Kanadalainen tutkimusryhmä on selvittänyt aivojen magneettikuvaustutkimuksella Cognitive Orientation to Daily Occupational Performance (CO-OP) -intervention jälkeisiä aivojen rakenteen ja toiminnan muutoksia lapsilla, joilla on kehityksellinen koordinaatiohäiriö (DCD) tai DCD:n kanssa samanaikaisesti aktiivisuuden ja tarkkaavuuden häiriö (ADHD). Kolmessa osajulkaisussa tutkijat ovat tarkastelleet aivojen kytkeytyvyydessä (konnektiivisuudessa) «Izadi-Najafabadi S, Rinat S, Zwicker JG. Brain fun...»1, pikkuaivojen tilavuudessa «Gill KK, Lang D, Zwicker JG. Cerebellar Difference...»2 ja aivojen valkean aineen hienorakenteessa «Izadi-Najafabadi S, Zwicker JG. White Matter Chang...»3 havaittuja CO-OP-intervention jälkeisiä muutoksia.
Tutkimusaineisto koostui 80:stä 8–12-vuotiaasta kanadalaislapsesta, joilla oli DCD tai DCD ja samanaikainen ADHD ja jotka rekrytoitiin tutkimukseen aikavälillä 9/2014–1/2019. Tutkimuksen sisäänottokriteereinä olivat DSM-5-kriteeristöön ja EACD:n suositukseen «Blank R, Barnett AL, Cairney J, ym. International ...»4 perustuva DCD-diagnoosi: 1) suoriutuminen MABC-2 testissä ≤ 16 persentiiliä, 2) DCD-epäilyyn tai DCD:hen viittaava DCDQ-kyselyn tulos, 3) motoristen vaikeuksien ilmeneminen varhaislapsuudesta alkaen vanhempien raportoimana ja 4) ei muuta lääketieteellistä motorisia vaikeuksia selittävää syytä.
Aiemmin tehty, vanhempien ilmoitukseen perustuva tarkkaavuushäiriödiagnoosi (ADHD) sallittiin. ADHD-oireisto kvantifioitiin vanhempien täyttämän Conners ADHD Index -kyselyn perusteella. 80 lapsesta 37:llä oli diagnosoitu kehityksellinen koordinaatiohäiriö (DCD) ja 43 lapsella DCD + ADHD. Poissulkukriteereitä olivat keskosuus (syntymä ennen raskausviikkoa 37), muu kehityksellinen häiriö, kuten autismikirjon häiriö, tai este magneettikuvantamiselle (metallia kehossa).
Interventiotutkimukset toteutettiin satunnaistettuna jonotuskontrolloituna pitkittäistutkimuksena (RCT). Tutkittavat ryhmät satunnaistettiin 2 hoitoryhmään (DCD-lapset ja DCD + ADHD -lapset) ja 2 jonotusryhmään (DCD-lapset ja DCD + ADHD -lapset). Jonotusryhmässä olevat odottivat 3 kuukautta intervention alkamista. Kussakin ryhmässä seuranta-aika oli 6 kuukautta tutkimuksen alusta alkaen.
Aivojen magneettikuvaus 3T-magneettilaitteella suoritettiin kolmesti: tutkimuksen alkaessa, 3 kuukauden kuluttua ja 6 kuukauden kuluttua tutkimuksen alusta. Ensimmäisen magneettikuvauksen jälkeen lapset satunnaistettiin hoitoryhmiin ja jonotusryhmiin. Hoitoryhmään valitut lapset ohjattiin interventiota edeltävään arviointiin ja sen jälkeen CO-OP-interventioon, jota seurasi uusi arviointi ja magneettikuvaus 3 kuukauden kuluttua tutkimuksen alusta. Kolmas magneettikuvaus toteutettiin 3 kuukautta myöhemmin eli 6 kuukauden kuluttua tutkimuksen alusta aivomuutosten pysyvyyden seuraamiseksi. Jonotuslistan lapsille toinen magneettikuvaus tehtiin 3 kuukauden kuluttua ensimmäisestä kuvauksesta, jota seurasi CO-OP-interventio edeltävine arvioineen ja 6 kuukauden kuluttua tutkimuksen alusta intervention jälkeinen arviointi ja kolmas magneettikuvaus. Näin ollen hoitoryhmässä interventio toteutettiin ensimmäisen ja toisen magneettikuvauksen välissä ja jonotusryhmässä toisen ja kolmannen magneettikuvauksen välissä.
CO-OP-intervention vaikuttavuutta arvioitiin 1) Canadian Occupational Performance Measure (COPM)-, 2) Performance Quality Rating Scale (PQRS)- ja Bruininks-Oseretsky-test (BOT-2) -menetelmillä. COPM on validoitu, itse koetun motorisen suoriutumisen ja lapsen itsensä valitsemien tavoitteiden saavuttamisen tulosmittari. PQRS (suorituskyvyn laatuluokitusasteikko) on havainnoiva, videopohjainen arviointimenetelmä, joka mittaa suoriutumista lasten itsensä valitsemissa toiminnoissa. Lasten valitsemat tavoitteet kirjattiin ennen CO-OP-interventiota ja intervention jälkeen. Videotallenteet pisteytti toimintaterapeutti, joka ei osallistunut intervention toteuttamiseen ja joka sokkoutettiin esi- ja jälkiarviointeihin.
Yleistä motorista suoriutumista arvioitiin BOT-2-testillä, joka on validoitu, standardoitu, normiarvoihin perustuva arviointimenetelmä. Testistä käytettiin lyhyttä versiota.
Intervention aikainen työskentely kohdentui käsin kirjoittamisen, koripallon pelaamisen ja kengännauhojen solmimisen vahvistamiseen. Interventio sisälsi viikoittaisen tunnin mittaisen terapiakerran 10 viikon ajan. CO-OP-intervention toteuttivat tutkimusprotokollaan koulutetut toimintaterapeutit.
Alla kuvataan 3 osajulkaisua, jotka raportoivat kyseisen tutkimusprojektin magneettikuvauksen tuloksia.
Aivojen toiminnallinen konnektiivisuus CO-OP-intervention jälkeen lapsilla, joilla on kehityksellinen koordinaatiohäiriö
Izadi-Najafabadin ja kumppaneiden «Izadi-Najafabadi S, Rinat S, Zwicker JG. Brain fun...»1 osatyön tavoitteena oli tutkia CO-OP-interventioon liittyviä aivojen toiminnallisen konnektiivisuuden muutoksia lapsilla, joilla oli todettu DCD tai DCD ja ADHD. Tutkimuksessa tarkasteltiin aivojen lepoverkkotoimintaa (resting state functional MRI) ennen interventiota ja intervention jälkeen.
80 lapsesta lopulliseen analyysiin hyväksyttiin kieltäytymisten, virheellisen sisäänoton ja huonolaatuisten magneettikuvien vuoksi pois suljettujen jälkeen 21 lasta, joilla oli DCD, ja 19 lasta, joilla oli DCD ja ADHD. Lasten iän keskiarvo oli 10 vuotta.
Tutkittavat ryhmät satunnaistettiin hoitoryhmään (DCD 10 lasta ja DCD + ADHD 8 lasta) sekä jonotusryhmään (DCD 11 lasta ja DCD + ADHD 11 lasta).
CO-OP-intervention jälkeen molemmissa ryhmissä (DCD ja DCD + ADHD) todettiin tilastollisesti merkitsevää (p < 0,001) parannusta motorisessa suoriutumisessa ja muutos havaittiin myös lasten itsensä asettamien motoristen tavoitteiden saavuttamisessa (mitattuna COPM:llä) sekä havainnoidussa liikkeiden laadussa (mitattuna PQRS:llä). Vaikka molempien ryhmien BOT-2-testin suorituspisteet olivat parantuneet, nämä löydökset eivät olleet tilastollisesti merkitseviä Bonferroni-korjauksen jälkeen.
Aivokuvantamistulokset DCD-ryhmässä
DCD-jonotusryhmässä todettiin CO-OP-interventiota edeltävästi hermoverkkojen välisten yhteyksien kypsymistä 8:lla jonotusryhmän lapsella. Ensimmäisen ja toisen kuvantamisen tulosten vertailussa nähtiin näillä 8 lapsella toiminnallisen konnektiivisuuden merkittävää lisääntymistä kuvantamisajankohtien välillä (FWE-p < 0,03) oikean ja vasemman päälaenlohkon aivokiilojen (precuneus) ja peruslepotilan hermoverkon (default mode network, DMN) yhteyksien välillä.
Intervention vaikutusta havainnoitiin vertaamalla 21 DCD-ryhmän lapsen toiminnallisen lepotila-MRI:n kuvantamistuloksia ennen interventiota ja intervention jälkeen. Lapsilla havaittiin merkittävää lisääntymistä (FWE-p < 0,01) toiminnallisessa konnektiivisuudessa peruslepotilan hermoverkon (DMN) ja oikeanpuoleisen etummaisen pihtipoimun esiosan välillä CO-OP-intervention jälkeen.
Seurannassa 8:lla DCD-hoitoryhmän lapsella osoitettiin 3 kuukautta intervention jälkeen tehdyssä kolmannessa fMRI-kuvauksessa merkittävää konnektiivisuuden lisääntymistä dorsaalisessa tarkkaavuushermoverkossa (frontoparietaalinen hermoverkko) ja vasemmassa etukeskipoimussa edelliseen fMRI-kuvaukseen verrattuna.
Motoristen suoritusten ja toiminnallisen konnektiivisuuden suhdetta DCD-interventioryhmän lapsilla arviointiin regressioanalyysilla. Tämä osoitti, että suuremmat pisteet niin sanotulla suorituskyvyn laatuluokitusasteikolla (PQRS) mitattuna ennustivat merkitsevästi (FWE-p < 0,05) suurempaa konnektiivisuutta peruslepotilan hermoverkon (DMN) ja oikeapuoleisten pikkuaivolohkojen I–IV välillä.
Aivokuvantamistulokset DCD + ADHD -ryhmässä
Aivokuvantamisessa DCD + ADHD -lapsilla ei havaittu tilastollisesti merkitseviä muutoksia (FWE-p > 0,05) toiminnallisessa konnektiivisuudessa alkukuvauksen ja 3 kuukauden kuvauksen välillä ennen CO-OP-interventiota (n = 10) eikä välittömästi intervention jälkeen (n = 19) eikä myöskään 3 kuukauden seurannassa CO-OP-intervention jälkeen (n = 7). DCD + ADHD -ryhmän lasten motoristen suoritustulosten ja toiminnallisten hermoverkkojen muutosten suhde DCD + ADHD -ryhmän lapsilla arvioitiin myös regressioanalyysilla. Interventiota edeltävät ja sen jälkeiset PQRS-pisteet ennustivat merkitsevästi toiminnallista konnektiivisuutta dorsaalisen tarkkaavuushermoverkon (frontoparietaalinen hermoverkko) ja 7 pikkuaivoalueen verkon välillä.
Tässä satunnaistetussa pitkittäistutkimuksessa käytettiin toiminnallista lepotila-MRI:tä (resting state fMRI) CO-OP-interventioon liittyvien aivojen toiminnallisten muutosten arviointiin ryhmillä, joilla oli todettu joko DCD tai DCD + ADHD. Tulokset osoittivat CO-OP-intervention parantaneen motorista suoriutumista ja liikkeiden laatua molemmissa ryhmissä. Intervention jälkeen DCD-ryhmässä havaittiin muutoksia toiminnallisessa konnektiivisuudessa peruslepotilan hermoverkon ja oikean etummaisen pihtipoimun välillä. CO-OP-intervention jälkeiset muutokset olivat havaittavissa 3 kuukauden kuluttua intervention päättymisen jälkeen, jolloin DCD-ryhmällä todettiin toiminnallisten yhteyksien lisääntyminen dorsaalisessan tarkkaavuushermoverkossa (frontoparietaalinen hermoverkko) ja vasemmassa etukeskipoimussa. DCD + ADHD -ryhmässä ei havaittu muutoksia aivojen toiminnallisissa yhteyksissä CO-OP-intervention jälkeen.
Lisääntynyt toiminnallinen yhteys peruslepotilan hermoverkon ja oikeanpuoleisten pikkuaivolohkojen I–IV välillä liittyy kirjoittajien mukaan DCD-lasten parempaan liikkeiden laatuun DCD-lapsilla intervention jälkeen. Pikkuaivojen lohkot I–IV ovat osa sensomotorista verkostoa, ja DCD-lapsilla on kirjoittajien tulkinnan mukaan heikentynyt toiminnallinen yhteys näiden kahden verkon välillä, minkä oletetaan johtavan vaikeuksiin kohdistaa asianmukaista huomiota sensomotorisiin tehtäviin. Koska parantunut motorinen toiminta CO-OP:n jälkeen näyttää liittyvän parantuneeseen itsesäätelyyn ja siihen liittyvien aivoalueiden toiminnallisen yhteyden vahvistumiseen, interventio voi epäsuorasti vaikuttaa peruslepotilan hermoverkon ja sensomotorisen verkon väliseen toiminnalliseen yhteyteen, joka vastaa motoristen suoritusten tarkkuuden säätelystä. Peruslepotilan hermoverkon lisääntynyt toiminnallinen yhteys sensomotoriseen verkkoon voi myös kirjoittajien mukaan viitata uusien taitojen oppimisen automatisoitumiseen.
Sitä vastoin lapsilla, joilla oli DCD- ja ADHD-diagnoosit, motoriikan laadun muutokset olivat liitettävissä toiminnallisten yhteyksien vahvistumisen perusteella frontoparietaalisen verkon ja pikkuaivojen 7:n eri alueen välille. Kaikkien näiden alueiden tiedetään olevan osa sensomotorista verkostoa ja osallistuvan tarkkaavuuden säätelyn. Kirjoittajien mukaan motorinen oppiminen soveltaa pikkuaivojen ja peruslepotilan verkkojen toiminnallisia yhteyksiä «Buckner RL, Krienen FM, Castellanos A, ym. The org...»5, «Bernard JA, Seidler RD, Hassevoort KM, ym. Resting...»6, «Kipping JA, Grodd W, Kumar V, ym. Overlapping and ...»7. Nämä havainnot viittaavat kirjoittajien mukaan siihen, että vaikka motorinen suoriutuminen parani CO-OP-intervention jälkeen, DCD- ja ADHD-ryhmässä lasten toiminnalliset hermoverkot nojautuvat edelleen niihin yhteyksiin, joiden on aiemmin osoitettu olevan heikentyneitä motoristen tehtävien suorittamisessa, ja tämän vuoksi ei aivokuvantamisessa DCD + ADHD -ryhmässä havaittu merkittäviä muutoksia. Kirjoittajien mukaan tässä ryhmässä aiemmat toiminnalliset yhteydet motorisen tarkkaavuuden säätelyssä säilyivät motoristen tehtävien suorittamisessa muuttumattomina. Kirjoittajien päätelmänä on, ettei CO-OP vaikuta motorisen oppimisen taustalla oleviin kognitiivisiin tekijöihin, kuten itsesäätelyyn ja tarkkaavuuden säätelyyn, lapsilla, joilla on DCD- ja ADHD-diagnoosit yhtäaikaisesti.
Tässä tutkimuksessa kaikki lapset olivat samanlaiselta maantieteelliseltä alueelta, mikä voi kirjoittajien mukaan vähentää tulosten yleistettävyyttä. Seuranta-analyyseihin valikoitui pieni otos osallistujista, mikä vähentää analyysitehoa. Kirjoittajat pohtivat myös sekoittavana tekijänä visuaalisten ärsykkeiden väliintuloa toiminnallisessa magneettikuvauksessa. Tutkimuksessa ei valvottu, oliko lapsilla kuvauksen aikana silmät suljettuina vai avoinna. Visuaaliset hermoverkkoyhteydet jätettiin tämän vuoksi analyysien ulkopuolelle.
Pikkuaivojen rakenteelliset muutokset CO-OP-intervention jälkeen lapsilla, joilla on kehityksellinen koordinaatiohäiriö
Gillin ja kumppaneiden tutkimuksen «Gill KK, Lang D, Zwicker JG. Cerebellar Difference...»2 tavoitteena oli selvittää, onko CO-OP-interventiolla yhteyttä pikkuaivojen harmaan aineen tilavuuden muutoksiin ja ovatko pikkuaivoissa mahdollisesti todetut muutokset yhteydessä motorisen suoriutumisen vahvistumiseen.
Tässä osatutkimuksessa tarkasteltiin pikkuaivojen harmaan aineen alueellisia tilavuuksia käyttäen VBM (voxel based morphometry) -menetelmää. 80 rekrytoidun lapsen joukosta lopulliseen analyysiin hyväksyttiin 47 lasta (37 poikaa ja 10 tyttöä). Lasten iän keskiarvo oli 10,4 vuotta. Hoitoryhmään valikoitui 26 lasta ja jonotusryhmään 21 lasta. Tilastollisen voiman kasvattamiseksi hoitoryhmän ensimmäiset ja jonotusryhmän toiset magneettikuvaustutkimukset yhdistettiin interventiota edeltäväksi tutkimukseksi ja hoitoryhmän toiset ja jonotusryhmän kolmannet kuvaukset intervention jälkeiseksi tutkimukseksi. Intervention jälkeiset harmaan aineen muutokset pikkuaivoissa saatiin vertaamalla interventiota edeltäviä ja intervention jälkeisiä alueellisia harmaan aineen tilavuuksia MRI-kuvissa.
DCD-ryhmässä havaittiin intervention jälkeen harmaan aineen tilavuuden lisääntyneen aivorungossa, oikealla aivoreiden etuosassa (crus cerebriII), molemmin puolin pikkuaivolohkossa VIIIb ja vasemmalla lohkossa IX. Pikkuaivojen harmaan aineen tilavuutta, valkean aineen tilavuutta ja kokonaistilavuutta verrattiin hoito- ja jonotusryhmien välillä lähtötilanteessa. Näissä ei todettu merkittäviä eroja (p > 0,05).
Motoristen suoritusten ja motoriikan laadun muutosten suhdetta verrattiin pikkuaivojen harmaan aineen alueellisten tilavuuksien muutoksiin. BOT-2-persentiilipisteiden motorisen kokonaissuoriutumisen ja alueellisten harmaan aineen muutosten välillä ei havaittu yhteyttä (p > 0,05; klusterin koko < 25). Sen sijaan suuremmat PQRS-pisteet (motoriikan laatu) ennustivat harmaan aineen tilavuuden lisääntymistä CO-OP-intervention jälkeen aivorungossa, oikealla aivoreiden etuosassa (crus II), oikealla pikkuaivolohkossa VIIb, molemmin puolin lohkossa VIIIb sekä pikkuaivomadossa (vermis IX).
Tutkimuksen otoskoko oli pieni, mikä vähentää tulosten voimaa, ja tuloksista tehtäviin johtopäätöksiin pitää suhtautua kriittisesti. Pieni otoskoko oli vertailun esteenä DCD- ja DCD + ADHD -ryhmien välillä. Suurimmalla osalla lapsista oli kyselylomakkein todettavia ADHD-oireita, vaikka diagnoosi oli asetettu vain osalle lapsista. Mahdollisesti DCD- ja DCD + ADHD -ryhmien väliset erot olivat oletettua vähäisemmät. Lisäksi pieni otoskoko esti myös hoitoryhmän ja jonotusryhmän vertailun. Tämä tutkimus edusti kirjoittajien mielestä pilottitutkimusta.
Kirjoittajien mukaan tutkimus osoittaa, että CO-OP-interventiolla DCD-kohderyhmän lapset voivat kehittää ongelmanratkaisutaitoja ja oppivat käyttämään kompensoivia strategioita kiertääkseen puutteita sisäisten liikemallien muodostamisessa tai päivittämisessä pikkuaivoissa.
Aivojen valkean aineen muutokset CO-OP-intervention jälkeen lapsilla, joilla on kehityksellinen koordinaatiohäiriö
Izadi-Najafabadin ja Zwickerin osatutkimuksen «Izadi-Najafabadi S, Zwicker JG. White Matter Chang...»3 tavoitteena oli verrata aivojen valkean aineen hienorakennetta lapsilla, joilla oli DCD tai DCD:n kanssa samanaikaisesti ADHD ennen CO-OP-interventiota ja intervention jälkeen.
Valkean aineen hienorakennetta tutkittiin diffuusiotensorikuvauksen (DTI) avulla käyttäen analyyseissä TBSS (tract based spatial statistics) -menetelmää.
80:stä tutkimukseen rekrytoidusta lapsesta lopullisiin analyyseihin hyväksyttiin 28 lasta, joilla oli DCD (keski-ikä 9,6 vuotta), ja 25 lasta, joilla oli DCD + ADHD (keski-ikä 9,9 vuotta). Molempien ryhmien lapset satunnaistettiin tutkimusprotokollan mukaisesti joko hoitoryhmään (11 DCD ja 14 DCD + ADHD) tai jonotusryhmään (17 DCD ja 11 DCD + ADHD) ensimmäisen magneettikuvauksen jälkeen.
DCD-ryhmä
Jonotusryhmän lasten ensimmäisen ja toisen DTI-kuvauksen vertailu osoitti fraktionaalisen anisotropian merkittävää vähenemistä ja MD- ja RD-arvojen merkittävää suurenemista vasemmalla talamuksen eturadaston säteissä etummaisessa sepelviuhkassa (anterior corona radiata) (FA: FWE-p < 0,05; MD ja RD: FWE-p < 0,01) ja sisäkotelon etureunan alueella (limbus anterior capsulae interna) (FA ja MD: FWE-p < 0,05; RD: FWE-p < 0,01) sekä samanaikaista diffusiviteetin merkittävää lisääntymistä. Lisäksi todettiin MD- ja RD-arvojen merkittävää suurenemista (FWE-p < 0,01) oikealla talamuksen eturadaston säteissä, molemmin puolin kortikospinaalisessa radastossa, alemmassa ja ylemmässä pitkittäisessä hermosäiekimpuissa (fasciculus longitudinalis) sekä alemmassa otsa-takaraivon hermosäiekimpuissa, pihtipoimuissa, aivokurkiaisessa, oikeassa etummaisessa sepelviuhkassa, sisäkotelon takareunan alueella ja sisäkotelon retrolentikulaarisessa osassa.
Verrattaessa DCD-ryhmien lasten (n = 28) interventiota edeltänyttä ja intervention jälkeistä kuvausta todettiin DTI-parametreissa merkittävä lisäys fraktionaalisessa anisotropiassa (FWE-p < 0,05) molemmin puolin talamuksen eturadaston säteissä, sensorimotorisissa radastoissa, molemminpuolin pihtipoimussa, aivokaaressa (fornix), aivokurkiaisen runko-osassa ja reunalisäkkeessä, oikeassa alemmassa otsa-takaraivo hermosäiekimpuissa ja valkean aineen kulkureiteillä molemmin puolin alempaan keskimmäiseen otsapoimuun ja oikealla keskimmäiseen otsapoimuun, aivokuorelle otsalohkon keskiosaan ja vasempaan aivokiilaan.
DCD-hoitoryhmässä 10:n lapsen seuranta-analyysissa ei todettu merkittäviä muutoksia intervention jälkeisen toisen ja seurannan jälkeisen kolmannen DTI-kuvauksen välillä. Muutoksia ei myöskään todettu ennen interventiota otettujen seurantakuvausten välillä DCD-jonotusryhmän lapsilla. Regressioanalyysi ei osoittanut yhteyttä motoriikan arvioinnissa käytettyjen mittausten (PQRS ja BOT-2) ja valkean aineen hienorakenteen muutosten välillä DCD-ryhmän lapsilla.
DCD + ADHD-ryhmä
DCD + ADHD -ryhmän lapsilla ei havaittu merkittävää muutosta (FWE-p > 0,05) missään DTI-parametreissa 3 kuukauden aikana ennen CO-OP-interventiota (n = 10), välittömästi intervention jälkeen (n = 25) eikä seurantakuvauksessa 6 kuukauden kohdalla (n = 13). DCD + ADHD -ryhmässä ei todettu yhteyttä motorisen suoriutumisen ja valkean aineen parametrien välillä.
Kirjoittajien mukaan tulokset osoittivat aivojen kypsymisestä riippumatonta fraktionaalisen anisotropian lisääntymistä diffuusiotensorikuvantamisessa aivojen valkean aineen osissa CO-OP-intervention jälkeen DCD-ryhmän lapsilla. Tutkimuksessa todettiin kolmen kuukauden odotusajan jälkeen ja ennen CO-OP-interventiota DCD-jonotusryhmän lapsilla aivojen valkean aineen DTI-kuvauksen parametreissa diffusiviteetin lisääntymistä sekä fraktionaalisen anisotropian vähenemistä. Kirjoittajien mukaan tämä osoittaa CO-OP-intervention vaikuttaneen DCD-ryhmän lasten valkean aineen muutoksiin. Tutkimuksessa ei havaittu muutoksia valkeassa aineessa CO-OP-intervention jälkeen DCD + ADHD -ryhmän lapsilla.
Lisätietomateriaalin kirjoittajien oma pohdinta
Lisätietomateriaalin kirjoittajien käsityksen mukaan aivojen kypsymiseen liittyvät havainnot ennen interventiota DCD-ryhmän lapsilla ovat ristiriidassa tavanomaisesti kehittyneiden lasten ja nuorten aivojen kehityksestä tehtyjen havaintojen kanssa. Tyypillisesti aivojen valkean aineen hienorakenne kypsyy kehityksen myötä ja tämä havaitaan lisääntyneenä fraktionaalisena anisotropiana (FA) ja heikentyneenä diffusiviteettina «Chen Z, Zhang H, Yushkevich PA, ym. Maturation Alo...»8. Tässä tutkimuksessa havaittu FA:n väheneminen ja diffusiviteetin lisääntyminen viittaavat kirjoittajien mukaan aivojen hienorakenteen yleiseen heikkenemiseen DCD-lapsilla. Sattuman mahdollisuutta tämän havainnon taustalla ei voida kuitenkaan sulkea pois pienen ryhmäkoon (n = 17) vuoksi. Tutkimusryhmä ei havainnut mitään muutosta fraktionaalisessa anisotropiassa ja diffusiviteetissa ensimmäisen ja toisen kuvauksen välillä jonotuslistan DCD + ADHD -ryhmän lapsilla. Myös tämä voi selittyä pienellä otoskoolla (n = 11).
Fraktionaalisen anisotropian lisääntyminen yhdistetään aivojen valkean aineen parantuneisiin tai lisääntyneisiin hienorakenteellisiin ominaisuuksiin, aksonitiheyteen ja myeliinin eheyteen «Concha L. A macroscopic view of microstructure: us...»9, mutta mitään spesifistä muutosta hienorakenteessa ei kuitenkaan voida tunnistaa. DTI-kuvantamisessa voidaan tutkia valkean aineen ratojen kulkua ja eheyttä, ja DTI-raakadatan pohjalta muodostetaan laskennallisesti tavallista neuroanatomiaa vastaavia hermoratakokonaisuuksia. Fraktionaalinen anisotropia (FA) -arvo kuvastaa hermoratojen integriteettiä, ja tämän vuoksi FA-arvot voivat olla epätarkkoja niillä alueilla, joissa on runsaasti risteäviä hermoratoja «O'Donnell LJ, Westin CF. An introduction to diffus...»10.
Tutkijat katsovat osoittaneensa CO-OP-intervention indusoivan fraktionaalisen anisotropian lisääntymistä (eli valkean aineen ratojen vahvistumista) sekä peruslepotilan hermoverkon (DMN) valkean aineen rakenteissa että toiminnallisissa yhteyksissä peruslepotilan hermoverkon (DMN) ja etummaisen pihtipoimun välillä. CO-OP-interventio mahdollisesti parantaisi peruslepotilan hermoverkon (DMN) tarkkaavuus- ja itsesääntelytoiminnoista vastaavia toiminnallisia ja rakenteellisia yhteyksiä. Sama tutkijaryhmä on jo aiemmin ehdottanut DCD-ryhmän käyttäytymisessä ja motoriikassa havaittujen muutosten selittyvän taaimmaisen pihtipoimun ja peruslepotilan hermoverkon välisen yhteyden vahvistumisella. Tutkijat korostavat todentaneensa muutokset valkean aineen hienorakenteissa aivoalueilla, jotka osallistuvat tunteiden säätelyyn; talamuksen eturadaston säteissä, supplementaarisen liikeaivokuoren valkeassa aineessa ja alemmassa otsapoimun valkeassa aineessa. Tunteiden säätelyn katsotaan osallistuvan motoriikan säätelyyn. Tunteita muutetaan emotionaalisen kokemuksen lisäämiseksi tai vähentämiseksi ennen motorista suoritusta, sen aikana ja sen jälkeen «Beatty GF, Janelle CM. Emotion regulation and moto...»11. Tutkijoiden hypoteesi on, että CO-OP-interventio voisi auttaa säätelemään tunteita, joita tarvitaan motorisen taidon oppimiseen, motorisen suorituksen aikana ja sen jälkeen. Tutkijat päätyvät kuitenkin varovaisuuteen omassa tulkinnassaan, koska tutkimuksessa ei arvioitu tunteiden ja tarkkaavuuden säätelyä ennen interventiota eikä sen jälkeen.
Lisätietomateriaalin kirjoittajien mielestä tutkijat tekevät rohkeita ja hyvin pitkälle vietyjä johtopäätöksiä kuvantamistutkimuksessa todettujen muutosten, käyttäytymistoimintamallien ja intervention vaikutuksen välillä. On esimerkiksi yleisesti tunnettua, että niin sanottu sisäinen puhe auttaa sisäistämään annettuja ohjeita, joita voidaan käyttää taitojen hankkimiseen ja ylläpitämiseen. Tutkijoiden mielestä havaittu supplementaarisen liikeaivokuoren ja alemman otsapoimun taustalla olevien valkean aineen rakenteiden fraktionaalisen anisotropian lisääntyminen saattaisi liittyä CO-OP:ssä sisäisen puheen strategiseen käyttöön tarkkaavuuden ja tunteiden säätelytekniikkana.
Tutkijat totesivat fraktionaalisen anisotropian lisääntymistä molemmin puolin sensomotorisissa radastoissa. Tässä tutkimuksessa peruslepotilan hermoverkon tulokset eivät osoittaneet lisääntynyttä toiminnallista yhteyttä tällä alueella. Tämä rakenteellisten ja toiminnallisten tulosten välinen ero voi johtua pienestä otoskoosta tai väärästä positiivisesta tuloksesta diffuusiotensorikuvantamisessa sensomotoristen radastojen pienen efektikoon (Cohenin d 0,18–0,35) takia. Tutkijat esittävät, että CO-OP-interventio lisää fraktionaalista anisotropiaa subkortikaalisessa valkeassa aineessa motoristen aivokuorten alapuolella vahvistaen primaarisen liikeaivokuoren (M1) ja supplementaarisen liikeaivokuoren välistä yhteyttä ja parantaen motorisen tehtävän suunnittelua, aloittamista ja suorittamista. Tähän näkemykseen tutkijat itsekriittisesti pyytävät suhtautumaan varovaisesti.
Tutkijat arvioivat myös, että odotettua pienempi otoskoko analyysiä varten on voinut vääristää tuloksia. Julkaistu tutkimus on kuitenkin ensimmäinen, jossa käytetään diffuusiotensorikuvantamista intervention aikaansaamien keskushermostomuutosten havainnointiin DCD-diagnoosin saaneilla lapsilla.
Lisätietomateriaalin kirjoittajien käsityksen mukaan esitellyt tutkimukset viittaavat siihen, että CO-OP-interventiolla voi olla merkitystä tarkkaavuuden säätelyn ja itsesäätelytaitojen kehittymisessä DCD-lapsilla. Näissä tutkimuksissa esitetään ensisijaisesti käyttäytymisessä havaittujen muutosten johtuvan peruslepotilan hermoverkon (DMN) toiminnan muutoksista CO-OP-intervention jälkeen.
Peruslepotilan hermoverkko (DMN) koostuu toiminnallisesti toisiinsa yhteydessä olevista aivojen alueista, jotka osoittavat suurempaa aktiivisuutta levossa kuin kognitiivista aktivoitumista vaativien toimintojen aikana. Lisäksi peruslepotilan hermoverkon alueiden aktiivisuus korreloi negatiivisesti kognitiivisesti kontrolloitujen hermoverkkojen aktiivisuuden kanssa «Raichle ME, MacLeod AM, Snyder AZ, ym. A default m...»12. Peruslepotilan hermoverkon on esitetty olevan mukana muun muassa sisäisesti suunnatussa huomiossa, tarkkaavaisuustoimintojen säätelyssä ja itsesäätelyn toimintojen ohjaamisessa, mutta näiden toimintojen osoittaminen ja liittyminen peruslepotilan hermoverkkoon on kuitenkin kiistanalaista «Mars RB, Neubert FX, Noonan MP, ym. On the relatio...»13.
CO-OP-interventiossa harjoitellaan strategioita, joissa lapset asettavat tavoitteita ja motivoivat itseään, suorittavat tehtävän, tarkkailevat ja arvioivat suoritustaan sekä tavoitteen saavuttamista. CO-OP-strategia on lähellä toiminnanohjauksen taitoja (ennakointi, suoritus, itsereflektio), jotka perustuvat itsesäätelyn triadiseen malliin «Zimmerman BJ. Attaining self-regulation: a social ...»14.
Tutkijat eivät löytäneet diffuusiotensorikuvantamisessa mitään yhteyttä motorisen suorituskyvyn ja hienorakenteen muutosten välillä (toisin kuin raportoitiin kahdessa muussa tutkimuksessa, joissa todettiin parantunut motorinen suoriutuminen) ja pikkuaivolohkojen I–IV ja peruslepotilan hermoverkon välillä. Näissä laajoissa mutta pieniin potilasryhmiin jaetuissa tutkimuksissa selvitettiin aivojen rakenteellisten yhteyksien ja käyttäytymisen muutoksen (motoriikan) suhdetta. Vaikka anatomiset rakenteet ja toiminnalliset yhteydet keskushermostossa ovat yhtä tärkeitä tekijöitä käyttäytymisen ymmärtämisessä, ne kuvaavat kuitenkin aivojen itsenäisiä ja toisiaan täydentäviä piirteitä eivätkä välttämättä spatiaalista, tilallista yhtäaikaisuutta «Zimmermann J, Griffiths JD, McIntosh AR. Unique Ma...»15.
Tutkijat esittävät CO-OP-intervention liittyvän tarkkaavuuden ja tunteiden säätelyyn ja itsesäätelytaitojen kohentumiseen ja sen näkyvän myös näistä käyttäytymismodaliteeteista vastaavien aivoalueiden valkean aineen mikrorakenneominaisuuksien muuttumisena. Tulkinta tarkkaavuuden ja tunteiden säätelyn sekä itsesäätelytaitojen merkityksestä motorisessa suorituskyvyssä on sopusoinnussa aiempien havaintojen ja teorioiden kanssa «Zimmermann J, Griffiths JD, McIntosh AR. Unique Ma...»15. Mutta se, voidaanko nämä käyttäytymismodaliteetit lokalisoida kehittyvässä keskushermostossa kuvantamalla, vaatii vielä lisäselvityksiä lisätietomateriaalin kirjoittajien mielestä.
Tutkijat havaitsivat harmaan aineen lisääntyneen pikkuaivojen niillä alueilla, joiden on aiemmin todettu liittyvän DCD:hen «Gill KK, Lang D, Zwicker JG. Cerebellar and brains...»16. On mahdollista, että DCD:ssä on tehtyjä havaintoja hienovaraisempia eroja pikkuaivojen harmaassa aineessa, mutta pienellä otoskoolla ei ollut riittää voimaa havaita niitä.
Tutkimukset, joissa on arvioitu ja visualisoitu intervention (kuntoutuksen) vaikuttavuutta keskushermoston toiminnallisten alueiden välillä kuvantamalla lapsia, ovat ensimmäisiä laatuaan. Vaikka näissä tutkimuksissa ryhmäkoot olivat pieniä, niin erot DCD- ja DCD + ADHD -ryhmän lasten välillä tulivat selkeästi esille, ja sen myötä myös kuvantamisessa esiin tulleet intervention jälkeiset muutokset näyttäytyvät uskottavina.
CO-OP-intervention vaikutus perustuu tarkkaavuuden ja itsesäätelytaitojen muokkaantumiseen, jonka kautta välittyvät vaikutukset motoriseen suorituskykyyn «Jokić CS, Polatajko H, Whitebread D. Self-r...»17. Tutkimusryhmän näkemyksen mukaan ADHD + DCD -ryhmän lapsilla CO-OP-intervention vaikutuksia ei saatu esiin, koska tarkkaavuuden säätelyn vaikeuksien heikentävä vaikutus motoriseen suorituskykyyn on suurempi lapsilla, joilla on DCD + ADHD kuin lapsilla, joilla on vain DCD «Fong SSM, Chung JWY, Cheng YTY, ym. Attention duri...»18. Lisäksi lapsilla, joilla on ADHD, on suurempia vaikeuksia itsesäätelyssä verrattuna lapsiin, joilla DCD. Kirjoittajien mukaan CO-OP-menetelmää pitää edelleen kehittää ja muokata, jotta myös lapset, joilla on ADHD + DCD hyötyisivät siitä vastaavasti kuin lapset, joilla on DCD ilman merkittävää tarkkaavuushäiriötä.
Tutkimuksissa esiin tuodut havainnot viittaavat siihen, että CO-OP on vaikuttava interventio, joka parantaa motorista toimintaa, liikkeen laatua ja motorisia taitoja lapsilla, joilla on DCD. CO-OP-intervention tehtäväkohtainen ja toiminnanohjaukseen suuntautuva strategia voi johtaa neuroplastisiin muutoksiin pikkuaivojen motorisilla, kognitiivisilla ja affektiivisilla alueilla ja niiden hermoverkkoyhteyksiin muiden aivoalueiden välillä.