Summary
El software de análisis de escritura a mano mejora significativamente en los instrumentos existentes de medición de los trastornos del movimiento. Las personas en situación de riesgo para la psicosis y los controles sanos completaron las tareas de escritura a mano para probar la discinesia. Los resultados sugieren que los jóvenes en riesgo de discinesia exhibición psicosis y que el análisis de escritura a mano podrían contribuir de manera significativa a una mayor difusión de las actividades de diagnóstico precoz
Abstract
La creciente evidencia sugiere que las anormalidades de movimiento son una característica central de la psicosis. Un marcador de anormalidad movimiento, discinesia, es un resultado de la alteración de la neuromodulación de la dopamina en las vías fronto-estriatal. Los métodos tradicionales para la identificación de movimientos anormales incluyen informes basados en observadores y medidores de estabilidad vigentes. Los inconvenientes de estos métodos son los tiempos de entrenamiento largas para los evaluadores, el sesgo del experimentador, las grandes diferencias de sitio en el aparato instrumental y fiabilidad óptimos. Teniendo en cuenta estos inconvenientes ha guiado el desarrollo de mejores procedimientos estandarizados y eficientes para examinar anomalías del movimiento a través de software de análisis de escritura a mano y la tableta. Las personas en riesgo de psicosis mostraron significativamente más movimientos de la pluma dysfluent (una medida proximal para la discinesia) en una tarea de escritura a mano. De escritura a mano cinemática ofrece un gran avance sobre los métodos anteriores de la evaluación de la discinesia, que podría ser claramente beneficial para la comprensión de la etiología de la psicosis.
Introduction
El período anterior a la aparición de la psicosis es de interés clínico y de investigación, ya que puede arrojar luz sobre la psicosis formales (antes de que un número de tercera variable confunde como medicamentos ofuscar nuestro entendimiento), y también sirve como un punto viable de intervención (aproximadamente ⅓ de la juventud que muestra un síndrome prodrómico llegan a desarrollar esquizofrenia en un período de 2 años, y varios estudios sugieren que, el entrenamiento cognitivo psicosocial, y las intervenciones farmacológicas pueden mejorar el curso de la enfermedad) 1. Este período prodrómico se caracteriza por síntomas positivos atenuados (anomalías perceptuales, suspicacia, sentimientos de grandiosidad, o pensamientos inusuales) y una disminución en el funcionamiento 2. Las personas que reportan un grado moderado de los síntomas positivos durante una entrevista clínica estructurada, y / o una disminución en el funcionamiento que acompaña la presencia de trastorno esquizotípico de la personalidad y / o antecedentes familiares de esquizofrenia son considerará sid tener un prodrómica o de alto riesgo (UHR) Síndrome Ultra 1-3. Concepciones etiológicas actuales de psicosis sugieren que se trata de un trastorno del desarrollo neurológico que afecta a un individuo durante la adolescencia tardía o adultez temprana 4. Factores constitucionales como la genética y los insultos prenatales provocan la vulnerabilidad para la psicosis 4. Anormalidades de movimiento son de gran interés para este modelo, como los mismos mecanismos que se cree que contribuye a los síntomas psicóticos son también responsables para gobernar el sistema de motor 5. Los investigadores sostienen que, al entender el comportamiento de movimiento antes de la aparición de la esquizofrenia, podemos mejorar nuestra capacidad de predecir, comprender e intervenir en el desarrollo de la esquizofrenia 6.
Es bien sabido que los individuos que más tarde van a desarrollar esquizofrenia suelen mostrar anomalías en los movimientos sutiles antes de la aparición de la enfermedad 7,8. Walker y sus colegas recolectaron cintas de vídeo depacientes con esquizofrenia en la infancia y valorados los videos para movimientos anormales, lo que demuestra que las anormalidades de movimiento están presentes mucho antes de la aparición de la enfermedad y son indicativos de una vulnerabilidad constitucional neurológica 9,10. Las investigaciones sugieren que los ganglios basales pueden estar implicados en esta vulnerabilidad constitucional neurológica, como UHR individuos muestran el desarrollo neuronal deteriorada y los déficits neurocognitivos relacionados con la función de los ganglios basales 8,11. Además, Mittal y sus colegas han utilizado tasaciones de observadores para mostrar que las anormalidades del movimiento, estrechamente vinculadas a la función de los ganglios basales, podrían clasificar con éxito UHR individuos propensos a convertir a la psicosis 8,12. Otro grupo de riesgo, los individuos psicosis no clínicos que informan haber tenido una experiencia psicótica-como por lo menos una vez al año, mostrar discinesia durante una tarea de la estabilidad de la fuerza del dedo 5,13,14. Estos resultados proporcionan una fuerte evidencia de la idea de que MOVEManomalías ORL pueden ser una característica central de riesgo de la psicosis. Claramente, la investigación que puede mejorar la detección y la comprensión de movimientos anormales, es crucial para la comprensión de la etiología de la psicosis y para los esfuerzos de prevención.
Los esfuerzos por comprender la medicación efectos secundarios que afectan la regulación de la dopamina en la esquizofrenia y los pacientes de Parkinson han guiado a las mejoras tecnológicas, tales como el desarrollo de las tabletas electrónicas para análisis de la escritura, en la medición de movimiento abnormalitie 15-17. La medicación antipsicótica puede conducir al desarrollo de la discinesia tardía, caracterizada por movimientos repetitivos involuntarios lentos 18. Uso de la nicotina también se ha demostrado que afectan a la regulación de la dopamina y la cinemática de escritura a mano 19-21. Por ejemplo, Tucha y Lange mostraron que el movimiento del lápiz fluidez mejoró durante una tarea de escritura informatizada cuando los participantes sanos se les dio la goma de mascar que contiene nicotina 22 23. Movimientos de la pluma Dysfluent se producen cuando los músculos que coordinan el movimiento reciben señales mal reguladas desde los ganglios basales 15,16.
Los segmentos de software y análisis de movimientos de la pluma por carrera y extrae una variable que se cree que es una medida proximal de la discinesia, llamado medio idiota normalizada 15-17. Tirón se define como el cambio en la aceleración en el tiempo por carrera del pistón 23. Debido a las diferentes longitudes de trazos verticales en la mayoría de los manuscritos de estilo occidental, imbécil se normaliza a través de los trazos. Dentro de cada accidente cerebrovascular, movimientos de la pluma dysfluent se caracterizan por un mayor número de picos de aceleración OVer una distancia dada. Por lo tanto, movimientos de la pluma dysfluent se caracterizan por una falta de suavidad, un mayor número de picos de aceleración, y un valor mayor de tirón.
La mejora de las medidas utilizadas para evaluar movimientos anormales en la juventud UHR es fundamental para mejorar nuestras concepciones etiológicas de la enfermedad y nuestra comprensión de los trastornos del movimiento en general. En ese esfuerzo por comprender los trastornos del movimiento en aquellos en riesgo de psicosis, se analizó la cinemática de escritura a mano a partir de 36 participantes en la investigación ingenuos neurolépticos utilizando software de análisis de escritura a mano. A pesar de su amplio uso en la investigación de la disquinesia en el Parkinson y la esquizofrenia pacientes, esto es sorprendente el primer estudio que informe sobre la cinemática de escritura a mano de un grupo de ultra-alto riesgo para la psicosis. La hipótesis de que los individuos UHR mostrarían más movimientos de la pluma dysfluent, caracterizadas por un valor mayor del tirón, cuando se le preguntó a escribir en un equipo Tablet PC que un grupo de con sanacontroles.
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Protocol
1. Los participantes
- Proporcionar la aprobación para el protocolo y los procedimientos de consentimiento informado de la Junta de Revisión Institucional de la Universidad.
- Reclutar a los adolescentes y jóvenes participantes UHR adultos utilizando Craigslist (es decir, anuncios clasificados locales en internet), ofertas de correo electrónico, anuncios en periódicos, y referencias profesionales de la comunidad.
- Reclutar participantes sanos de control por craigslist, volantes y periódicos anuncios.
- Anunciar que el estudio se centra en el desarrollo saludable de los voluntarios sin antecedentes familiares de psicosis y síntomas psiquiátricos.
- Excluir controles sanos basados en la presencia de cualquier categoría de trastorno del Eje I o un trastorno psicótico en un 1 º grado.
Nota: un trastorno psicótico en un pariente de primer grado está pensado como criterios de exclusión para los controles sanos debido al riesgo familiar o genética de la psicosis 1.
- Excluir todos los pos participantes sobre la base de criterios consistentes en una historia de lesiones en la cabeza, la presencia de un trastorno neurológico, la dependencia de sustancias, o una historia de la toma de medicamentos neurolépticos.
- Excluir UHR participantes sobre la base de la presencia de un trastorno psicótico Eje I (por ejemplo, esquizofrenia, trastorno esquizoafectivo, trastorno esquizofreniforme).
2. Las entrevistas clínicas
- Capacitar a los entrevistadores para administrar la Entrevista Estructurada para Síndromes prodrómicos (SIPS) para diagnosticar un síndrome prodrómico y la Entrevista Clínica Estructurada para los Trastornos del Eje I del DSM-IV (SCID) en un periodo de 2 meses.
- Establecer confiabilidad entre evaluadores en entrevistas clínicas exceder el criterio mínimo de estudio de Kappa ≥ 80.
- Definir los criterios para un prodrómica o síndrome de alto riesgo por niveles moderados de síntomas positivos y / o una disminución en el funcionamiento global que acompaña a la presencia de DIS esquizotípico de la personalidadorden y / o antecedentes familiares de esquizofrenia.
- Calcule una puntuación total suma para cada categoría como un indicador de las respectivas dimensiones de la sintomatología.
Nota: El SIPS medidores de categorías distintas de síntoma prodrómico con dominios incluyendo: dimensiones positivas, negativas y desorganizados. - Administrar la Entrevista Clínica Estructurada para los Trastornos del Eje I del DSM-IV (SCID) para descartar un diagnóstico de trastorno psicótico.
Nota: Esta medida se ha demostrado que tiene una excelente fiabilidad entre evaluadores en poblaciones de adolescentes y se ha utilizado en varios estudios anteriores se centra en poblaciones de adolescentes con trastornos del espectro esquizofrénico. - Evaluar el uso de la nicotina de los participantes durante el mes pasado. Valorar el uso del tabaco en una escala de 0-5, con 0 = abstinentes y 5 = 20 + cigarrillos por día.
3. Tarea de escritura a mano
- Ejecute el software Neuroscript MovAlyzeR con un equipo Tablet PC y una pluma noninking.
- Crear un ejemplo de LLeeLLee en un notecard (ver Figura 1).
Nota: El software y el estímulo se describen anteriormente y se han mostrado ser herramientas válidas para la detección de movimientos anormales en pacientes con esquizofrenia y el Parkinson pacientes 15-17.
Figura 1. Ejemplo de la condición de prueba. Los participantes son instruidos para escribir la palabra LLeeLLee en letra cursiva en la sección MID. Es útil tener un ejemplo como este para mostrar al participante para que entiendan las instrucciones.
- Deja el ejemplo notecard visible al participante durante todo el experimento. Nota: El notecard ayudará al participante a entender el experimento.
- Tableta Orient en modo horizontal para proporcionar un espacio de escritura de 18 cm x 28 cm ingenioresolución ha de 1280 x 800 píxeles.
- Permita que los participantes se posicionan pantalla del ordenador en una posición cómoda de la escritura.
- Establezca la frecuencia de muestreo en el software para la frecuencia de muestreo de medición (por ejemplo, 100 a 200 Hz).
- Instruya a los participantes a escribir la palabra LLeeLLee en letra cursiva en las directrices de 2 cm de altura con la mano dominante.
Nota: La condición está programado para dividir la superficie de escritura en 4 regiones. Hay líneas horizontales de medición de 1 cm, 2 cm, y 4 cm. La región 1 cm es marcada TOP. La región de 2 cm está marcado MID, y la región de 4 cm se marca BOT. Los participantes utilizarán la sección MID para los tres ensayos. - Mantenga las instrucciones visibles durante cada ensayo.
Nota: Las instrucciones para la tarea se muestran en la parte superior de la pantalla y son las siguientes: "DH lleellee MID Velocidad Normal". El participante debe ser informado antes de iniciar el programa que significan estas instrucciones para escribir la palabra LLeeLLee en la sección MID conla mano dominante y a una velocidad cómoda de escritura a mano. También tenga en cuenta que el software rehacer el juicio de forma automática si el participante comete un error al escribir.
4. Ensayos de procesamiento
- Ensayos de proceso utilizando una transformada rápida de Fourier de paso bajo 12 Hz filtro, con un 1,75 nitidez, 1 Lump diezma muestra y 1 arriba-muestra Factor. Retire posterior elevación de la pluma y gire a la línea de base horizontal. Fijar el contador de rotación adicional hacia la derecha cuando la segmentación en la velocidad vertical a cero radianes.
Nota: El software de análisis de la escritura incorporará automáticamente estos pasos de procesamiento si son seleccionados dentro de las opciones del programa. - Resumir los valores absolutos de variables objetivo LLeeLLee a dos centímetros de media normalizada Jerk (ANJ) por Trial. Contraer través de ensayo y un derrame cerebral.
Nota: La ANJ es una medida del movimiento de la disfluencia. ANJ mayor indica una mayor falta de fluidez (Ver Figura 2 3), es decir, la tercera derivada temporal de la posición vertical de la punta del lápiz. Falta de fluidez son causados por cambios repentinos en vigor. La segunda derivada en el tiempo, que es la aceleración, es proporcional a la fuerza muscular neto (si se descuida la fricción). Por lo tanto, la tercera derivada de tiempo es proporcional a los cambios de fuerza. Para obtener una medida global de la disfacundia la sacudida vertical, se eleva al cuadrado y se integra a través de la duración de un accidente cerebrovascular (unidad es cm 2 / seg 5). Para realizar esta medida independiente de la duración y el tamaño vertical de la carrera, multiplicar la integral por el quinto poder de duración accidente cerebrovascular (unidad es sec 5) y la inversa de la tamaño vertical cuadrado (la unidad es 1/cm 2). Por consiguiente, el resultado es sin unidades. Tirón normalizada describe la forma de la curva de aceleración, independientemente de la anchura y la altura. Saca la raíz cuadrada del resultado final dehacer ANJ proporcional con tirón
La ANJ de un ensayo se define por el promedio de las estimaciones de jerk normalizados a través de todo lo largo de los trazos de un juicio 23.
Figura 2. Prueba de un participante de control. Cada ensayo se divide en 16 golpes. La segmentación de la carrera para el análisis del medio idiota normalize se ilustra con el primer trazo de lápiz (en azul). Un soporte azul resume la carrera, y los círculos indican el inicio y el final del segmento de carrera. Haga clic aquí paraver más grande la figura.
5. Análisis estadístico
- Emplear independientes dos pruebas t de cola y pruebas de chi-cuadrado para examinar las diferencias entre los grupos en las variables demográficas continuas y categóricas, con respeto. Si es necesario, ajuste las desigualdades de varianza por el test de Levene.
- Emplear un análisis de covarianza (ANCOVA) controlar el uso de la nicotina y el género con el grupo (UHR y Control) como la variable independiente y la ANJ derrumbó a través de juicio.
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Representative Results
No hubo diferencias significativas entre los grupos en las características demográficas, como la edad, años de educación, o educación de los padres (ver Tabla 1 para un análisis demográfico de los participantes). Pruebas de Chi cuadrado reveló diferencias significativas entre los grupos en el género χ 2 (1, N = 36) = 5.46, p ≤ 0,05, con más hombres en el grupo de UHR y más mujeres en el grupo control. Hubo una diferencias en grupo tabaco frecuencia de uso, t (22,9) = 2,15, p ≤ 0,05, demostrando que UHR participantes fuman más que los controles. UHR participantes se calificaron significativamente más altos que los controles en todos los SIP dominios de síntomas, incluyendo positivo (t (37) = 10.9, p ≤ 0,001), negativo (t (37) = 6.9, p ≤ 0,001), desorganizado (t (37) = 6.7, p ≤ 0,001) y general (t (37) = 5.7, p ≤ 0,001).
| UHR | Control | | p ≤ | | |
| La media (SD) | 18,43 (1,91) | 17.45 (2.43) | 17,97 (2,19) | 0.3 |
| Masculino | 13 | 6 | 19 | |
| Femenino | 5 | 12 | 17 | |
| Total | 18 | 18 | 36 | |
| Asiático | 0 | 3 | 2 | |
| Negro | 1 | 0 | 1 | |
| Hispano | 2 | 5 | 7 | |
| Blanco | 15 | 10 | 25 | |
| La media (SD) | 12,39 (1,85) | 11,67 (2,25) | 12,03 (2,06) | 0.3 |
| La media (SD) | 16,20 (1,57) | 15,94 (2,42) | 16,09 (2,01) | 1 |
| La media (SD) | 11.619 (4,33) | 0,78 (1,31) | 6,62 (6,37) | 0.001 |
| La media (SD) | 11,62 (6,83) | 1 (1,53) | 6,72 (7,37) | 0.001 |
| La media (SD) | 5.9(3,56) | 0,45 (0,98) | 3,38 (3,84) | 0.001 |
| La media (SD) | 6,62 (4,26) | 0,78 (1,7) | 3,92 (4,42) | 0.001 |
| La media (SD) | 43.92 (25.55) | 30.99 (17.29) | 36.47 (22.03) | 0.05 |
Tabla 1. Características demográficas y Resultados. Demografía de la muestra no se observaron diferencias en las variables de edad y educación de los padres. Hubo una diferencia significativa en el género entre los grupos con más hombres en el grupo de ultra-alto riesgo y más mujeres en el grupo control.
Debido a que el consumo de tabaco media la regulación de la dopamina en las áreas responsables del movimiento 21,24, que e xamined diferencias entre los grupos de tratamiento de la frecuencia del consumo de tabaco como una covariable. Como género fue significativamente diferente entre los grupos de niños / niñas también fue tratado como una covariable estadística. Los grupos mostraron una diferencia significativa para jerk media normalizada F (3, 32) = 3,98, p = 0,02, d = 0,59. Estos resultados sugieren que el grupo UHR mostró un valor más grande de la ANJ, indicando más movimientos de la pluma dysfluent (Ver Figura 3), y que el análisis de la escritura puede haber detectado la presencia de discinesia en los participantes de alto riesgo.
Figura 3. El movimiento del lápiz dysfluent de un participante UHR. En comparación con un control sano (véase la Figura 2), hay un aumento significativo en tirón normalizada promedio para UHR participantes.:/ / Www.jove.com/files/ftp_upload/50852/50852fig3large.jpg "target =" _blank "> Haga clic aquí para ver más grande la figura.
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Discussion
Este estudio encontró evidencia significativa de más movimientos de la pluma dysfluent y la presencia de discinesia en una muestra UHR utilizando un programa de análisis de escritura a mano para examinar anomalías del movimiento.
Tradicionalmente, las escalas de calificación basados observador se han utilizado para medir movimientos anormales, con el fin de controlar los efectos secundarios de los fármacos 15-17. Sin embargo, las calificaciones de observadores tienen inconvenientes importantes, como los tiempos largos de capacitación para los evaluadores, errores de experimentación y fiabilidad subóptima 16. Otras fuentes de la medición, el uso de software obsoleto o hardware del equipo y si bien es efectivo, no son prácticas para su difusión generalizada o estudio por estudio de comparación debido a la gran heterogeneidad en el plantel, en los aparatos y los umbrales. Este estudio mejora el trabajo previo, ya que utiliza un método de análisis de movimiento sin necesidad de un entrenamiento intensivo fácilmente disponible y confiable, el tiempo de configuración, o difíciles de encontrar hardware 25. También es de destacar que las evaluaciones basadas instrumentalmente detectar aquellos pacientes que podían ser positivas a escala evaluador clínico (por ejemplo, la Escala de movimientos involuntarios anormales; AIMS) 20,26, además de la detección de anomalías en los movimientos / sub-umbral sutiles en una proporción adicional de pacientes que no se cumplirían por el ojo 27. Por lo tanto, el uso de un enfoque instrumental normalizado, tal como un comprimido computarizado para el análisis de escritura a mano, se encuentra ser muy útil para una población en situación de riesgo que es sólo en el proceso de desarrollo de los movimientos anormales significativos observados en la psicosis.
Los presentes resultados apoyan el cuerpo de trabajo que indican movimientos anormales, son una característica central de riesgo de psicosis. Movimientos anormales y los síntomas prodrómicos están fuertemente asociados con la desregulación de la dopamina en el circuito fronto-estriado 28. La cinemática de escritura a mano ha proporcionado una cantidad increíblede la investigación para mejorar la comprensión del papel de la dopamina en los trastornos del movimiento y en la psicosis. Estudios previos para emplear a los paradigmas de escritura similares han encontrado que los pacientes de Parkinson tratados con agonistas de la dopamina muestran más movimientos de la pluma dysfluent 17,23,29. Además, los pacientes con esquizofrenia no tratados con neurolépticos muestran mayor ANJ que los pacientes sanos de control 15. Tomados en conjunto, los resultados son prometedores hacia un método de análisis de los efectos de la dopamina desregulada y podría ser una fuerte ayuda en los esfuerzos de prevención de las personas en riesgo de psicosis.
Existen varias limitaciones a este estudio que deberían ser abordados en futuros estudios. El tamaño de la muestra utilizada en el estudio anterior es similar a los que compararon los pacientes con esquizofrenia y controles sanos, sin embargo, se necesita claramente un mayor tamaño de muestra para examinar las actuales hipótesis. Si bien la tableta computarizada ofrece una serie de beneficios para medir el movimientoanomalías, comparar observadores basado escalas de calificación de movimientos anormales de los valores observados en ANJ UHR individuos podrían fortalecer esta área de investigación. Se incluyeron sólo una condición para analizar la escritura suavidad. Futuros estudios que utilizan una batería de otras condiciones de la escritura de pie para informar a nuestra comprensión de movimientos anormales en los individuos UHR. Mientras que el estudio trata de hacer las tareas de escritura más natural posible, por parte del participante, incluyendo las condiciones que más se asemejan al tamaño natural de las tareas de escritura cotidianas o que no requieren copiar el estímulo del notecard puede ayudar en la generalización de los resultados de análisis de la escritura. Los estudios longitudinales utilizando el software de análisis de la escritura podría ayudar a identificar cambios en función del desarrollo del sistema fronto-subcortical antes y después del inicio de la psicosis, que pueden guiar los esfuerzos para comprender los marcadores de riesgo potenciales e implementar intervenciones para las personas en riesgo de psicosis.
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Disclosures
Los autores Derek J. Dean, Michael Caligiuri, y Vijay A. Mittal declaran que no tienen intereses financieros en competencia. El autor, Hans-Leo Teulings es el dueño de NeuroScript que desarrolló y comercializa el software MovAlyzeR para registrar y analizar los movimientos del lápiz.
Acknowledgments
Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Salud Subvenciones R01MH094650 el Dr. Mittal.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Fujitsu Lifebook T901 Tablet Computer | Fujitsu Ltd. | http://www.shopfujitsu.com/store/ | |
| Neuroscript MovAlyzeR | Neuroscript LLC | http://www.neuroscript.net/movalyzer.php |
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