一种针对技术相关日常功能性技能的计算机化功能技能评估与培训项目

摘要

本训练方案采用计算机化培训来教授与技术相关的日常功能性技能。这些技能包括财务技能、出行与交通，以及药物管理。

摘要

如今，许多功能性技能都基于技术，因此开发基于技术的培训项目具有广泛的重要性。本文介绍了一种计算机化的功能性技能培训项目，并在一半参与者中联合使用了一款市售的认知训练（CCT）项目。

纳入60岁及以上的非认知障碍老年人（NC，n=45）以及年龄相近的轻度认知障碍个体（MCI，n=50），随机分配接受为期12周、每周两次的计算机化功能性技能训练（CFST），或接受每周两次、在CCT与CFST之间分配的训练。训练的技能包括使用自动取款机（ATM）、网上银行、售票机、电话和网络处方续药、药物管理以及网络购物。与以往的功能能力评估类似，我们重点关注每项模拟任务的完成时间。

51名参与者完成了训练计划，其中部分参与者通过掌握全部6项任务（34人）完成计划，其余参与者完成了为期12周的训练。另有44名参与者完成了4次或以上的训练课程，因此也对其截至最后一次训练课程的进步情况进行了分析。两组参与者在全部6项测试中的完成时间从基线评估到最终训练课程均有显著改善（所有p<0.001，任务完成时间平均改善45%）。此外，在从基线到训练结束期间，轻度认知障碍（MCI）组与正常认知（NC）组在6项测试中的改善程度无显著差异（所有t<1.66，所有p>0.12）。最后，在各项百分比变化评分指标上，联合进行认知训练（CCT）加认知灵活性训练（CFST）的效果与单独进行认知灵活性训练（CSFT）相比无显著差异（所有t<1.64，所有p>0.11）。

正常对照组和轻度认知障碍组均表现出显著的性能提升。补充认知训练技术（CCT）后，仅需一半的训练次数即可获得相似的功能改善。即使未补充CCT，正常对照组参与者也能相对较快地完成训练；而轻度认知障碍组参与者虽然需要更多训练，但最终学习效果相当。这些结果表明，即使存在记忆障碍，通过训练仍可高效地习得功能性技能。

引言

如今，许多功能性任务都通过技术手段完成，包括银行业务及其他财务管理任务、出行与交通事务，以及医疗健康管理。对于老年人而言，由于其一生中接触技术的机会可能较为有限，日常使用技术所面临的挑战被进一步放大。基于技术的任务也可能在认知上具有较高要求。老年人以及存在其他困难的人群，例如患有严重精神疾病^1,2或认知功能缺陷者，可能缺乏足够的经济或认知资源来使用复杂的技术设备。这些个体在应对当今数字化世界时存在困难，这对其独立生活能力构成了威胁。

我们之前的研究表明，许多健康的老年人在高效执行日常功能性任务方面也存在困难³。此外，轻度认知障碍患者在执行这些任务时面临相对更大的挑战⁴。我们的研究发现，在健康老龄化⁴、严重精神疾病⁵以及轻度认知障碍人群中的基本认知能力，始终与执行日常功能性任务的真实模拟能力呈正相关。因此，认知能力是人们最初使用技术执行和学习功能性任务能力的限制因素。这一问题因许多此类任务（例如使用ATM）被认为属于"即到即用型任务"或直观且无需培训即可完成的任务而进一步加剧。

目前，针对与技术相关的日常功能性操作技能的培训尚未得到系统性的开展。诸如iPhone、平板电脑和计算机等新技术产品，通常在没有任何使用说明的情况下就被提供给使用者。用于指导网站操作的说明也普遍缺乏。例如，纽约大都会交通局（MTA）的网站除了提供如何为Metrocard充值的说明外，没有关于如何使用其自助售票机的其他操作指南。

认知功能的逐渐下降在某些人群中可以通过计算机化认知训练（CCT）得到部分改善。近期数据显示，健康的老年人⁶和轻度认知障碍（MCI）患者⁷在接受针对特定认知能力的CCT后，均可在相应认知功能上取得提升。因此，可以预期CCT也有助于改善功能性任务的执行能力。然而，尽管在老年个体和MCI人群中CCT的效果已被广泛报道，但这种训练并未伴随新功能性技能掌握能力的自发性提高。虽然通过CCT可以改善先前已掌握的技能（如驾驶能力）⁸，但在各类人群中均无证据表明仅靠CCT就足以促进新功能性技能的获得。

已有研究表明，认知训练（CCT）至少在有限的一组训练方案中，对预防痴呆的发生具有保护作用。例如，ACTIVE 试验显示，计算机化的速度训练与认知功能的持续改善相关，这种改善在10年随访时仍可检测到⁹。随后的一项随访研究还报告，在10年期间，与所有原因相关的痴呆发生率降低了30%¹⁰。因此，由于某些类型的CCT似乎能为老年人带来认知益处，将CCT与计算机化的功能性技能训练相结合，应能促进功能性技能的提升。

因此，本研究项目包含了一套生态效度较高的功能性技能任务的开发，这些任务通常需要借助某种技术手段完成，例如通过互联网、电话，或在自动取款机（ATM）等设备上进行现场操作。这些任务列于表1中，均为独立生活所必需的重要技能。在本项目中，参与者首先以固定难度、非训练形式完成这些任务。每项任务包含多个不同难度等级的子任务，其功能性要求的复杂程度逐级变化。在完成6项固定难度的任务后，所有参与者将接受计算机化功能性技能训练（Computerized Functional Skills Training, CFST）模拟训练。这些模拟训练会向参与者提供直接的操作反馈，示例反馈见表2。该过程不涉及人工培训者，也不由人工提供反馈。当参与者在某个子任务中出错时，系统将提供逐级递增的纠错信息反馈。例如，在ATM任务中，若个体首次输入密码时出错，系统将提供基础的纠正信息；若第二次重复相同错误，则系统将提供更详细的纠正信息。

出现4次错误后，任务将进入下一个训练步骤。然而，当参与者稍后返回继续训练时，该步骤将重新训练，直至通过为止。每个训练模块均需完整执行，参与者需连续两次无错误地完成整个任务，方可视为完成训练并毕业。

本研究包括两组受试者：（1）认知功能正常（CN）的健康老年人，以及（2）身体健康但患有轻度认知障碍（MCI）的老年人。认知功能正常（CN）的定义为蒙特利尔认知评估（MOCA）¹¹ 得分在26分及以上，且无认知功能方面的主诉。轻度认知障碍（MCI）的诊断基于系统性评估，包括MOCA评分、主观认知主诉评估以及结构化神经心理学评估。若受试者的认知表现提示其认知损害程度超过MCI，则被排除入组。训练在Windows计算机上进行，尽管该软件也可部署于iOS系统。每名督导人员负责监督约6名受训者，训练过程由督导人员现场监督完成。

本研究的目的是确定：（1）基于计算机的功能性技能训练（CFST）对健康老年人是否有效，有效性以基于计算机的功能性技能表现的改善为定义；（2）对于轻度认知障碍（MCI）个体与无认知损伤个体，功能性技能训练的相对有效性；以及（3）联合提供认知增强训练（CCT）是否能够增强CFST的效果，以及MCI个体与正常对照（NC）个体之间是否存在差异性效应。

方案

该研究是一项随机对照试验，其中一半的研究参与者（按认知状态分层）以1比1的比例被随机分配，接受来自Posit Science Brain HQ训练软件的“双决策”任务的计算机化认知训练（CCT），并联合CFST训练；另一组则仅接受CFST训练。本研究已通过迈阿密大学机构审查委员会的审查和批准，所有参与者均签署了知情同意书。

1. 准备

1. 获得书面知情同意书。
2. 使用蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment, MOCA）¹¹对受试者进行筛查。
   1. 让受试者按顺序连接数字和字母。
   2. 向受试者展示3张动物图片，并要求其说出动物名称。
   3. 朗读3个言语学习词汇，并让受试者回忆这些词汇。
3. 使用简明认知评估的平板电脑版本进行基线认知评估（图1）¹²。在平板应用程序中完成所有子测试，包括言语学习与记忆、数字排序、令牌运动任务、符号编码、言语流畅性测试以及伦敦塔任务。
   1. 在应用程序中呈现评估的总体说明。
   2. 呈现符号编码任务的说明。
   3. 让受试者进行编码练习。
   4. 观察受试者完成编码任务15秒。
   5. 呈现伦敦塔任务的说明。
   6. 让受试者完成练习项目。
   7. 观察受试者解决第一个测试项目。
4. 以固定难度格式对受试者进行6项不同功能任务的评估（图2）。
   注意：在固定难度评估过程中不提供训练；若受试者出现错误，仅重复说明。当受试者完成一项任务后，进入下一项任务。当所有任务完成后，开始训练。各项任务的代表性任务要求如下。

2. 固定难度与训练模拟的任务要求

1. 启动购票任务。
   1. 选择购买新票。
   2. 选择购买单次乘车票。
   3. 查询交通卡余额。
   4. 向交通卡充值 60.00 美元。
2. 启动电话续药任务。
   1. 拨打药店电话号码。
   2. 输入处方编号。
   3. 选择取药时间。
3. 启动自动取款机银行任务。
   1. 输入 PIN 码以开始会话。
   2. 查询支票账户余额。
   3. 从支票账户提取 180.00 美元。
4. 启动药品标签理解任务。
   1. 选择正确的每日服药时间。
   2. 正确识别每天应服用的药片数量。
   3. 启动药品分装子任务。
   4. 整理一天所需的全部药品。
5. 启动网上银行任务。
   1. 输入用户 ID 和密码。
   2. 查询支票账户余额。
   3. 从储蓄账户向支票账户转账 15.00 美元。
6. 启动在线处方续药与网购任务。
   1. 输入用户 ID 和密码。
   2. 通过选择正确的城市（迈阿密）、街道（Micapony）和汽车颜色（蓝色）来验证身份。
   3. 选择 Prinivil 且不使用通用等效药物。
   4. 选择正确的取药日期和时间。

3. 固定难度评估后的训练

1. 仅进行 CFST 训练的条件
   1. 向参与者解释训练任务，说明将进行全部 6 项任务的训练。
   2. 启动 ATM 银行业务任务。
   3. 输入 PIN 码。
   4. 选择交易类型（查询支票账户余额）。
   5. 演示程序在出现错误时提供反馈的过程。
   6. 依次呈现 4 个错误，以展示反馈流程。
2. CCT 与 CFST 联合训练条件
   注意：CFST 的训练内容与单独进行 CFST 时相同，但仅持续 30 分钟。Brain HQ DoubleDecision 是联合训练条件中使用的计算机化认知训练任务。图 3 展示了 Double-Decision 任务。
   1. 解释计算机化认知训练以及技能训练的流程。
   2. 启动 Brain HQ Double Decision 任务。
   3. 完成练习项目。
   4. 完成正式测试项目。
   5. 将此过程可视化约 30 秒。

4. 训练后评估

注意：在完成全部六个训练任务或24个训练阶段后，参与者需完成一次后测。接下来的部分应以口头描述的形式介绍训练后的评估内容

1. 让参与者完成所有六项训练任务的不同版本。需告知参与者任务形式相同，但内容要求不同。
2. 让参与者再次完成 BAC App 评估。

结果

患者流程见表3。首位受试者于2018年7月14日进行筛选。纳入的受试者包括78名女性和76名男性，其中53人（33%）为拉丁裔，52人（33%）为非裔美国人。各民族群体的平均教育水平相似，平均为15年。然而，也有部分正在接受训练的受试者教育年限少于8年。共有131例完成入组资格评估，其中16例因可能患有痴呆被排除，4例因运动或视力问题被排除。在121例随机分组的受试者中，46%（n=56）为健康对照（HC），54%（n=65）被诊断为轻度认知障碍（MCI），每组中各有50%的受试者被随机分配至仅接受CFST训练。51例完成了训练，其中34例顺利毕业，即在30项独立子任务中连续两次达到完美表现。目前仍有44例正在接受训练，15例等待开始训练。任何训练后的脱落率为9%。健康对照组的平均MOCA评分为28.38（SD=1.70），MCI组的平均MOCA评分为22.68（SD=3.02）。

图4展示了完成训练的受试者的训练结果，图5展示了所有接受训练的受试者的训练结果。这些数据以完成时间表示，尽管还收集了其他多个因变量。配对t检验发现，在完成者中，全部6项测试的完成时间从基线评估到最终训练评估均显著改善（所有 t>8.16，所有 p<.001）。此外，NC和MCI样本在各项模拟任务中的改善程度无差异，以从基线到训练结束的改善百分比为指标，所有 t<1.66，所有 p>.12。最后，在任何一项百分比变化得分指标上，联合CCT与CFSAT组与单独CFSAT组之间均无显著差异：所有 t<1.44，所有 p>.16。CCT的补充使CFSAT在仅需一半数量的CFSAT训练次数下即获得相似的提升效果，且该改善在MCI组和NC组的两种条件下均保持一致。MCI组与NC组之间、以及仅技能训练组与联合干预组之间，六项测试的所有t检验结果见表4。两组受试者在评估任务的不同版本上均表现出显著的绩效提升。重要的是，仅接受技能训练的NC受试者平均每个模块仅需6次训练即可达到熟练水平。被随机分配至CCT与CFSAT组的受试者平均在CCT上训练了11天，每位受试者平均完成了50个等级。

图1：BAC 应用程序中显示的代表性刺激示例，包括伦敦塔和符号编码子测试。 请点击此处查看该图的放大版本。

图 2：6 项 CFST 训练任务。 这些测试包括购票、自动取款机操作与网上银行、电话及互联网处方续药与购物，以及药物管理 请点击此处查看此图的放大版本。

图3：Brain HQ 双重决策任务刺激图。 请点击此处查看此图的放大版本。

图4：完成训练的个体从基线到训练结束的进步情况。 图中显示了在首次评估、最后一次训练会话以及模拟任务的替代形式中，完成6项训练任务所需的时间变化。 请点击此处查看该图的放大版本。

图5：NC和MCI完成者以及仍在接受训练的个案在每次训练环节中的百分比改善。 此图展示了每次完成的训练环节中，从基线到最近一次训练在完成时间上的提升占总基线的比例。请点击此处查看此图的放大版本。

ATM 银行业务

网上银行业务

使用自助服务机购票

药物管理与日常事务规划

用于处方续药的交互式电话语音菜单

在线处方续药与网上购物

表1：计算机化功能性技能训练（CFST）任务

错误 1 重复指令：	您的密码是 1234。请输入您的密码
错误 2 指导：	您的密码是 1234。请使用小键盘输入您的密码
错误 3 指示：	您的密码是 1234。依次输入 1，然后 2，然后 3，然后 4
错误 4 演示	四个按键依次亮起，参与者被指示在按键亮起时触摸它们。

表2：错误反馈。

临床试验中的受试者流程（2018年7月至今）
完成筛选并签署知情同意书	154
不符合入选标准	20
基线评估前退出	4
未完成基线评估	9
完成基线评估	121
完成培训	51	42%
正在接受培训	44	36%
等待开始培训	15	12%
培训后退出	11	9%

表3：临床试验的CONSORT流程图。

自动取款机银行操作				t	p
	健康对照组 vs. 轻度认知障碍组			0.98	0.33
	仅技能训练 vs. 综合训练			0.86	0.4
药物管理
	健康对照组 vs. 轻度认知障碍组			0.57	0.57
	仅技能训练 vs. 综合训练			0.91	0.37
在线银行操作
	正常对照组 vs. 轻度认知障碍组			1.66	0.12
	仅技能训练 vs. 综合训练			0.56	0.96
处方药续药
	正常对照组 vs. 轻度认知障碍组			0.21	0.84
	仅技能训练 vs. 综合训练			1.44	0.16
购票任务
	正常对照组 vs. 轻度认知障碍组			1.25	0.22
	仅技能训练 vs. 综合训练			0.25	0.81
在线处方续药与购物
	正常对照组 vs. 轻度认知障碍组			1.55	0.19
	仅技能训练 vs. 综合训练			0.16	0.87

表4：MCI与NC训练效果以及仅技能训练与联合治疗对比的t检验结果。

讨论

CSFT 训练仅需6次训练即可产生显著且快速的治疗效果，该结果适用于正常对照组（NC）和轻度认知障碍组（MCI）的参与者。两个参与者组在任务表现上均显示出显著改善。在补充 CCT 的情况下，仅需一半次数的 CFST 训练即可获得相似的 CFST 改善效果。重要的是，仅接受技能训练的 NC 参与者平均每个任务仅需6次训练（共可能24次）即可达到完美表现。总结如下：1）两组参与者在所有任务中的表现均有所提升；2）即使未补充 CCT，健康对照组（HC）参与者也能相对较快地完成训练；3）MCI 参与者需要更多的训练次数，但最终学习效果相当。这些发现重复了我们先前在老年精神分裂症患者以及另一组健康对照样本中的研究结果。

最重要的是轻度认知障碍（MCI）参与者在接受计算机化功能性技能训练后训练效果的显著提升。这些病例在情景记忆方面存在明显缺陷，但在6种不同的训练模拟中，其进步程度与认知正常（NC）人群相比具有相同比例的显著提高。既往研究已表明，在MCI及遗忘性障碍中，程序性记忆与言语记忆的学习存在分离现象^13,14。因此，本研究显示，功能性技能可以被相对快速且高效地习得，且脱落率较低。

将计算机化认知训练（CCT）与计算机化技能训练（CFST）相结合，可显著提高技能训练的效率，与单独进行技能训练相比，单位训练 session 的收益提高了一倍。因此，对轻度认知障碍（MCI）个体采用CCT与CFST联合干预可能具有多重益处。首先，CCT可能有助于预防痴呆。技能训练还可能提升患者的独立性，或延缓MCI患者功能的进行性下降。因此，联合训练的潜在益处十分显著，值得在本研究方案中作为重点课题进一步深入探讨。

后续研究将聚焦于现实生活中的功能改善。若能证实此类现实生活中的获益，将有力巩固该训练方案的优势。该方案的实施效率较高，参与者对其所取得的进步普遍表示高度满意。例如，98%以上的参与者表示 "肯定地" 在现实世界中将更有能力完成这6项任务。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
细菌应用程序	Verasci, Inc.	N/A	认知测试软件
计算机化功能技能评估与训练软件	i-Function	N/A	计算机软件