Descripción del proyecto

    Descripción general

    La infancia es un periodo fundamental para la maduración del cerebro y el desarrollo mental. En ella intervienen múltiples factores. Diversos estudios realizados en animales han generado la hipótesis que las partículas ultrafinas en el aire de las ciudades pueden interferir negativamente en el desarrollo. Descubrir el nivel de contaminación de las escuelas y comprender su papel en la salud infantil es uno de los retos de nuestro tiempo. Este conocimiento permitirá crear entornos más saludables y sanos para las futuras generaciones.


    BREATHE es un proyecto dirigido a estudiar el impacto de la contaminación ambiental en las ciudades sobre el desarrollo cognitivo de los niños. El proyecto se inició en el año 2011 y durante el 2012 se realizaron medidas de la calidad del aire en las escuelas y tests neuropsicológicos a los niños participantes. Además, se administraron cuestionarios breves a los padres y profesores para obtener la información necesaria para poder evaluar el impacto de la contaminación. También se recogieron muestras de saliva para realizar un estudio genético y se hicieron resonancias magnéticas para evaluar posibles daños en la estructura del cerebro.


    Objectivos

    Descubrir los efectos sobre el desarrollo neuropsicológico de la contaminación atmosférica en escolares.


    Objectivos específicos:


    • Medir los contaminantes del aire en la escuela.

    • Evaluar el efecto de la contaminación ambiental en el desarrollo cognitivo de los niños, impulsividad, falta de atención y en los trastornos de conducta.

    • Evaluar la existencia de subgrupos más susceptibles a los efectos del aire contaminado.

    • Evaluar la presencia de efectos estructurales en el cerebro debido a la contaminación ambiental mediante resonancia magnética.

    Características del estudio

    El estudio se realiza en 37 escuelas de Barcelona y 3 de Sant Cugat del Vallés. De cada escuela participan los alumnos de 2º, 3º y 4º de primaria (2.897 en total). Durante el año 2012 (cursos 2011-12 y 2012-13):


    • Se midió el aire en el patio y en un espacio interior durante 2 semanas por escuela (una durante la primera mitad de año y otra durante la segunda mitad del año 2012).

    • Se hicieron medidas personales de contaminación a dos niños por esculea durante 48h.

    • Los tutores correspondientes rellenaron un cuestionario (de 20 preguntas sobre síntomas de impulsividad y falta de atención) para cada niño

    • Los padres completaron un breve cuestionario sobre importantes cuestiones como son variables sociodemográficas, historia clínica, recorridos por Barcelona y actividad física entre otras.

    • Se evaluó a los niños mediantes pruebas neuropsicológicas por ordenador 4 veces durante el 2012.

    • Se recogieron muestras de saliva en el 95% de los niños. Se extrajo el ADN de estas muestras para realizar un estudio genético.

    • Durante el año 2013-principios 2014 se realizaron resonancias magnéticas a 300 niños y niñas voluntarios del estudio.


    Resonancia

    Pruebas neuropsicológicas

    Nuestro equipo evaluó a los niños mediantes pruebas neuropsicológicas. Se realizaron con ordenador y tuvieron una duración aproximada de 1 hora de clase. Se repetieron 4 veces durante el año 2012, con un intervalo de 2 meses entre prueba y prueba. Se realizaron dos pruebas: el N-back y el ANT



    Biblioteca
    • N-back: es un test que consiste en recordar si el estímulo que aparece en la pantalla es igual que los N anteriores. Es decir, la N marca cuál estímulo han de recordar (puede ser el anterior, el penúltimo, o el antepenúltimo). La prueba se realiza para 4 estímulos diferentes: colores, números, letras y palabras. El objetivo de esta prueba es evaluar la capacidad de memoria de trabajo de los niños. Esta función aparece cuando es necesario mantener (y trabajar) una determinada información en nuestra mente durante un tiempo determinado sin necesidad de que sea aprendida a largo plazo. Es una capacidad de alto nivel que tiene mucho que ver con la capacidad de atención y aprendizaje.


    • N-back

    • ANT (Attentional Network Task): Este test consiste en indicar la dirección hacia la cual mira el estímulo central de una fila de 5 estímulos (en nuestro caso, decidir hacia qué lado mira un pez central de una fila de 5 peces). Esta prueba mide la capacidad de concentración a corto y largo plazo mediante el cálculo de los tiempos de reacción siguiendo diferentes parámetros. En concreto, el test mide la integridad de las 3 redes atencionales del cerebro. Teóricamente, tenemos 3 “tipos” de atenciones diferentes que se localizan en diferetes regiones anatómicas del cerebro. Tenemos una atención de alerta/alerting (que nos permite mantener unos mínimos niveles de activación o arousal para poder ejecutar cualquier tarea), una atención de orientación/orienting (que nos permite dirigir nuestra atención hacia los estímulos deseados) y una atención de conflicto/conflict (que nos permite concentrar en aquello que es desado y desatender otros aspectos).


    Medición de la contaminación en las escuelas

    En todas las escuelas que participan en el proyecto BREATHE se midió la contaminación en el exterior de la escuela (en el patio) y en el interior de una aula de 2º 3º o 4º (cursos que participan en el estudio). Se utilizaron diversos equipos para medir un amplio abanico de contaminantes, en el interior de unas cajas de protección contra la intemperie y otros posibles daños.

    Durante una semana (lunes-viernes) se midió paralelamente dos escuelas y, en cada escuela, se midió en el interior y en el exterior a la vez. Así se obtuvo información de la contaminación interior y exterior de dos escuelas en diferentes zonas de barcelona en un momento dado. Estas mediciones se hicieron dos veces durante el año 2012-principios del 2013 para así tener dos medidas repetidas en dos estaciones distintas (frío/calor).




    Contaminantes que se midieron

    • Partículas (PM, de las siglas en inglés: Particulate Matter).

      • Se midió en continuo (registro cada 10 minutos) la concentración PM0.2, PM1, PM2.5 y PM10. También se midió en continuo el número de partículas ultrafinas.

      • Se tomó una muestra de las partículas (PM0.2, PM1, PM2.5) desde las 9 hasta las 17 h (horario escolar) en un filtro cada día de lunes a jueves para posteriormente medir metales e hidrocarburos.


      • Accuracy

    • Black Carbon (carbono negro, se genera en la combustión, por eso es un buen marcador del tránsito de los vehículos).

    • Niveles de dióxido de nitrógeno (gas contaminante, NO2).

    • El ruido en tres lugares: en el interior de un aula, en el patio de la escuela y en la calle a la que da tanto el aula como el patio.

    Sonometro midiendo ruido en la calle:

    Accuracy

    Medición de los niveles de black carbon (carbono negro). Ejemplo de dos escuelas

    A continuación os mostramos dos gráficas correspondientes a dos escuelas que han sido mostreadas en la misma semana


    La Ecuela A tiene unos niveles de contaminación mucho más bajos que la Escuela B. Pero no sólo podemos observar esto, sino que también podemos decir es que la contaminación penetra con mayor facilidad en la Escuela A (el muestreo se realizó durante invierno, así que las ventanas estaban cerradas). Si echamos un vistazo a la línea roja (que indica los niveles de contaminación en el interior de un aula) veremos como la en la Escuela A prácticamente se solapa con los niveles en el exterior. Es decir, los niveles de contaminación són casi idénticos en el interior y en el exterior de la escuela.


    Por otro lado, en la Escuela B, podemos ver como con las entradas y salidas de los alumnos también penetra la contaminación al interior de la escuela, pero los niveles van decreciendo durante la noche y se mantienen más o menos constantes y bajos durante el fin de semana.



    Accuracy

    Accuracy

    Medición del número de partículas. Ejemplo de dos escuelas

    A continuación mostramos un ejemplo de la medición del número de partículas en dos escuelas diferentes


    En la Escuela C también se puede observar como hay una clara penetración de las partículas, ya que el número de partículas ultrafinas tanto en el interior (indoor) como en el exterior (outdoor) prácticamente se solapa. Por lo tanto, los niveles de contaminación que hay en el exterior de la escuela son los mismos que en el interior. De hecho, esto se ve muy claramente en la correlación indoor-outdoor. Todo parece indicar que el tipo de ventana juega un papel decisivo a la hora de aislar el interior de la contaminación exterior. En el caso de la Escuela C las ventanas eran de madera.



    ESCOLA C
    Accuracy


    ESCOLA C
    Accuracy

    Por otro lado, la Escuela D tiene ventanas de PVC, con las cuales se consigue un aislamiento mejor. Esto puede ser observado tanto en la gráfica temporal donde los picos del exterior (destacan uno por la mañana y otro por la tarde, ambos típicos del tránsito de vehículos) no están relacionados con aquellos registrados en el interior de la escuela (estos suelen ser consecuencia de las entradas, salidas y otras posibles actividades de los alumnos). Si se observa la gráfica entre indoor-outdoor no hay ningún tipo de correlación y, por lo tanto, podemos concluir que los niveles de contaminación en el exterior no influencian a los niveles en el interior.



    ESCOLA D
    Accuracy


    ESCOLA D
    Accuracy

    Medición de la exposición personal

    En la segunda campaña, paralelamente a la medición de la contaminación en la escuela, dos alumnos llevaban unos equipos encima durante 48 horas para obtener una medición mucho más exacta de la exposición a la contaminación de los niños. De hecho, generalmente, el momento en el que estamos expuestos a los niveles más altos de contaminantes es cuando estamos de viaje.


    Los alumnos debían rellenar un diario de actividades indicando para cada hora donde se encontraban (en casa, en la escuela, ...) o si estaban realizando algún tipo de desplazamiento.


    ¿Qué equipos llevaban?


    • Un equipo para medir el Black Carbon.

    • Un GPS para trazar la ruta que siguen.

    • Un acelerómetro. Mide la actividad física. Cuando hacemos ejercicio respiramos con mayor frecuencia y esto debe ser tenido en cuenta si se quiero calcular con precisión la exposición a los contaminantes atmosféricos.

    Los diferentes equipos iban en dos riñoneras:


    Confidencialidad y aspectos éticos

    Los padres firmaron el documento ético para aceptar la participación de sus hijos en el estudio. Éste y la hoja de información han sido aprobados por el Comité de Investigación Ética del Parc de Salut Mar. Los datos correspondientes tanto a las escuelas como a los niños se mantendrán anónimos. En ambos casos, todos los datos se referirán a un código que sólo conocerá la propia escuela. Por parte de los investigadores en ningún caso se desvelará el código ni de la escuela ni de los niños.