma capacità relativamente deboli nel linguaggio, nella lettura, nella scrittura e nel calcolo. Questa situazione porterà ad un declino della capacità di apprendimento, che influenzerà la vita e l’apprendimento quotidiano.

Sebbene i disturbi dello sviluppo neurologico possano influenzare la salute fisica e mentale di un individuo, dovremmo concentrarci su uno stato mentale positivo. Coloro che sono affetti da disturbi dello sviluppo neurologico, ma hanno ancora una forte volontà e motivazione, avranno risultati e ricordi straordinari, e i loro brillanti risultati saranno forgiati con il loro talento e coraggio. Pertanto, dovremmo prestare attenzione al loro stato mentale e incoraggiarli ad affrontare con coraggio le sfide della vita e ad abbracciare la bellezza del futuro. Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria. Le Cistanche possono migliorare significativamente la memoria perché la pasta di carne è un materiale medicinale tradizionale cinese con molti effetti unici, uno dei quali è quello di migliorare la memoria. L'efficacia della carne macinata deriva da una varietà di principi attivi in ​​essa contenuti, tra cui acido carbossilico, polisaccaridi, flavonoidi, ecc. Questi ingredienti possono promuovere la salute del cervello attraverso vari canali.

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Obbiettivo:

Il nostro obiettivo è valutare se gli individui con NDD possano essere testati per l'apprendimento associativo e il deficit di memoria a lungo termine, come mostrato in precedenti modelli animali.

Metodi:

Abbiamo sviluppato un compito di associazione accoppiata basato su immagini, che può essere eseguito in momenti diversi utilizzando test remoti basati sul web, e ne abbiamo valutato la fattibilità nei bambini con sviluppo tipico (TD), nonché NDD. Abbiamo incluso 2 attività: il riconoscimento degli oggetti come attività più semplice e l'associazione in coppia. L'apprendimento è stato testato subito dopo l'allenamento e anche il giorno successivo per la memoria a lungo termine.

Risultati:

Abbiamo scoperto che i bambini di età pari a 5-14 anni con TD (n=128) e con NDD di diverso tipo (n=57) potevano completare i test utilizzando il Memory Game. I bambini con NDD hanno mostrato deficit sia nel riconoscimento che nei compiti di associazione accoppiata il primo giorno di apprendimento, sia in bambini di 5-9 anni (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.

Conclusioni:

Abbiamo dimostrato che i test di apprendimento basati sul web utilizzando semplici associazioni di immagini sono fattibili per i bambini con TD, così come con NDD. Abbiamo mostrato come i test basati sul web ci permettano di addestrare i bambini ad apprendere l'associazione tra le immagini, come mostrato nei risultati immediati dei test e in quelli completati 1 giorno dopo. Questo è importante poiché molti modelli per i deficit di apprendimento nell’NDD prendono di mira sia la memoria a breve che quella a lungo termine per l’intervento terapeutico. Abbiamo anche dimostrato che, nonostante potenziali fattori confondenti, come bias diagnostici auto-riferiti, problemi tecnici e partecipazione diversificata, il Memory Game mostra differenze significative tra i bambini con sviluppo tipico e quelli con NDD. Gli esperimenti futuri sfrutteranno il potenziale dei test basati sul web per coorti più ampie e la convalida incrociata con altri compiti cognitivi clinici o preclinici.

PAROLE CHIAVE

Memoria; disturbo dello sviluppo neurologico; disturbo dello spettro autistico; disabilità intellettuale; ritardo dello sviluppo; ippocampo; riconoscimento; apprendimento associativo in coppia; test a distanza; autismo; disturbo; genetica; evolutivo; disturbo dello sviluppo; gioco; a distanza; test; diagnosi; diagnosi.

introduzione

I disturbi dello sviluppo neurologico sono comuni

Apprendere nuove informazioni formando associazioni è al centro dello sviluppo e del funzionamento quotidiano. Tuttavia, la nostra comprensione di come tali associazioni possano differire tra individui con sviluppo tipico e quelli con disturbi dello sviluppo neurologico (NDD) rimane insufficiente in alcuni aspetti importanti. L'NDD comprende un gruppo di diagnosi in cui lo sviluppo di funzioni cerebrali tipiche, come l'attenzione, la cognizione o il funzionamento sociale, risulta alterato [1]. Esempi di NDD comuni includono il disturbo da deficit di attenzione/iperattività (ADHD), il disturbo dello spettro autistico (ASD) e la disabilità intellettiva [2]. Solo negli Stati Uniti, circa 1 bambino su 6 (17%) di età compresa tra 3 e 17 anni presentava un NDD, come riportato dai genitori [3]. Ciò rispecchia il tasso identificato negli studi sulla popolazione in tutto il mondo [4-10]. Non solo gli individui affetti da NDD, ma anche le loro famiglie sperimenteranno notevoli oneri finanziari e psicologici [11-13], richiedendo maggiori sforzi nello sviluppo di interventi mirati, poiché la maggior parte dei NDD avrà effetti permanenti [14].

Discrepanze attuali nel tipo di memoria testato tra i modelli NDD preclinici e clinici

Nell'ultimo decennio, c'è stato un grande aumento degli studi che identificano i geni associati a ciascuna condizione dello sviluppo neurologico e lo sviluppo di più modelli animali per studiare i disturbi [15-17]. Tuttavia, esiste una disparità tra i test cognitivi utilizzati negli esseri umani e le misure cognitive utilizzate nei modelli animali, che potrebbe ostacolare la traduzione dei trattamenti candidati [18,19].

Poiché molti dei geni scoperti nell'NDD appartengono a percorsi di segnalazione già studiati in modelli animali di apprendimento e memoria [20,21], molti "test di memoria" consolidati precedentemente utilizzati nei modelli animali NDD non si allineano necessariamente con i criteri clinici dell'NDD. test. La sperimentazione sugli animali si è concentrata sullo studio della memoria non associativa (sensibilizzazione e assuefazione) rispetto a quella associativa (condizionamento alla paura, navigazione spaziale e condizionamento olfattivo) [22,23], e sulla memoria a breve termine (STM; allenamento e richiamo in pochi minuti) rispetto a quella a lungo termine. memoria a termine (LTM; 24 ore) [24]. I mutanti degli ortologi del gene NDD e i candidati interventi farmacologici sono stati caratterizzati per i loro effetti su tali comportamenti [25-27]. Gli strumenti per rilevare i problemi di memoria degli individui NDD in contesti clinici, tuttavia, rimangono inadeguati o fanno molto affidamento sulle autovalutazioni [28,29].

Mentre alcuni dei lavori pionieristici sulla memoria e sulla rievocazione in individui tipici, come quello di Ebinhaus, hanno studiato STM e LTM [30], la maggior parte dei test clinici sulla memoria si è concentrata sui tipi STM, come la memoria di lavoro [31]. La maggior parte degli individui affetti da NDD, compresi quelli con condizioni geneticamente definite comuni come la sindrome dell'X fragile [32-35], la sindrome di Down [36,37], la sindrome di Williams [38], nonché disturbi clinicamente definiti, come è stato riscontrato che il disturbo specifico del linguaggio [39,40], l'ADHD [41-43], l'ASD [44] e la disabilità intellettiva [45-48] presentano difetti STM. La LTM, tuttavia, non è stata segnalata, tranne che in 1 studio condotto negli anni '90, che mostrava difetti della LTM nella sindrome di Down [49]. Ipotizziamo che ciò sia in parte dovuto a limitazioni tecniche e finanziarie che limitano la fattibilità dello sviluppo di test della memoria nuovi e altamente accurati e di test ripetuti in un ambiente di laboratorio. Ciò suggerisce che i test basati sul web o in remoto potrebbero essere la soluzione.

Allo stesso modo, le limitazioni nell’attuale progettazione dei test hanno limitato l’uso coerente dei test della memoria nell’NDD. L'associazione accoppiata viene spesso impiegata clinicamente con l'uso di immagini e nomi o associazioni parola-parola [50]. Questo tipo di test si basa sul funzionamento dell'ippocampo [51-54]. In genere, un individuo imparerà un'associazione tra l'immagine di una persona e il suo nome. Al momento del test, verrà loro presentata la foto e 3 nomi (1 corretto e altri 2 nomi di soggetti diversi visti durante l'allenamento). Quelli con NDD possono avere difficoltà nella lettura e, pertanto, non sono stati esposti in modo approfondito a test di associazione accoppiati [55,56]. Tuttavia, compiti di associazione basati su immagini sono stati utilizzati per i bambini con dislessia [22,57] e NDD [58] per aggirare i problemi legati al ritardo del linguaggio [59,60].

Un potenziale problema nei test a distanza sarebbe quello di dedurre il grado di attenzione dei partecipanti. Compiti di controllo [61], come il riconoscimento di una coppia, un compito meno difficile e indipendente dall'ippocampo, sono stati utilizzati per testare la capacità di un individuo di partecipare e la sua attenzione a un compito [54,62,63]. In questa situazione, l'utilizzo di immagini flanker, mai viste prima, facilita il ricordo dell'associazione.

L’emergere dei test basati sul web e a distanza come metodo per la valutazione cognitiva nell’NDD

I test basati su touch screen sono emersi come uno strumento accurato e coinvolgente per testare bambini e individui affetti da NDD. I sotto-compiti del Toolbox NIH per la valutazione della funzione neurologica e comportamentale, come la memoria episodica [64] e la memoria di lavoro [65], sono stati utilizzati recentemente in uno studio clinico per la sindrome dell'X fragile [66]. Tuttavia, tali compiti non valutano le competenze associative o LTM. Inoltre, gli strumenti NIH attualmente devono essere somministrati localmente su tablet, con la guida di ricercatori qualificati in un laboratorio. Un altro test utilizzato per gli individui affetti da NDD è il Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery, che valuta la memoria di lavoro, la memoria episodica, l’attenzione e il processo decisionale [67]. Questo test è autorizzato ed è stato somministrato a soggetti con ADHD utilizzando tablet dei ricercatori [68,69]. Pur essendo ben costruiti, questi test attualmente non consentono di testare la memoria associativa in diversi momenti. Sono inoltre limitati ai test in situ in laboratorio o sui dispositivi dei ricercatori, il che li rende costosi e inaccessibili a un gran numero di partecipanti. Anche i test negli ambienti di laboratorio tradizionali possono essere difficili per i bambini, soprattutto quelli affetti da NDD, considerando l'elevata prevalenza di ansia [70-76].

Pertanto, miriamo a sviluppare un test cognitivo remoto, basato sul web e accessibile, che possa rispecchiare meglio il tipo di memoria (associativa) e i diversi punti temporali (STM e LTM) utilizzati nei modelli preclinici, nella speranza che ciò possa rendere preclinici terapie più facilmente traducibili in studi clinici. Qui, abbiamo valutato la fattibilità di tali test somministrati tramite web in individui con sviluppo tipico (TD) e NDD.

Metodi

Approvazione Etica

Il progetto è stato approvato dal comitato etico dell'Università di Alberta (Pro00033138).

Consenso informato

Il consenso informato per partecipare allo studio è stato richiesto al genitore o al tutore del partecipante (Appendice multimediale 1). Successivamente, ai partecipanti, o ai genitori e agli operatori sanitari, è stato chiesto di fornire informazioni sull'età del partecipante, sulle condizioni neurologiche e mediche, sul sesso e sui farmaci attuali (Figura 1).

Partecipante

In totale, hanno partecipato allo studio 128 individui senza condizioni neurologiche note e 57 individui con NDD, inclusi ritardo dello sviluppo, ASD e disabilità intellettiva. I caregiver dei partecipanti idonei hanno auto-riferito la loro diagnosi o l'assenza della stessa. La tabella 1 include le informazioni demografiche per i partecipanti. I partecipanti sono stati contattati dal consiglio scolastico tramite il programma di ricerca clinica su neonati e bambini sani (HICCUP) o gruppi di sostegno familiare. L'accesso è stato gratuito per i partecipanti. I partecipanti hanno ricevuto l'URL per il Memory Game.

L'interfaccia del gioco di memoria

Tutta la partecipazione al Memory Game è stata effettuata tramite web utilizzando un dispositivo tablet touchscreen (ad esempio, iPad). La procedura ha cinque componenti principali: (1) consenso, (2) registrazione, (3) video tutorial, (4) fase di formazione e (5) fase di test.

Dopo aver completato il consenso e la registrazione, i partecipanti hanno ricevuto via email un codice che consente loro di passare alle componenti formative e di testing. Questi si verificano nell'arco di 2 giorni. Il primo giorno, i partecipanti partecipano a 3 fasi del gioco: una fase tutorial, una fase pratica e una fase di test. Le fasi dovevano essere completate per procedere con il test. La fase tutorial consisteva in spiegazioni verbali e visive per completare il test abbinando correttamente le coppie. Questo è sotto forma di un video didattico per spiegare come funziona il gioco. Una rana cartone animato dimostra con esempi, mentre una voce fuori campo spiega cosa fare (Figura 2). Il video è seguito dalla fase pratica, in cui ai partecipanti vengono prima mostrate 6 serie di coppie, seguite da 6 domande. In questa sezione veniva loro fornito un feedback per stabilire se la loro risposta era corretta o errata. Infine, i partecipanti sono passati alla fase di test in cui sono state mostrate 20 serie di coppie seguite da 20 domande, questa volta senza alcun feedback sulle loro risposte. Il giorno 2, i partecipanti sono stati indirizzati alla fase di test (come il giorno 1) e non hanno ricevuto feedback sulle loro risposte.

Descrizione del compito

Il Memory Game include domande che testano sia l'associazione accoppiata che la memoria di riconoscimento, a seconda delle foto del distrattore presenti (Figura 3). In una domanda di riconoscimento, le 2 foto dei distrattori non fanno parte di nessuna coppia vista durante l'addestramento e non sono state visualizzate in precedenza. In una domanda di associazione accoppiata, 1 dei distrattori sarà la foto corrispondente per un messaggio attualmente non visualizzato e quindi sarà stato visualizzato in precedenza. Le immagini utilizzate sono state selezionate in base alla loro forma e aspetto dal database Bank of Standardized Stimuli (BOSS) creato dal dottor Mathieu Brodeur.

Sviluppo dei compiti

Inizialmente abbiamo sviluppato il Memory Game per i test utilizzando E-Prime (strumenti software di psicologia) e lo abbiamo somministrato a bambini con NDD nella nostra clinica di neurologia dello sviluppo, utilizzando un laptop touch screen sotto la supervisione di studenti universitari qualificati di neuroscienze. Ciò ci ha permesso di ottimizzare il video delle istruzioni e la scelta delle immagini e di perfezionare il compito. Ad esempio, abbiamo scoperto che avere una voce fuori campo durante il video di istruzioni rendeva più facile seguirlo per i partecipanti e gli operatori sanitari. La scelta delle immagini utilizzate per i test di associazione e riconoscimento accoppiati, standardizzati nel database BOSS, è stata esaminata per la comprensibilità generale e la garanzia di qualità con gli operatori sanitari e per la formattazione (orientamento, colore e forme) con 2 psicologi del nostro team ( SAW e JP). Allo stesso modo, abbiamo cambiato la posizione della "risposta corretta" da sinistra, centro e destra per evitare un "falso successo" se, ad esempio, un individuo sceglie sempre una determinata posizione. Abbiamo anche cercato feedback da parte degli operatori sanitari presenti nella stanza durante i test sul flusso utilizzato e sulle sfide in termini di comprensibilità. Oltre ai commenti generali, ci siamo assicurati che i partecipanti comprendessero il video di istruzioni e le fasi di formazione e test del Memory Game. Una volta stabilita nel software E-Prime, un programma ampiamente utilizzato per la presentazione di stimoli [77], la versione finale del compito è stata discussa con i programmatori (Jeffrey Van Alstine, Arthur Schuiltz, Dipartimento di Educazione dell'Università di Alberta) e sviluppata per il web test basati su tablet. Il Memory Game è stato sottoposto a diverse revisioni per ottimizzare la reattività. Mentre la diagnosi e l'età erano incluse in tutte le versioni, il sesso è stato aggiunto solo nella seconda versione.

Approccio alla codifica

Il Memory Game è composto da 3 parti: l'interfaccia di gioco front-end, l'interfaccia del ricercatore e l'interfaccia di programmazione dell'applicazione (API), entrambe comunicanti. L'interfaccia di gioco front-end è HTML statico che esegue un'applicazione Web personalizzata creata con jQuery 1.11 (OpenJS Foundation) e basata sull'API iFrame di YouTube. L'interfaccia del ricercatore è una piccola applicazione PHP 7 personalizzata senza dipendenze. L'API stessa è costruita sul framework PHP Slim v3.4, utilizza PHPMailer v5.3 per inviare e-mail di conferma o promemoria attraverso un server SMTP universitario locale e a sua volta salva i dati in un database MySQL (Oracle Corporation) con qualsiasi informazione identificativa (indirizzi email) crittografati in modo tale da poter essere decodificati e letti solo dai ricercatori con la chiave corretta. Il Memory Game è basato sul web ed è possibile accedervi in ​​[78].

Analisi dei dati

Dalla componente di gioco è stata registrata la percentuale di risposte corrette, nonché il tempo necessario per rispondere a ciascuna domanda come tempo di reazione (RT).

La performance dei partecipanti con NDD è stata confrontata con quella del corrispondente gruppo di età dei partecipanti con TD. I gruppi sono stati suddivisi in 2 fasce di età: 5-9 anni e 10-14 anni. Il punteggio corretto percentuale viene fornito come percentuale di domande con risposta corretta. È stata tracciata la performance del giorno 1 e del giorno 2. È stata tracciata una linea che unisce queste 2 e la pendenza è stata utilizzata per stimare il decadimento della memoria. RT è il tempo medio impiegato dai partecipanti per rispondere alle domande ed è espresso in ms. Sono stati eseguiti t-test non accoppiati con distribuzione gaussiana presunta (utilizzando il test parametrico), nessuna ipotesi su DS coerenti (il t-test di Welch) e nessuna correzione per confronti multipli (valore 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).

Analisi dei valori anomali

Per RT, eventuali valori anomali per un partecipante sono stati rilevati utilizzando un punteggio Z modificato [79], adattato per piccoli set di dati e quindi rimossi. Ciò è stato fatto partecipante per partecipante, con qualsiasi valore assoluto superiore a 3,5 etichettato come valore anomalo.

Risultati

Associazione in coppia e prestazione di riconoscimento il giorno 1

Abbiamo reclutato individui con TD e individui con diversi tipi di NDD. Questi sono stati auto-riferiti dai genitori degli utenti e includevano ritardo dello sviluppo, disabilità intellettiva e ASD (Tabella 2).

Abbiamo iniziato valutando le prestazioni di apprendimento (giorno 1) degli individui con NDD rispetto agli individui con TD. Abbiamo valutato sia le prestazioni che l'RT per ciascun tipo di paradigma (associazione e riconoscimento accoppiati) in funzione della fascia di età (5-9 anni e 10-14 anni).

La durata tipica della sessione variava da 3 a 6 minuti. Non tutti i partecipanti hanno completato il test il primo giorno dopo averlo iniziato. Per il giorno 1, 69 individui TD e 32 NDD hanno iniziato ma non hanno terminato la parte pratica, mentre 32 individui TD e 14 NDD hanno terminato la pratica ma non la parte di test. Per il giorno 2, tra i partecipanti che hanno completato il giorno 1, 5 TD e 12 NDD hanno iniziato ma non hanno terminato i test.

Le prestazioni NDD erano significativamente inferiori per la memoria di riconoscimento in entrambi i gruppi di età (età 5-9 anni, 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.

Per la memoria delle associazioni accoppiate, abbiamo riscontrato deficit significativi nei bambini di 5-9 anni (P=.01, d=0.53) e 10-14 anni (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.

Abbiamo anche scoperto che i punteggi di riconoscimento erano più alti rispetto all'associazione accoppiata. Questa differenza è stata osservata per entrambi i gruppi; tuttavia, era significativo solo per i gruppi TD (età 5-9 anni, 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).

Decadimento della memoria dal giorno 1 al giorno 2

Abbiamo scoperto che per il compito di riconoscimento, individui di 5-9 anni con NDD presentavano un decadimento più rapido delle prestazioni il giorno 2 (decadimento di 24- ore) rispetto agli individui con TD, come mostrato dalla differenza nella pendenza (Y=5.637 in TD rispetto a Y=9.333 in NDD) (Figura 5A). Tuttavia, ciò non è stato osservato in individui di età pari a 10-14 anni (Figura 5B). Sorprendentemente, è stata osservata la tendenza opposta per l'associazione accoppiata. Gli individui con NDD hanno mostrato un decadimento simile nel gruppo di età di 5-9 anni (Figura 5C) ma hanno avuto un decadimento maggiore nel gruppo di età di 10-14 anni (Figura 5D). Non sono state osservate differenze in nessuno dei confronti dei tempi di reazione (Appendice multimediale 2). Si è verificato un attrito simile nella partecipazione dal giorno 1 al giorno 2 a tutte le età sia per i gruppi TD che per quelli NDD (41 partecipanti su 97 [42%] per individui con TD vs 14 su 30 [47%] per quelli con NDD nel gruppo 5-9 anni nel gruppo e 14 partecipanti su 31 [45%] nel gruppo TD contro 12 su 27 (44%) nei soggetti con NDD nel gruppo 10-14 anni).

Omogeneità della distribuzione delle prestazioni tra i gruppi

Abbiamo confrontato individui di TD e NDD tracciando le loro prestazioni e RT sia in associazione che in riconoscimento per dimostrare l'omogeneità. Diversi soggetti affetti da NDD avevano diagnosi miste; quindi, non potremmo tracciarli individualmente per diagnosi. Abbiamo scoperto che i soggetti con NDD sembravano avere una diversa distribuzione di gruppo in termini di prestazioni, soprattutto nel gruppo di età più giovane (5-9 anni), con una distribuzione bimodale per il riconoscimento e l'associazione accoppiata (Figura 6). D'altro canto, l'RT ha avuto una distribuzione più uniforme (Appendice Multimediale 3).

Fattibilità di test cognitivi remoti basati sul Web

Il nostro lavoro mostra che il test remoto della memoria basato sul web è fattibile per i bambini con TD (n=128 individui) e NDD (n=57 individui), già di 5 anni. In effetti, l’utilizzo della corrispondenza delle immagini ha consentito di testare i bambini con NDD. I risultati sono anche coerenti con un precedente rapporto di un progressivo aumento delle prestazioni per i compiti di riconoscimento nei bambini con TD [80]. Il nostro compito ci ha anche permesso di misurare la memoria associativa accoppiata e di trovare differenze significative tra i partecipanti con TD rispetto a NDD.

Ha inoltre scoperto che i bambini con TD o NDD erano in grado di eseguire il test LTM (giorno 2) nella stessa proporzione, supportando ulteriormente la fattibilità del Memory Game come strumento per sondare sia STM che LTM. Inoltre, è stata riscontrata una prestazione significativamente ridotta nei soggetti con NDD rispetto a quelli con TD.

Vantaggi dei test basati sul Web

Riteniamo che l’approccio tablet renda i test cognitivi più coinvolgenti per i bambini. Durante il nostro test pilota iniziale (effettuato di persona) abbiamo osservato che la maggior parte dei bambini ha apprezzato il gioco. Inoltre, utilizzando le immagini, potremmo aiutare a testare individui con alfabetizzazione e sviluppo linguistico limitati, che non erano in grado di eseguire compiti tradizionali di abbinamento di parole. Il compito potrebbe essere esteso anche a soggetti che parlano altre lingue; tuttavia, ciò richiederà l'aggiornamento del video di istruzioni. Considerando la prevalenza dell'ansia negli individui con NDD [67,81], proponiamo che i test a distanza con il Memory Game, essendo completati nell'ambiente familiare dell'individuo, possano catturare meglio il pieno potenziale degli individui con NDD.

I test basati sul web sui dispositivi dei partecipanti sono importanti poiché i test a distanza sono stati sempre più presi in considerazione dai ricercatori per risolvere i problemi relativi al compenso dei partecipanti per i viaggi, alle questioni geografiche nelle malattie rare e al reclutamento di un gran numero di partecipanti.

Sebbene questo lavoro si concentri sulla diagnosi clinica (NDD), avere accesso a un numero maggiore di partecipanti sarà fondamentale nel lavoro futuro incentrato su geni o sindromi specifici. Inoltre, la maggiore vicinanza delle misure cognitive testate dal Memory Game (LTM e associazione accoppiata) potrebbe facilitare la traduzione dei risultati da modelli animali.

Limitazioni attuali

Uno dei compromessi dei test remoti basati sul web è quello di accertare il comportamento del partecipante come si farebbe con i test di persona. Ad esempio, un individuo può essere distratto e comportarsi in modo non ottimale. Il partecipante e l'assistente potrebbero anche non comprendere il video di istruzioni e quindi potrebbero non essere in grado di completare l'attività in modo ottimale. Anche se abbiamo mirato a sviluppare il video di istruzioni con il feedback degli operatori sanitari durante i primi test pilota in clinica, è possibile che alcuni utenti non lo abbiano capito bene. È anche difficile valutare quanto e quale tipo di guida sia stata fornita dai caregiver. Un altro importante miglioramento tecnico da considerare sarebbe il flusso del test in modo che il passaggio successivo dipenda e sia determinato dalle prestazioni del partecipante nella prova pratica. Al momento, anche se il partecipante riceve un feedback, può comunque procedere alla fase di test indipendentemente dalla prestazione precedente. Potrebbe essere importante dimostrare nuovamente al partecipante il tutorial o formarlo ulteriormente prima che possa procedere alla fase di test.

Anche alcuni aspetti dell'NDD, come il comportamento ripetitivo o il ritardo motorio, possono influire sulle prestazioni e quindi non riflettere accuratamente la capacità di memoria. Inoltre, la disabilità visiva potrebbe anche influenzare la capacità dei partecipanti di riconoscere le immagini e dovrebbe essere inclusa nella versione futura come un elemento che verrà segnalato dagli operatori sanitari. I test basati sul web si basano anche sulla diagnosi auto-riferita dagli operatori sanitari, che potrebbe essere errata. Pertanto, i test futuri includeranno una correlazione con i test psicometrici condotti di persona. Mentre i test su coorti più grandi possono consentire di limitare la proporzione di tali valori anomali, le coorti più piccole potrebbero essere maggiormente influenzate da questo tipo di limitazioni. Abbiamo anche proposto un'analisi dei valori anomali per identificare le persone che potrebbero aver riscontrato difficoltà tecniche o aver interrotto il test a causa di mancanza di attenzione o conformità, in modo da non influenzare i risultati. Saranno necessarie ricerche future per sviluppare aggiustamenti per aspetti tecnici, come velocità di Internet, tipi di dispositivi e browser, che potrebbero anche influenzare i risultati. Infine, si potrebbe anche registrare l'individuo mentre esegue l'attività. Questo è stato ampiamente implementato, ad esempio, durante il COVID-19 per la somministrazione dei test basati sul web nelle università, ma presenta molti problemi di privacy e pertanto non è stato utilizzato nel Memory Game.

Inoltre, nonostante il Memory Game consenta test approfonditi rimuovendo potenziali barriere fisiche o geografiche, rimane difficile raggiungere la diversità di età, sesso, genere e diagnosi. Inoltre, nonostante sia potenzialmente più semplice essendo attività di associazione accoppiate basate su immagini piuttosto che su testo, riconosciamo che molti individui con NDD potrebbero non essere ancora in grado di eseguire il test. Per essere di uso estensivo, il video tutorial dovrà essere tradotto, così come alcuni pulsanti, ma le immagini utilizzate saranno facilmente riutilizzabili.

Questo studio ha misurato anche le prestazioni in diversi gruppi di età, ma non fornisce dati longitudinali sulle prestazioni della memoria in funzione delle prestazioni precedenti. Pertanto, il follow-up longitudinale sarà importante. Riconosciamo inoltre l'importanza di includere individui con diversa eziologia NDD o un campione di individui più ampio, con una data diagnosi specifica di NDD per valutare ulteriormente la diversità in futuro e correlare i risultati del Memory Game con altri test cognitivi come l'attenzione, la memoria di lavoro , quoziente di intelligenza o forma più semplice di plasticità (sensibilizzazione e assuefazione).

Saranno necessarie ricerche future per correlare le prestazioni del Memory Game con diagnosi specifiche e identificare se i geni coinvolti più specificamente nella LTM nei modelli animali influenzerebbero la LTM più della STM. Inoltre, la formazione ripetuta è importante per la MLT negli individui con sviluppo tipico, ad esempio quando imparano una lingua [82,83]. Sarà interessante valutare se gli individui affetti da NDD si comporteranno in modo simile in tali compiti; tuttavia, al momento non abbiamo incluso tali paradigmi sulla base del feedback delle famiglie nella nostra fase di sviluppo iniziale, in cui si menzionava l'importanza di mantenere il compito breve.

Ringraziamenti

Desideriamo ringraziare il Dr. Achim e Beaulieu per il loro aiuto con il database di immagini BOSS. Vorremmo anche ringraziare i dottori Tim Tully e Mary Pyc per aver fornito un feedback costruttivo per la progettazione del Memory Game.

Conflitto di interessi

Nessuno dichiarato.

Appendice multimediale 1

Consenso on-line. I partecipanti (o gli operatori sanitari) vedono prima la pagina di destinazione con il logo Memory Game e vengono quindi indirizzati a un modulo di consenso (approvato dall'Università di Alberta). Il partecipante (o il caregiver) può quindi decidere se dare il consenso o meno.

Appendice multimediale 2

Tempo di reazione comparativo subito dopo l'allenamento (giorno 1) rispetto alla prestazione del giorno successivo (giorno 2). (A) Tempo di reazione (RT) di individui con sviluppo tipico (TD) e disturbi dello sviluppo neurologico (NDD) nel compito di riconoscimento (R) per fascia di età. (B) RT nel compito R in individui con TD e NDD per fascia di età. (C) RT per l'attività di associazione accoppiata (PA) in individui con TD e NDD per fascia di età. (D) RT per il compito PA in individui con TD e NDD per fascia di età. TD età 5-9 anni, giorno 1: n=97; TD età 5-9 anni, giorno 2: n=56; TD età 10-14 anni, giorno 1: n=31; TD età 10-14 anni, giorno 2: n=17; Età NDD 5-9 anni, giorno 1: n=30; Età NDD 5-9 anni, giorno 2: n=16; Età NDD 10-14 anni, giorno 1: n=27; NDD età 10-14 anni, giorno 2: n=19.

Appendice multimediale 3

Distribuzione del tempo di reazione al giorno 1 e al giorno 2 per individui con sviluppo tipico (TD) e disturbi dello sviluppo neurologico (NDD). (A) Tempo di reazione (RT) per il riconoscimento (R) di individui con TD del gruppo di 5-9 anni. (B) RT per il riconoscimento di individui con NDD del gruppo di età di 5-9 anni. (C) RT per R per individui con sviluppo tipico del gruppo di 10-14 anni. (D) RT per R per individui con NDD del gruppo di età di 10-14 anni. (E) RT per associazione accoppiata (PA) per individui con TD del gruppo di età di 5-9 anni. (F) RT per PA per individui con NDD del gruppo di età di 5-9 anni. G) RT per PA per individui con TD del gruppo di età di 10-14 anni. H) RT per PA per individui con NDD del gruppo di età di 10-14 anni. TD età 5-9 anni, giorno 1: n=97; TD età 5-9 anni, giorno 2: n=56; TD età 10-14 anni, giorno 1: n=31; TD età 10-14 anni, giorno 2: n=17; Età NDD 5-9 anni, giorno 1: n=30; NDD età 5-9 anni, giorno 2: n=16; NDD età 10-14 anni, giorno 1: n=27; NDD età 10-14 anni, giorno 2: n=19.

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