Artykuł metodologiczny

Ocena zmian funkcji poznawczych związanych z wiekiem za pomocą EmoCogMeter, nowatorskiego podejścia opartego na tabletach i komputerach

DOI:

10.3791/50942

⸱

14 lutego 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Cluster of Excellence "Languages of Emotion", Freie Universität Berlin, 2Department of Psychiatry, Campus Benjamin Franklin, Charité Berlin, 3Dahlem Institute for Neuroimaging of Emotion, Freie Universität Berlin, 4Clinic for Affective Disorders and General Psychiatry, Psychiatric University Hospital Zurich

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przetestowaliśmy użyteczność aplikacji opartej na tablecie (EmoCogMeter) w badaniu wpływu wieku na funkcje poznawcze. Wyniki wskazują na związany z wiekiem spadek funkcji poznawczych, co dowodzi użyteczności naszej aplikacji. Wyniki badań podkreślają ogromny potencjał kliniczny i praktyczny aplikacji opartej na tabletach do wykrywania i monitorowania dysfunkcji poznawczych.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Głównym celem tego badania była ocena użyteczności aplikacji opartej na tablecie (EmoCogMeter) w badaniu wpływu wieku na funkcje poznawcze w ciągu życia na próbie 378 zdrowych osób (przedział wiekowy 18-89 lat). Zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami znaleźliśmy związany z wiekiem spadek funkcji poznawczych w szerokim zakresie domen neuropsychologicznych (pamięć, uwaga, funkcje wykonawcze), udowadniając w ten sposób użyteczność naszej aplikacji na tablety. Niezależnie od wcześniejszego doświadczenia z komputerem, badani ze wszystkich grup wiekowych byli w stanie wykonać zadania bez instrukcji lub informacji zwrotnej od eksperymentatora. Zwiększona motywacja i zgodność okazały się korzystne dla wydajności zadań, a tym samym potencjalnie zwiększyły wiarygodność wyników. Nasze obiecujące wyniki podkreślają ogromny potencjał kliniczny i praktyczny aplikacji opartej na tabletach do wykrywania i monitorowania dysfunkcji poznawczych.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Starzenie się człowieka wiąże się ze spadkiem funkcji poznawczych we wszystkich dziedzinach, ale może być szczególnie wyraźne dla funkcji związanych z korą przedczołową i przyśrodkowymi płatami skroniowymi, takich jak pamięć robocza (WM), pamięć epizodyczna i funkcje wykonawcze, (Bäckman et al.1, Brehmer i wsp.2, Shing i wsp.3, Zachód4). W związku z tym badania obrazowe mózgu wykazały, że zmniejszenie objętości jest najbardziej widoczne w obszarach przedczołowych i przyśrodkowo-skroniowych (Raz i wsp.5,6) oraz że zmienione funkcjonowanie w obrębie tych regionów i między nimi może przyczyniać się do zmian poznawczych związanych z wiekiem (Sander i wsp.7, Park i Reuter-Lorenz8). Badania obrazowania molekularnego wskazują, że związane z wiekiem straty dopaminy mogą być silnymi mediatorami upośledzenia wielu zadań poznawczych (Bäckman i wsp.9,10; Erixon-Lindroth i wsp.11, Volkow i wsp.12). Istnieje wiele dowodów na to, że bodźce emocjonalne mogą wzmacniać kompetencje percepcyjne i poznawcze w starszym wieku. Tendencja osób starszych do osiągania lepszych wyników w przypadku bodźców o pozytywnej wartości w odniesieniu do miar uwagi, rozpoznawania i poprawy pamięci emocjonalnej została nazwana efektem pozytywności związanym z wiekiem (Charles i wsp.13, Mather i Knight14, Löckenhoff i Carstensen15, Grühn i wsp.16, Isaacowitz i wsp.17) i może odzwierciedlać różnicę w celach motywacyjnych w miarę zbliżania się końca życia (Carstensen i Löckenhoff18).

Neuropsychologiczne testy funkcji poznawczych są zazwyczaj przeprowadzane za pomocą testów na papierze i ołówku lub testów komputerowych na stacjach roboczych i mogą okazać się trudne podczas testowania starszych osób. Po pierwsze, upośledzone zdolności motoryczne mogą ograniczać korzystanie z testów papierowych i ołówkowych, a po drugie, starsi pacjenci często nie są zaznajomieni z klawiaturami, podkładkami pod mysz lub innymi urządzeniami wejściowymi stosowanymi podczas komputerowych testów neuropsychologicznych. W rezultacie starsi pacjenci często wykazują słabą motywację lub posłuszeństwo podczas testów neuropsychologicznych, co może pogorszyć wydajność i zmniejszyć wiarygodność wyników. Co więcej, testowanie na papierze i ołówku, jak również testowanie komputerowe na stacjach roboczych, wymaga stałej obecności eksperymentatora w celu uzyskania instrukcji i informacji zwrotnych, a także dokumentacji wyników, które są następnie rzadko przenoszone do bazy danych, a zatem dostępne tylko dla bardzo ograniczonej liczby osób. W ten sposób to "konwencjonalne" podejście do testów neuropsychologicznych wiąże znaczne zasoby ludzkie, zwiększa prawdopodobieństwo błędów podczas przesyłania wyników, ogranicza dostęp do danych i spowalnia przepływ pracy.

Naszym celem było przetestowanie aplikacji na tablet do badania kilku dziedzin neuropsychologicznych. Użyliśmy aplikacji na iPada, ponieważ postawiliśmy hipotezę, że tak proste narzędzie może być szybką i skuteczną metodą badania przesiewowego i śledzenia deficytów poznawczych w warunkach klinicznych i ambulatoryjnych. Niezależnie od wieku, badani powinni mieć możliwość wykonywania zadań bez instrukcji lub informacji zwrotnej od eksperymentatora i powinni być w stanie ukończyć testy. Niezależnie od wieku, badani powinni mieć możliwość wykonywania zadań bez instrukcji lub informacji zwrotnej od eksperymentatora. Postawiliśmy hipotezę, że touchpad pozwoli na bardziej intuicyjną obsługę niż inne urządzenia reagujące (np. podkładka pod mysz lub klawiatura), szczególnie dla osób starszych, które nie są zaznajomione z komputerami. Zwiększona zgodność i motywacja do wykonywania zadań może zwiększyć wiarygodność wyników, podczas gdy korzyści dla eksperymentatora powinny obejmować ustandaryzowaną i oszczędzającą czas procedurę testowania, bezpieczny transfer wyników testów do bazy danych oraz ułatwienie przechowywania i analizy danych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Tematy

Zrekrutowaliśmy pięciuset czterdziestu jeden psychicznie i somatycznie zdrowych mężczyzn i kobiet (wiek 44,47± 9,41; zakres 18-89 lat; IQ 113,90±12,73). Wszyscy badani mówili po niemiecku na poziomie native speakera. Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z najnowszą wersją Deklaracji Helsińskiej i zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję Rewizyjną Niemieckiego Towarzystwa Psychologicznego. Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę przed badaniem przesiewowym i otrzymali zwrot kosztów za uczestnictwo.

2. Projekt badania

EmoCogMeter, aplikacja na iPadzie, zawiera 7 testów neuropsychologicznych i została opracowana do badania funkcji poznawczych w kilku dziedzinach. Przed każdym testem na ekranie wyświetlana była krótka instrukcja i demonstracja. Nie było żadnych ustnych instrukcji ani informacji zwrotnych od eksperymentatora. Badani potrzebowali około 25-30 minut, aby ukończyć sesję testową.

  1. Testy neuropsychologiczne
    1. Uczenie się i pamięć
      1. Rozpiętość pamięci
        Przedstaw uczestnikom serię cyfr i poproś, aby natychmiast po tym wprowadzili liczby. Zacznij od 2 cyfr, a jeśli uczestnikom się powiedzie, podaj dłuższą listę liczb.
        1. Zakończ zadanie po 5 minutach lub wcześniej, jeśli badani pomyślnie przypomną sobie 9 cyfr. Zapisz zakres cyfr i łączną liczbę prób wymaganych do osiągnięcia tego poziomu.
      2. Pamięć robocza
        Poproś uczestników, aby przejrzeli sekwencje pozytywnych, negatywnych i neutralnych słów i odpowiedzieli, jeśli słowo jest takie samo jak to, które zostało zaprezentowane w dwóch poprzednich próbach.
        1. Zakończ zadanie po 5 minutach i zapisz liczbę poprawnych odpowiedzi (trafień), fałszywych odpowiedzi oraz średnie opóźnienie odpowiedzi.
    2. Uwaga i koncentracja
      1. Selektywna uwaga
        Zastosuj wariant zadania Stroopa i poproś badanych, aby odpowiedzieli, czy zapisana nazwa koloru odpowiada kolorowi atramentu, w którym została wyświetlona.
        1. Zakończ zadanie po 3 minutach i zapisz liczbę poprawnych odpowiedzi (trafień), fałszywych odpowiedzi, nieodebranych odpowiedzi oraz średnie opóźnienie odpowiedzi.
      2. Ciągła uwaga
        Użyj zadania, które zawiera mały składnik pamięci roboczej. Przedstaw okrąg składający się z małych niebieskich i żółtych kółek, podświetlonych w pseudolosowej kolejności na środku ekranu.
        1. Poinstruuj badanych, aby wykrywali sekwencje niebiesko-żółto-żółte i reagowali na nie. Zakończ zadanie po 4 minutach i zapisz liczbę poprawnych odpowiedzi (trafień), fałszywych odpowiedzi i nieodebranych odpowiedzi.
    3. Funkcje wykonawcze
      1. Test tworzenia szlaków B
        Przełączanie zadań sondowania i wymaganie od badanych sekwencyjnego i naprzemiennego łączenia 13 cyfr i 12 liter na ekranie. Nie wyświetlaj połączenia, jeśli podmiot popełnił błąd, i nie kontynuuj zadania przed wybraniem właściwego połączenia.
        1. Zakończ zadanie po 90 sekundach, jeśli do tego czasu nie zostanie pomyślnie ukończone. Zapisz całkowity czas potrzebny do wykonania zadania.
      2. Wieża Hanoi
        Oceń planowanie i zdolność do osiągnięcia celu poprzez serię pośrednich kroków. Użyj wersji z trzema prętami i czterema tarczami, a następnie o mniejszym rozmiarze.
        1. Poinformuj badanych, że muszą przenieść cały stos krążków na inny pręt, przestrzegając następujących zasad: (1) Tylko jeden dysk może być przesuwany na raz. (2) Każdy ruch polega na wzięciu górnego krążka z jednego z prętów i wsunięciu go na inny pręt, na wierzch innych krążków, które mogą być już obecne na tym pręcie. (3) Żaden dysk nie może być umieszczony na mniejszym dysku.
        2. Zakończ test, jeśli badani nie osiągną celu po 4 minutach. Zapisz czas potrzebny na rozwiązanie zadania i liczbę ruchów wymaganych do rozwiązania.
    4. Szybkość przetwarzania
      Test modalności liter symboli
      Przedstaw obiekty za pomocą 9 liter i odpowiadających im symboli geometrycznych w górnej części ekranu. Wyświetlaj rzędy liter w dolnej części i poinstruuj obiekty, aby przesuwały odpowiadający im symbol pod każdą literą tak szybko, jak to możliwe.
      1. Rejestruj liczbę poprawnych odpowiedzi (trafień), fałszywych odpowiedzi, nieodebranych odpowiedzi i średnie opóźnienie odpowiedzi w dozwolonym czasie (90 sekund).
  2. Analiza statystyczna
    Dla testów badających pamięć roboczą, selektywną uwagę i ciągłą uwagę zdefiniowaliśmy współczynnik dokładności ((trafienia - fałsz) / cele) x 100. Wszystkie dane przeanalizowano za pomocą wielowymiarowych analiz wariancji (MANOVA) z uwzględnieniem czynników międzyobiektowych, grupy wiekowej i płci. Tam, gdzie było to właściwe, zastosowano poprawki GreenhouseGeissera. Jeśli MANOVA wykazały znaczące efekty główne lub interakcje, przeprowadzono dalsze analizy statystyczne przy użyciu porównań w teście t.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dane od 19 osób nie mogły zostać zarejestrowane z powodu problemów technicznych. Wszyscy pozostali badani (N = 522) ukończyli testy i zostali podzieleni na 3 grupy wiekowe (młodzi: 18-30 lat; w średnim wieku: 31-59 lat; starzy: 60-89 lat). Uczestnicy w tych grupach zostali dopasowani według płci i IQ, w wyniku czego wielkość próby wynosiła N = 378 (patrz Tabela 1). Wyniki wszystkich testów neuropsychologicznych w 3 grupach wiekowych podsumowano w tabeli 2.

Nau...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Głównym celem tego badania była ocena użyteczności aplikacji opartej na tablecie i komputerze w badaniu wpływu wieku na funkcje poznawcze w ciągu życia. Zgodnie z hipotezą, badani wykazywali związany z wiekiem spadek w większości dziedzin neuropsychologicznych. W przypadku niektórych funkcji poznawczych, takich jak rozpiętość pamięci, dokładność pamięci roboczej i selektywna uwaga, spadek wydaje się występować w późniejszym życiu, ponieważ zaobserwowano go tylko podczas porównywania osób w średnim i starszym wieku. Inne ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

EmoCogMeter został opracowany we współpracy z MicroMovie Media GmbH (http://www.micromovie.com).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Test Wortschatz (WST)http://www.testzentrale.de/programm/wortschatztest.htmlOcena inteligencji
Berlin Afektywna lista słów (BAWL)Võ et al., 2009Bodźce do zadania pamięci roboczej
Analiza predykcyjna SoftWare, wersja 18.0SPSS Inc.Analiza statystyczna
iPadhttp://www.apple.com/de
EmoCogMeterhttp://anem.charite.de/anemAplikacja do wykrywania i monitorowania dysfunkcji poznawczych

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bäckman, L., Andersson, J. L., Nyberg, L., Winblad, B., Nordberg, A., Almkvist, O. Brain regions associated with episodic retrieval in normal aging and Alzheimer's disease. Neurology. 52 (9), 1861-1870 (1999).
  2. Brehmer, Y., Li, S. C., Müller, V., von Oertzen, T., Lindenberger, U. Memory plasticity across the life span: uncovering children's latent potential. Dev. Psychol. 43 (2), 465-478 (2007).
  3. Shing, Y. L., Werkle-Bergner, M., Li, S. C., Lindenberger, U. Associative and strategic components of episodic memory: a lifespan dissociation. J. Exp. Psychol. Gen. 137 (3), 495-513 (2008).
  4. West, R. L. An application of prefrontal cortex function theory to cognitive aging. Psychol. Bull. 120 (2), 272-292 (1996).
  5. Raz, N., Lindenberger, U., Rodrigue, K. M., Kennedy, K. M., Head, D., Williamson, A., Dahle, C., Gerstorf, D., Acker, J. D. Regional brain changes in aging healthy adults: general trends, individual differences and modifiers. Cereb. Cortex. 15 (11), 1676-1689 (2005).
  6. Raz, N., Lindenberger, U., Ghisletta, P., Rodrigue, K. M., Kennedy, K. M., Acker, J. D. Neuroanatomical correlates of fluid intelligence in healthy adults and persons with vascular risk factors. Cereb. Cortex. 18 (3), 718-726 (2008).
  7. Sander, M. C., Lindenberger, U., Werkle-Bergner, M. Lifespan age differences in working memory: a two-component framework. Neurosci. Biobehav. Rev. 36 (9), 2007-2033 (2012).
  8. Park, D. C., Reuter-Lorenz, P. The adaptive brain: aging and neurocognitive scaffolding. Annu. Rev. Psychol. 60, 173-196 (2009).
  9. Bäckman, L., Ginovart, N., Dixon, R. A., Wahlin, T. B., Wahlin, A., Halldin, C., Farde, L. Age-related cognitive deficits mediated by changes in the striatal dopamine system. Am. J. Psychiatry. 157 (4), 635-637 (2000).
  10. Bäckman, L., Nyberg, L., Lindenberger, U., Li, S. C., Farde, L. The correlative triad among aging, dopamine, and cognition: current status and future prospects. Neurosci. Biobehav. Rev. 30 (6), 791-807 (2006).
  11. Erixon-Lindroth, N., Farde, L., Wahlin, T. B., Sovago, J., Halldin, C., Bäckman, L. The role of the striatal dopamine transporter in cognitive aging. Psychiatry. Res. 30 (1), 1-12 (2005).
  12. Volkow, N. D., Gur, R. C., Wang, G. J., Fowler, J. S., Moberg, P. J., Ding, Y. S., Hitzemann, R., Smith, G., Logan, J. Association between decline in brain dopamine activity with age and cognitive and motor impairment in healthy individuals. Am. J. Psychiatry. 155 (3), 344-349 (1998).
  13. Charles, S. T., Mather, M., Carstensen, L. L. Aging and emotional memory: The forgettable nature of negative images for older adults. J. Exp. Psychol. Gen. 132, 310-324 (2003).
  14. Mather, M., Knight, M. Goal-directed memory: the role of cognitive control in older adults' emotional memory. Psychol. Aging. 20 (4), 554-570 (2005).
  15. Löckenhoff, C. E., Carstensen, L. L. Aging, emotion, and health-related decision strategies: motivational manipulations can reduce age differences. Psychol. Aging. 22 (1), 134-146 (2007).
  16. Grühn, D., Scheibe, S., Baltes, P. B. Reduced negativity effect in older adults' memory for emotional pictures: the heterogeneity-homogeneity list paradigm. Psychol. Aging. 22 (3), 644-649 (2007).
  17. Isaacowitz, D. M., Allard, E. S., Murphy, N. A., Schlangel, M. The time course of age-related preferences toward positive and negative. J. Gerontol. B. Psychol. Sci. Soc. Sci. 64 (2), 188-192 (2009).
  18. Carstensen, L. L., Löckenhoff, C. E. Aging, emotion, and evolution: the bigger picture. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1000, 152-179 (2003).
  19. Baltes, P. B., Lindenberger, U. Emergence of a powerful connection between sensory and cognitive functions across the adult life span: a new window to the study of cognitive aging. Psychol. Aging. 12 (1), 12-21 (1997).
  20. Craik, F. I., Rose, N. S. Memory encoding and aging: a neurocognitive perspective. Neurosci. Biobehav. Rev. 36 (7), 1729-1739 (2012).
  21. Hayden, K. M., Reed, B. R., Manly, J. J., Tommet, D., Pietrzak, R. H., Chelune, G. J., Yang, F. M., Revell, A. J., Bennett, D. A., Jones, R. N. Cognitive decline in the elderly: an analysis of population heterogeneity. Age. Ageing. 40 (6), 684-689 (2011).
  22. Voyer, D., Voyer, S., Bryden, M. P. Magnitude of sex differences in spatial abilities. A meta-analysis and consideration of critical variables. Psychol. Bull. 117 (2), 250-270 (1995).
  23. Finkel, D., Reynolds, C. A., McArdle, J. J., Hamagami, F., Pedersen, N. L. Genetic variance in processing speed drives variation in aging of spatial and memory. Dev. Psychol. 45 (3), 820-834 (2009).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Aplikacja na komputer tabletowyocena funkcji poznawczychtesty neuropsychologicznetest rozpi to ci pami cizadanie z pami ci operacyjntest uwagi selektywnejtest uwagi utrzymuj cejtest funkcji wykonawczychtest szybko ci przetwarzania

Powiązane artykuły