Validación de una nueva prueba diagnóstica basada en la vergencia ocular para el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) en la infancia

Abstract

El trastorn per dèficit d'atenció amb hiperactivitat (TDAH) és un trastorn del neurodesenvolupament d'origen neurobiològic que s'inicia en l'edat infantil amb una prevalença mundial d'un 5,29%. El diagnòstic estàndard habitualment implica una entrevista clínica completa, una exploració psicopatològica, valoració de l'estat cognitiu, escales de valoració específiques i informes escolars. A causa de l'absència d'un marcador específic i a la relativa subjectivitat del procés, les taxes de diagnòstic varien en funció del país, per la qual cosa resulta del màxim interès disposar de mètodes objectius que atorguin una major validesa al diagnòstic.

L'atenció és un mecanisme neuronal que permet seleccionar informació sensorial rellevant de la resta, estant els circuits neuronals de l'atenció directament relacionats amb el sistema motor ocular i un canvi en l'atenció és generalment seguit per un moviment de l'ull. La vergència es refereix al moviment simultani de tots dos ulls en direccions oposades per a obtenir una visió binocular única. Quan giren un cap a l'altre (convergència), l'angle dels ulls augmenta i quan s'allunyen l'u de l'altre (divergència), l'angle es torna més petit.

Durant la fixació constant de la mirada, els estímuls visuals modulen l'angle de vergència ocular i aquest augmenta després de l'estimulació visual.

L'atenció visual és el mecanisme que utilitza el sistema nerviós per a ressaltar ubicacions, objectes o característiques específiques dins del camp visual i és important per a la percepció visual i els usos que li donem i per a la interacció amb el món visual. L'atenció visual s'aconsegueix o bé realitzant un moviment ocular per a portar l'objecte a la fòvea (atenció oberta ) o mitjançant un major processament de la informació visual en les neurones que representen regions més perifèriques del camp visual seleccionades per la retina (atenció encoberta) on els ulls no es mouen i es produeixen biaixos en respostes perceptives i neuronals. S'ha demostrat que la vergència ocular està relacionada amb l'atenció encoberta i que durant la fixació de la mirada els estímuls visuals modulen l'angle de vergència ocular (Avo) en funció de la seva capacitat per a captar l'atenció, per la qual cosa el moviment de vergència ocular podria representar un biomarcador de l'atenció visual avaluat mitjançant tècniques de rastreig ocular.

L'objectiu d'aquesta tesi és avaluar la validesa diagnòstica de la prova de la vergència ocular (PVO) en el TDAH en nens de 7 a 17 anys, així com avaluar si aquesta prova pot ser un indicador de gravetat i/o pronòstic de la malaltia.

El primer estudi avalua la validesa de la PVO com a prova diagnòstica de TDAH en la població infantil. Els resultats mostren respostes de vergència majors en participants sans enfront d'aquells amb TDAH i controls clínics. La PVO permet classificar als TDAH enfront de controls sans amb una precisió del 96,3%.

En el segon estudi s'avaluen els marcadors de vergència ocular a l'any després de la intervenció terapèutica. Els resultats mostren que els marcadors de vergència no evidencien canvis significatius que permetin inferir puguin ser marcadors pronòstics de l'evolució de la malaltia o de resposta al tractament. No obstant això, es va produir una disminució en els errors de comissió així com dels temps de reacció del marcador de vergència; els canvis del qual ens permeten inferir una millora atribuïble a la intervenció terapèutica.

Aquests resultats conclouen que, en combinació amb una tasca d'atenció, les respostes de vergència ocular podrien usar-se com un marcador objectiu per a recolzar el diagnòstic clínic del TDAH en la població infantojuvenil, però no per a avaluar l'eficàcia al tractament.

El trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) es un trastorno del neurodesarrollo de origen neurobiológico que se inicia en la edad infantil con una prevalencia mundial de un 5,29%. El diagnóstico estándar habitualmente implica una entrevista clínica completa, una exploración psicopatológica, valoración del estado cognitivo, escalas de valoración específicas e informes escolares. Debido a la ausencia de un marcador específico y a la relativa subjetividad del proceso, las tasas de diagnóstico varían en función del país, por lo que resulta del máximo interés disponer de métodos objetivos que otorguen una mayor validez al diagnóstico.

La atención es un mecanismo neuronal que permite seleccionar información sensorial relevante del resto, estando los circuitos neuronales de la atención directamente relacionados con el sistema motor ocular donde un cambio en la atención es generalmente seguido por un movimiento del ojo. La vergencia se refiere al movimiento simultáneo de ambos ojos en direcciones opuestas para obtener una visión binocular única. Cuando giran uno hacia el otro (convergencia), el ángulo del ojo aumenta y cuando se alejan el uno del otro (divergencia), el ángulo se vuelve más pequeño.

Durante la fijación constante de la mirada, los estímulos visuales modulan el ángulo de vergencia ocular y éste aumenta después de la estimulación visual.

La atención visual es el mecanismo que utiliza el sistema nervioso para resaltar ubicaciones, objetos o características específicas dentro del campo visual y es importante para la percepción visual y los usos que le damos a la percepción y para la interacción con el mundo visual, y se logra o bien realizando un movimiento ocular para llevar el objeto a la fóvea (atención abierta ) o mediante un mayor procesamiento de la información visual en las neuronas que representan regiones más periféricas del campo visual seleccionadas por la retina (atención encubierta) donde los ojos no se mueven y se producen sesgos en respuestas perceptivas y neuronales. Se ha demostrado la vergencia ocular está relacionada con la atención encubierta y que durante la fijación de la mirada los estímulos visuales modulan el ángulo de vergencia ocular (Avo) en función de su capacidad para captar la atención, por lo que el movimiento de vergencia ocular podría representar un biomarcador de la atención visual evaluado mediante técnicas de rastreo ocular.

El objetivo de esta tesis es evaluar la validez diagnóstica de la prueba de la vergencia ocular (PVO) en el TDAH en niños de 7 a 17 años, así como evaluar si dicha prueba puede ser un indicador de gravedad y/o pronóstico de la enfermedad.

El primer estudio evalúa la validez de la PVO como prueba diagnóstica de TDAH en la población infantil. Los resultados muestran respuestas de vergencia mayores en participantes sanos frente a aquellos con TDAH y controles clínicos. La PVO permite clasificar a los TDAH frente a controles sanos con una precisión del 96,3%.

En el segundo estudio se evalúan los marcadores de vergencia ocular al año tras la intervención terapéutica. Los resultados muestran que los marcadores de vergencia no muestran cambios significativos que permitan inferir puedan ser marcadores pronósticos de la evolución de la enfermedad o de respuesta al tratamiento sin embargo se produjo una disminución en los errores de comisión, así como de los tiempos de reacción del marcador cuyos cambios nos permiten inferir una mejoría atribuible a la intervención terapéutica.

Estos resultados concluyen que, en combinación con una tarea de atención, las respuestas de vergencia ocular podrían usarse como un marcador objetivo para respaldar el diagnóstico clínico del TDAH en la población infantojuvenil, pero no para evaluar la eficacia al tratamiento.

Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is a neurodevelopmental disorder that begins in childhood with a worldwide prevalence of 5.29%. Standard diagnosis usually involves a complete clinical interview, psychopathological examination, assessment of cognitive status, specific rating scales and school reports. Due to the absence of a specific marker and the relative subjectivity of the process, diagnostic rates vary from country to country, so it is of the utmost interest to have objective methods that give greater validity to the diagnosis.

Attention is a neural mechanism for selecting relevant sensory information from the rest, and the neural circuits of attention are directly related to the ocular motor system, and a change in attention is usually followed by an eye movement. Vergence refers to the simultaneous movement of both eyes in opposite directions to obtain a single binocular vision. When they turn toward each other (convergence), the angle of the eyes increases and when they move away from each other (divergence), the angle becomes smaller.

During constant gaze fixation, visual stimuli modulate the ocular vergence angle and it increases after visual stimulation.

Visual attention is the mechanism used by the nervous system to highlight specific locations, objects or features within the visual field and is important for visual perception and the uses to which we put it and for interaction with the visual world. Visual attention is achieved either by performing an eye movement to bring the object to the fovea (overt attention) or by further processing of visual information in neurons representing more peripheral regions of the visual field selected by the retina (covert attention) where the eyes do not move and biases in perceptual and neural responses occur. It has been shown that ocular vergence is related to covert attention and that during gaze fixation visual stimuli modulate the ocular vergence angle (Avo) as a function of their ability to capture attention, so that ocular vergence movement could represent a biomarker of visual attention assessed by eye-tracking techniques.

The aim of this study is to evaluate the diagnostic validity of the eye vergence test (EVT) in ADHD in children aged 7 to 17 years, as well as to assess whether this test can be an indicator of severity and/or prognosis of the disease.

The first study evaluates the validity of the EVT as a diagnostic test for ADHD in the pediatric population. The results show higher vergence responses in healthy participants versus those with ADHD and clinical controls. The EVT allows classifying ADHD versus healthy controls with an accuracy of 96.3%.

In the second study, markers of ocular vergence are assessed one year after therapeutic intervention. The results show that vergence markers do not show significant changes that would allow us to infer that they could be prognostic markers of the evolution of the disease or of response to treatment. However, there was a decrease in the commission errors as well as in the reaction times of the vergence marker; these changes allow us to infer an improvement attributable to the therapeutic intervention.

These results conclude that, in combination with an attention task, eye vergence responses could be used as an objective marker to support the clinical diagnosis of ADHD in the juvenile population, but not to assess treatment efficacy.