Niniejsze kontrolowane badanie interwencyjne oceniało wpływ 12-tygodniowego szkolnego programu ćwiczeń na funkcje poznawcze i sprawność fizyczną u dzieci z zaburzeniem koordynacji rozwojowej. Odnotowano istotną poprawę funkcji wykonawczych, wyników w teście rotacji mentalnej, zdolności do sprintu oraz siły kończyn dolnych, szczególnie u dzieci z prawdopodobnym zaburzeniem koordynacji rozwojowej (pDCD).
Artykuł badawczy
Wpływ szkolnych treningów fizycznych na funkcje poznawcze i sprawność fizyczną u dzieci z zaburzeniem koordynacji rozwojowej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
W niniejszym kontrolowanym badaniu interwencyjnym zbadano wpływ 12-tygodniowego szkolnego programu treningu fizycznego na funkcje poznawcze i sprawność fizyczną u dzieci z prawdopodobnym zaburzeniem koordynacji rozwojowej (pDCD). Łącznie 116 dzieci z pDCD oraz 60 dzieci rozwijających się typowo (TD) poddano ocenom przed i po interwencji. Grupa treningowa (TG) oraz grupa TD uczestniczyły w interwencji wysiłkowej, natomiast grupa kontrolna (CG) nie przechodziła treningu. Wyniki poznawcze obejmowały funkcje wykonawcze oraz wyniki w zadaniu rotacji mentalnej, natomiast wyniki sprawności fizycznej obejmowały skok w dal z miejsca (SBJ), sprint na 50 m oraz bieg wahadłowy 50 m × 8. Wyniki wyjściowe wykazały istotnie niższe osiągnięcia poznawcze i motoryczne u dzieci z pDCD w porównaniu z dziećmi TD. Po interwencji zaobserwowano istotne poprawy zależne od grupy. Dzieci z pDCD wykazały znaczną poprawę funkcji wykonawczych, wyników rotacji mentalnej, zdolności sprinterskich oraz eksplozywnej siły kończyn dolnych, osiągając w kilku obszarach większą poprawę poznawczą niż dzieci TD. Wyniki te potwierdzają korzystną rolę ustrukturyzowanych szkolnych programów aktywności fizycznej w poprawie osiągnięć poznawczych i fizycznych u dzieci z pDCD.
Wprowadzenie
Zaburzenia koordynacji rozwojowej (DCD) to stan neurorozwojowy charakteryzujący się znacznymi deficytami motorycznymi u dzieci, co negatywnie wpływa na nabywanie umiejętności ruchowych i ogólne funkcjonowanie rozwojowe1. W skali globalnej DCD dotyczy około 5–6% dzieci w wieku szkolnym2. Zgodnie z klasyfikacją zawartą w Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-IV), DCD wiąże się z trudnościami w wykonywaniu szeregu codziennych zadań i czynności funkcjonalnych, w tym z uczestnictwem w zajęciach wolnego czasu, wydarzeniach rekreacyjnych oraz zadaniach akademickich w środowisku szkolnym3. To zaburzenie rozwojowe często objawia się w dzieciństwie w postaci upośledzonych zdolności samoobsługowych i ograniczonego uczestnictwa w aktywnościach fizycznych4. Poza trudnościami motorycznymi, coraz więcej dowodów sugeruje, że DCD wiąże się również z upośledzeniem w kilku domenach poznawczych, które wpływają na planowanie ruchowe, uczenie się i codzienne funkcjonowanie.
Badacze wysunęli hipotezę, że DCD wiąże się z brakiem kontroli predykcyjnej i przejawia się w systemach efektorowych5. Poprzednie badania sugerują, że dzieci z DCD wykazują znaczne deficyty poznawcze, szczególnie w zakresie poznania przestrzennego i funkcji wykonawczych6,7,8. Zaburzenia te mogą wpływać na integrację czasoprzestrzenną, lokalizację obiektów, planowanie ruchu oraz koordynację ruchową w porównaniu z rówieśnikami o typowym rozwoju (TD). Rotacja mentalna jest zdolnością ludzkiego mózgu do manipulowania obiektami w przestrzeni; obiekty te zmieniają swoje położenie w przestrzeni i stanowią integralny element poznania przestrzennego9. Zdolność rotacji mentalnej została dodatkowo uznana za predyktor sprawności ruchowej i sportowej10. W związku z tym ocena sprawności w rotacji mentalnej może dostarczyć istotnych informacji na temat funkcjonowania poznawczego i deficytów przetwarzania wzrokowo-przestrzennego u dzieci z prawdopodobnym rozwojowym zaburzeniem koordynacji (pDCD). Oprócz poznania przestrzennego, funkcje wykonawcze wyłoniły się jako kolejny ważny obszar funkcjonowania poznawczego, który może wpływać na sprawność ruchową i zachowania adaptacyjne u dzieci z DCD.
Jednocześnie badania wykazały, że dzieci z DCD wykazują również deficyty w zakresie funkcji wykonawczych11. Funkcje wykonawcze to procesy poznawcze wyższego rzędu odpowiedzialne za regulację uwagi, kontrolę hamowania, pamięć roboczą oraz elastyczność poznawczą. Funkcje te są niezbędne do osiągnięć akademickich i codziennego funkcjonowania12. Jednak mimo rosnącej liczby dowodów na dysfunkcje poznawcze w przebiegu DCD, nadal nie jest jasne, czy interwencja w postaci ćwiczeń może w podobny sposób poprawić funkcje wykonawcze i poznawanie przestrzenne u dzieci z pDCD w porównaniu z rówieśnikami o typowym rozwoju (TD). Ponieważ funkcje poznawcze i motoryczne są ze sobą ściśle powiązane, zaburzenia te mogą również przyczyniać się do ograniczonego uczestnictwa w aktywności fizycznej i niższego poziomu sprawności fizycznej wśród dzieci z DCD.
Poziom sprawności fizycznej u dzieci jest ważnym niezależnym predyktorem wyników zdrowotnych13. Niedawne badania sugerują, że dzieci z rozpoznanym DCD zazwyczaj wykazują niższy poziom sprawności fizycznej w porównaniu z rówieśnikami rozwijającymi się typowo. W badaniu przeprowadzonym przez Farhata i wsp. zaobserwowano, że dzieci te wykazywały obniżoną wydolność tlenową, co wydawało się być powiązane z ograniczoną funkcją płuc oraz zmienionymi odpowiedziami mięśniowymi14. Wcześniejsze badania zgłaszały również różnice w wytrzymałości mięśniowej i eksplozywnych ruchach całego ciała u dzieci z pDCD, choć wyniki dotyczące siły górnej części ciała pozostają niespójne15,16. W związku z tym zrozumienie zależności między deficytami sprawności fizycznej a poprawą wynikającą z ćwiczeń u dzieci z pDCD pozostaje istotne z punktu widzenia klinicznego.
Choć wcześniejsze badania oddzielnie analizowały zaburzenia poznawcze, deficyty motoryczne oraz korzyści związane z ćwiczeniami fizycznymi u dzieci z DCD, istnieje ograniczona liczba dowodów na jednoczesną ocenę funkcji poznawczych i wyników sprawności fizycznej po ustrukturyzowanej interwencji ruchowej w szkole. W szczególności stopień, w jakim dzieci z pDCD wykazują reakcję na interwencję w postaci ćwiczeń w porównaniu z rówieśnikami TD, pozostaje niewystarczająco zbadany. W związku z tym niniejsze kontrolowane badanie interwencyjne oceniało wpływ 12-tygodniowej szkolnej interwencji ruchowej na funkcje wykonawcze, poznanie przestrzenne i wyniki sprawności fizycznej u dzieci z pDCD w porównaniu z dziećmi TD. Badanie dodatkowo porównywało zmiany związane z interwencją pomiędzy dziećmi z pDCD a dziećmi TD. Postawiono hipotezę, że dzieci z pDCD wykażą istotną poprawę w zakresie funkcji poznawczych i sprawności fizycznej w wyniku ćwiczeń po interwencji, choć skala tej poprawy może różnić się od tej obserwowanej u dzieci TD.
Protokół
Zgoda etyczna na przeprowadzenie badania została uzyskana od Komisji Etycznej Uniwersytetu Medycyny i Nauk o Zdrowiu w Szanghaju (nr zatwierdzenia 2021-NFC-10-150203198809). Badanie zostało zarejestrowane prospektywnie w serwisie ClinicalTrials.gov (ID. NCT06544317).
Populacja badawcza i rekrutacja
Uczestników zrekrutowano z szkół podstawowych zlokalizowanych w trzech różnych dzielnicach Szanghaju. Przed rozpoczęciem procesu rekrutacji badacze rozesłali listy rekrutacyjne do rodziców dzieci. W listach przedstawiono cele badania, jego znaczenie oraz metodologię, wraz z formularzem zgody. Rodziców, którzy zgodzili się na udział, poproszono o podpisanie formularza zgody i wypełnienie ankiety online dostępnej za pomocą kodu QR. Zebrane informacje obejmowały Kwestionariusz Zaburzeń Koordynacji Rozwojowej (DCDQ), skalę ADHD Rating Scale-VI oraz inne dane demograficzne uczestników. Odpowiedzi z ankiet były dostępne wyłącznie dla zespołu badawczego. W formularzu podano również dane kontaktowe głównego badacza w celu udzielenia odpowiedzi na zapytania rodziców.
Łącznie 2761 dzieci wraz z rodzicami zgłosiło chęć udziału w niniejszym badaniu. Dzieci zostały wstępnie przesiane za pomocą Kwestionariusza Zaburzeń Koordynacji Rozwojowej (DCDQ)17,18. Na podstawie ocen nauczycieli wybrano do dalszej ewaluacji osoby zidentyfikowane jako potencjalnie cierpiące na pDCD, u których nie stwierdzono oznak upośledzenia intelektualnego lub poznawczego. Kandydaci ci zostali następnie poddani ocenie z wykorzystaniem baterii testów Movement Assessment Battery for Children, Second Edition19. Podczas przesiewu zidentyfikowano łącznie 194 potencjalnych kandydatów z pDCD. Po wykluczeniu 78 dzieci, które nie spełniały kryteriów kwalifikacyjnych, 116 dzieci spełniło kryteria badania dla pDCD i zostało losowo przydzielonych do grupy treningowej (TG; n = 58) lub grupy kontrolnej (CG; n = 58) przy użyciu komputerowo generowanej alokacji liczb losowych, przeprowadzonej przez niezależnego badacza niezaangażowanego w ocenę wyników. Wyniki alokacji były ukryte przed osobami oceniającymi wyniki podczas testów wyjściowych i pointerwencyjnych. Dodatkowo, jako grupa porównawcza, włączono grupę dzieci o typowym rozwoju (TD; średni wiek 10,35 ± 1,87 lat; 48 chłopców i 12 dziewcząt), dopasowaną pod względem płci. Zarówno grupa TG, jak i TD uczestniczyły w 12-tygodniowym programie treningu fizycznego, podczas gdy grupa CG nie była poddawana żadnej interwencji treningowej. Ogólny schemat projektu badania i przebiegu eksperymentu przedstawiono na Rysunku 1.
Kryteria kwalifikacji
Kryteria włączenia dla grupy dzieci z pDCD były następujące: (1) wyniki w kwestionariuszu DCDQ: 8–9 lat: < 56 punktów; 10–12 lat: < 58 punktów; (2) stwierdzenie problemów motorycznych przy użyciu Movement Assessment Battery for Children, Second Edition (MABC-2) (centylowa ranga poniżej 15% w co najmniej jednym podwymiarze MABC-2); (3) wiek od 9 do 11 lat (wiek szkolny); (4) z badania wykluczono dzieci ze znaną niepełnosprawnością intelektualną, zaburzeniami neurologicznymi lub klinicznie zdiagnozowanymi upośledzeniami poznawczymi zgłoszonymi w dokumentacji szkolnej, przez rodziców lub nauczycieli; (5) brak zgłoszeń lub historii innych zaburzeń neurorozwojowych (np. ADHD) przekazanych przez rodziców. Przed badaniem naukowcy upewnili się, że rodzice wypełnili skalę Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) Rating Scale-VI20. Dzieci, których wyniki w skali ADHD Rating Scale-VI przekroczały 98. percentyl dostosowany do wieku i płci, zostały wykluczone z udziału zgodnie z uznanymi kryteriami przesiewowymi ADHD21. Dzieci włączone do grupy TD dodatkowo spełniały te same kryteria wykluczenia, które zastosowano wobec grupy pDCD, w tym brak ADHD, zaburzeń neurologicznych, niepełnosprawności intelektualnej lub innych zaburzeń neurorozwojowych.
Drugie wydanie baterii testów oceny ruchu u dzieci (Movement Assessment Battery for Children, MABC-2) jest przeznaczone dla dzieci w wieku 3–16 lat19. Składa się ona z ośmiu specyficznych zadań oceniających szereg umiejętności, w tym kontrolę motoryki małej, motorykę dużą, równowagę oraz funkcje powiązane. Każde zadanie generuje wynik surowy, który jest standaryzowany zgodnie z wiekiem dziecka. Standaryzowane wyniki z trzech podskal są sumowane w celu obliczenia wyniku w poddomenie ruchu. Wyższy wynik wskazuje na lepszą koordynację ruchową. Test MABC-2 wykazał wysoką spójność wewnętrzną (α = 0,90) i wiarygodne wyniki całkowite w badaniach test–retest (ICC = 0,97)22, a ponadto udowodniono jego trafność różnicową w identyfikacji zaburzeń motorycznych23.
Randomizacja i przydział do grup
Wszyscy dzieci były praworęczne, co oceniono za pomocą skali Edinburgh Handedness Scale24. Do końcowej analizy włączono łącznie 116 dzieci z pDCD (98 chłopców i 18 dziewcząt) oraz 60 dzieci TD (48 chłopców i 12 dziewcząt). Szczegółowe informacje dotyczące przesiewu uczestników, oceny kwalifikowalności, randomizacji oraz przydziału do grup znajdują się w podrozdziale Populacja badania i rekrutacja, a ich podsumowanie przedstawiono na Rysunku 1.
Personel oceniający i zaślepienie
Układ eksperymentalny niniejszego badania został starannie zaprojektowany zgodnie ze standardowym narzędziem oceny, MABC-2, a eksperymentatorzy byli przeszkolonymi i licencjonowanymi badaczami. Całe badanie przeprowadzono w konsultacji i we współpracy z ekspertami w dziedzinie rehabilitacji sportowej z doświadczeniem w szkoleniu osób z pDCD. Trenerzy i instruktorzy biorący udział w badaniu byli nauczycielami wychowania fizycznego z ponad 5-letnim stażem pedagogicznym. W każdej grupie znajdowało się dziesięcioro dzieci, przy czym jeden trener wyjaśniał ruchy, a dwoje opiekowało się dziećmi podczas treningu. Podczas wszystkich testów obecnych było pięcioro studentów fizjoterapii studiujących na poziomie licencjackim, aby zapewnić tożsamość uczestników w obu testach. Osoby oceniające wyniki, odpowiedzialne za testy sprawności poznawczej i fizycznej, nie wiedziały, do której grupy przydzielono uczestników. Ze względu na charakter interwencji ćwiczeniowej, trenerzy nadzorujący sesje treningowe nie mogli być oślepieni.
Harmonogram testów
Wszystkie testy wstępne przeprowadzono w ciągu trzech dni przed rozpoczęciem interwencji ćwiczeniowej przez dzieci, natomiast testy końcowe wykonano w ciągu trzech dni po ostatniej sesji treningowej (w zależności od czasu treningu danej grupy). W badaniu zastosowano prospektywny kontrolowany model interwencyjny.
Procedura
W badaniu oceniono 176 uczestników (116 dzieci z pDCD oraz 60 dzieci TD) pod kątem sprawności poznawczej i fizycznej przed i po interwencji. Program treningu umiejętności motorycznych przedstawiono w Tabeli 1. Przeprowadzono serię 90-minutowych pozalekcyjnych sesji treningu fizycznego, odbywających się trzy razy w tygodniu przez 12 tygodni. Każda sesja rozpoczynała się od 20-minutowej rozgrzewki, po której następowało 60 min trzech lub czterech zadań ukierunkowanych na rozwijanie konkretnych umiejętności (trening aerobowy, trening oporowy, ćwiczenia sprawności motorycznej i równowagi, ćwiczenia rozciągające i gibkości oraz ćwiczenia wzmacniające mięśnie głębokie i poprawiające postawę), a kończyła się 10-minutowym wyciszeniem. Dzieci podzielono na sześć grup, z których każda składała się z ośmiu do dwunastu uczestników. Program interwencji był zestandaryzowany dla wszystkich sesji i progresywnie dostosowywany do tolerancji uczestników oraz ich sprawności motorycznej. Intensywność ćwiczeń była monitorowana przez nadzorujących nauczycieli wychowania fizycznego poprzez kontrolę uczestnictwa i stopnia realizacji sesji. Obecność była rejestrowana przez cały okres trwania interwencji.
Procedury testowe i instrumentacja
Sprawność fizyczna i pomiary antropometryczne
Przeprowadzono trzy testy sprawności fizycznej, w tym skok w dal z miejsca (SBJ), sprint na 50 m oraz bieg wahadłowy 50 m × 825. Studenci otrzymali instrukcję, aby rozpocząć z pozycji stojącej i pokonać dystans 50 m w sprincie z maksymalnym wysiłkiem. Test wykonano dwukrotnie, a zapisano najszybszy wynik. Test SBJ przeprowadzono na płaskiej powierzchni w celu zbadania siły eksplozywnej kończyn dolnych. Bieg wahadłowy wykorzystano do oceny szybkości, zwinności i wytrzymałości dzieci26; dzieci miały za zadanie biegać tam i z powrotem między dwoma punktami tak szybko, jak to możliwe. Wzrost uczestników mierzono stadiometrem z dokładnością do 0.1 cm, a ich masę ciała mierzono tym samym urządzeniem z dokładnością do 0.1 kg. Dzieci ważono w lekkich mundurkach szkolnych, bez obuwia, a wszystkie pomiary antropometryczne przeprowadził ten sam przeszkolony oceniający.
Funkcje poznawcze
Zadania poznawcze zostały zkomputeryzowane i przeprowadzone w ustandaryzowanych warunkach laboratoryjnych. Dla każdej próby rejestrowano czas reakcji oraz dokładność odpowiedzi. Przed właściwym testowaniem uczestnicy wykonali próby zapoznawcze. Kolejność prezentacji bodźców była randomizowana w obrębie prób.
Zadania z rotacji mentalnej
Dzieci zostały poinstruowane, aby stosować strategie mentalnej rotacji obiektów, pozostając w bezruchu i manipulując w myślach bodźcami wizualnymi z jednej perspektywy w celu zastosowania transformacji obiektowych27. Jednocześnie prezentowano dwa obrazy „żyraf”, przy czym obraz po lewej stronie był stałym punktem odniesienia, a obraz po prawej wykazywał różnice kątowe lub lustrzane. Rozbieżności kątowe ustawiono na 0°, 60°, 120° lub 180°. Dzieci miały określić tak szybko i precyzyjnie, jak to możliwe, czy oba obrazy są identyczne.
Zmodyfikowany test Stroopa
Zastosowano komputerowy, zmodyfikowany test Stroopa z dwoma warunkami: nazywania (braku wykonania) oraz wykonania28. W warunku nazywania na ekranie wyświetlano kolorowy znak „XXX”, a dzieciom polecano naciśnięcie klawisza odpowiadającego wyświetlonemu kolorowi. W warunku wykonania prezentowano chiński znak w kolorze niebieskim lub czerwonym, który pełnił rolę dystraktora, a dzieciom polecano naciśnięcie klawisza zgodnego z kolorem słowa, a nie z jego znaczeniem. Warunek określano jako kongruentny, gdy kolor i znaczenie były spójne, oraz inkongruentny, gdy były niespójne.
Analiza statystyczna
Analizy sprawności fizycznej
W celu określenia skuteczności szkolnej interwencji wysiłkowej przeprowadzono analizę wariancji (ANOVA) o mieszanym planie dla każdej zmiennej, w której trzy grupy (TG, CG i TD) przeszły pomiary przed i po teście. W testach sprawności fizycznej do analizy wyników zastosowano ANOVA o mieszanym planie z powtarzanymi pomiarami 3 × 2 (Grupa [TG, CG i TD] × Czas [punkt wyjściowy i po interwencji]). Do oceny wyników każdej grupy przed i po interwencji wykorzystano również testy t studenta dla prób zależnych. Po stwierdzeniu istotnych efektów ANOVA przeprowadzono post-hoc porównania parzyste między grupami.
Założenia statystyczne
Normalność rozkładu danych oceniono za pomocą testu Shapiro-Wilka, natomiast jednorodność wariancji oceniono za pomocą testu Levene'a. Założenia sferyczności dla czynników z pomiarami powtarzanymi sprawdzono za pomocą testu Mauchly'ego, a w przypadku wykrycia naruszeń sferyczności zastosowano poprawki Greenhouse-Geissera.
Analizy zadań poznawczych
Do gromadzenia danych dotyczących czasu reakcji i wskaźnika poprawności w zadaniach poznawczych u dzieci wykorzystano komputerowe oprogramowanie do testów poznawczych. Wszystkie błędne próby oraz próby wykraczające poza trzy odchylenia standardowe zostały usunięte jako wartości odstające. Przeprowadzono analizę wariancji ANOVA dla planu mieszanego 3 × 2 × 2 (Grupa [TG, CG i TD] × Czas [baseline i po interwencji] × 2 Warunki [warunki niewykonawcze i warunki wykonawcze]), aby zbadać RT oraz wskaźnik poprawności w teście Stroopa dla każdej z grup. W zadaniach z rotacji mentalnej przeprowadzono analizę ANOVA dla planu mieszanego 3 × 2 × 4 (Grupa [TG, CG i TD] × Czas [baseline i po interwencji] × Rozbieżność kątowa [0°, 60°, 120° lub 180°]) w celu oceny zmiennych czasu reakcji i wskaźnika błędów. W przypadku wystąpienia istotnych interakcji lub efektów grupowych wykonano odpowiednie porównania parzyste post hoc. Przed właściwym eksperymentem dzieci zapoznano z procedurami testowymi i poproszono je o ich kilkukrotne przećwiczenie. Test rozpoczynano w momencie osiągnięcia 75% dokładności; we wszystkich warunkach nie zaobserwowano istotnych różnic w dokładności między dwiema grupami. Ostatecznie badacze ustalili próg istotności na poziomie p < 0,05. Wielkości efektu raportowano przy użyciu częściowej eta kwadrat (η2). Badacze przeanalizowali i porównali statystycznie wszystkie dane przy użyciu oprogramowania do analizy statystycznej.
Wyniki
Charakterystyka uczestników
Badanie wykazało istotne różnice w wynikach MABC-2 oraz DCDQ pomiędzy grupą pDCD a grupą TD. Zgodnie z oczekiwaniami, analizy post-hoc z zastosowaniem najmniejszej istotnej różnicy (LSD) ujawniły istotną różnicę pomiędzy grupą TG a grupą TD, jednak nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy grupą TG a grupą CG (Tabela 2).
Przestrzeganie i stosowanie się do interwencji
Obecność i uczestnictwo były monitorowane przez cały 12-tygodniowy okres interwencji. Uczestnicy z grupy treningowej wykazali wysoką zgodność z protokołem interwencji, przy średniej frekwencji na poziomie 92,3%. Łącznie 53 uczestników (91,4%) ukończyło ponad 90% zaplanowanych sesji treningowych. Nie zgłoszono żadnych zdarzeń niepożądanych związanych z interwencją.
Wyniki funkcji wykonawczych
Tabela 3 podsumowuje wyniki czasu reakcji (RT, ms) dla warunków zadań funkcji wykonawczych, gdzie niższe wartości RT wskazują na lepsze wykonanie zadań. Wyniki analizy funkcji wykonawczych wykazały, że istotne były interakcje: czas × warunek × grupa (F(4, 346) = 12,49, p < .001, η2 = 0,13), czas × grupa (F(2, 173) = 16,26, p < .001, η2 = 0,16), czas × warunek (F(2,346) = 38,06, p < .001, η2 = 0,18) oraz warunek × grupa (F(4,346) = 62,02, p < .001, η2 = 0,42). Główne efekty czasu (F(1, 173) = 50,67, η2 = 0,23), warunku (F(2,346) = 1824,61, p < .001, η2 = 0,91) oraz grupy (F(2, 173) = 100,64, p < .001, η2 = 0,54) były istotne (Tabela 3). Wskaźniki dokładności przekroczyły 95% we wszystkich warunkach funkcji wykonawczych i nie wykazały istotnych różnic między grupami; dlatego przedstawiono jedynie wyniki RT. Ogólnie czasy reakcji uległy skróceniu po interwencji, co wskazuje na poprawę funkcji wykonawczych, przy czym dzieci w grupie treningowej pDCD wykazały większy wzrost niż dzieci, które nie otrzymały treningu.
Wyniki rotacji mentalnej
Tabela 4 przedstawia wyniki czasu reakcji (RT, ms) dla czterech warunków rozbieżności kątowej (0°, 60°, 120° i 180°), gdzie niższe wartości RT wskazują na szybsze tempo rotacji mentalnej. Wyniki analizy rotacji mentalnej wykazały, że interakcje czasu × rozbieżności kątowej × grupy (F(6, 519) = 14.10, p < .001, η2 = 0.14), czasu × grupy (F(2,173) = 43.09, p < .001, η2 = 0.33), czasu × rozbieżności kątowej (F(3, 519) = 45.75, p < .001, η2 = 0.21) oraz rozbieżności kątowej × grupy (F(6,519) = 32.91, p < .001, η2 = 0.28) były istotne. Główne efekty czasu (F(1, 173) = 151.68, p < .001, η2 = 0.47), rozbieżności kątowej (F(3,519) = 695.63, p < .001, η2 =0.80) oraz grupy (F(2, 173) = 486.34, p < .001, η2 = 0.85) były istotne (Tabela 4). Wskaźniki dokładności pozostały wysokie we wszystkich warunkach rozbieżności kątowej i nie wykazały istotnych różnic między grupami; w związku z tym RT raportowano jako główny wskaźnik sprawności rotacji mentalnej. Dzieci z pDCD wykazały istotną poprawę w rotacji mentalnej we wszystkich warunkach rozbieżności kątowej po interwencji, przy czym największą poprawę zaobserwowano przy 120° i 180°. Pomimo tych usprawnień, ich wyniki po interwencji pozostały niższe niż w przypadku dzieci TD.
Wyniki sprawności fizycznej
W odniesieniu do testów sprawności fizycznej wyniki sprintu na 50 m wykazały, że główne efekty grupy (F(2, 173) = 96,71, p < ,001) oraz czasu (F(1, 173) = 9,54, p = ,002) były istotne statystycznie. Jednakże interakcja czas × grupa (F(2, 173) = 1,37, p = ,257) nie była istotna. Wyniki te wskazują na poprawę wyników sprintu w czasie u wszystkich uczestników, przy czym skala tej poprawy nie różniła się istotnie pomiędzy grupami.
Wyniki testu SBJ wykazały, że efekty główne czasu (F(1, 173) = 63,81, p < ,001) i grupy (F(2, 173) = 84,12, p < 0,001), wraz ze znaczącą interakcją czas × grupa (F(2, 173) = 20,20, p < ,001, η2 = 0,19), były istotne statystycznie. Istotna interakcja czas × grupa wskazuje, że zmiany w eksplozywnej sile kończyn dolnych różniły się między grupami, przy czym większą poprawę zaobserwowano u uczestników poddanych interwencji treningowej.
W przypadku biegu wahadłowego na dystansie 50 m × 8 zaobserwowano istotny efekt główny czasu (F(1, 173) = 5.70, p = 0.018), co wskazuje na umiarkowaną poprawę u uczestników. Jednak ani efekt główny grupy (F(2, 173) = 2.52, p = 0.083), ani interakcja czas × grupa (F(2, 173) = 1.72, p = 0.183) nie osiągnęły istotności statystycznej (Tabela 5). Mimo zaobserwowania umiarkowanej poprawy w czasie, interwencja nie doprowadziła do istotnych różnic międzygrupowych w zakresie wydolności krążeniowo-oddechowej.
Ogólnie rzecz biorąc, wyniki wykazały, że dzieci z pDCD charakteryzowały się znacznie niższym wyjściowym poziomem sprawności poznawczej i fizycznej niż dzieci z typowym rozwojem (TD). Po 12-tygodniowej interwencji w postaci ćwiczeń w środowisku szkolnym zaobserwowano istotną poprawę w zakresie funkcji wykonawczych, rotacji mentalnej, zdolności do sprintu oraz eksplozywnej siły kończyn dolnych. Grupa treningowa wykazała większą poprawę w kilku parametrach poznawczych niż grupa kontrolna, co potwierdza potencjalne korzyści z ustrukturyzowanych programów ćwiczeń dla tej populacji.
Dostępność danych:
Zanonimizowane dane na poziomie uczestników wspierające wyniki niniejszego badania, w tym informacje demograficzne, dane z przesiewu i oceny motorycznej, wyniki zadań poznawczych, pomiary sprawności fizycznej, zmienne dotyczące przydziału do grup oraz wyniki po interwencji wykorzystane w raportowanych analizach, są dostępne od autora korespondencyjnego na uzasadnioną prośbę.
Rycina 1. Ogólny schemat rekrutacji uczestników, badania kwalifikacyjnych, przydziału do grup, 12-tygodniowej interwencji wysiłkowej, oceny sprawności poznawczej i fizycznej oraz przebiegu ewaluacji przed i po interwencji. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| Dziedzina | Przykłady działań |
| Umiejętności lokomocyjne | a) Bieg slalomem między pachołkami, bieg z wyrzutem nogi w tył oraz bieg z wysokim unoszeniem kolan. |
| b) "Rzucanie chusteczkami" (dzieci tworzą krąg i gonią się nawzajem) | |
| c) Przeszkody w ruchu, ciągłe skoki typu „bunny hop”. | |
| Umiejętności utrzymywania równowagi | d) Idź wzdłuż wyznaczonej linii |
| e) Chodzenie po belce równoważnej, chodzenie po słupkach typu „kwiat śliwy” | |
| f) Chód do tyłu | |
| Umiejętności manualne | g) Uderzanie w miejscu w różne piłki (koszykarską, miękką siatkówkę, tenisową) |
| h) Wrzuć trzy różne piłki (koszykarską, miękką siatkarską, tenisową) do wyznaczonego obszaru | |
| i) Biegaj w przód i w tył z piłką nożną, prowadząc ją stopami, odbijaj piłkę do koszykówki dłońmi lub biegaj z piłką, posługując się rakietą |
Tabela 1: Przegląd 12-tygodniowego szkolnego programu treningu umiejętności motorycznych, obejmujący kategorie ćwiczeń, strukturę sesji oraz reprezentatywne aktywności fizyczne wykonywane podczas interwencji.
| Grupa (n) | TG (58) | TD (60) | CG (58) | p-vwartość | F |
| Wynik MABC-2 | 55.81 ± 9.26 | 77.48 ± 8.49** | 55.78 ± 8.21 | ＜.00 | 126.52 |
| DCDQ | 49.31 ± 5.36 | 63.52 ± 7.31** | 49.12 ± 5.76 | ＜.00 | 312.4 |
| Wysokość（cm） | 139.81 ± 12.64 | 138.19 ± 9.78* | 136.82 ± 8.72 | 0.06 | 2.78 |
| Masa（kg） | 31.21 ± 9.74 | 29.77 ± 9.41 | 30.14 ± 4.72 | 0.18 | 1.74 |
| BMI (kg/m²2) | 17.73 ± 2.93 | 16.35 ± 3.30 | 16.87 ± 2.41 | 0.91 | 0.09 |
| Uwaga: Wartości stanowią średnią ± odchylenie standardowe, chyba że zaznaczono inaczej. Wzrost podano w centymetrach (cm), masę ciała w kilogramach (kg), a BMI w kg/m²²TG = grupa treningowa; CG = grupa kontrolna; TD = typowy rozwój; d = d Cohena; DCDQ = kwestionariusz zaburzeń koordynacji rozwojowej; BMI = wskaźnik masy ciała. | |||||
| * = p < .05; ** = p < p < 0,001, co oznacza istotną różnicę w porównaniu z grupą TG. | |||||
Tabela 2: Wyjściowe cechy demograficzne i kliniczne uczestników grupy treningowej (TG), grupy kontrolnej (CG) oraz grupy z typowym rozwojem (TD).
| Warunki | Test wstępny | Test końcowy | wartość p | statystyka t | |
| Nazewnictwo | TG | 565.42 ± 35.72 | 544.51 ± 33.84 | < 0.001 | 3.05 |
| TD | 545.52 ± 32.84** | 536.95 ± 40.57 | 0.27 | 1.12 | |
| CG | 559.91 ± 49.52 | 562.25 ± 41.96* | 0.16 | -1.43 | |
| Niespójny | TG | 1860.87 ± 390.31 | 1505.80 ± 271.45 | < 0.001 | 4.54 |
| TD | 1442.83 ± 383.33** | 1178.13 ± 383.33** | < 0.001 | 6.54 | |
| CG | 1904.61 ± 420.06 | 1919.83 ± 420.72** | 0.38 | -0.87 | |
| Kongruentny | TG | 1734.47 ± 392.08 | 1303.35 ± 381.13 | < 0.001 | 5.48 |
| TD | 1159.97 ± 271.13** | 938.83 ± 163.98** | < 0.001 | 5.49 | |
| CG | 1712.46 ± 411.18 | 1718.60 ± 401.11** | 0.85 | -0.19 | |
| Uwaga: Wartości reprezentują czas reakcji (RT, milisekundy) i są przedstawione jako średnia ± odchylenie standardowe (SD). Niższe wartości RT wskazują na lepsze wyniki w zadaniu sprawdzającym funkcje wykonawcze. TG = grupa treningowa; CG = grupa kontrolna; TD = typowy rozwój; d = d Cohena; CI = przedział ufności; pre = przed interwencją; post = po interwencji. | |||||
| * = p < .05; ** = p < p < 0,001, co stanowi istotną różnicę w porównaniu z grupą TG. | |||||
Tabela 3: Wyniki zadań funkcji wykonawczych przed i po interwencji w grupie treningowej (TG), grupie kontrolnej (CG) oraz grupie z typowym rozwojem (TD).
| Warunek | Grupa | Test wstępny | Test końcowy | wartość p | T |
| 0° | TG | 2524.24 ± 677.43 | 2255.19 ± 624.69 | 0.03 | 2.26 |
| TD | 1849.32 ± 390.75** | 1817.57 ± 449.13** | 0.71 | 0.38 | |
| CG | 2604.74 ± 669.40 | 2590.95 ± 604.21** | 0.71 | 0.37 | |
| 60° | TG | 3416.48 ± 748.34 | 3150.31 ± 492.06 | 0.03 | 2.29 |
| TD | 2477.35 ± 410.01** | 2325.48 ± 342.86** | 0.03 | 2.3 | |
| CG | 3416.31 ± 721.14 | 3392.17 ± 706.17** | 0.22 | 1.25 | |
| 120° | TG | 5020.02 ± 759.27 | 4035.16 ± 503.58 | <0.001 | 7.72 |
| TD | 2926.47 ± 519.12** | 2804.63 ± 448.48** | 0.03 | 2.17 | |
| CG | 4898.71 ± 658.68 | 4867.28 ± 625.63** | 0.42 | 0.82 | |
| 180° | TG | 5708.78 ± 905.23 | 4449.52 ± 549.37 | <0.001 | 9.31 |
| TD | 3847.85 ± 618.87** | 2797.72 ± 438.22** | <0.001 | 1.68 | |
| CG | 5693.24 ± 999.67 | 5624.28 ± 934.70** | 0.1 | 1.66 | |
| UWAGA: Wartości reprezentują czas reakcji (RT, milisekundy) podczas zadania rotacji mentalnej i są przedstawione jako średnie ± odchylenie standardowe (SD). Niższe wartości RT wskazują na szybsze tempo rotacji mentalnej. TG = grupa treningowa; CG = grupa kontrolna; TD = typowy rozwój. | |||||
| * = p < 0,05; ** = p < 0,001 w porównaniu z grupą TG (porównanie post hoc). | |||||
Tabela 4: Wyniki wykonania zadania rotacji mentalnej przed i po interwencji w różnych warunkach dysproporcji kątowej w grupie treningowej (TG), grupie kontrolnej (CG) i grupie z typowym rozwojem (TD).
| Warunek | Test wstępny | Test końcowy | wartość p | T | |
| bieg sprinterski na 50 m | TG | 11.14 ± 1.08 | 10.96 ± 0.94 | 0.03 | 2.21 |
| TD | 9.32 ± 0.59** | 9.11 ± 0.58** | 0.02 | 2.32 | |
| CG | 11.17 ± 1.15 | 11.15 ± 0.98* | 0.57 | 0.57 | |
| Test skoku w dal z miejsca | TG | 0.91 ± 0.16 | 1.34 ± 0.31 | ＜.001 | -7.49 |
| TD | 1.26 ± 0.28** | 1.42 ± 0.26** | ＜.001 | -3.78 | |
| CG | 0.91 ± 0.15 | 0.91 ± 0.16** | 0.4 | -0.85 | |
| 50 m × bieg wahadłowy 8x10m | TG | 2.08 ± 0.25 | 2.05 ± 0.19 | 0.49 | 0.69 |
| TD | 2.03 ± 0.25 | 1.98 ± 0.24 | ＜.001 | 4.23 | |
| CG | 2.11 ± 0.23 | 2.10 ± 0.23 | 0.32 | -0.19 | |
| Uwaga: Wartości przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe (SD). Wyniki sprintu na 50 m podano w sekundach (s), skoku w dal z miejsca w metrach (m), a 50 m × 8-metrowy bieg wahadłowy w minutach (min). Niższe wartości wskazują na lepszy wynik w testach sprintu i biegu wahadłowego, natomiast wyższe wartości wskazują na lepszy wynik w skoku w dal z miejsca. TG = grupa treningowa; CG = grupa kontrolna; TD = typowo rozwijający się; d = d Cohena; CI = przedział ufności; pre = przed interwencją; post = po interwencji. | |||||
| * = p < 0,05; ** = p < 0,001 w porównaniu z grupą TG (analiza post hoc). | |||||
Tabela 5: Wyniki oceny sprawności fizycznej, w tym skoku w dal z miejsca, sprintu na 50 m oraz biegów wahadłowych 50 m × 8, przed i po interwencji w grupach badawczych.
Dyskusja
W niniejszym badaniu porównano funkcję hamowania, rotację mentalną oraz umiejętności motoryczne u dzieci z pDCD i dzieci z typowym rozwojem (TD). Jednocześnie badanie to miało na celu porównanie zmian w wynikach obu grup dzieci w każdej z tych funkcji po udziale w tej samej 12-tygodniowej szkolnej interwencji ruchowej. Wyniki badania wykazały, że przed interwencją ruchową funkcje poznawcze dzieci z pDCD były niższe niż u dzieci z TD, szczególnie w zadaniach wymagających dużych kątów rotacji mentalnej oraz wysokiego poziomu hamowania. W testach sprawnościowych, poza biegiem długodystansowym, przed interwencją odnotowano również istotne różnice między dziećmi z pDCD a dziećmi z TD w pozostałych elementach. Po 12-tygodniowej szkolnej interwencji ruchowej zaobserwowano poprawę w obu grupach, przy czym u dzieci z pDCD stwierdzono większą poprawę w wybranych wskaźnikach poznawczych.
Zgodnie z innymi badaniami, dane wyjściowe wykazały, że dzieci z pDCD wykazywały gorsze funkcje poznawcze i osiągały słabsze wyniki w zadaniach. Badania Maziero wykazały, że dzieci z DCD mają trudności z pamięcią operacyjną wizualno-przestrzenną29. W swojej pracy Sartori zgłosili, że dzieci z DCD mają tendencję do osiągania znacznie gorszych wyników niż dzieci TD w zadaniach kontroli hamowania (aplikacja Go/No-Go oraz test Hayling Part B), zwłaszcza w tych wymagających zarówno odpowiedzi motorycznych, jak i werbalnych. Wcześniejsze badania sugerowały, że gorsza kontrola hamowania obserwowana u dzieci z DCD może być powiązana z różnicami funkcjonalnymi w sieciach neuronowych zaangażowanych w przetwarzanie języka i motoryki; jednak mechanizmy te nie zostały bezpośrednio ocenione w niniejszym badaniu30. Poprzednie badania neuroobrazowe i behawioralne wykazały powiązania między DCD a zaburzeniami integracji wizualno-przestrzennej, kontroli hamowania oraz automatyzacji ruchowej, co może częściowo wyjaśniać gorsze wyniki w zadaniach poznawczych i motorycznych zaobserwowane w niniejszym badaniu31,32,33,34.
W niniejszym badaniu przeanalizowano również zdolności przestrzenne dzieci z pDCD, a wyniki były zgodne z naszymi oczekiwaniami. Dzieci z pDCD uzyskały słabe wyniki w zadaniach rotacji mentalnej pod wszystkimi kątami; mimo że po interwencji odnotowano znaczną poprawę, ich wyniki pozostały niższe niż u dzieci z TD, szczególnie przy dużych kątach. Badanie wykazało również, że wyniki rotacji mentalnej różniły się w zależności od dysproporcji kątowej, przy czym większe dysproporcje wiązały się z dłuższymi czasami reakcji w obu grupach. Choć interwencja w formie ćwiczeń poprawiła wyniki przy wszystkich dysproporcjach kątowych, największe skrócenie czasu reakcji zaobserwowano przy 120° i 180° u dzieci z pDCD. Zgodnie z poprzednim badaniem35, czasy reakcji rosły wraz ze wzrostem dysproporcji kątowej w obu grupach. Po interwencji dzieci z pDCD wykazały znaczną redukcję czasu reakcji przy wszystkich dysproporcjach kątowych, a największą poprawę odnotowano przy 120° i 180°, choć ich wyniki nadal były gorsze niż u dzieci z TD. Wyniki te mogą sugerować różnice w strategiach przetwarzania przestrzennego między dziećmi z pDCD a dziećmi z TD; jednak na podstawie obecnych danych nie można określić mechanizmów leżących u podstaw tych różnic. Zdolności przestrzenne, które w badaniach nad dorosłymi są ściśle powiązane z sprawnością motoryczną, odgrywają kluczową rolę w umiejętnościach ruchowych10. Wcześniejsze badania sugerowały, że trudności w przetwarzaniu sprzężenia zwrotnego w pętli zamkniętej oraz w integracji informacji wizuoprzestrzennych mogą przyczyniać się do wyzwań motorycznych i poznawczych u dzieci z DCD; procesy te nie były jednak bezpośrednio oceniane w niniejszym badaniu. Dzieci z DCD wykazują deficyty w integracji czasoprzestrzennej, często błędnie oceniając orientację przestrzenną i prędkość obiektów; ich zdolności reprezentacji przestrzennej są często słabsze niż u rówieśników36. Podobnie Jouira i wsp. wykazali, że wymagania poznawcze zadań znacząco wpływają na kontrolę postawy i sprawność motoryczną, co podkreśla ścisłą interakcję między przetwarzaniem poznawczym a funkcją motoryczną w populacjach z zaburzeniami neurorozwojowymi37.
Wcześniejsze badania z zakresu neuroobrazowania wykazały zmienioną aktywację w obszarach przedruchowych, ciemieniowych i móżdżku u dzieci z DCD podczas zadań związanych z wyobrażeniami ruchowymi i kontrolą predykcyjną38,39. Chociaż takie wyniki mogą dostarczyć potencjalnych wyjaśnień dla różnic poznawczych zaobserwowanych w niniejszym badaniu, mechanizmy neurofizjologiczne nie zostały ocenione bezpośrednio. W związku z tym mechanizmy leżące u podłoża poprawy funkcji poznawczych związanej z ćwiczeniami u dzieci z pDCD wymagają dalszych badań.
Poprzednie badania nad interwencjami w postaci ćwiczeń fizycznych u dzieci z DCD wykazały, że mają one na nie pozytywny wpływ. Ludyga wskazuje, że pierwotnie sądzono, iż ćwiczenia promują, a nie normalizują funkcje wykonawcze. Mimo to, rosnąca liczba badań sugeruje, że osoby z niższym poziomem funkcji wykonawczych mogą go znormalizować poprzez regularną aktywność fizyczną40. Uważa się zatem, że tylko dzieci i młodzież o poniżej przeciętnej sprawności poznawczej wykażą poprawę funkcji wykonawczych po tego typu interwencji. Podobne badania wykazują, że dzieci z ADHD odnoszą większe korzyści z ćwiczeń w porównaniu ze swoimi rówieśnikami41. Wcześniejsze prace donosiły, że dzieci z dysfunkcjami wykonawczymi mogą czerpać większe korzyści poznawcze z interwencji opartych na ćwiczeniach. W niniejszym badaniu postawiono hipotezę, że po interwencji poziomy wyników u wszystkich dzieci zbliżą się do wyników dzieci z grupy TD. Kilka metaanaliz dostarcza dowodów na poprawę funkcji wykonawczych i innych funkcji poznawczych po regularnych ćwiczeniach42. W odniesieniu do funkcji wykonawczych nie stwierdzono różnic między dwiema grupami w zadaniach wykonawczych o niskim poziomie trudności, jednak grupa TD wypadła znacząco lepiej niż grupa pDCD w zadaniach o wysokim poziomie trudności. Wyniki te są zgodne z ustaleniami innych badaczy. Efekty interwencji wydawały się różnić między dwiema grupami. Dzieci z grupy pDCD wykazały efekty interwencji wyłącznie w zadaniach wykonawczych, podczas gdy dzieci z grupy TD wykazały efekty we wszystkich zadaniach. W oparciu o dowody uzyskane u zdrowych dzieci, interwencje behawioralne stanowią skuteczną możliwość poprawy funkcji wykonawczych43. Niedawne dowody dodatkowo potwierdzają korzystny wpływ interwencji opartych na ćwiczeniach koordynacyjnych na kompetencje motoryczne, sprawność fizyczną oraz kontrolę inhibicyjną u dzieci. Başarır i wsp. zgłosili znaczną poprawę kompetencji motorycznych, sprawności fizycznej i funkcji wykonawczych po programach treningu koordynacyjnego u dzieci w wieku przedszkolnym, podkreślając szersze korzyści poznawcze wynikające ze strukturalnych interwencji w zakresie aktywności fizycznej44.
Niniejsze wyniki sugerują, że ustrukturyzowana interwencja w postaci ćwiczeń fizycznych w środowisku szkolnym może być szczególnie korzystna dla wybranych wyników poznawczych u dzieci z pDCD. Wcześniejsze badania wykazały powiązania między DCD a zaburzeniami w kontroli interferencji, automatyzacją ruchową oraz predykcyjnym przetwarzaniem motorycznym45,46,47. Wyniki te mogą dostarczyć możliwych wyjaśnień dla obecnych rezultatów, choć mechanizmy te nie były bezpośrednio oceniane w niniejszym badaniu. Mechanizmy leżące u podstaw tych związanych z ćwiczeniami usprawnień poznawczych nie zostały bezpośrednio zbadane w obecnej pracy. Przyszłe badania obejmujące oceny neurofizjologiczne lub neuroobrazowanie mogą pomóc w wyjaśnieniu biologicznych mechanizmów leżących u podstaw zmian poznawczych wywołanych ćwiczeniami u dzieci z pDCD.
Zgodnie z poprzednimi badaniami16,48,49,50, dzieci z pDCD wykazały niższą wyjściową sprawność fizyczną niż dzieci z typowym rozwojem (TD)16,49,50. Funkcję sercowo-oddechową oceniano za pomocą testu biegowego wahadłowego 50 m × 8. Choć zaobserwowano różnice opisowe między grupami, ogólny efekt grupowy nie był istotny statystycznie. Wyraźnie widać, że dzieci nadal mogą odnieść korzyści z ćwiczeń; aby uzyskać bardziej znaczącą różnicę, dzieci powinny angażować się w więcej aktywności na świeżym powietrzu, na otwartych terenach lub placach zabaw. Test SBJ jest powszechnie stosowany w wielu międzynarodowych zestawach testów sprawnościowych do pomiaru siły mięśni51 i stanowi użyteczne narzędzie do oceny siły mięśni dolnej części ciała u dzieci52.
W niniejszym badaniu grupa pDCD konsekwentnie osiągała gorsze wyniki niż grupa TD, co sugeruje, że dzieci z pDCD mogą wykazywać niższą siłę mięśniową niż dzieci z grupy TD. Z drugiej strony, ponieważ test SBJ wymaga również koordynacji całego ciała, może to wyjaśniać, dlaczego dzieci z pDCD nie osiągają lepszych wyników. Ponadto dzieci z pDCD odnotowały największe postępy w biegu na 50 metrów, który jest miarą sprawności atletycznej. Jest to zgodne z badaniem Denysschena, w którym wykazano, że dzieci z zaburzeniami umiejętności motorycznych częściej cechują się niższą wydolnością tlenową i beztlenową oraz niższą siłą mięśniową niż dzieci z grupy TD53. Można zaobserwować, że dzieci z DCD mogą znacznie poprawić swoją siłę i koordynację dzięki szkolnej interwencji ćwiczeniowej, przy niewielkim wpływie na wytrzymałość krążeniowo-oddechową. Wszystkie poziomy zdrowia i sprawności uległy poprawie u dzieci z grupy TD. W badaniu Denysschena dzieci z DCD oraz ich rówieśnicy z grupy TD znacząco poprawiły sprawność tlenową i beztlenową, zwinność oraz równowagę53. Jednak w naszym badaniu wytrzymałość krążeniowo-oddechowa dzieci z pDCD nie uległa znaczącej poprawie. Na ograniczoną poprawę wytrzymałości krążeniowo-oddechowej mogło wpłynąć kilka czynników, w tym różnice w stopniu zaznajomienia się z ćwiczeniami, intensywność ćwiczeń lub reaktywność na interwencję; jednak niniejsze badanie nie zostało zaprojektowane w celu ustalenia konkretnych przyczyn tego wyniku.
Niniejsze badanie poszerza obecną wiedzę na temat DCD poprzez jednoczesną analizę funkcji wykonawczych, wyników rotacji mentalnej oraz efektów sprawności fizycznej po ustrukturyzowanej szkolnej interwencji wysiłkowej w obrębie tej samej kohorty. W przeciwieństwie do wielu poprzednich badań, które koncentrowały się głównie na wyizolowanych wynikach motorycznych lub poznawczych, obecne wyniki wykazują, że szkolne programy ćwiczeń mogą pozytywnie wpływać zarówno na domenę poznawczą, jak i fizyczną u dzieci z pDCD.
Niniejsze badanie ma również swoje ograniczenia. Nie przeprowadzono szczegółowej kwantyfikacji codziennej aktywności fizycznej dzieci, co mogło wpłynąć na ocenę ich sprawności fizycznej oraz rozwoju możliwości motorycznych. Nie włączono dodatkowej, niewytrenowanej grupy kontrolnej dzieci z typowym rozwojem (TD), co ogranicza możliwość pełnego odróżnienia efektów interwencji od normalnych zmian rozwojowych. Wybrano jednak taki schemat doświadczalny, aby zbadać różnice w zmianach między dwiema grupami po szkolnym treningu fizycznym. Przyszłe badania mogą objąć grupę kontrolną, aby lepiej określić korzyści płynące z ćwiczeń. Ponadto w badaniu nie uwzględniono obserwacji po zakończeniu interwencji; dłuższy okres obserwacji w przyszłych badaniach może być przydatny do określenia długoterminowych efektów interwencji. Alternatywne podejścia, w tym randomizowane badania kontrolowane, badania oparte na neuroobrazowaniu, podłużne schematy obserwacyjne oraz zindywidualizowane protokoły interwencji ćwiczeniowych, mogą dalej przyczynić się do zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw poprawy funkcji poznawczych i motorycznych u dzieci z pDCD. Ogólnie rzecz biorąc, obecne wyniki podkreślają potencjalną wartość kliniczną i edukacyjną strukturyzowanych, szkolnych programów ćwiczeń w poprawie wydajności poznawczej i sprawności fizycznej u dzieci z pDCD. Wyniki te mogą wspierać integrację ukierunkowanych interwencji ćwiczeniowych w ramach szkolnej rehabilitacji i programów wychowania fizycznego. Przyszłe badania obejmujące większe kohorty wieloośrodkowe, długoterminowe oceny obserwacyjne, pomiary neurofizjologiczne oraz zindywidualizowane protokoły interwencji mogą dalej wyjaśnić mechanizmy i trwałość poprawy związanej z interwencją.
Po 12-tygodniowej interwencji w postaci ćwiczeń w środowisku szkolnym w obu grupach odnotowano poprawę sprawności poznawczej i fizycznej, przy czym u dzieci z pDCD zaobserwowano wyraźne postępy w kilku obszarach poznawczych. Poprawa w zakresie parametrów wydolności krążeniowo-oddechowej była w porównaniu do tego ograniczona. Przedstawione wyniki wskazują na potencjalną wartość kliniczną i edukacyjną ustrukturyzowanych programów ćwiczeń w szkole w celu poprawy sprawności poznawczej i fizycznej u dzieci z pDCD. Ze względu na ograniczenia w czasie trwania ćwiczeń, środowisku przeprowadzania interwencji oraz brak protokołów treningowych specyficznych dla DCD, przyszłe badania powinny analizować zindywidualizowane programy ćwiczeń, dłuższe okresy interwencji oraz dodatkowe mierniki efektów, aby lepiej zrozumieć czynniki związane z poprawą stanu zdrowia u dzieci z pDCD w wyniku podjętych działań.
Oświadczenia
Autorzy nie deklarują żadnych konfliktów interesów.
Podziękowania
Autorzy z wdzięcznością potwierdzają wsparcie finansowe zapewnione przez Projekt Edukacyjny i Badawczy Szanghaju (Grant nr C2022009).
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Skala oceny ADHD-VI (ADHD Rating Scale-VI) | Guilford Press | 9781609180751 | Przesiewowe badanie behawioralne |
| Oprogramowanie do komputerowych testów poznawczych (E-Prime v1.1) | Psychology Software Tools | E-Prime 1.1 | Ocena czasu reakcji |
| Pachołki/znaczniki | Decathlon | Training Marker Cone Set | Przygotowanie do biegu wahadłowego |
| Komputer stacjonarny/laptop | Lenovo/Dell/HP | N/A | Przeprowadzanie zadań poznawczych |
| Kwestionariusz zaburzeń koordynacji rozwojowej (DCDQ) | CanChild Centre for Childhood Disability Research | DCDQ’07 | Kwestionariusz przesiewowy |
| Cyfrowa waga | Seca GmbH | Seca 813 | Pomiar masy ciała |
| Inwentarz preferencji ręki w Edynburgu (Edinburgh Handedness Inventory) | N/A | N/A | Ocena preferencji ręki |
| Miara | Stanley Tools | 33-425 | Pomiar skoku w dal z miejsca |
| Bateria testów oceny ruchu u dzieci, wydanie drugie (MABC-2) | Pearson Assessment | 9780749136086 | Ocena motoryczna |
| Stadiometr | Seca GmbH | Seca 213 | Pomiar wzrostu |
| Oprogramowanie do analizy statystycznej | IBM | SPSS Statistics v27 | Analizy statystyczne |
| Stoper | Casio | HS-80TW-1DF | Pomiar czasu sprintu |
Bibliografia
- Blank R, Smits-Engelsman B, Polatajko H, Wilson P. European Academy for Childhood Disability (EACD): Recommendations on the definition, diagnosis and intervention of developmental coordination disorder (long version). Dev Med Child Neurol. 2012;54(1):54-93.
- Hua J, Gu G, Jiang P, Zhang L, Zhu L, et al. The prenatal, perinatal and neonatal risk factors for children's developmental coordination disorder: a population study in mainland China. Res Dev Disabil. 2014;35(3):619-25.
- American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-5-TR). 5th ed. Washington, DC: American Psychiatric Publishing; 2022.
- Zwicker JG, Suto M, Harris SR, Vlasakova N, Missiuna C. Developmental coordination disorder is more than a motor problem: Children describe the impact of daily struggles on their quality of life. Br J Occup Ther. 2018;81(2):65-73.
- Adams IL, Lust JM, Wilson PH, Steenbergen B. Compromised motor control in children with DCD: A deficit in the internal model?—A systematic review. Neurosci Biobehav Rev. 2014;47:225-44.
- Leonard HC, Bernardi M, Hill EL, Henry LA. Executive functioning, motor difficulties, and developmental coordination disorder. Dev Neuropsychol. 2015;40(4):201-15.
- Zaguri-Vittenberg S, Weintraub N, Tal-Saban M. Developmental coordination disorder and executive function deficits: Implications for emotional, mental, and overall well-being. Braz J Phys Ther. 2026;30(1):101537.
- Orefice C, Cardillo R, Lonciari I, Zoccante L, Mammarella IC. “Picture this from there”: Spatial perspective-taking in developmental visuospatial disorder and developmental coordination disorder. Front Psychol. 2024;15:1349851.
- Shepard RN, Metzler J. Mental rotation of three-dimensional objects. Science. 1971;171(3972):701-3.
- Hoyek N, Champely S, Collet C, Fargier P, Guillot A. Is mental rotation ability a predictor of success for motor performance? J Cogn Dev. 2014;15(3):495-505.
- Bernardi M, Leonard HC, Hill EL, Botting N, Henry LA. Executive functions in children with developmental coordination disorder: a 2-year follow-up study. Dev Med Child Neurol. 2018;60(3):306-13.
- Miller M, Nevado-Montenegro AJ, Hinshaw SP. Childhood executive function continues to predict outcomes in young adult females with and without childhood-diagnosed ADHD. J Abnorm Child Psychol. 2012;40(5):657-68.
- Ortega FB, Ruiz JR, Castillo MJ, Sjöström M. Physical fitness in childhood and adolescence: a powerful marker of health. Int J Obes. 2008;32(1):1-11.
- Farhat F, Masmoudi K, Cairney J, Hsairi I, Triki C, et al. Assessment of cardiorespiratory and neuromotor fitness in children with developmental coordination disorder. Res Dev Disabil. 2014;35(12):3554-61.
- Cairney J, Hay JA, Wade TJ, Faught BE, Flouris A. Developmental coordination disorder and aerobic fitness: is it all in their heads or is measurement still the problem? Am J Hum Biol. 2006;18(1):66-70.
- Ferguson GD, Aertssen WF, Rameckers EA, Jelsma J, Smits-Engelsman BC. Physical fitness in children with developmental coordination disorder: measurement matters. Res Dev Disabil. 2014;35(5):1087-97.
- Hua J, Gu G, Zhu Q, Wo D, Liu M, et al. The reliability and validity of the Developmental Coordination Disorder Questionnaire’07 for children aged 4–6 years in mainland China. Res Dev Disabil. 2015;47:405-15.
- Tseng MH, Fu CP, Wilson BN, Hu FC. Psychometric properties of a Chinese version of the Developmental Coordination Disorder Questionnaire in community-based children. Res Dev Disabil. 2010;31(1):33-45.
- Henderson SE, Sugden DA, Barnett AL. Movement Assessment Battery for Children-2 (Movement ABC-2). 2nd ed. London, UK: Pearson Assessment; 2007.
- Arildskov TW, Virring A, Lambek R, Sonuga-Barke EJS, Østergaard SD, et al. Brief report: ADHD Rating Scale-IV (parent/caregiver-report) norms for young Danish schoolchildren. Nord J Psychiatry. 2024;78(7):644-8.
- DuPaul GJ, Anastopoulos AD, Power TJ, Reid R, Ikeda MJ, et al. Parent ratings of attention-deficit/hyperactivity disorder symptoms: Factor structure and normative data. J Psychopathol Behav Assess. 1998;20:83-102.
- Wuang YP, Su JH, Su CY. Reliability and responsiveness of the Movement Assessment Battery for Children-Test in children with developmental coordination disorder. Dev Med Child Neurol. 2012;54(2):160-5.
- Schoemaker MM, Niemeijer AS, Flapper BC, Smits-Engelsman B. Validity and reliability of the Movement Assessment Battery for Children-2 checklist for children with and without motor impairments. Dev Med Child Neurol. 2012;54(4):368-75.
- Oldfield RC. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 1971;9(1):97-113.
- Kuki S, Konishi Y, Okudaira M, Takezawa K, Wakayoshi K. Sex differences in motor performance and anaerobic peak power of Japanese primary school children aged 11 to 12 years. J Phys Fitness Sports Med. 2022;11(3):175-83.
- Dong Y, Lau PW, Dong B, Zou Z, Yang Y, et al. Trends in physical fitness, growth, and nutritional status of Chinese children and adolescents: a retrospective analysis of 1.5 million students from six successive national surveys between 1985 and 2014. Lancet Child Adolesc Health. 2019;3(12):871-80.
- Ni P, Xue L, Cai J, Wen M, He J. Improving visual perspective-taking performance in children with autism spectrum conditions: Effects of embodied self-rotation and object-based mental rotation strategies. Autism. 2021;25(1):125-36.
- Bohnen N, Jolles J, Twijnstra A. Modification of the Stroop color word test improves differentiation between patients with mild head injury and matched controls. Clin Neuropsychol. 1992;6(2):178-84.
- Maziero S, Tallet J, Bellocchi S, Jover M, Chaix Y, et al. Influence of comorbidity on working memory profile in dyslexia and developmental coordination disorder. J Clin Exp Neuropsychol. 2020;42(7):660-74.
- Sartori RF, Valentini NC, Fonseca RP. Executive function in children with and without developmental coordination disorder: A comparative study. Child Care Health Dev. 2020;46(3):294-302.
- Cignetti F, Nemmi F, Vaugoyeau M, Girard N, Albaret JM, et al. Intrinsic cortico-subcortical functional connectivity in developmental dyslexia and developmental coordination disorder. Cereb Cortex Commun. 2020;1(1):tgaa011.
- Rinat S, Izadi-Najafabadi S, Zwicker JG. Children with developmental coordination disorder show altered functional connectivity compared to peers. Neuroimage Clin. 2020;27:102309.
- Schneider W, Schumann-Hengsteler R, Sodian B. Young children's cognitive development: Interrelationships among executive functioning, working memory, verbal ability, and theory of mind. New York, NY: Psychology Press; 2014.
- Michel E, Roethlisberger M, Neuenschwander R, Roebers CM. Development of cognitive skills in children with motor coordination impairments at 12-month follow-up. Child Neuropsychol. 2011;17(2):151-72.
- Jansen P, Schmelter A, Quaiser-Pohl C, Neuburger S, Heil M. Mental rotation performance in primary school age children: Are there gender differences in chronometric tests? Cogn Dev. 2013;28(1):51-62.
- Moreau D, Clerc J, Mansy-Dannay A, Guerrien A. Enhancing spatial ability through sport practice. J Individ Differ. 2012;33(2):83-88.
- Jouira G, Alexe DI, Rekik G, Alexe CI, Čaušević D, et al. Effects of visual and auditory cognitive tasks on postural balance in adolescents with intellectual disability: A comparative analysis of trained versus non-trained individuals. Neurosci Lett. 2024;842:137968.
- Kashuk S, Williams J, Thorpe G, Wilson P, Egan G. Diminished motor imagery capability in adults with motor impairment: An fMRI mental rotation study. Behav Brain Res. 2017;334:86-96.
- Tallet J, Wilson P. Is developmental coordination disorder a dysconnection syndrome? Curr Dev Disord Rep. 2020;7:1-13.
- Ishihara T, Drollette ES, Ludyga S, Hillman CH, Kamijo K. Baseline cognitive performance moderates the effects of physical activity on executive functions in children. J Clin Med. 2020;9(7):2071.
- Demetriou EA, Lampit A, Quintana DS, Naismith SL, Song YJ, et al. Autism spectrum disorders: a meta-analysis of executive function. Mol Psychiatry. 2018;23(5):1198-1204.
- Xue Y, Yang Y, Huang T. Effects of chronic exercise interventions on executive function among children and adolescents: a systematic review with meta-analysis. Br J Sports Med. 2019;53(22):1397-1404.
- Ludyga S, Pühse U, Gerber M, Kamijo K. How children with neurodevelopmental disorders can benefit from the neurocognitive effects of exercise. Neurosci Biobehav Rev. 2021;127:514-519.
- Başarır B, Canlı U, Şendil AM, Alexe CI, Tomozei RA, et al. Effects of coordination-based training on preschool children's physical fitness, motor competence and inhibition control. BMC Pediatr. 2025;25:539.
- Michel E, Molitor S, Schneider W. Differential changes in the development of motor coordination and executive functions in children with motor coordination impairments. Child Neuropsychol. 2018;24(1):20-45.
- Tsai CL, Pan CY, Cherng RJ, Wu SK. Dual-task study of cognitive and postural interference: a preliminary investigation of the automatization deficit hypothesis of developmental co-ordination disorder. Child Care Health Dev. 2009;35(4):551-560.
- Wilson PH, Ruddock S, Smits-Engelsman B, Polatajko H, Blank R. Understanding performance deficits in developmental coordination disorder: a meta-analysis of recent research. Dev Med Child Neurol. 2013;55(3):217-228.
- Wahi G, LeBlanc PJ, Hay JA, Faught BE, O'Leary D, et al. Metabolic syndrome in children with and without developmental coordination disorder. Res Dev Disabil. 2011;32(6):2785-2789.
- Nascimento RO, Ferreira LF, Goulardins JB, Freudenheim AM, Marques JCB, et al. Health-related physical fitness children with severe and moderate developmental coordination disorder. Res Dev Disabil. 2013;34(11):4222-4231.
- Cairney J, Hay J, Veldhuizen S, Faught B. Assessment of body composition using whole body air-displacement plethysmography in children with and without developmental coordination disorder. Res Dev Disabil. 2011;32(2):830-835.
- Cairney J, Veldhuizen S, Rodriguez MC, King-Dowling S, Kwan MY, et al. Cohort profile: the Canadian coordination and activity tracking in children (CATCH) longitudinal cohort. BMJ Open. 2019;9(9):e029784.
- Fernandez-Santos JR, Ruiz JR, Cohen DD, Gonzalez-Montesinos JL, Castro-Piñero J. Reliability and validity of tests to assess lower-body muscular power in children. J Strength Cond Res. 2015;29(8):2277-2285.
- Denysschen M, Coetzee D, Smits-Engelsman BC. Children with poor motor skills have lower health-related fitness compared to typically developing children. Children (Basel). 2021;8(10):867.