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運動生理週訊運動生理週訊電子報
Online ISSN : 1814-7712
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主題:改善自閉症刻板重複行為的運動訓練與指導
發言 : 方進隆 時間 : 22/08/01(23:51:44) From : 1.175.161.237 分類 : 運動常識
運動生理週訊(第495期)

改善自閉症刻板重複行為的運動訓練與指導(August.1.2022)

臺灣師大 方進隆 名譽教授

壹、前言

  自閉症 (Autism Spectrum Disorder,簡稱ASD) 患者有過度執著於重複性和一致性之特質 (國立臺灣大學醫學院附設醫院精神醫學部,2015),對某些活動或語言有刻板重複行為 (Stereotyped and Repetitive Behaviors,簡稱SRB)。大約90% ASD患者具有這種特質 (Tarr, et al., 2021),且每天約花60%的時間從事SRB (Patterson,et al., 2010),依其程度的不同,有時會影響人際互動和專注學習,甚至傷害自己或侵犯他人,需要及早採取有效的治療策略。

  美國孩童的ASD盛行率為1/59 (ACSM, 2022),其病因還不清楚,也沒有明確改善方法,通常採取包括藥物治療、物理治療、語言治療、職能治療和行為治療等多元治療策略,這些方法需要專業醫護人員來執行。為提供較有效的策略,美國ASD專業發展中心推出具有研究實證的改善方法,而「運動訓練」是其中一種 (Wong, et al., 2015)。適度運動可以改善體適能、增加合理的行為和減少不當行為 (如自我傷害或侵害他人),且運動是較容易在日常生活中實施又花費較低的改善方式 (Tse, et al., 2021)。

  運動訓練可以改善ASD的SRB? 如是,要選擇哪種運動?哪種運動方式最有效? 每次的運動訓練時間要多久? 不同的SRB (如語言或肢體SRB) 對於運動訓練的效果相同嗎?最近已有較多相關的研究及實證,也提供許多運動指導的資訊或建議,包括運動訓練的益處,較有效的運動方式與方法,運動訓練和指導的原則等。

貳、運動訓練對刻板重複行為效益的綜評研究

  為瞭解運動訓練對於ASD的SRB效益, 綜評研究收集較嚴謹 (有實驗設計) 的運動訓練或介入文獻,以探討運動訓練對SRB的整體效益 (Tarr et al., 2020),本文以研究目的、研究收集條件、研究結果和建議分別加以敘述:

一、研究目的
  本研究有三個目的,分別為:
(一)運動訓練 (自變項) 對於SRB (依變項) 的影響是什麼? 實驗設計的研究參與者以隨機分派的方式,分到運動訓練組或控制組,於介入前後比較組間或組內的介入效益。
(二)運動介入對SRB的效果是什麼? 這問題以單一受試者的設計研究 (single subject design studies) 來探討,即受試者同時接受兩個以上的介入,如接受拍球訓練、跑步和控制情境的介入,以比較SRB在不同介入情境下的差異。
(三)運動介入對於SRB的整體效果 (綜合兩項研究)是什麼?

二、研究收集條件
  所收集文獻要包括下列條件:(一) 英文撰寫,(二) 發表在1980到2017年,(三) 運動介入為自變項,(四) 依變項為SRB,(五) 自閉症者至少兩歲,(六) 是隨機分派的運動介入研究或單一受試者設計研究,(七) SRB的效果是運動介入所致,且資料能量化以計算效果量 (effect size)。

三、結果
  總共收集33篇運動訓練對刻板行為效果的文章, 其中有10篇符合研究條件,包括4篇運動介入研究和6篇單一受試者設計研究,主要研究結果如下:
(一)運動訓練介入的研究中有54位參與者,其中46位是男童,8位是女童,4篇研究的平均效果量是 -.463 (中等效果量),運動訓練可以減低SRB。
(二)單一受試者設計研究有13位位受試者,其中10位是男童,3位是女童。6篇整體分數研究平均效果量是 -.456 (中等效果量)。運動訓練可以減低SRB。
(三)在10篇整體研究中總共有67位參與者,其中男童49位,女童18位,10篇研究平均效果量是 -.456 (中等效果量),整體運動介入可以減低SRB。

四、結論
  綜評研究指出運動訓練具有中等效果量,可以降低自閉症者的SRB,支持運動訓練是有潛力減低SRB方法。

參、評量運動訓練對自閉症刻板重複行為的影響

  運動訓練已被證實可以改善ASD的核心症狀,特別是減少SRB,但有關運動計畫的一些相關變項,乃需近一步加以探討,如那一種運動方式最有訓練效果? 或者每次要訓練多久才有效果?學者 (Tarr, et al., 2021) 收集單一受試者反覆測試的研究資料,利用階層線性回歸模式分析模式 (Hierarchical Linear Model),來探討有效改善SRB的運動訓練相關變項或調解因素,本文針對這篇研究的研究問題、收集條件、研究結果與結論加以說明。

一、研究問題
  研究評估四個問題:
(一)整體運動訓練對於ASD的SRB訓練效果如何?
(二)不同類型的身體活動對於SRB是否會產生不同效果?某些類型的運動方式 (如有氧運動) 較有效果?
(三)較長時間比短時間的運動訓練效果較好?多久的運動訓練才有效果?
(四)不同持續時間的運動訓練對減低SRB會有不同的效果?

二、收集條件
  所收集的文獻要包括下列條件:(一)以英文撰寫。(二)文獻發表在1980以後。(三)運動訓練為獨立自變項。(四)有SRB為依變項。(五)ASD患者年齡在3至 14 歲之間。(六)是單一受試者設計研究 (single-subject design study)。(七)運動訓練對於SRB的影響可量化,可估計效果量 (effect sizes )。總共有33篇研究探討運動訓練對於SRB的影響,而有6篇符合收集條件。

三、研究結果
  主要結果如下:
(一)整體運動訓練有中等和顯著效果 (moderate significant effect,效果量為 -.43),證實運動訓練可以減少SRB。
(二)運動類型是一個顯著的調解因子 (p<.001) (significant moderator),運動項目很多,要選擇適合的運動方式。可以產生較大效果的運動方式是有氧運動 (如有氧舞蹈、騎腳踏車、走路或跑步) 和技巧導向 (skill-based) 的活動 (如武術、球類運動),而有氧運動加上技巧學習活動效果最佳。
(三)運動持續時間並不是一個顯著的調解因子,研究指出較短運動的訓練時間 (如10分鐘) 就會有改善SRB效果,和更長時間 (如20分鐘) 的訓練沒有顯著差異。
(四)不同類型的SRB (如肢體或口語SRB) 對於運動訓練的反應相同,沒有顯著差異。

四、結論
  運動訓練會減低SRB,不同類型的運動訓練是減低SRB的影響因素,要選擇適當的運動方式。而不同運動持續的時間,不會影響SRB改善的效果,運動訓練對不同類型SRB的效益沒有差異。

肆、運動訓練 (模仿刻板重複行為) 對刻板重複行為的影響

  運動訓練的方式接近或模仿SRB,可以減少ASD孩童的SRB? 針對這問題,學者 (Tse et., al., 2021) 探討運動訓練 (形式與SRB相近) 對ASD兒童SRB的響影,主要的研究對象、方法、結果和結論說明如下:

一、 研究對象
  研究徵求符合下列條件者為實驗對象:(一)年齡介於9–13 歲;(二)專業診斷有ASD;(三)非語言(nonverbal) IQ 超過40分;(四)能夠配合活動說明;(五)能夠從事運動介入的活動;(六)過去六個月沒有運動習慣;(七)有手部拍擊 (hand-flapping) 和身體搖擺 (body-rocking) 的SRB。總共徵求21位符合研究條件兒童,其中男童17位,女童4位,年齡平均11歲,平均體重40.6 公斤。

二、研究方法
  參與研究的ASD兒童被安排在三個不同時間,以隨機方式分別從事10分鐘拍球動作 (ball-tapping exercise)、10分鐘慢跑和控制組 (沒運動)。運動介入過程,參與者被要求在10分鐘內於籃球場儘量拍球, 球是直徑約25公分的小圓球。而慢跑介入組,兒童要繞著籃球場持續跑10分鐘,兩個運動介入組兒童,被鼓勵在時間內盡量完成這些活動,而控制組沒有從事身體活動。在介入過程中,研究者用攝影機於運動前15分至運動後一小時,拍攝自閉兒童SRB的出現頻率,包括手部拍擊和身體搖擺動作,以觀察運動介入前後的差異。

三、研究結果
(一) 手掌拍擊的SRB於10分鐘拍球運動後顯著減少 (p < 0.017),
(二) 身體搖擺的SRB於10分鐘跑步後顯著減少 (p < 0.017)。
(三) 這些運動訓練產生的效果於運動45分後消失。

四、結論
  研究指出運動訓練方式接近或模仿ASD兒童的SRB,可以減少SRB,建議運動訓練方式模仿SRB,以增加訓練效果。

伍、不同運動強度和持續時間對刻板反覆行為的影響

  要設計運動計畫就需考量運動方式、運動強度和持續時間等要素,如思考較高強度的運動訓練效果較好? 運動時間較長可以減少更多的SRB? 針對這些問題,學者探討不同運動強度和持續時間對的SRB效益 (Olin et al., 2017),內容有許多理念和結果值得參考價值,本文就這篇文章的研究目的、方法與結果敘述如下。

一、研究目的
  比較不同運動強度 (高和低強度) 和持續時間 (10分和20分鐘) 對ASD青少年SRB的效益。

二、研究方法
(一)對象:徵求7位平均13歲的ASD青少年為研究對象。
(二)實驗分組:參與者隨機從事4種不同強度與時間組合的有氧運動,分別是10分鐘低強度 (10 L)、10分鐘高強度 (10 H)、20分鐘低強度 (20 L)、20分鐘高強度 (20 H) 的有氧運動和一次沒有運動的控制情境 (C)。
(三) 運動訓練:這篇研究的運動方式是有氧運動,由參與者選擇,有四位選擇跑步機 (treadmill) 走跑,另三位騎固定腳踏車。參與者在不同強度和持續時間從事有氧運動, 運動強度以心跳率為判斷依據,低強度和高強度分別為50-65%和70-85%預測最大心跳率,而運動持續時間分別為10分鐘和20分鐘。
(四)測量時間:參與者適應運動訓練與測量環境後,於各種運動或控制情境前15分、運動後15分、30分、45分和60分,用攝影機拍錄參與者的SRB,做為SRB的分析和比較資料。
(五)統計方法:以5*5 (組別*時間) 重複量數變異數分析。

三、結果
  主要研究結果如下:
(一)運動後15分,20 H的青少年, SRB顯著高於 (p < 0.05) 其他運動組 (10 L, 10 H, 20 L),降低SRB效益最差,但與控制組沒有差異。
(二)運動後30分,10 L青少年下降 SRB的效益最佳,顯著優於20 L和20 H組。
(三)運動後45分,10 L青少年下降的SRB最多,比起其他組別皆有顯著差異。
(四)運動後60分,10 L青少年下降的SRB最多,和控制組和20 H組有顯著差異 (p< 0.01)。
(五)20 H組青少年在運動後所有時間點,下降SRB的效果比其他運動組別少,但和控制組沒有差異。
(六)10 L青少年於有氧運動後一小時內減低SRB的效果最佳。

四、結論
  10 L的有氧運動減低SRB的效果最佳, 而20 H的有氧運動減低SRB的效果,比起其他運動組差。作者指出未來研究需要考量ASD的嚴重程度,因有些參與者在較長時間和高強度的狀況運動,可能會超出體能極限,無法享受運動過程,甚至產生身心壓力, 而影響SRB。建議運動訓練要考量參與者的體能和症狀,設計適度的運動方式、強度和持續時間。

陸、建議

  參考本文介紹的研究和相關文獻,提出下列的說明與建議:

一、 整體而言,運動訓練可以有效改善SRB,建議將運動訓練列入治療ASD的一部分。
二、低強度運動訓練即有改善SRB效果,不一定要從事高強度的訓練。每個人的體能與症狀差別很大,要考慮個別差異,選擇適合的強度,重點是享受運動,而不是造成壓力。
三、10分鐘的運動訓練即可改善SRB,但運動後一個小時效果可能就會消失,所以每天可安排多次的運動。
四、有氧運動可以改善SRB,包括走路、跑步、有氧舞蹈、騎腳踏車、游泳等,有氧運動可促進腦部健康,包括增加腦部血流量、分泌神經傳導物質與神經滋養物質和改善腦部結構等。
五、技巧性的運動可以改善SRB,運動訓練可以選擇球類活動、武術、有氧舞蹈、溜冰、游泳、肢體協調和運動技巧練習等活動。
六、多種運動的結合效果改善SRB更佳,如有氧運動、球類運動、技巧性運動等的創意組合,以增加多元的神經網路與肢體動作的刺激和連結。
七、運動型態要盡量和SRB相接近,讓運動刺激與滿足肢體動作需求,也可能消耗能量,而減少不合理的行為。
八、瑜珈、靜坐和身心運動 (如氣功) 能改善ASD症狀,包括減少SRB和壓力。將靜坐或正念 (mindfulness) 知能融入運動,對ASD和照顧者的身心健康皆會有很大助益。
九、運動訓練要個別化,每個人的症狀、體能、健康和興趣狀況不同,運動計畫要考量這些因素,讓參與者喜歡和享受運動,如此才容易持續運動,而獲得益處。
十、目前的研究有限,希望未來持續研究探討更廣泛和更深入的相關議題,提供運動訓練與改善SRB更多的指導原則或建議。

引用文獻

國立臺灣大學醫學院附設醫院精神醫學部 (2015)。與自閉症特質同行。衛生福利部。

American College of Sports Medicine (2022). ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th edition, Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, 441-460.

Olin, S. S., McFadden, B. A., Golem, D. L., Pellegrino, J. K., Walker, A. J., Sanders, D. J., & Arent, S. M. (2017). The effects of exercise dose on stereotypical behavior in children with autism. Medicine & Science in Sports & Exercise, 49(5), 983-990.

Patterson, S. Y., Smith, V., & Jelen, M. (2010). Behavioural intervention practices for stereotypic and repetitive behaviour in individuals with autism spectrum disorder: a systematic review. Developmental Medicine & Child Neurology, 52(4), 318-327.

Tse, A. C. Y., Liu, V. H. L., & LEE, P. H. (2021). Investigating the matching relationship between physical exercise and stereotypic behavior in children with autism. Medicine & Science in Sports & Exercise, 53(4), 770-775.

Tarr, C. W., Rineer-Hershey, A., & Larwin, L. (2020). The effects of physical exercise on stereotypic behaviors in autism: small-n meta-analyses. Focus on Autism and Other Developmental Disabilities, 35(1), 26-35.

Tarr, C. W., Larwin, K., & Rineer-Hershey, A. (2021).  Measuring the effects of physical exercise on stereotypic behaviors in autism: using hierarchical linear model. Journal of Autism,  8, 1.

Wong, C., Odom, S., Hume, K., Coxk, A., Fettig, A., Kucharczyk, S., Brock, M., Plavnick, J., Fleury, V., & Schultz, T. (2015). Evidence-based practices for children, youth, and young adults with Autism Spectrum Disorder: A comprehensive Review. Journal of Autism and Developmental Disorders, 45, 1951-1966.

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