Descripció projecte

    Descripció general

    La infància és un període fonamental per la maduració del cervell i el desenvolupament mental. En ell intervenen múltiples factors. Diversos estudis realitzats en animals han generat la hipòtesi que les partícules ultrafines en l’aire de les ciutats poden interferir negativament en el desenvolupament. Descobrir el nivell de contaminació a les escoles i comprendre el seu paper en la salut infantil és un dels reptes del nostre temps. Aquest coneixement permetrà crear entorns més saludables i sans als actuals per les futures generacions.


    BREATHE és un projecte adreçat a estudiar l’impacte de la contaminació ambiental en les ciutats sobre el desenvolupament cognitiu dels nens. El projecte es va iniciar l’any 2011 idurant l’any 2012 es van realitzar mesures de la qualitat de l’aire a les escoles i tests neuropsicològics als nens participants. A més, es van administrar uns breus qüestionaris als pares i mestres per recollir informació necessària per poder avaluar l’impacte de la contaminació. També es van recollir mostres de saliva per a fer un estudi genètic i s’han realitzat ressonàncies magnètiques per avaluar els possibles danys estructurals al cervell.


    Objectius

    Descobrir els efectes sobre el desenvolupament neuropsicològic de la contaminació atmosfèrica en escolars.


    Objectius específics:


    • Mesurar els contaminants a l’aire de l’escola.

    • Avaluar l’efecte de la contaminació ambiental en el creixement cognitiu dels nens, la impulsivitat, manca d’atenció i en els trastorns de conducta.

    • Avaluar l’existència de subgrups més susceptibles als efectes de l’aire contaminat (estudi genètic).

    • Avaluar la presència d'efectes estructurals en el cervell degut a la contaminació ambiental mitjançant ressonància magnètica.

    Característiques de l’estudi

    L’estudi es realitza a 36 escoles de Barcelona i 3 de Sant Cugat del Vallés. De cada escola hi participen nens de 2on, 3er i 4rt de primària (2.897 nens en total). Durant l’any 2012 (cursos 2011-12 i 2012-13):


    • Es va mesurar l’aire al pati i en un espai interior durant 2 setmanes per escola (una durant la primera meitat de l’any i l’altra durant la segona meitat de l’any 2012).

    • Es van fer mesures personals de contaminació a dos nens per escola durant 48h.

    • Els tutors corresponents van omplir un qüestionari (de 20 preguntes sobre símptomes d’impulsivitat i manca d’atenció) per cada nen.

    • Els pares van omplir un breu qüestionari sobre importants qüestions com són variables socio-demogràfiques, història clínica, recorreguts per Barcelona i activitat física entre d’altres.

    • Es va avaluar els nens amb proves neuropsicològiques per ordinador 4 vegades durant l’any 2012.

    • Es van agafar mostres de saliva al 95% dels nens. D’aquesta mostra se’n va extreure ADN per fer estudi genètic.

    • Durant l’any 2013-principis 2014 s’han realitzat Ressonàncies Magnètiques a 300 nens i nenes voluntaris de l’estudi.


    Resonancia

    Proves neuropsicològiques

    El nostre equip va avaluar els nens amb proves neuropsicològiques. Es van realitzar per ordinador, i van tenir una durada d’1 hora per classe. Es van repetir 4 vegades durant l'any 2012, amb un interval de dos mesos entre prova i prova. Es van realizar dues proves: l’N-back i l’ANT.



    Biblioteca
    • N-back: És un test que consisteix en recordar si l’estímul que apareix a la pantalla és igual que els N anteriors. És a dir, la N marca quin estímul han de recordar (pot ser l’anterior, el penúltim, o l’avantpenúltim). La prova es realitza per 4 estímuls diferents: colors, números, lletres i paraules. L’objectiu d’aquesta prova és avaluar la capacitat de memòria de treball dels nens. Aquesta funció apareix quan cal mantenir (i treballar) una determinada informació en la nostra ment durant un temps determinat sense necessitat de que sigui apressa a llarg termini. És una capacitat d’alt nivell que té molt a veure amb la capacitat d’atenció i l’aprenentatge.


    • N-back

    • ANT (Attentional Network Task): Aquest test consisteix en indicar la direcció en la qual mira l’estímul central d’una filera d’estímuls (en el nostre cas, decidir quin cantó mira un peix central d’una filera de 5 peixos). Aquesta prova mesura la capacitat de concentració a curt i llarg termini amb el càlcul del temps de reacció dels nens segons diferents paràmetres. En concret, el test mesura la integritat de les 3 xarxes atencionals del cervell. Teòricament, tenim 3 “tipus” d’atencions diferents i que es localitzen en diferents regions anatòmiques del cervell. Tenim una atenció d’alerta/alerting (que ens permet mantenir uns mínims nivells d’activació o arousal per poder executar qualsevol tasca), una atenció d’orientació/orienting (que ens permet dirigir la nostra atenció vers els estímuls desitjats) i una atenció de conflicte/conflict (que ens permet concentrar en allò que és important i desatendre altres aspectes).


    Mesura de la contaminació a les escoles

    A totes les escoles que participen al projecte BREATHE es va mesurar la contaminació a l'exterior de l'escola (al pati) i a l'interior d'una aula de 2on, 3er o 4art (cursos que participen a l'estudi). Es van posar diversos equips per mesurar un ampli ventall de contaminants, a l'interior d'unes caixes de protecció contra la intempèrie i altres possibles danys.


    Durant una setmana (dilluns-divendres) es van mesurar paral·lelament dues escoles i, a cada escola, es mesurava a l'interior i a l'exterior alhora. Així tenim informació de la contaminació interior i exterior de dues escoles a diferents zones de Barcelona. Aquestes mesures es van fer dues vegades durant l’any 2012-principis del 2013 per així tenir dos mesures repetides en estacions diferents (fred calor).




    Contaminants que es van mesurar:

    • Partícules (PM, de les sigles en anglès: Particulate Matter).

      • Es va mesurar en continu (registre cada 10 minuts) la concentració de PM0.2, PM1, PM2.5 i PM10. També es va mesurar en continu el nombre de partícules ultrafines.

      • Es va agafar mostra de partícules (PM0.2, PM1, PM2.5) des de les 9 fins a les 17 h (horari escolar) en un filtre cada dia de dilluns a dijous per després al laboratori mesurar metalls i més endavant hidrocarburs.


      • Accuracy

    • Black Carbon (carboni negre, es genera a la combustió, per això és un traçador del trànsit de vehicles).

    • Nivells de diòxid de nitrogen (gas contaminant, NO2).

    • El soroll en tres punts: a l'interior d'una aula, al pati de l'escola i al carrer al que dóna tant l'aula com el pati.

    Sonòmetre mesurant soroll al carrer:

    Accuracy

    Mesura dels nivells de black carbon (carboni negre). Exemple de dues escoles

    A continuació us mostrem dues gràfiques corresponents a dues escoles que s'han mostrejat durant la mateixa setmana.


    L'Escola A té uns nivells de contaminació molt més baixos que l'Escola B. Però no només observem això, sinó que el que també podem dir només observant aquestes gràfiques és que la contaminació penetra amb molta més facilitat a l'Escola A que a l'Escola B (són escoles mostrejades a l'hivern, les finestres estaven tancades). Si mirem la línea vermella (que són els nivells de contaminació a l'interior d'una aula) veiem com a l'Escola A pràcticament es solapa amb els de l'exterior. És a dir, trobem els mateixos nivells a l'interior de l'escola que a l'exterior.


    En canvi, a l'Escola B, veiem com amb les entrades i sortides dels alumnes també penetra la contaminació a l'interior de l'escola, però els nivells van decreixent a la nit i es mantenen més o menys constants i baixos durant el cap de setmana.



    Accuracy

    Accuracy

    Mesura del número de partícules. Exemple de dues escoles

    A continuació hi ha un exemple del nombre de partícules mesurades en dues escoles.


    A l'Escola C, també es pot observar com hi ha una clara penetració de les partícules, ja que el nombre de particules ultrafines tant a l'interior (indoor) com a l'exterior (outdoor) pràcticament es solapen. Per tant, els nivells de contaminació que hi ha a l'exterior de l'escola, són els mateixos que a l'interior. De fet, això és veu molt clar en la correlació indoor-outdoor. Tot sembla indicar, que el tipus de finestra és un factor decisiu per aconseguir aïllar l'interior de la contaminació exterior. En el cas de l'escola C, les finestres eren de fusta.



    ESCOLA C
    Accuracy


    ESCOLA C
    Accuracy

    En canvi, l'Escola D té unes finestres de PVC, que aconsegueixen un millor aïllament. Això es pot observar tant en la gràfica temporal on els pics de l'exterior (on destaquen un de matinal i un de vespertí, molt típics del trànsit de vehicles) no estan relacionats amb els de l'interior de l'escola (aquests estan relacionats amb les activitats i les entrades i sortides dels alumnes). Si observeu la gràfica entre indoor-outdoor, no hi ha cap tipus de correlació, per tant, els nivells de contaminació de l'exterior no influencien als nivells de l'interior.



    ESCOLA D
    Accuracy


    ESCOLA D
    Accuracy

    Mesura de la exposició personal

    A la segona campanya, paral·lelament a la mesura de la contaminació a l'escola, dos alumnes van portar uns equips a sobre durant 48 hores per tal de tenir una mesura molt més acurada de quina és l'exposició a la contaminació dels infants. De fet, generalment, el moment en que estem exposats a nivells més alts de contaminació és quan estem de viatge.


    Els alumnes van omplir un diari d'activiats, indicant a on es trobaven (escola, casa,...) o si estaven fent un desplaçament.


    Quins equips porten?


    • Un equip per mesurar el Black Carbon.

    • Un GPS per traçar la ruta dels alumnes.

    • Un acceleròmetre. Mesura la activitat física. Quan fem exercici, respirem més sovint i això s'ha de tenir en compte quan es vol calcular l'exposició als contaminants atmosfèrics.

    Els diferents equips els portaven en dues ronyoneres:



    Confidencialitat i aspectes ètics

    Els pares van signar el consentiment ètic per acceptar la participació dels seus fills. Aquest i el full d’informació ha estat aprovat pel Comitè d’Investigació Ètica del Parc de Salut Mar. Tant les dades corresponents a les escoles com als nens es mantindran anònimes. En ambdós casos totes les dades es referiran a un codi que només coneixerà l’escola. Per part dels investigadors en cap cas es desvetllarà el codi de l’escola ni dels nens.