14. Februar 2014
Wir testeten die Usability einer Tablette-Computer-basierte Anwendung (EmoCogMeter) bei der Untersuchung der Auswirkungen des Alters auf die Kognition. Die Ergebnisse zeigen eine altersbedingten kognitiven Abbau, wodurch die Benutzerfreundlichkeit unserer Anwendung beweisen. Die Ergebnisse unterstreichen das große klinische und praktische Potential eines Tablet-basierte Anwendung zur Erfassung und Überwachung der kognitiven Dysfunktion.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Benutzerfreundlichkeit einer tabletbasierten, computerunterstützten Anwendung zur Untersuchung der Auswirkungen des Alters auf kognitive Funktionen über die gesamte Lebensspanne zu überprüfen. Dies wird erreicht, indem zunächst eine Anwendung entwickelt wird, die sieben neuropsychologische Tests zu Lernen und Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Konzentration, exekutiven Funktionen sowie Verarbeitungsgeschwindigkeit enthält. Der zweite Schritt des Verfahrens besteht darin, eine große Stichprobe von Probanden mit einem breiten Altersspektrum zu rekrutieren. Anschließend werden die Probanden eingeladen und die neuropsychologischen Tests mithilfe der tabletbasierten Anwendung durchgeführt.
Der letzte Schritt besteht darin, die Ergebnisse zu analysieren und die Auswirkungen des Alters auf die kognitive Leistung zu bewerten. Letztendlich dient der emo cog meter dazu nachzuweisen, dass eine auf Tablet-Computern basierende Anwendung ein großes klinisches und praktisches Potenzial für die Erkennung und Überwachung kognitiver Dysfunktionen besitzt. Der Hauptvorteil der iPad-Anwendung im Vergleich zu bestehenden Methoden wie Stift-und-Papier-Tests oder computerbasierten Tests an Arbeitsstationen liegt darin, dass die App keinerlei vorherige Computerkenntnisse erfordert und insbesondere bei allen Probanden die Motivation sowie die Testbeachtung erhöht, bevor die hier beschriebenen Assessments durchgeführt werden.
Zunächst ist die Genehmigung durch die zuständende Überprüfungskommission der Institution sowie die schriftliche, informierte Einwilligung der zu untersuchenden Versuchsperson einzuholen. Anschließend wird die Versuchsperson mit dem Tablet und dem Ablauf der hier durchzuführenden Tests vertraut gemacht. Es kommt die Anwendung „emo cogni“ zum Einsatz, eine auf dem iPad basierende Applikation, die sieben neuropsychologische Tests umfasst, die entwickelt wurden, um kognitive Funktionen in mehreren Bereichen vor jedem Test zu untersuchen.
Eine kurze Einführung und Demonstration wird auf dem Bildschirm angezeigt. Beachten Sie, dass in der hier gezeigten Version die Bewertungen auf Deutsch angezeigt werden. Beachten Sie, dass während der Bewertungen keine mündliche Anweisung oder Rückmeldung durch den Versuchsleiter erfolgen sollte.
Die Teilnehmer sollten ungefähr 25 bis 30 Minuten benötigen, um die in diesem Protokoll beschriebene Testsession abzuschließen. Die erste Beurteilung von Lernen und Gedächtnis ist ein Gedächtnisspann-Test. Bei dieser Aufgabe wird dem Teilnehmer eine Zahlenreihe präsentiert, und er wird angewiesen, die Zahlen unmittelbar danach einzugeben.
Beginnen Sie zunächst mit zwei Ziffern. Wenn der Teilnehmer erfolgreich ist, geben Sie eine längere Zahlenreihe vor. Beenden Sie die Aufgabe nach fünf Minuten oder früher.
Wenn die Versuchsperson neun Ziffern erfolgreich abrufen kann. Das Arbeitsgedächtnis kann ebenfalls mit dieser Aufgabe getestet werden, indem der Teilnehmer Sequenzen positiver, negativer und neutraler Wörter betrachtet und angewiesen wird, zu reagieren, wenn ein Wort identisch mit einem ist, das zwei Durchgänge zuvor präsentiert wurde. Beenden Sie die Arbeitsgedächtnisaufgabe nach fünf Minuten und stellen Sie sicher, dass die Anzahl der korrekten Antworten oder Treffer sowie falsche Antworten und die mittlere Reaktionslatenz erfasst werden.
Um die selektive Aufmerksamkeit zu testen, wenden Sie eine Variante der Stroop-Aufgabe an und fordern Sie die Versuchsperson auf, zu reagieren, wenn der geschriebene Farbname mit der Farbe übereinstimmt, in der er auf dem Bildschirm dargestellt ist. Beenden Sie diese Aufgabe nach drei Minuten und notieren Sie erneut die Anzahl der korrekten Antworten, falschen Antworten, verpassten Antworten sowie die mittlere Reaktionslatenz. Um die aufrechterhaltene Aufmerksamkeit zu testen, verwenden Sie eine Aufgabe, die eine kleine Komponente des Arbeitsgedächtnisses beinhaltet.
Zeigen Sie einen Kreis, der aus kleinen, blauen und gelben Kreisen besteht, wie hier dargestellt, die in einer pseudozufälligen Reihenfolge beleuchtet werden. Weisen Sie in der Mitte des Bildschirms den Probanden an, zu erkennen und zu reagieren, wenn die Abfolge blau, gelb, gelb erscheint, und beenden Sie die Aufgabe nach vier Minuten. Notieren Sie die Anzahl der korrekten, falschen und nicht erkannten Reaktionen. Der Trail Making Test B kann zur Prüfung der exekutiven Funktionen verwendet werden.
Genauer gesagt bewertet diese Aufgabe die Fähigkeit zum Aufgabenwechsel. Weisen Sie die Versuchsperson an, nacheinander und abwechselnd 13 Zahlen und 12 Buchstaben zu verbinden, die auf dem Bildschirm erscheinen. Zeigen Sie die Verbindung nicht an, wenn die Versuchsperson einen Fehler macht, und fahren Sie die Aufgabe nicht fort, bevor die korrekte Verbindung ausgewählt wurde. Beenden Sie die Aufgabe nach 90 Sekunden, falls sie zu diesem Zeitpunkt noch nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, und notieren Sie die gesamte Zeit, die zum Abschluss der Aufgabe benötigt wurde.
Eine weitere Bewertung der exekutiven Funktionen ist die Turm-von-Hanoi-Aufgabe, die Planungsfähigkeit und die Fähigkeit zur Zielerreichung über eine Reihe von Zwischenschritten prüft. Verwenden Sie ein Gerät mit drei Stäben und vier darauf abgestuften, sukzessive kleineren Scheiben. Weisen Sie die Versuchsperson an, den gesamten Scheibenstapel unter Beachtung der folgenden Regeln auf einen anderen Stab zu verschieben.
Eins, es darf jeweils nur eine Scheibe bewegt werden. Zwei: Jeder Zug besteht darin, die oberste Scheibe von einem der Stäbe zu nehmen und sie auf einen anderen Stab zu schieben, wobei sie auf den bereits vorhandenen Scheiben, die sich möglicherweise auf diesem Stab befinden, abgelegt wird. Und drei: Es darf keine Scheibe auf eine kleinere Scheibe gelegt werden. Wenn die Versuchsperson nach vier Minuten das Ziel nicht erreicht hat, wird die zum Lösen der Aufgabe benötigte Zeit sowie die Anzahl der Züge, die zur Lösung erforderlich waren, dokumentiert.
Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit bei Probanden zu beurteilen, verwenden Sie die Symbol-Buchstabe-Modalitäten. Führen Sie diesen Test zur Beurteilung durch. Präsentieren Sie den Probanden neun Buchstaben zusammen mit entsprechenden geometrischen Symbolen im oberen Teil des Bildschirms.
Zeigen Sie außerdem Reihen von Buchstaben im unteren Bereich des Tablet-Bildschirms an. Weisen Sie die Versuchsperson an, das entsprechende Symbol so schnell wie möglich unter jeden der Buchstaben zu verschieben. Erfassen Sie erneut die Anzahl der korrekten Antworten beziehungsweise Treffer, falschen Antworten, nicht gegebener Antworten sowie die mittlere Reaktionslatenz innerhalb der vorgegebenen Zeit von 90 Sekunden. Für die Tests zur Prüfung von Arbeitsgedächtnis, selektiver Aufmerksamkeit und Aufmerksamkeitsdauer kann das Genauigkeitsverhältnis definiert werden als die Anzahl der Treffer minus der Anzahl der falschen Antworten, dividiert durch die Anzahl der Zielreize, multipliziert mit 100.
Die Daten können mithilfe multivariater Varianzanalysen mit den Zwischensubjektfaktoren Alter, Gruppe und Geschlecht ausgewertet werden. Gegebenenfalls sollten Greenhouse-Geisser-Korrekturen angewendet werden. Wenn die multivariaten Analysen signifikante Haupt- oder Wechselwirkungseffekte ergeben, können anschließend weitere statistische Analysen durchgeführt werden.
Bei Verwendung von T-Test-Vergleichen für den Ziffernspann-Test zeigte sich ein signifikanter altersbedingter Haupteffekt mit geringerem Ziffernspann bei älteren im Vergleich zu jüngeren sowie zu mittelalten Probanden hinsichtlich des Arbeitsgedächtnisses. Es ergab sich ein signifikanter altersbedingter Haupteffekt auf die Genauigkeit, wobei die Genauigkeit bei älteren Probanden signifikant niedriger war als bei jüngeren sowie bei mittelalten Probanden. Unabhängig von der Stimulusvalenz zeigten post-hoc-T-Tests bei Frauen einen kontinuierlichen Anstieg der Reaktionszeiten über die Lebensspanne, während bei Männern die Reaktionszeiten bei mittelalten Probanden signifikant länger waren als bei jüngeren sowie bei älteren Probanden im Vergleich zu mittelalten Probanden.
Probanden mittleren Alters wiesen kürzere Reaktionszeiten auf als junge und auch als ältere Probanden. Die Analyse der selektiven Aufmerksamkeit zeigte, dass das Alter einen signifikanten Haupteffekt auf die Genauigkeit mit einem Rückgang zwischen mittlerem und fortgeschrittenem Alter sowie auf die dauerhafte Aufmerksamkeit hatte. Es gab einen Haupteffekt des Alters auf die Genauigkeit mit einem kontinuierlichen Rückgang vom jungen über das mittlere bis ins hohe Alter.
Bei der Prüfung zur Durchführung von Test B zeigte die Inova einen signifikanten Haupteffekt des Alters auf die zur Aufgabenbearbeitung benötigte Zeit, die kontinuierlich über die Lebensspanne anstieg. Die Tower-of-Hanoi-Tests wiesen auf einen Haupteffekt des Alters auf die zur Lösung der Aufgabe benötigte Zeit hin. Post-hoc-T-Tests zeigten, dass die Lösungszeit über die Lebensspanne kontinuierlich anstieg.
Schließlich zeigte der Alterseffekt im Test zur Verarbeitungsgeschwindigkeit in der Symbol-Buchstaben-Modalität einen signifikanten Haupteffekt auf die Anzahl der korrekt mit geometrischen Formen gepaarten Buchstaben, die im Laufe des Lebens kontinuierlich abnahm. Sobald diese Technik beherrscht ist, kann sie in 25 Minuten durchgeführt werden, wenn sie ordnungsgemäß angewendet wird.
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Diese Studie untersucht die Nutzbarkeit einer tablettencomputerbasierten Anwendung, EmoCogMeter, zur Beurteilung der Auswirkungen des Alters auf kognitive Funktionen. Die Ergebnisse deuten auf einen altersbedingten kognitiven Rückgang hin und unterstreichen das Potenzial der Anwendung für den klinischen Einsatz bei der Überwachung kognitiver Dysfunktionen.
Tablet-basierte Plattformen zur kognitiven Testung wie EmoCogMeter tragen dem Bedarf an skalierbaren und zugänglichen Werkzeugen zur Beurteilung altersbedingter kognitiver Veränderungen in unterschiedlichen Bevölkerungsgruppen Rechnung. Indem sie Hindernisse wie mangelnde Computererfahrung beseitigen und die Testdurchführung für Nutzer vereinfachen, verbessern diese Systeme die Datenqualität und die Übertragbarkeit der Ergebnisse in der neuropsychologischen Forschung. Dies unterstützt Strategien zur Früherkennung sowie die langfristige Überwachung im Rahmen präklinischer und klinischer Neurowissenschaftsprogramme, die auf kognitiven Abbau abzielen.
EmoCogMeter fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung bis hin zur präklinischen Wirksamkeitsprüfung ein und schafft eine Brücke zwischen molekularen Befunden und funktionellen kognitiven Ergebnissen.