发展协调障碍儿童与正常儿童在执行视觉空间注意力情境下大脑相关事件诱发电位之探讨

發展協調障礙兒童與正常兒童在執行視覺空間注意力情境下大腦相關事件誘發電位之探討大綱„

緒論„

文獻探討„

研究方法第一章

緒論„

研究背景與動機„

研究目的„

研究假設„

名詞解釋„

研究範圍與限制研究背景與動機„

發展協調障礙（DevelopmentalCoordinationDisorder;

DCD):‰

世界衛生組織承認的疾病之一

(WHO,

1992)‰

定義：動作上有障礙(motor

impairment)，缺乏應付每日生活所需要的動作能力，但是卻沒有任何醫學上的病徵(medicalcondition)，也不是低智商(low

IQ)的小孩

(American

Psychiatric

Association,

1994)研究背景與動機„

縱向研究發現：DCD問題可能持續到青少年階段，甚至影響更久遠

(Fox&Lent,1996;

Inder&Sullivan,

2005;

Rasmussen

&Gillberg,

2000)„

DCD會影響兒童自尊

(Pieketal.,2005)

、社交能力與運動參與意願

(Poulsen

etal.,2007)„

臨床上，發展協調障礙兒童屬於異質性很大的族群

(Inder

&Sullivan,

2005;

Sugden

&Chambers,

2007;Wannetal.,1998;Wright,&Sugden,

1996)研究背景與動機„

目前，DCD兒童動作障礙的病因仍然不明，推測可能有：‰

小腦損傷

(Ivry,Keele,

&Diener,

1988；Piek

&Skinner,1999)‰

出生時腦部受到輕微損傷所造成

(Knuckey,Apsimon,&

Gubbay,

1983)‰

大腦半球間的連接及大腦半球內的訊息傳遞(intraand

inter

hemispheric

functioning)的損傷(Sigmundsson,

Pedersen,

Whiting,

&Ingvaldsen,1998)‰

大腦皮質控制處理過程的問題

(Wilson,Maruff,&Lum,2003)研究背景與動機„

神經心理學學者認為DCD兒童的動作障礙可能是知覺和動作控制能力有缺陷所致(Hulme,

Biggerstaff,

Moran,

&McKinlay,

1982;

Hulme,Smart,&Moran,

1982;

Lord

&Hulme,

1987,

1988;Sigmundsson,

Hansen,

&Talcott,2003;

Wilson

&McKenzie,1998)„

研究發現DCD兒童的確有視覺空間的視知覺問題：‰

視知覺與動作覺合併評估

(Wilson

&

McKenzie,

1998)‰

單純視知覺評估

(Tsai,Wilson,

&Wu,2007)研究背景與動機„

從視覺空間注意力的實驗設計發現：‰

注意力自動轉移缺陷

(Wilmut,Brown,&Wann,2007)‰

DCD兒童在Posnerparadigm有-內因性視覺空間注意力缺陷的問題-外因性視覺空間注意力缺陷卻沒有問題(Tsai,Yu,Chen,

Wu,2007;

Wilson,Maruff,&McKenzie,1997;Wilson&Maruff,1999)‰

其它實驗設計亦發現DCD兒童有內因性視覺空間注意力缺陷的問題

(Mandich

etal.,2003)研究背景與動機„

從注意力神經網路測試證實：在執行POSNERparadigm視覺空間注意力所誘發出警覺(alert)

、導向(orientation)與執行(execution)任務有障礙是和腦部的缺陷有很大的關連

(Posner,

Rothbart,

&Sheese,2007)„

研究已證實POSNER

paradigm能與腦波同步施測，以誘發出大腦相關事件電位(Event-Related

Potentials:

ERPs)來同時評估動作行為與腦部執行功能的缺陷(Perchet

&Garcia-Larrea,

2000;

Perchet,

Revol

,Fourneret

,Mauguiere

,&Garcia-Larrea,

2001;

Perchet&

Garcia-Larrea,

2005)研究背景與動機研究背景與動機„

截至目前為止，國際上神經生理或神經心理學領域尚無一份研究是針對DCD兒童同步實施POSNERparadigm的視覺空間注意力與大腦相關事件誘發電位(ERPs)的研究。„

因此，本研究希望藉此實驗模式能探討DCD兒童與正常兒童的動作行為模式與大腦相關電位是否有所差異，並探討其可能的動作障礙機轉，希望對臨床及對未來研究有關發展協調障礙之議題能有所貢獻。研究目的„

探討DCD兒童與正常兒童之視覺空間注意力之反應時間與錯誤率是否有差異。„

探討DCD童與正常兒童在執行視覺空間注意力作業時之大腦相關事件誘發電位是否有所差異。研究假設假設一：DCD兒童在視覺空間注意力下之動作行為表現較正常兒童差，並且達顯著差異。假設二：DCD兒童與正常兒童在執行視覺空間注意力作業時之大腦相關事件誘發電位有所差異，並且達顯著水準。名詞解釋„

發展協調障礙(Developmental

coordination

disorder)(APA,

1994)

：動作上有明顯困難且影響兒童的學業成績或日常生活技巧，但沒有任何醫學疾病且無智能障礙。„

POSNER

paradigm

(Posner,

1980)

:為一套評估視覺空間注意力的模型，由學者Posner在1980年提出，主要用來評估個體在眼球無移動的情況下，轉移視覺空間注意力到視野的一方的能力„

大腦相關事件電位(Event

related

potential,

ERP)(Perchetetal.,2001)個別神經元於神經傳導時所釋放之突觸後電位，它是經由認知、感覺或動作等事件而引起與時間有關聯的腦波電位變化。名詞解釋„

P100

(Mangun

&Hillyard,

1988)

：‰

目標刺激出現在反應位置後，感覺反應對視覺注意力導向(orienting)效果最早出現在枕葉的電生理訊號„

N200

(Eimer,1996)

：‰

目標刺激出現在反應位置後，枕葉所出現的最大負極電波，此電波與＂目標刺激檢測(target

stimulusdetection)”最有關係„

P300

(Kekonietal.,1996)

：‰

目標刺激出現在反應位置後，頂葉與顱葉所出現的最大正極電波，此電波與＂目標刺激評估(targetstimulusevaluation)”最有關係研究範圍與限制„

研究範圍：本研究將以Movement

ABC篩選9-10歲兒童做為本研究之施測對象。„

研究限制：由於本研究僅以9-10歲兒童做為研究對象，但受限於兒童動作發展的因素，可能無法將結果推論其他年齡層的兒童。第二章

文獻探討„

發展協調障礙之介紹„

視覺空間注意力„

Posner

paradigm應用於腦波表現之介紹„

參考文獻總結發展協調障礙之介紹„

其它名稱：笨拙的(Clumsy),運動失調

(Ataxia),動作協調障礙(Dyspraxic)„

定義：DevelopmentalCoordinationDisorder

(APA,1994)：(1)動作協調性涵蓋日常生活所需之活動表現較同年齡層低。(2)動作方面之損害明顯影響學業、活動以及日常生活。(3)非由其他醫學上的疾病所造成（例如：腦性麻痹、肌肉萎縮等）。(4)智商IQ需大於70分；若有心智遲緩，動作困難必須超越相關動作障礙標準。發展協調障礙之表徵„

粗大動作方面

：跑、跳、接球、平衡能力-較低的肌肉張力、不成熟的平衡

(Dewey

&Wilson,

2001)-較長的肌肉反應時間

(Geuze,2003)„

精細動作方面：書寫、畫圖、抓握東西、穿著衣物…等使用手部之細小動作的困難

(Smits-Engelsman,

Niemeijer,

&VanGalen,2001;

Smyth&Mason,

1997)„

社會心理方面：因動作缺陷而不參加活動，課堂上被同儕取笑，進而造成低社會認同感或是交不到朋友

(Smyth,1992)發展協調障礙之病因探討„

視覺空間缺陷

(Hulme

&Raine,

1983)„

運動覺損傷

(Bairstow

&Laszlo,

1989)„

反應選擇方面的問題

(VanDellen&Geuze,1988)„

動作程式上的障礙

(Smyth,1996)„

相關DCD的文獻之meta-analysis

(Wilson

&McKenzie,1998)-確認發展協調障礙的機轉。-將DCD與非DCD的孩童做比較。-DCD在視覺空間訊息傳遞方面確實是有缺陷的。發展協調障礙之介紹-評估工具„

Movement

AssessmentBatteryforChildren(M-ABC)(Henderson

&Sugden,

1992)‰

可檢測4-6,

7-8,

9-10,

11-12四個年齡層‰

9-10歲八個動作評估項目：手部操作靈活度(3)、球類技巧(2)、平衡能力(3)‰

DCD之障礙總分>13.5分以上(低於常模5%)，障礙總分<10分為非DCD。„

能有效評估亞洲兒童(Chow,

Henderson,&Barnett,2001)„

國內研究DCD學者也廣為使用

(林冠宏、吳昇光,2002；成戎珠，2007；蔡佳良等,

2006)發展協調障礙之介紹-評估工具„

Bruininks-Oserstsky

TestofMotorProficiency(BOTMP)

(Bruininks-Oserstsky,

1978)‰

評估粗大、精細動作能力與動作缺陷‰

4.5-14.5歲兒童‰

繁式46項與簡式14項視覺空間注意力„

訊息處理論

(Stage

of

Information

Processing)(胡名霞，2003）1.認明刺激階段(ex：眼睛到目標物、聽到聲音)2.反應選擇：選擇合適的反應方式(ex：聽到預備要準備起跑、看到車子選擇閃躲)3.反應程式組合，決定適當的反應方式之後，中樞系統將所選擇的動作經由神經指令轉換成實際的動作執行(ex：起跑姿勢活化，主動肌群的收縮4.最後出現執行的動作視覺空間注意力„

反應時間(recreation

time,

RT)(胡名霞，2003）一突然無預知的訊號發生時間開始到反應動作開始時刻的時間。‰

例如：一些實驗結合訊號與簡單快速的按鍵反應，反應時間測量了訊息輸入後，中樞系統在組合動作反應過程中所需的時間，藉由反應時間來測量中樞系統處理訊息的複雜程度，進一步的推測動作控制過程。視覺空間注意力„

視知覺的發展

(Atkinson

&Braddick,

1989;

Birch&

Lefford,

1967;

Williams,

1983)‰

視覺區別能力在兒童期發展快速，到11-12歲時達到與成人一樣的水準。‰

視知覺在3-5歲時快速發展，到8-10歲時趨於穩定，9歲時的視知覺能力已是非常好的。‰

視覺對於空間的位置關係在6-7歲快速增進，8-9歲時趨於穩定，更複雜的空間關係到10歲發展完全。視覺空間注意力„

Posner

paradigm

(Posner,1980)‰

評估視覺空間注意力的模型Covert

Orienting

ofVisuospatial

AttentionTask

簡稱(COVAT)這項測驗可以準確的評估視野內，個體在眼睛不移動的情形下，轉移視覺空間注意力的能力。‰

注意力脫離原先所在的位置或目標，注意力由原本甲地移動到乙地中間的過程，注意力連結到新的位置或目標。‰

訊號由周圍引起注意力（外因性），與中間的提示訊號（內因性）的注意力控制。validtrial，invalid

trial視覺空間注意力„

Wilson,Maruff,&McKenzie

(1997)‰

受測者9-10歲兒童，

20個DCDvs.20個正常組‰

實驗設計分為，以中心訊號（內因性模式）與周圍訊號（外因性模式）再以不同的SOA時間150ms,350m兩種實驗設計。‰

結果:-SOA延長到350ms之後，證明DCD對於無效提示情境下的困難度並沒有因為延長的200ms促進目標出現後的反應。-周圍訊號對於兒童的注意力喚醒，在反應準備的表現上是有困難的。-DCD內因性潛在注意力的脫離有問題。視覺空間注意力„

Wilson

&

Maruff

(1999)‰

SOA：150ms,850ms‰

使用中央提示與周圍提示的比較，量測DCD與控制組（正常孩童）的比較。‰

在中央暗示訊號下DCD與控制組在反應時間上有明顯的差異，而周圍訊號暗示下，沒有太大差異。‰

說明了DCD兒童內因性（中央訊號）的潛在注意力脫離是有問題的，也進一部說明注意力較容易受到內因性的潛在模式轉移。視覺空間注意力„

Mandich,

Buckolz,

&Polatajko

(2002)‰

使用Simontask來測驗DCD

與正常兒童。‰

DCD與正常兒童在測驗反應上所需的時間沒有差別。‰

DCD兒童明顯的發生較多錯誤。‰

DCD兒童在抑制錯誤的能力上是有問題的與先前研究相同。„

Mandich,

Buckolz

&

Polatajko(2003)‰

利用小窩視覺(fovealregion)重新設計目標位置，去除了外因性效果。‰

DCD內因性的注意力脫離時間較長。視覺空間注意力„

Wilmut,Brown,&Wann(2007)‰

視知覺

vs.

視知覺與動作統合訊息‰

受測者：3y(18)、4y(18)、7y(10)

vs.DCD7y(7)‰

動作介入motor(觀看+打擊)

vs.非動作介入Motor-free(僅觀看情境)‰

結果：-孩童在僅觀看情境任務下與對照組相比，脫離注意力的時間沒有差別。-有動作介入的情境任務下，注意力脫離的時間有拖延的情況。„

DCD孩童在動作方面的注意力分配是有缺陷的，進而造成視覺動作統合方面的問題。PosnerParadigm應用於腦波表現之介紹„

許多研究引用包括兒童(Perchet

&

Garcia-Larrea,2000)、過動兒(Perchet,

Revol

,

Fourneret

,Mauguiere

,

&

Garcia-Larrea,

2001

)、成人與兒童(Perchet

&

Garcia-Larrea,

2005)等研究。„

研究所做出之ERP波形、幅動變化以及波峰出現時間會有些許的不同，可能由於實驗設計不同有關。PosnerParadigm&ERP„

Perchet&Garcia-Larrea(2000)‰

評估兒童在反應選擇任務下，注意力轉移的情況。‰

SOA=500ms‰

Posnerparadigm

視覺空間注意提示:有效提示(valid)、無效提示(invalid)、無提示(no

cue)。‰

有效提示下有較高的P1振幅反應、無效提示P1減弱延遲了目標過程(N2-P3過時)…等。‰

實驗結合ERP的方式，解釋了在目偵測下選擇過程的各個階段，包括：目標選擇、動作準備，做為臨床上的參考。Posnerparadigm&ERP„

Perchetetal.(2001)‰

注意力缺陷過動症兒童(attention-deficit/

hyperactivedisorder,

ADHD)

vs.normal

children‰

ADHD有較快的RT(N2-P3)間隔較短，動作反應較短。‰

從P1反應發現ADHD有減少促發注意力的現象，(微小的缺陷從行為的觀看是無法察覺的)。‰

從ERP實驗之P1、N2、P3可以瞭解ADHD的動作衝動特質以及動作計畫執行與正常兒童之差別。PosnerParadigm&ERP„Perchet&Garcia-Larrea(2005)‰

比較兒童(6-9)歲與成年人(18-42)‰

成年人反應比兒童快但無法用行為上的實驗來解釋，ERP的表現上在Cue-target

間顯示出較慢的負向波。‰

與關連性負變運動皮質的電位有關，成年人因為較成熟的執行能力所以反應時間較快。‰

P1、N2-P3顯示這些注意力、目標選擇過程在兒童時期就已發展，只是執行能力較慢。參考文獻總結„

9-10歲兒童在視知覺的發展上已趨於穩定的狀態。„

DCD兒童有視覺空間訊息傳遞之缺陷，包括注意力的脫離以及抑制起始錯誤之能力，進而造成視覺動作統合上的問題。„

注意力較易受到內因性潛在模式的影響（中心提示）與SOA時間之差異，也將作為本實驗設計之考量。„

透過觀察ERP可有效的看出注意力執行的過程。„

文獻以P1、N2、P3

之振幅與延遲時間作為ERP之分析。第三章

研究方法„

研究架構„

研究對象„

研究工具„

實驗設計„

資料收集„

實驗流程„

資料處理與分析研究架構使用Movement

ABC和BOTMP工具檢測孩童Normal兒童DCD兒童Borderline

DCD排除不符合DCD定義與borderlineDCD兒童進行視覺空間注意力測試，並同步錄製大腦相關事件電位ERPPONSER

paradigm與ERP資料處理結果分析與討論研究對象„

高雄縣林園國小9-10歲學童„

以M-ABC和BOTMP動作評估工具篩檢動作協調能力有問題之兒童，與正常兒童„

排案條件：‰

智能障礙(IQ<70分)‰

特定神經理學上的問題‰

發展遲緩、學習障礙‰

注意力缺陷過動徵候群(ADHD)研究工具„

動作評估‰

MovementABC‰

9-10歲八個動作評估項目：3項手部操作靈活度、2項球類技巧、3項平衡能力。‰

(BOTMP)評估粗大、精細動作能力，14項。„

POSNER

paradigm評估‰

美國Neuroscan發行之神經刺激系統STIM

(Neuroscan

Ltd.,2EI

Paso,

USA)„

腦波評估‰

Neuroscan公司發行之NuAmps放大器系統與SCAN

4.3軟體

(Neuroscan

Ltd.,

EI

Paso,

USA)‰

ElectrodePositioningCap,

QuickCapC190POSNER

paradigm實驗設計