Comparison of the Effectiveness of Transcranial Direct Current Stimulation and Sensorimotor Integration on Executive Functions) Cognitive Flexibility and Response Inhibition( of Students with Specific Learning Disabilities

Document Type : Research Paper

Authors

1 Ph.D. Student of Educational Psychology, Department of Psychology, Faculty of Educational Sciences and Psychology, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

2 Assistant Professor, Department of Psychology, Faculty of Educational Sciences and Psychology, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

3 Associate Professor, Department of Psychology, Faculty of Educational Sciences and Psychology, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

Abstract

Objective: The aim of this study was to compare the effectiveness of transcranial direct current stimulation and sensorimotor integration on executive functions (cognitive flexibility and response inhibition) of students with specific learning disabilities.
Methods: The present study was an experimental one with a pretest-posttest design with a control group. The statistical population of this study included all fifth and sixth students of elementary school who enrolled in the centers for learning disabilities in Dezful in the academic year of 2021-2022. Sixty people were selected by available sampling and were randomly assigned to two experimental groups and one control group (20 people in each group). The students were measured by Wisconsin and Stroop test in the pretest and posttest stages. Transcranial direct current stimulation was implemented in ten 20-minute sessions and sensorimotor integration program was implemented in ten 45-minute sessions. The control group did not receive any intervention. Data were analyzed using covariance test.
Results: According to the results, there was a statistical significant difference between the mean scores of two experimental groups and control group in cognitive flexibility and response inhibition of students with specific learning disabilities (P<0.001). In addition, the results of Bonferroni test were indicative of the higher effectiveness of transcranial direct current stimulation, compared to sensorimotor integration.
Conclusion: According to the results of the present study, the effect of transcranial direct current stimulation on cognitive flexibility and response inhibition is more than sensorimotor integration. It is also suggested that both methods (transcranial direct current stimulation and sensorimotor integration) could be used as useful interventions in improving executive functions of students with learning disabilities by educational specialists.

Keywords

Main Subjects


آقاجانی افجدی، ا.، بساک نژاد، س و عباس پور، ذ. (1400). اثربخشی درمان ترمیم شناختی بر انعطاف‌پذیری شناختی و مؤلفه دیداری فضایی حافظه فعال در بیماران مبتلا به بی اشتهایی عصبی. نشریه مدیریت ارتقای سلامت، 10(6)، 126-113.   [DOI.org/10.1186/isrctn79119671]    
ارشدی، س.، نوکنی، م.، عسگری، م و سپهوند، ت. (1401). مقایسه اثربخشی توانبخشی شناختی کنترل مهاری، تحریک الکتریکی مغز و ترکیب توانبخشی کنترل مهاری و تحریک الکتریکی مغز بر کارکردهای اجرایی (بازداری رفتاری و انعطاف ­پذیری شناختی) در کودکان مبتلا به اختلال نقص توجه/بیش فعالی. فصلنامه روان‌شناسی مدرسه، 11(3)، 27-6.     [DOI:10.22098/JSP.2022.1786]
استکی، م. (1388). علائم اختلال در یکپارچگی حسی. بازتاب دانش، 3(11)، 45-50. https://sid.ir/paper/472792/fa
افشاری، ع و رضایی، ر. (1396). اثربخشی نرم­ افزار ساند اسمارت بر کارکردهای اجرایی (توجه متمرکز، توانایی سازماندهی و برنامه ریزی، حافظه کاری، شنیداری و دیداری دانش­آموزان مبتلا به نارساخوانی. نشریه ناتوانی ­های یادگیری، 8(3)، 48-26. [DOI: 10.22098/JLD.2019.787]
امینی، د.، الماسی، م و نوروزی همایون، م. (1400). اثربخشی تمرینات یکپارچه ­سازی حسی حرکتی و توان بخشی شناختی  رایان ه­ای بر کارکردهای اجرایی (حافظه فعال، بازداری پاسخ و انعطاف‌پذیری شناختی) کودکان دارای کم­ توجهی و بیش­ فعالی. نشریه توانمندسازی کودکان استثنایی، 13(2)، 95-79.[DOI: 10.22034/CECIRANJ.2022.318579.1619]  
انصافی، ا.، عطادخت، ا.، میکائیلی، ن.، نریمانی، م و رستمی، ر. (1398). اثربخشی درمانگری تحریک الکتریکی مستقیم فراجمجمه­ ای کاتدی در بیماران مبتلا به اختلال وسواس – ناخودداری. مجله علوم روان‌شناختی، 18(73)، 131-121.
پیرخائفی، ع و اکبروند، ت. (1394). اثربخشی الگوی توانبخشی عصب روان‌شناختی یکپارچه­ سازی حسی بر بهبود کارکردهای اجرایی مغز کودکان دارای اختلال کمبود توجه بیش­ فعالی. فصلنامه علمی-پژوهشی عصب-روان‌شناسی، 1(1)، 40-26.
حسینی، م.، شریفی، م.، عطایی، ر و علایی، ح. (1385). بررسی تغییرات امواج خود به خودی مغزی در موش­ های صحرایی ورزش داده شده. مجله دانشگاه علوم پزشکی کرمان، 13(4)، 222-215. https://www.sid.ir/fA/Journal/ViewPaper.aspx?id=52794   
دلاور، ع. (1385). روش­ تحقیق در روان‌شناسی و علوم تربیتی. تهران: انتشارات ویرایش.
دهقانی، ی و مرادی، ن. (1399). تأثیر آموزش حافظه فعال بر برنامه­ ریزی و انعطاف ­پذیری شناختی دانش ­آموزان با اختلال یادگیری خاص (نارساخوان). فصلنامه عصب- روان‌شناسی، 6(20)، 120-101. [DOI: 10.30473/clpsy.2020.51743.1523]
روح الامینی، ش.، سلیمانی، م و واقف، ل. (1397). اثربخشی تحریک الکتریکی مستقیم فراجمجمه­­ ای مغز (TDCS) بر توجه انتخابی و انعطاف­ پذیری شناختی دانش ­آموزان با اختلال یادگیری خاص خواندن. فصلنامه ناتوانی ­های یادگیری، 8(1)، 41-23.   [DOI: 10.22098/JLD.2018.707]
زارع نژاد، س.، سلطانی­ کوهبنانی، س.، و کارشکی، ح. (1398). اثربخشی راهبردهای یادگیری خودتنظیمی بر حافظه کاری و بازداری پاسخ دانش ­آموزان نارساخوان. نشریه عصب روان‌شناختی، 5(18)، .130-109. [DOI.org/10.30473/clpsy.2019.44880.1409]  
سلطانی کوهبنانی، س.، علیزاده، ح.، هاشمی، ژ.، صرامی، غ و سلطانی کوهبانی، س. (1392). اثربخشی آموزش رایانه ­یار بر حافظه کاری بر بهبود کارکردهای اجرایی و عملکرد ریاضیات دانش ­آموزان با اختلال ریاضیات. روان‌شناسی افراد استثنایی، 3(11)، 20-1.
شاه­محمدی کلیبر، م.، بافنده، ح.، یوسفی، ر و رهبران، ر. (1397). اثربخشی تحریک الکتریکی مستقیم فراجمجمه ­ای بر بازداری پاسخ در بیماران مبتلا به اختلال وسواس فکری-عملی.  نشریه شفای خاتم، 7(2)، 12-1http://dx.doi.org/10.29252/shefa.7.2.1   
عارفانیان، پ.، سعیدمنش، م و عزیزی، م. (1399). اثربخشی تحریک فراجمجمه­ ای مغز با استفاده از جریان مستقیم الکتریکی (TDCS) بر کارکردهای اجرایی کودکان دارای اختلال یادگیری. طب توانبخشی، 9(4)، 101-91[DOI: 10.22037/JRM.2020.112810.2261]   
فرهبد، م.، هداوندخانی، ف و مهشیدی، ش. (1396). راهنمای معلم، تقویت مهارت ­های حسی­-حرکتی. تهران: شرکت افست.
 فیروزی، س.، ابوالمعالی الحسینی، خ.، طالع پسند، س و نوکنی، م. (1400). مقایسه­ ی اثربخشی بازتوانی شناختی با استفاده از کامپیوتر و یکپارچگی حسی و تلفیق این دو روش بر بهبود انعطاف­ پذیری شناختی دانش ­آموزان دارای اختلال یادگیری خاص. نشریه توانمندسازی کودکان استثنایی، 12(3)، 85-98.        [DOI: 10.22034/CECIRANJ.2021.264857.1515]
قاسمی­ طوس، م.، سلطانی­کوهبنانی، س.، کارشکی، ح و تاتار، ف. (1399). مقایسه انعطاف ­پذیری شناختی، حل مسئله، سیالی کلامی، حافظه کاری، استدلال و بازداری پاسخ دانش ­آموزان دارای اختلال ریاضی با دانش ­آموزان عادی. مجله مطالعات ناتوانی، 10(1)، 6-1.
قمری گیوی، ح.، نادر، م و دهقانی، ف. (1393). بررسی اثربخشی توانبخشی شناختی در بازسازی کارکردهای اجرایی بیماران وسواسی ـ جبری. مطالعات روان‌شناسی بالینی، 4(16)، 128-101.    https://www.magiran.com/paper/1345569
کریمی، م.، باقری، ن.، حسنی ابهریان، پ و صابری، ه. (1401). مقایسه اثربخشی مداخلات مبتنی بر بازخورد عصبی و تحریک الکتریکی فراجمجمه ­ای با جریان مستقیم بر توجه و بازداری پاسخ دانش ­آموزان. مجله دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، 65(3)، 1065-1055.
وطن خواه محمد­آبادی، م.، کافی، م.، ابوالقاسمی، ع.، و شاکرنیا، ا. (1400). اثربخشی شناخت درمانی مبتنی بر ذهن ­آگاهی با تعامل شاخص توده بدنی بر کنترل وزن، کارکردهای اجرایی و تنظیم هیجان دانش ­آموزان نوجوان. مجله روانشناسی مدرسه، 10(2)، 180-203.
 
References
American Psychiatric Association. (2013). Diagnostic and statistical manual of mental disorders. 5th Edition: DSM5. New York: American Psychiatric Pub. https://www.psychiatry.org/psychiatrists/practice/dsm
Andreou, M., Konstantopoulos, K., & Peristeri, E. (2022). Cognitive flexibility in autism: Evidence from young autistic children. Autism Research, 15(12), 2296-2309. [DOI.org/10.1002/aur.2828]
Arshadi, S., Nokani, M., Asgari, M., & Sepahvand, T. (2022). Comparison of the effectiveness of cognitive rehabilitation of inhibitory control, electrical stimulation of the brain and the combination of inhibitory control and electrical stimulation of the brain on executive functions (behavioral inhibition and cognitive flexibility) in children with ADHD. Journal of School Psychology and Institutions, 11(3), 6-27.
[DOI:10.22098/JSP.2022.1786]                                     
Biotteau, M., Albaret, J. M., Lelong, S., & Chaix, Y. (2016). Neuropsychological status of French children with developmental cordination disorder and/or developmental dyslexia: are both necessarily worse than one. Child Neuropsychology, 31(5), 1-20. https://doi.org/10.1080/09297049.2015.1127339
Breitling, C., Zaehle, T., Dannhauer, M., Tegelbeckers, J., Flechtner, H., & Krauela, K. (2019). Comparison between conventional and HD-tDCS of the right inferior frontal gyrus in children and adolescents with ADHD. Clinical Neurophysiology, 131 (5), 1146-1154. [DOI: 10.1016/j.clinph.2019.12.412]
Bundy, A. C., Murray, A. E., & Lane, Sh. (2002). Sensory integration: A. Jean Ayres' theory revisited. Sensory integration: Theory and practice. Philadelphia: F. A. Davis Company.
https://www.fadavis.com/product/occupational-therapy-sensory-therapy-theory-practice-bundy-lane-murray
Capozzi, F., Petrone, A., Del Signore, S., Averna, R. & Vigliante, M. (2014). Study of a sample of preadolescents with specific learning disorder through a global functioning scale (G – GaaS). Social and Behavioral Sciences, 116, 1533-1538.  https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2014.01.430
Chan, R. C., Chen, E. Y., & Law, C. W. (2006). Specific executive dysfunction in patients with first-episode medication-naïve schizophrenia. Schizophrenia research, 82(1), 51-64.  [DOI: 10.1016/j.schres.2005.09.020]
Connor, L.T., & Maeir, A. (2011). Putting executive performance in a theoretical context. OTJR Occupation, Participation and Health, 31(1), 3-7. [DOI: 10.3928/15394492-20101108-02]
Dehghani, U., & Moradi, N. (2020). The effectiveness of working memory training on planning and flexibility of students with specific learning disability (Dyslexia). Journal of neuropsychology, 6(20), 101-120.
Delavar, A. (2006). Research Methods in psychology and educational sciences. Tehran: Virayesh Publications.
Deng, M., Ca, D.,  Leung , A. W. S., & Zhou, X. (2021). Executive function and planning features of students with different types of learning difficulties in chinese junior middle school. Learning disability Quarterly, 45(2), 134-143. [DOI:10.1177/0731948720929006]
Dionne-Dostie, E., Paquette, N., Lassonde, M., & Gallagher, A. (2015). Multisensory integration and child neurodevelopment. Brain sciences, 5(1), 32-57. [DOI: 10.3390/brainsci5010032]
Ensafi, E., Atadokht, A., Mikaeeli, N., Narimani, M., & Rostami, R. (2018). The effectiveness of cathodal transcranial direct current stimulation in patients with obsessive - compulsive disorder. Journal of psychological science, 18(73), 121-131.  http://dorl.net/dor/20.1001.1.17357462.1398.18.73.8.3
Estaki, M. (2008). Symptoms of sensory integration disorder. Journal of Baztab-e-Danesh, 11, 40-50. https://sid.ir/paper/472792/fa
Farahbod, M., Hadavandkhani, F., & Mahshidi, Sh. (2017). Teacher's Guide: Enhancing sensorimotor skills. Tehran: Offset Press.
Fehring, D., Illipparampil, R., Acevedo, N., Jaberzadeh, Sh., B. Fitzgerald, P., & A. Mansouri, F. (2019). Interaction of task-related learning and transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex in modulating executive functions. Neuropsychologia, 131, 148-159. [DOI.org/10.1016/j.neuropsychologia.2019.05.011]
Ferguson, G. D., Jelsma, D., Jelsma, J., & Smits-Engelsman, B. C. M. (2013). The efficacy of two task-orientated interventions for children with developmental coordination disorder: Neuromotor task training and nintendo wii fit training. Research in developmental disabilities, 34(9), 2449-2461.
Firouzi, S., Abdolmaali Alhosseini, K. H., Talepasand, S., & Nokani, M. (2021). Comparison of the effectiveness of computer-assisted cognitive rehabilitation, sensory integration, and the combination of these two methods on improving the cognitive flexibility of students with a specific learning disorder. Empowering Exceptional Children, 12(3), 85-98. [DOI: 10.22034/CECIRANJ.2021.264857.1515]
Firat, T., & Bildiren, A. (2023). Developmental characteristics of children with learning disabilities aged 0–6 based on parental observations. Current Psychology. [DOI:10.1007/s12144-023-04526-z]
Flöel, A., Suttorp, W., Kohl, O., Kürten, J., Lohmann, H., Breitenstein, C., et al. (2012). Non-invasive brain stimulation improves object-location learning in the elderly. Neurobiology Aging. 33(8), 1682-9. [DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2011.05.007]
Ghasemi toos, M., Soltani koohbanani, S., & Kareshki, H., & Tartar, F. (2020). Comparing cognitive flexibility, problem-solving, verbal fluency, working memory, reasoning, and response inhibition in female students with dyscalculia and healthy students. Journal of Disability Studies, 10(1), 1-6. https://profdoc.um.ac.ir/paper-abstract-1073764.html
Gkora, V., & Karabatzaki, Z. (2023). Motivation in learning disabilities and the impact of ICTs. TechHub Journal, 3, 14-26. http://www.techhubresearch.com/index.php/journal/article/view/79
Green, P. E., Loftus, A., & Anderson, R. A. (2020). Protocol for transcranial direct current stimulation for obsessive-compulsive disorder. Brain Sciences, 10(12), 1008-1017. [DOI: 10.3390/brainsci10121008]
Harland, A., Swarbrick, C., & Haines, D. (2017). The impact of sensory integration groups on the participation of children and young people with learning disabilities: perceptions of therapists and teaching staff. Brighton Journal of Research in Health Sciences, 3(1), 1- 10. https://blogs.brighton.ac.uk/bjrhs/2017/06/21/
Hosseini, M., Sharifi, M., Ataei, R., & Alaei, H. (2007). The Effect of physical activity on spontaneous electroencephalographic activity in rat. Journal of Kerman University of Medical Sciences, 13(4), 215-222. https://www.sid.ir/fA/Journal/ViewPaper.aspx?id=52794
Huhdanpää, H., Klenberg, L., Westerinen, H., Bergman, P. H., & Aronen, E. T. (2018). Impairments of executive function in young children referred to child psychiatric outpatient clinic. Clinical child psychology and psychiatry. 24(1), 95–111. [DOI: 10.1177/1359104518786537]
Ishihara, T., Miyazaki, A., Tanaka, H., Fujii, T. & Takahashi, M., et al. (2021).  Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure. NeuroImage, 237, 118-196. [DOI.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118196]
Karimi, M., Bagheri, N., Hasani abharian, P., & Saberi, H. (2022). Comparison of the effectiveness of interventions based on neural feedback and transcranial electrical stimulation with direct current on attention and response inhibition of students. Medical Journal of Mashhad of University of Medical Sciences, 65(3), 1055-1065.
Kaspar, V. (2013). Mental health of Aboriginal children and adolescents in violent school environments: Protective mediators of violence and psychological/nervous disorders. Social Science & Medicine, 81, 70-78. [DOI: 10.1016/j.socscimed.2012.12.011]
Mailloux, Z., Parham, L. D., Roley, S. S., Ruzzano, L., & Schaaf, R. C. (2018). Introduction to the Evaluation in Ayres Sensory Integration (EASI). The American Journal of Occupational Therapy. 72(1), 1–7. [DOI: 10.5014/ajot.2018.028241]
Mondejar,T., Hervas, R., Johnson, E., Gutierrez, C., & Latorre, J. M. (2016). Correlation between videogame mechanics and executive functions through EEG analysis. Journal of Biomedical Informatics, 63, 131–140. https://doi.org/10.1016/j.jbi.2016.08.006.
Nin, V., Delgado, H., Muniz-Terrera, G., & Carboni, A. (2022). Partial agreement between task and BRIEF-P-based EF measures depends on school socioeconomic status. Developmental Science, 25(5).
Ortega, L. A., Tracy, B. A., Gould, T. J., & Parikh, V. (2013). Effects of chronic low-and high-dose nicotine on cognitive flexibility in C57BL/6J mice. Behavioural brain research, 238, 134-145.
Papanastasiou, F. (2017). Executive functions and their role in learning disabilities. Journal of Psychology and Brain Studies, 1(3), 1-7.
Pirkhaefi, A., & Akbarvand, T. (2015). The Effectiveness of nouropsychological rehabilitation pattern of nerve sensory integration on improving executive functions of children with attention deficit hyperactivity disorder. Journal of Neuropsychology, 1(1), 26-40. https://clpsy.journals.pnu.ac.ir/article_2418.html
Qamari Givi, H., Nader, M., & Dehghani, F. (2014). Investigating the effectiveness of cognitive rehabilitation in restoring the executive. functions of obsessive-compulsive patients. Quarterly of Clinical Psychology Studies, 4(16), 101-128. https://www.magiran.com/paper/1345569
Robati Firoozechi, Z., Mashhadi, A., & Bigdeli, I. (2023). The comparison of sluggish cognitive tempo, processing speed, and executive functions in female children with specific learning disabilities and typically developing female children: A pilot study. Applied Neuropsychology: Child, 12(1), 1-8.
Shahmohammadi Kaleybar, M., Bafandeh, H., Yousefi, R., & Rahbaran, R. (1398). Effect of Transcranial Direct Current Stmulation on the Response Inhibition in Patient with Obsessive Compulsive Disorder. The Neuroscience Journal of Shefaye Khatam, 7(2), 1-12. [DOI: 10.29252/shefa.7.2.1]
SoltaniKouhbanani, S., Alizadeh, H., Hashemi, J., Sarami, GH., & SoltaniKouhbanani., S. (2013). The Effectiveness of computer-aided working memory training on improvement of executive functions and math performances in students with mathematics disorder. Psychology of Exceptional Individuals, 3(11), 1-20. [DOI.org/10.22054/jep.2013.6051]
Vatankhah, M. D., Kafi, M., Abolghasemi, A., & Shakerni, I. (2021). The effectiveness of mindfulness-based cognitive therapy with interaction of body mass index on weight control, executive functions and emotion regulation in adolescent students. Journal of school psychology, 10(2), 204-213. [DOI: 10.22098/jsp.2021.1229]
 
Westendorp, M., Hartman, E., Houwen, S., Huijgen, B. C. H., Smith, J. & Visscher, C. (2014). A longitudinal study on gross motor development in children with learning disorders. Research in Developmental Disabilities, 35(2), 357-363. [DOI.org/10.1016/j.ridd.2013.11.018]
Zarenezhad, S., Soltanikouhbanani, S., & Karshki, H. (2019). The Effectiveness of self-regulatory learning strategies on working memory and inhibiting the response of dyslexic students. Journal of Neuropsychology, 5(18), 109-130. [DOI.org/10.30473/clpsy.2019.44880.1409]
Zelazo, P. D., & Carlson, S. M. (2020). The neurodevelopment of executive function skills: Implications for academic achievement gaps. Psychology & Neuroscience, 13(3), 273–298. [DOI.org/10.1037/pne0000208]