Achtergrond en motivatie

De twee meest voorkomende congenitale neuro­ontwikkelingsstoornissen bij kinderen zijn Developmental Coordination Disorder (DCD) en cerebrale parese (CP). Bij beide pathologieën ervaren kinderen afwijkingen in het looppatroon. Bij kinderen met CP zijn deze loopafwijkingen visueel duidelijk, terwijl bij kinderen met DCD problemen met het automatiseren van lopen pas duidelijker worden bij het uitvoeren van een dubbele taak. Bij typisch ontwikkelende kinderen (TDC) is het automatiseren van lopen door het centraal zenuwstelsel gekoppeld aan spiersynergieën: groepen spieren die samen worden geactiveerd om een ritmische motorische taak uit te voeren. Het vermogen om selectief en tijdig de benodigde spieren voor een taak te activeren wordt selectieve motorische controle (SMC) genoemd. SMC tijdens het lopen (SMCg) neemt toe met de looprijping bij TDC, maar niet altijd bij CP. Over het algemeen hebben kinderen met CP een verminderde SMCg vergeleken met TDC. Hoewel nog niet onderzocht bij kinderen met DCD, kan een gebrek aan SMCg ten grondslag liggen aan de moeilijkheden die deze kinderen ervaren bij dubbele taken.

Onderzoeksvragen

1. Wat zijn de effecten van dubbele taken op de automatisering van lopen bij TDC, CP en DCD kinderen?

2. Hoe lopen TDC kinderen en voeren ze tegelijkertijd een bijkomende taak uit?

3. Hoe lopen kinderen met DCD en CP en voeren zij een bijkomende taak uit?

4. In welke mate is SMCg gerelateerd aan de prestaties bij dubbele taken?

Methode

Om de huidige stand van zaken over dit onderwerp in kaart te brengen, zal voor de eerste onderzoeksvraag een systematische review worden uitgevoerd. Vervolgens zal voor een cross-sectioneel onderzoek 63 kinderen (21 TDC, 21 DCD, 21 CP; effectgrootte = 1,04, power = 0,95, α = 0,05), in de leeftijd van 7–18 jaar, worden gerekruteerd. Kinderen met DCD (M-ABC-2 ≤ 5e percentiel) en kinderen met hemiplegische CP (Gross Motor Functional Classification Scale Niveau I–II) worden opgenomen. Metingen zullen plaatsvinden in de SmartSpace van UZ Gent tijdens het lopen op een geïnstrumenteerde split-belt loopband (GRAIL, Motek). De ingebouwde krachtplaten, een 10-camera VICON-systeem en 32 oppervlakte-EMG (sEMG) elektroden zullen respectievelijk de kinetica, kinematica en spieractivatie registreren. De sEMG-gegevens zullen bilateraal van 16 spieren van de romp, boven- en onderextremiteiten worden verzameld en dienen als input voor het kwantificeren van SMCg.

Tijdens een enkele sessie op de GRAIL zullen de kinderen:

1. een enkele taak uitvoeren (lopen),

2. een cognitieve dubbele taak, zoals de STROOP-test, en

3. een motorische dubbele taak uitvoeren waarbij de bovenste ledematen worden gebruikt tijdens het lopen in een virtuele omgeving geprojecteerd op het grote semi-cilindrische scherm van de GRAIL.

Loopafwijkingen zullen worden bepaald op basis van kinetica en kinematica. SMCg wordt beoordeeld door spiersynergieën te extraheren uit de sEMG-gegevens met (gewogen) niet-negatieve matrixfactorisatie ((W)NMF). Loopafwijkingen, prestaties bij dubbele taken en SMCg worden vergeleken tussen groepen met onafhankelijke groepsstatistieken en binnen groepen onderzocht voor het effect van leeftijd via correlatieanalyse.