Hypoteesejä kehityksellisen koordinaatiohäiriön (DCD) taustamekanismeista
Lisätietoa aiheesta
Aulikki Lano
5.6.2024
- Kehityksellisen koordinaatiohäiriön (DCD) taustamekanismien tutkimus yhdistää kognitiivisen
(neuro)psykologian, kognitiivisen neurotieteen ja ekologisen systeemiteorian lähestymistapoja
«Wilson PH, Ruddock S, Smits-Engelsman B, ym. Under...»1, «Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K, ym. ...»2.
- Motorisen toiminnan nähdään tapahtuvan dynaamisessa vuorovaikutuksessa yksilön, tehtävän
ja ympäristön välillä «Blank R, Barnett AL, Cairney J, ym. International ...»3, «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4, «Developmental coordination disorder. Kirjassa: Typ...»5, «Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K ym. T...»6. Täten kehittyvä motorinen kyvykkyys muotoutuu yksilöön (mm. perimä, fyysinen kypsyminen,
neurokognitiiviset kyvyt, psyykkiset ominaisuudet), ympäristöön (mm. mahdollisuudet
harjoitteluun, liikuntakasvatus, kulttuuritausta) ja tehtävään (mm. pelin säännöt,
tehtävän tavoitteet, vaikeustaso, käytetty välineistö) liittyvien tekijöiden ja reunaehtojen
yhteisvaikutuksen tuloksena «Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K ym. T...»6.
- DCD:n taustamekanismeista on esitetty useita behavioraalisiin kokeellisiin tutkimuksiin
perustuvia hypoteesejä. Tulokset viittaavat yleistyneeseen (dW = 0,79–0,97)
«Wilson PH, Ruddock S, Smits-Engelsman B, ym. Under...»1, «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4 motoriikan säätelyn (sisäinen mallintaminen, erityisesti ennustava säätely, peilisolujärjestelmä),
oppimisen ja kognitiivisen säätelyn (toiminnanohjaus) «Kehityksellinen koordinaatiohäiriö (DCD) ja toiminnanohjaus»1 sekä näiden yhteensovittamisen toimintahäiriöön. Toiminnallisista osa-alueista huomattavimmat
vaikeudet ilmenevät (suuri efektikoko) «Behavioral research on developmental coordination disorder (DCD)»2 aistihavainnoinnissa (silmänliikkeiden säätely, visuomotoriikka, visuospatiaaliset
toiminnot) «Kehityksellinen koordinaatiohäiriö (DCD) ja visuaalinen hahmottaminen»3, «Wilson PH, McKenzie BE. Information processing def...»7, käden toimintojen säätelyssä (tavoittelu, tarttuminen ja manipulaatio, voimansäätely),
toiminnan jäljittelyssä ja dynaamisen tasapainon hallinnassa «Wilson PH, Ruddock S, Smits-Engelsman B, ym. Under...»1, «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4, «Wilson PH, McKenzie BE. Information processing def...»7.
- Motoristen ja kognitiivisten vaikeuksien samanaikaisuus DCD:ssä on merkittävä, mikä
on synnyttänyt johtopäätelmän kognitiivis-motorisesta häiriöstä «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4.
- Aivojen kuvantamis- ja neurofysiologisissa tutkimuksissa DCD:hen on todettu liittyvän
sekä rakenteellisia että toiminnallisia muutoksia «Kehityksellisen koordinaatiohäiriön (DCD) aivokuvantamis- ja neurofysiologiset tutkimukset»4. Kuitenkin edelleen epäselvää on, ovatko motoriikan säätelyn vaikeudet seurausta
hermoverkoston kehityksen viivästymisestä vai vaurion aiheuttamasta muutoksesta hermoratojen
yhteyksissä ja toiminnassa «Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K, ym. ...»2.
Sisäisen mallinnuksen häiriö (internal modelling deficit (IMD) hypothesis)
- Tahdonalaisen tavoitteellisen liikkeen liikekäskyn (motorinen aivokuori) kanssa samanaikaisesti
aivoihin tallentuu tästä liikekäskystä rinnakkaiskopio (efference copy, ennustava
sisäinen malli), johon liikkeen aikaansaamaa sensorista palautetta verrataan «Adams IL, Lust JM, Wilson PH, ym. Compromised moto...»8, «Wolpert DM. Computational approaches to motor cont...»9, «Wolpert DM, Kawato M. Multiple paired forward and ...»10, «Hari R. Tiedämmekö miten ihmisaivot toimivat? Kirj...»11. Jos ennustavan ja aistipalautteeseen perustuvan todellisen liikkeen (raajan asennon)
välillä todetaan epäsuhta, aivoissa muodostuu virhesignaali liikkeen reaaliaikaiseksi
korjaamiseksi tai mukauttamiseksi (kuva 1). Päälaenlohkon ja pikkuaivojen välisen
toimintasilmukan ajatellaan valvovan näitä sisäisiä malleja ja tarvittaessa korjaavan
liikekäskyjä «Blakemore SJ, Sirigu A. Action prediction in the c...»12, «Wolpert DM, Miall RC, Kawato M. Internal models in...»13. Täten sisäiset mallit luovat vakautta motoriseen järjestelmään. «Wolpert DM. Computational approaches to motor cont...»9 Sisäisiä malleja voidaan pitää sensomotorisen kehityksen varhaisina rakennuspalikoina
("building blocks"), joiden perustalle motorinen oppiminen ja suorituskyky rakentuvat
«Adams IL, Lust JM, Wilson PH, ym. Compromised moto...»8, «Wolpert DM, Kawato M. Multiple paired forward and ...»10.
- Lisääntyvä tutkimustieto «Wilson PH, Ruddock S, Smits-Engelsman B, ym. Under...»1, «Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K, ym. ...»2, «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4, «Adams IL, Lust JM, Wilson PH, ym. Compromised moto...»8 tukee hypoteesiä, että lapsilla, joilla on DCD, on puutteellinen kyky muodostaa ja
käyttää hyväkseen ennustavia sisäisiä malleja tai mielikuvia (motor imagery) «Decety J. The neurophysiological basis of motor im...»14 liikkeistä ja liikesarjoista (liikkeenaikaisista kehon ja raajojen asennoista), mikä
vaikeuttaa liikkeiden nopeaa ja tarkkaa korjaamista reaaliaikaisesti muuttuneessa
tai häiriötilanteessa. Tämän vuoksi nämä lapset ovat riippuvaisia hitaammasta sensomotorisesta
palautteesta tai turvautuvat kompensatoristen liikemallien ja strategioiden (liikkeiden
suurempi vaihtelevuus, turvamarginaalit) käyttöön. Vaikeus saattaa heijastua myös
kykyyn oppia uusia sisäisiä malleja tai muokata olemassa olevia toistuvien oppimisyritysten
avulla.
- Sisäisen mallinnuksen häiriö vaikeuttaa liikkeiden automatisoitumista ja lapsen kykyä
oppia uusia motorisia taitoja «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4.
- Sisäisen mallinnuksen häiriöstä DCD:ssä on tutkimusnäyttöä useissa motorisissa osatoiminnoissa,
kuten silmänliikkeiden, käden toimintojen ja tasapainon säätelyssä «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4, «Adams IL, Lust JM, Wilson PH, ym. Compromised moto...»8.
Peilisolujärjestelmän toiminnan häiriö (mirror neuron system (MNS) deficit hypothesis)
- Lapsen kehittyessä hänen luonnollinen tapansa oppia uusia motorisia taitoja on toisen
henkilön toiminnan jäljittely; jo vastasyntyneen vauvan on osoitettu jäljittelevän
aikuisen kasvojen ilmeitä «Decety J. The neurophysiological basis of motor im...»14, «Meltzoff AN, Moore MK. Imitation of facial and man...»15.
- Ihmisen peilisolujärjestelmä (mirror neuron system) on otsa- ja päälaenlohkojen alueella
(otsalohkopoimun alaosan Brocan alue, premotorinen aivokuori ja päälaenlohkon alaosa)
sijaitseva hermoverkosto, jossa olevat peilisolut (visuomotoriset neuronit) aktivoituvat,
kun henkilö havainnoi toisen henkilön suorittamaa liikettä, kuvittelee liikkeen mielessään
tai suorittaa liikkeen itse «Iacoboni M, Dapretto M. The mirror neuron system a...»16, «Hari R. Ihmisaivojen peilautumisjärjestelmät. Duod...»17, «Cattaneo L, Rizzolatti G. The mirror neuron system...»18, «Reynolds JE, Thornton AL, Elliott C, ym. A systema...»19. Ohimolohko (superior temporal sulcus) välittää näkötiedon peilisolujärjestelmään.
Nämä alueet ovat toiminnan jäljittelyn ja havainnoimalla tai jäljittelemällä oppimisen
ydinalueita ja ovat osallisena toisen henkilön toiminnan ja aikomusten ymmärtämisessä
«Iacoboni M, Dapretto M. The mirror neuron system a...»16, «Hari R. Ihmisaivojen peilautumisjärjestelmät. Duod...»17. Peilisolujärjestelmä tukee täten havainnon ja toiminnan yhteensovittamista (perception-action
coupling). Sen merkitys on keskeinen motoristen toimintojen sisäisten mielikuvien
(motor imagery) muodostamisessa ja havainnoimalla (action observation) oppimisessa
«Iacoboni M, Dapretto M. The mirror neuron system a...»16, «Reynolds JE, Thornton AL, Elliott C, ym. A systema...»19, «Hari R, Forss N, Avikainen S, ym. Activation of hu...»20. Rakenteet ovat päällekkäisiä liikkeiden sisäisen mallinnuksen hermoverkoston rakenteiden
kanssa.
- Peilisolujärjestelmän (fronto-parietaalinen hermoverkko) aktiivisuus on voimakkaampaa
liikettä suoritettaessa kuin tätä havainnoidessa ja kaikkein voimakkainta liikettä
jäljiteltäessä «Werner JM, Cermak SA, Aziz-Zadeh L. Neural correla...»21. Lisäksi aktiivisuus näyttää olevan yhteydessä motoriseen kokemukseen ja motoriseen
kyvykkyyteen, sillä aktiivisuus on suurempaa motoriikan erityisosaajilla (esim. balettitanssijat)
ei-osaajiin verrattuna «Reynolds JE, Thornton AL, Elliott C, ym. A systema...»19, «Calvo-Merino B, Glaser DE, Grèzes J, ym. Action ob...»22.
- Jäljittelykyky ja toisen mielentilan ymmärtäminen linkittyvät myös empatiaan ja sosiaaliseen
kognitioon, ja siten peilisolujärjestelmä on osa näiden aivoperustaa. «Iacoboni M, Dapretto M. The mirror neuron system a...»16, «Hari R. Ihmisaivojen peilautumisjärjestelmät. Duod...»17, «Gallese V, Keysers C, Rizzolatti G. A unifying vie...»23.
- Peilisolujärjestelmän toimintaa DCD:ssä on tutkittu toistaiseksi vähän. Behavioraalisissa
tutkimuksissa lapsilla, joilla on DCD, on todettu heikompi kyky jäljitellä motorisia
asentoja ja sarjallisia liikkeitä (praksiataidot) ikätovereihin verrattuna «Goyen TA, Lui K, Hummell J. Sensorimotor skills as...»24.
- Alustavaa näyttöä peilisolujärjestelmän toimintahäiriöstä DCD:ssä on saatu toiminnallisista
magneettikuvauksista, joissa yksinkertaisten hienomotoristen tehtävien havainnoinnin
tai jäljittelyn aikana DCD-ryhmällä on todettu heikentynyt aktivaatio otsalohkopoimun
alaosassa «Reynolds JE, Thornton AL, Elliott C, ym. A systema...»19. Vahvempaa näyttöä peilisolujärjestelmän toimintahäiriöstä on saatu tuoreesta EEG:hen
pohjautuvasta tutkimuksesta, jossa selvitettiin monimutkaisten sarjallisten liikkeiden
oppimista havainnoimalla ja jäljittelemällä ja osoitettiin DCD-ryhmällä heikentynyt
mu-rytmin supressio (peilisolujen aktiivisuus) ja pienempi frontoparietaalinen mu-koherenssi
verrokkiryhmään verrattuna «Lust JM, van Schie HT, Wilson PH, ym. Activation o...»25.
- Kyky muodostaa mielikuvia liikkeistä (motor imagery) on todettu meta-analyysin mukaan
verrokkeja heikommaksi lapsilla, joilla on DCD (d = 0,61) «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4.
Visuomotorinen integraatio
- Sensorisen informaation (input) ja motorisen vasteen (output) täsmällinen yhteensovittaminen
(visuomotorinen integraatio) on edellytys tarkalle koordinoidulle liikkeelle.
- Aisteista näkö dominoi liikkeen säätelyä ja motorista oppimista, sillä suurin osa
motorisista toiminnoista tapahtuu näönvaraisesti ohjattuina tai etenee visuaaliseen
palautteeseen nojautuen.
- Tutkimusten perusteella DCD:hen näyttää liittyvän vaikeutta tahdonalaisten silmänliikkeiden
säätelyssä ja katseenkäytössä, etenkin katseen kohdentamisessa ja erityisesti tilanteissa,
joissa vaaditaan kognitiivista ohjausta, kuten suunnittelua, inhibitiota tai tarkkaavuuden
siirtämistä «Kehityksellinen koordinaatiohäiriö (DCD) ja visuaalinen hahmottaminen»3, mikä korostaa kognitiivisen toiminnan (liikkeen suunnittelu ja ennakoiva säätely)
tärkeyttä visuomotorisessa integraatiossa «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4, «Wilson PH, McKenzie BE. Information processing def...»7, «Adams IL, Lust JM, Wilson PH, ym. Compromised moto...»8.
- Katseen kohdentamisen ja motorisen toiminnan yhdistäminen on häiriöaltista, ja ongelma
korostuu aikapaineisissa, täsmällistä silmän ja käden liikkeiden yhteensovittamista
edellyttävissä toiminnoissa lapsilla, joilla on DCD «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4.
- Tutkimustulokset viittaavat myös siihen, että nämä lapset kohdistavat katseensa toimintaan
tai ympäristöön tavanomaista tiheämmin ja lyhyemmälle etäisyydelle ohjatessaan liikkeitään
epävarmuuden vähentämiseksi liikkeen suorituksessa «Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavio...»4.
Kirjallisuutta
- Wilson PH, Ruddock S, Smits-Engelsman B, ym. Understanding performance deficits in
developmental coordination disorder: a meta-analysis of recent research. Dev Med Child
Neurol 2013;55(3):217-28 «PMID: 23106668»PubMed
- Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K, ym. Cognitive and neuroimaging findings
in developmental coordination disorder: new insights from a systematic review of recent
research. Dev Med Child Neurol 2017;59(11):1117-1129 «PMID: 28872667»PubMed
- Blank R, Barnett AL, Cairney J, ym. International clinical practice recommendations
on the definition, diagnosis, assessment, intervention, and psychosocial aspects of
developmental coordination disorder. Dev Med Child Neurol 2019;61(3):242-285 «PMID: 30671947»PubMed
- Subara-Zukic E, Cole MH, McGuckian TB, ym. Behavioral and Neuroimaging Research on
Developmental Coordination Disorder (DCD): A Combined Systematic Review and Meta-Analysis
of Recent Findings. Front Psychol 2022;13():809455 «PMID: 35153960»PubMed
- Developmental coordination disorder. Kirjassa: Typical and Atypical Motor Development.
Sugden D, Wade M (toim.). Clinics in Developmental Medicine. Mac Keith Press 2013
- Wilson PH, Smits-Engelsman B, Caeyenberghs K ym. Toward a Hybrid Model of Developmental
Coordination Disorder. Curr Dev Disord Rep 2017;4:64–71. DOI 10.1007/s40474-017-0115-0.
https://repository.ubn.ru.nl/bitstream/handle/2066/175859/175859.pdf?sequence=3&isAllowed=y
«https://repository.ubn.ru.nl/bitstream/handle/2066/175859/175859.pdf?sequence=3&isAllowed=y»1
- Wilson PH, McKenzie BE. Information processing deficits associated with developmental
coordination disorder: a meta-analysis of research findings. J Child Psychol Psychiatry
1998;39(6):829-40 «PMID: 9758192»PubMed
- Adams IL, Lust JM, Wilson PH, ym. Compromised motor control in children with DCD:
a deficit in the internal model?—A systematic review. Neurosci Biobehav Rev
2014;47():225-44 «PMID: 25193246»PubMed
- Wolpert DM. Computational approaches to motor control. Trends Cogn Sci 1997;1(6):209-16
«PMID: 21223909»PubMed
- Wolpert DM, Kawato M. Multiple paired forward and inverse models for motor control.
Neural Netw 1998;11(7-8):1317-29 «PMID: 12662752»PubMed
- Hari R. Tiedämmekö miten ihmisaivot toimivat? Kirjassa: Aivoaakkoset. Carlson S,
Hari R (toim.). Aalto-yliopiston julkaisusarja. Otavan kirjapaino Oy 2021
- Blakemore SJ, Sirigu A. Action prediction in the cerebellum and in the parietal lobe.
Exp Brain Res 2003;153(2):239-45 «PMID: 12955381»PubMed
- Wolpert DM, Miall RC, Kawato M. Internal models in the cerebellum. Trends Cogn Sci
1998;2(9):338-47 «PMID: 21227230»PubMed
- Decety J. The neurophysiological basis of motor imagery. Behav Brain Res 1996;77(1-2):45-52
«PMID: 8762158»PubMed
- Meltzoff AN, Moore MK. Imitation of facial and manual gestures by human neonates.
Science 1977;198(4312):75-8 «PMID: 17741897»PubMed
- Iacoboni M, Dapretto M. The mirror neuron system and the consequences of its dysfunction.
Nat Rev Neurosci 2006;7(12):942-51 «PMID: 17115076»PubMed
- Hari R. Ihmisaivojen peilautumisjärjestelmät. Duodecim 2007;123(13):1565-73 «PMID: 17727147»PubMed
- Cattaneo L, Rizzolatti G. The mirror neuron system. Arch Neurol 2009;66(5):557-60
«PMID: 19433654»PubMed
- Reynolds JE, Thornton AL, Elliott C, ym. A systematic review of mirror neuron system
function in developmental coordination disorder: Imitation, motor imagery, and neuroimaging
evidence. Res Dev Disabil 2015;47():234-83 «PMID: 26458259»PubMed
- Hari R, Forss N, Avikainen S, ym. Activation of human primary motor cortex during
action observation: a neuromagnetic study. Proc Natl Acad Sci U S A 1998;95(25):15061-5
«PMID: 9844015»PubMed
- Werner JM, Cermak SA, Aziz-Zadeh L. Neural correlates of developmental coordination
disorder: The mirror neuron system hypothesis. Journal of Behavioral and Brain Science
2012;2(2):258–268
- Calvo-Merino B, Glaser DE, Grèzes J, ym. Action observation and acquired motor skills:
an FMRI study with expert dancers. Cereb Cortex 2005;15(8):1243-9 «PMID: 15616133»PubMed
- Gallese V, Keysers C, Rizzolatti G. A unifying view of the basis of social cognition.
Trends Cogn Sci 2004;8(9):396-403 «PMID: 15350240»PubMed
- Goyen TA, Lui K, Hummell J. Sensorimotor skills associated with motor dysfunction
in children born extremely preterm. Early Hum Dev 2011;87(7):489-93 «PMID: 21549531»PubMed
- Lust JM, van Schie HT, Wilson PH, ym. Activation of Mirror Neuron Regions Is Altered
in Developmental Coordination Disorder (DCD)-Neurophysiological Evidence Using an
Action Observation Paradigm. Front Hum Neurosci 2019;13():232 «PMID: 31354451»PubMed
Artikkelin tunnus: nix03398 (050.132)
© 2025 Suomalainen Lääkäriseura Duodecim