【香港運動醫學及科學學會】運動訓練與自閉症譜系障礙(ASD)兒童



香港運動醫學及科學學會,自閉症譜系障礙,運動醫學

【體路專欄】自閉症譜系障礙(Autism spectrum disorder, ASD)的患者在世界各地不斷增加。目前,在本港的主流學校中,大約有1%的學生被診斷為自閉症。由於自閉症兒童在社交溝通上有不同程度的困難,其生活模式相對較為靜態,而他們參與體育活動的機會較少,運動技能亦較差。上述種種都會增加自閉症兒童患上慢性疾病的風險。有研究顯示,ASD學童患上肥胖症的比率亦較正常發育的學童高。自閉症兒童在成長和學習的過程中面對不少的困難,家長在照顧他們的同時也承受著很大的壓力。

ASD是一種複雜的發育障礙,患者通常有社交、溝通及語言障礙,以及狹隘興趣等行為特徵。除了以上的主要表徵外,也可有不同的症狀組合,例如ASD患者可以同時有專注力不足、過度活躍、焦慮症、抑鬱症、情緒問題、睡眠障礙、餵食問題、免疫系統失調和癲癇症等等(詳情見圖一)。事實上,臨床表現的多樣性為ASD的診斷和治療帶來困難。

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圖一:自閉症譜系障礙的多樣化表現
(圖片來源: https://www.autismspeaks.org/what-autism/symptoms)

如果患者能夠在疾病早期接受適當的治療和訓練, ASD的相關表徵會較容易改善,使學童更容易適應學習環境,否則,當年幼的患者進入青少年階段時,情況會變得更難處理。為了改善不同的問題,很多家長只會針對個別的行為特徵,編排小朋友參加各類不同的訓練。可是,過度密集的訓練往往令家長和小朋友疲於奔命,甚至會帶來反效果。除了針對某一種症狀而給予單一的訓練之外,究竟有沒有一種「整體」的訓練方案,能夠達到「一石多鳥」的效果去幫助ASD學童呢?

從「因果模型」理解ASD

在1995年,有學者提出了「發展性精神病理學因果模型」(Causal model of developmental psychopathology)。在因果模型最上層的「生物(Biological)」層面中,我們得知遺傳基因變異導致ASD患者的腦部受損,影響了「認知(Cognitive)」層面,因而產生了「認知缺失」,令患者出現ASD的「行為表徵(Behavioral descriptions) 」,而各個層面均會受環境因素影響。(詳見圖二)

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圖二:發展性精神病理學因果模型(Causal model of developmental psychopathology)
(圖片來源: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2788.2011.01471.x)

除此之外,ASD患者小腦的體積和功能也可能受影響。小腦是負責身體協調、平衡的重要控制中心,因此我們常見到ASD學童會有手腳不協調、平衡力和肌張力欠佳的情況。患者的腦細胞只與附近區域的腦細胞建立「短途網絡」,但對於正常腦部發展的人而言,他們的腦細胞卻能與不同區域的腦細胞建立「長途網絡」,有利指揮中心傳遞不同區域的訊息。

上文提及「因果模型」的各個層面均會受環境因素影響,到底運動訓練可以作為其中一個環境因素,幫助ASD患者改善症狀嗎?

回顧過往的研究,運動除了有助提升運動表現、運動技能和改善身體一些生理指標之外,也能促進社交認知能力、心理和腦部健康。研究顯示,體育活動水平較高的兒童,在學業成績和認知得分方面也有更大的進步。而體能表現較好的兒童,他們腦部的海馬體和背側紋狀體的體積也較大,而這些腦部區域與專注力、反應和動作協調能力均有密切關係。運動有助促進大腦不同區域的神經傳遞,有機會激活導致基因表達改變的途徑,繼而改變臨床表徵,最簡單的例子就是運動可以刺激腦部釋放胺多酚,從而使人心情愉快。因此我們得知,運動所產生的神經可塑性(Neuroplasticity)不僅只局限於大腦負責運動功能的區域,亦可影響腦部其它區域,例如可以轉化為增強執行能力。雖然關於運動對腦部發展的研究尚有很大的探討空間,但透過「發展性精神病理學因果模型」這理論框架,我們相信運動訓練可作為一個環境因素,以一個「整體」的方式,有利ASD學童的腦部發展、提升行為認知能力,以及改善他們的行為表徵。

為ASD學童進行運動訓練的經驗分享

有研究指出,帶氧運動不但有助提升ASD學童的運動能力、專注力、學習和社交能力,而且更有助患者減少進行重覆行為。自2013年開始,筆者和研究團隊(包括香港中文大學兒科學系榮譽臨床副教授陳鳳英醫生、香港浸會大學教育學系副教授黃緯立博士)編寫了兩套「導師指導手冊」(分別適合在小學和幼稚園使用),並在2018年獲得了加拿大國際發明創新大賽的銀獎。

「導師指導手冊」旨在為體育老師和教練提供針對ASD學童進行運動訓練的建議,當中包括注意事項和課堂管理等等。該手冊分別按小朋友不同的學習階段、喜好和能力,設計出一系列以帶氧運動為主線,配合功能性活動的綜合訓練計劃,當中的訓練項目也劃分了不同階段和形式。導師亦可按學生的程度,從指導手冊中靈活選擇合適的進階運動,以作訓練之用。其後,我們根據手冊的訓練內容,並以先導計劃形式,在兩所特殊幼兒中心對ASD學童進行運動訓練。可喜的是,學童除了體能有改善之外,他們在語言、溝通及社交能力等範疇都有不同程度的進步。

在2014至2015年間,團隊獲香港小童群益會支持,進行導師培訓試驗計劃。計劃旨在評估經訓練的導師在社區推行自閉症幼童體能訓練的可行性和成效,當中有37名自閉症幼童參與並進行了為期十六星期、每週兩次的運動訓練。在參加運動訓練後,92%家長認為小朋友的整體表現有輕微至顯著進步,33%家長認為小朋友的整體進步相當顯著。此外,不少家長也認為小朋友在運動能力、社交能力、語言能力、專注力,以及跟從指令方面等都有進步。而且,如果家長能參與訓練過程,小朋友的進步則更為顯著。

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過往的「教練導師工作坊」活動實況

為ASD學童進行運動訓練的小貼士

最後,如果有需要為ASD學童提供運動訓練時,建議參考以下的要點:

  • 課堂流程要按一定格式(例如集合、熱身、運動訓練、伸展、總結)
  • 多選擇一些重複性高的動作
  • 把複雜的動作拆成小部份,慢慢教導
  • 按學童的能力調整運動項目的難度
  • 轉變運動項目時,應先保留一些已習慣的運動項目,讓學童慢慢適應
  • 善於運用視角工具,幫助學童理解動作
  • 指令要簡單和直接(如果教練「一輪嘴」說話,會令ASD學童難以聽懂)
  • 訓練初期可集中在個人項目,至中後期才逐步引入社交元素(例如要和同伴一起完成的項目)
  • 過程中多給予正面鼓勵和讚賞
  • 提高家長參與度

參考文獻:

Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, Kim JS, Voss MW, Vanpatter M, Pontifex MB, Raine LB, Konkel A, Hillman CH, Cohen NJ, Kramer AF. A neuroimaging investigation of the association between aerobic fitness, hippocampal volume, and memory performance in preadolescent children. Brain Res. 2010 Oct 28;1358:172-83. doi: 10.1016/j.brainres.2010.08.049. Epub 2010 Aug 22. PMID: 20735996; PMCID: PMC3953557.

Chaddock L, Erickson KI, Prakash RS, VanPatter M, Voss MW, Pontifex MB, Raine LB, Hillman CH, Kramer AF. Basal ganglia volume is associated with aerobic fitness in preadolescent children. Dev Neurosci. 2010 Aug;32(3):249-56. doi: 10.1159/000316648. Epub 2010 Aug 6. PMID: 20693803; PMCID: PMC3696376.

Chaddock-Heyman L, Erickson KI, Voss MW, Knecht AM, Pontifex MB, Castelli DM, Hillman CH, Kramer AF. The effects of physical activity on functional MRI activation associated with cognitive control in children: a randomized controlled intervention. Front Hum Neurosci. 2013 Mar 12;7:72. doi: 10.3389/fnhum.2013.00072. PMID: 23487583; PMCID: PMC3594762.

Di Liegro CM, Schiera G, Proia P, Di Liegro I. Physical Activity and Brain Health. Genes (Basel). 2019 Sep 17;10(9):720. doi: 10.3390/genes10090720. PMID: 31533339; PMCID: PMC6770965.

Dickstein DP, Pescosolido MF, Reidy BL, Galvan T, Kim KL, Seymour KE, Laird AR, Di Martino A, Barrett RP. Developmental meta-analysis of the functional neural correlates of autism spectrum disorders. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2013 Mar;52(3):279-289.e16. doi: 10.1016/j.jaac.2012.12.012. PMID: 23452684; PMCID: PMC5441228.

Fedewa AL, Ahn S. The effects of physical activity and physical fitness on children’s achievement and cognitive outcomes: a meta-analysis. Res Q Exerc Sport. 2011 Sep;82(3):521-35. doi: 10.1080/02701367.2011.10599785. PMID: 21957711.

Morton, J., & Frith, U. (1995). Causal modeling: A structural approach to developmental psychopathology. In D. Cicchetti & D. J. Cohen (Eds.), Wiley series on personality processes. Developmental psychopathology, Vol. 1. Theory and methods (p. 357–390). John Wiley & Sons.

Must A, Phillips SM, Curtin C, Anderson SE, Maslin M, Lividini K, Bandini LG. Comparison of sedentary behaviors between children with autism spectrum disorders and typically developing children. Autism 2014;18:376-384.

O’Reilly C, Lewis JD, Elsabbagh M. Is functional brain connectivity atypical in autism? A systematic review of EEG and MEG studies. PLoS One. 2017 May 3;12(5):e0175870. doi: 10.1371/journal.pone.0175870. PMID: 28467487; PMCID: PMC5414938.

Pan CY, Frey GC. Physical activity patterns in youth with autism spectrum disorders. J Autism Dev Disord 2006;36:597-606.

Srinivasan SM, Pescatello LS, Bhat AN. Current perspectives on physical activity and exercise recommendations for children and adolescents with autism spectrum disorders. Phys Ther 2014;94:875-889.

Student Enrolment Statistics, 2015/16 (Kindergarten, Primary and Secondary Levels). School Education Statistics Section, Education Bureau, The Government of the Hong Kong Special Administrative Region.

Taylor B, Jick H, Maclaughlin D. Prevalence and incidence rates of autism in the UK: time trend from 2004-2010 in children aged 8 years. BMJ Open 2013;3:e003219. doi: 10.1136/bmjopen-2013-003219.

Traut N, Beggiato A, Bourgeron T, Delorme R, Rondi-Reig L, Paradis AL, Toro R. Cerebellar Volume in Autism: Literature Meta-analysis and Analysis of the Autism Brain Imaging Data Exchange Cohort. Biol Psychiatry. 2018 Apr 1;83(7):579-588. doi: 10.1016/j.biopsych.2017.09.029. Epub 2017 Oct 10. PMID: 29146048.

Tyler CV, Schramm SC, Karafa M, Tang AS and Jain AK. Chronic disease risks in young adults with autism spectrum disorder: forewarned is forearmed. Am J Intellect Dev Disabil. 2011;116:371-80.

Verburgh L, Königs M, Scherder EJA, et alPhysical exercise and executive functions in preadolescent children, adolescents and young adults: a meta-analysisBritish Journal of Sports Medicine 2014;48:973-979.

Warrier, V. and Baron-Cohen, S. (2017). The Genetics of Autism. In eLS, John Wiley & Sons, Ltd (Ed.). https://doi.org/10.1002/9780470015902.a0021455.pub2

Yu CCW, Wong SWL, Lo FSF, So RCH, Chan DFY. Study protocol: a randomized controlled trial study on the effect of a game-based exercise training program on promoting physical fitness and mental health in children with autism spectrum disorder. BMC Psychiatry. 2018 Feb 27;18(1):56. doi: 10.1186/s12888-018-1635-9. PMID: 29486750; PMCID: PMC5830347.

【香港運動醫學及科學學會】


文:余頌華博士
香港運動醫學及科學學會司庫、運動科學及研究委員會委員(2020-22年)
香港理工大學康復治療科學系助理教授
美國國家體能協會註冊體能教練
(National Strength and Conditioning Association)

想了解更多第十四屆全國運動會香港隊資訊,請瀏覽www.lcsd.gov.hk/14NG
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