Summary
Pusimos a prueba la capacidad de uso de una aplicación basada en la tableta de ordenador (EmoCogMeter) en la investigación de los efectos de la edad sobre la cognición. Los resultados muestran un declive cognitivo relacionado con la edad, lo que demuestra el uso de nuestra aplicación. Los resultados ponen de manifiesto el gran potencial clínico y práctico de una aplicación basada en tableta para la detección y control de la disfunción cognitiva.
Abstract
El objetivo principal de este estudio fue evaluar la usabilidad de una aplicación basada en la tableta de ordenador (EmoCogMeter) en la investigación de los efectos de la edad sobre las funciones cognitivas durante toda la vida en una muestra de 378 sujetos sanos (rango de edad 18-89 años). En consonancia con los resultados anteriores nos encontramos con un deterioro cognitivo relacionado con la edad en una amplia gama de dominios neuropsicológicos (memoria, atención, funciones ejecutivas), lo que demuestra el uso de nuestra aplicación basada en tableta. Independientemente de la experiencia previa en computación, los sujetos de todos los grupos de edad fueron capaces de realizar las tareas sin instrucción o la retroalimentación de un experimentador. Aumento de la motivación y el cumplimiento demostrado ser beneficioso para la ejecución de tareas, con lo que podría aumentar la validez de los resultados. Nuestros resultados prometedores subrayan la gran potencial clínico y la práctica de una aplicación basada en la tableta para la detección y el seguimiento de la disfunción cognitiva.
Introduction
El envejecimiento humano se asocia con deterioro cognitivo en todos los dominios, pero puede ser particularmente pronunciado para las funciones asociadas con la corteza prefrontal y el lóbulo temporal medial, como la memoria de trabajo (WM), la memoria episódica, y funciones ejecutivas, (Bäckman et al. 1 , Brehmer et al. 2, Shing et al. 3, West 4). En consecuencia, los estudios de imágenes cerebrales mostraron que las reducciones de volumen son más prominentes en áreas prefrontales y mediotemporal (Raz et al. 5,6) y que el funcionamiento alterado dentro y entre estas regiones podrían contribuir a los cambios cognitivos relacionados con la edad (Sander et al. 7 , Park y Reuter-Lorenz 8). Los estudios de imagen molecular indican que las pérdidas relacionadas con la edad de la dopamina podrían ser potentes mediadores de deterioro en múltiples tareas cognitivas (Bäckman et al 9, 10,.. Erixon-Lindroth et al 11 et al. 12). Existe considerable evidencia de que las competencias perceptivas y cognitivas en la vejez se pueden aumentar los estímulos emocionales. La tendencia de los adultos mayores para realizar mejor en estímulos con valencia positiva con respecto a las medidas de atención, el reconocimiento y la mejora de la memoria emocional que se ha denominado el efecto positividad asociada a la edad (Charles et al. 13, Mather y Knight 14, Löckenhoff y Carstensen 15 , Grühn et al. 16, Isaacowitz et al. 17) y podría reflejar una diferencia en las metas de motivación como el final de la vida se acerca (Carstensen y Löckenhoff 18).
Las pruebas neuropsicológicas de las funciones cognitivas se realiza habitualmente, ya sea por medio de pruebas de papel y lápiz o exámenes basados en computadora en estaciones de trabajo, y podría resultar difícil cuando se prueban los sujetos de edad avanzada. En primer lugar, las habilidades motoras deterioradas podrían limitar el uso de la papruebas por y lápiz y en segundo lugar, los sujetos de más edad a menudo no están familiarizados con los teclados, mouse pads, u otros dispositivos de entrada aplicadas durante la prueba neuropsicológica por ordenador. Como resultado de ello, los sujetos de edad avanzada a menudo muestran poca motivación o cumplimiento durante las pruebas neuropsicológicas, lo que podría perjudicar el rendimiento y disminuir la validez de los hallazgos. Además, las pruebas de papel y lápiz, así como un examen basado en computadoras en estaciones de trabajo requiere la asistencia permanente del experimentador para la instrucción y la retroalimentación, así como para la documentación de los resultados, que luego son rara vez transferido a una base de datos y por lo tanto sólo se puede acceder a un nivel muy número limitado de personas. Por lo tanto, este enfoque "convencional" a los lazos de pruebas neuropsicológicas hasta considerables recursos humanos aumenta la probabilidad de errores en la transferencia de resultados, limita el acceso de datos y hace más lento el flujo de trabajo.
Nuestro objetivo era poner a prueba una aplicación basada en tableta para la investigación de sídominios neuropsicológicos Veral. Se utilizó una aplicación para iPad que la hipótesis de que una herramienta tan simple podría ser un método rápido y eficaz para detectar y rastrear los déficits cognitivos en contextos clínicos y ambulatorios. Sin importar la edad, los sujetos deben estar habilitadas para realizar las tareas sin la instrucción o la retroalimentación de un experimentador y debe ser capaz de completar las pruebas. Sin importar la edad, los sujetos deben estar habilitadas para realizar las tareas sin la instrucción o la retroalimentación de un experimentador. La hipótesis de que el touchpad permitiría un uso más intuitivo que otros dispositivos de respuesta (por ejemplo, pad mouse o teclado) en particular para los sujetos de mayor edad, que no están familiarizados con las computadoras. Una mayor cumplimiento y la motivación para el desempeño de tareas podrían aumentar la validez de los resultados, mientras que los beneficios para el experimentador debe incluir un procedimiento de prueba estandarizado y el ahorro de tiempo, una transferencia segura de los resultados de pruebas para una base de datos y facilitación de almacenamiento de datos y análisissis.
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Protocol
1. Sujetos
Reclutamos a quinientos cuarenta y uno psicológico y masculinos somáticamente sanos y mujeres sujetos (edad 44.47 ± 9.41, rango 18-89 años; IQ 113,90 ± 12,73). Todos los sujetos hablaban alemán en un nivel nativo. El estudio se llevó a cabo de acuerdo con la última versión de la Declaración de Helsinki y aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Sociedad Psicológica alemán. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito antes de que el cribado y fueron reembolsados por la participación.
2. Diseño del estudio
El EmoCogMeter, una aplicación basada en el iPad, incluye 7 pruebas neuropsicológicas y fue desarrollado para investigar las funciones cognitivas en varios dominios. Antes de cada prueba, a poca instrucción y demostración se muestran en la pantalla. No había ninguna instrucción verbal o retroalimentación del experimentador. Los sujetos necesitan aproximadamente 25-30 minutos para completar la pruebaing sesión.
- Las pruebas neuropsicológicas
- Aprendizaje y memoria
- Memoria Span
Presentar a los participantes una serie de dígitos y pedirles que introducir los números inmediatamente después. Comience con 2 dígitos y si los participantes tienen éxito, dará una lista de los números más tiempo.- Poner fin a la tarea, ya sea después de 5 minutos, o antes, si los sujetos recuerdan con éxito 9 dígitos. Anote la retención de dígitos y el número de ensayos totales necesarios para alcanzar ese nivel.
- La memoria de trabajo
Pida a los participantes ver las secuencias de palabras positivas, negativas y neutrales y responder si una palabra es la misma que la que presentó dos ensayos antes.- Poner fin a la tarea después de 5 min y registrar el número de respuestas correctas (hits), respuestas falsas, y la latencia media de las respuestas.
- Memoria Span
- Atención y concentración
- Selectivo Atención
Aplique una variante de la tarea de Stroop y pedir temas para responder si el nombre del color escrito se corresponde con el color de la tinta que se mostró pulg- Poner fin a la tarea después de 3 min y registrar el número de respuestas correctas (hits), respuestas falsas, perdida respuestas, y la latencia media de las respuestas.
- Atención sostenida
Utilice una tarea que incluye un pequeño componente de memoria de trabajo. Presentar un círculo que consiste en pequeños círculos azules y amarillas, sistema de iluminación en un orden pseudo-aleatorio en el centro de la pantalla.- Instruya a los sujetos para detectar y responder a las secuencias de azul-amarillo-amarillo. Poner fin a la tarea después de 4 min y registrar el número de respuestas correctas (hits), respuestas falsas, y se perdió las respuestas.
- Selectivo Atención
- Funciones Ejecutivas
- Trail Making Test B
Cambiar de tarea de la sonda y requieren sujetos secuencial y alternativamente conectar 13 números y 12 letras en la pantalla. No mostrar la conexión si el sujeto ha cometido un error y no continuar la tarea que se ha seleccionado la conexión correcta.- Poner fin a la tarea después de 90 segundos si no se completa con éxito hasta entonces. Registre el tiempo total necesario para completar la tarea.
- Torre de Hanoi
Evaluar la planificación y la capacidad para lograr un objetivo a través de una serie de pasos intermedios. Utilice una versión con tres barras y cuatro discos de tamaño más pequeña posteriormente.- Informar a los sujetos que tienen que mover toda la pila de discos a otra varilla, obedeciendo las siguientes reglas: (1) Sólo un disco se puede mover a la vez. (2) Cada movimiento consiste en tomar el disco superior de una de las varillas y deslizándolo sobre otra barra, en la parte superior de los otros discos que ya pueden estar presentes en esa varilla. (3) No hay ningún disco puede ser colocado en la parte superior de un disco más pequeño.
- Poner fin a la prueba si los sujetos no logran llegar a la meta después de 4 min. REcord el tiempo necesario para resolver la tarea y el número de movimientos necesarios para la solución.
- Trail Making Test B
- Velocidad de procesamiento
Símbolo Carta modalidades de prueba
Temas actuales con 9 letras y símbolos geométricos correspondientes en la parte superior de la pantalla. Mostrar filas de letras en la parte inferior y dígale temas para mover el símbolo correspondiente en cada letra lo más rápido posible.- Anote el número de respuestas correctas (hits), las respuestas falsas, incumplimiento de las respuestas y la latencia media de las respuestas en el plazo fijado (90 seg.)
- Aprendizaje y memoria
- El análisis estadístico
Para las pruebas para sondear la memoria de trabajo, atención selectiva y la atención sostenida se definió una relación de la precisión ((aciertos-falso) / metas) x 100. Todos los datos fueron analizados utilizando el análisis multivariado de varianza (MANOVA) con factores inter-sujetos grupo de edad y género. Correcciones GreenhouseGeisser eran aplicablesed, en su caso. Si MANOVAs reveló importantes efectos principales o de interacción, análisis estadísticos se realizaron utilizando comparaciones t-test.
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Representative Results
Los datos de 19 sujetos no podían ser registradas debido a problemas técnicos. Todos los sujetos restantes (N = 522) completaron las pruebas y se agruparon en 3 grupos de edad (jóvenes: 18-30 años; edad media: 31 a 59 años; edad: 60-89 años). Los participantes en estos grupos fueron emparejados según el género y el coeficiente intelectual que resulta en un tamaño de muestra de N = 378 (ver Tabla 1). Rendimiento para todas las pruebas neuropsicológicas en los 3 grupos de edad se resume en la Tabla 2.
Aprendizaje y memoria
Memoria Span
Hubo un efecto principal de la edad sobre la retención de dígitos (F (2) = 15,99, p = 0,000) con una menor retención de dígitos en la vieja comparación con jóvenes (p <0,01), así como a los sujetos de mediana edad (p <0,01) (véase la Figura 5). No hubo diferencias entre los sujetos jóvenes y de mediana edad. Los grupos de edad no difirieron en el número de ensayos en total necesaria y no había efecto del género en míMory palmo.
La memoria de trabajo
Hubo un efecto principal de la edad sobre la precisión (F (2) = 21,19, p = 0,000) con un número significativamente menor precisión en la vieja comparación con jóvenes (p <0,01), así como a los sujetos de mediana edad (p <0,01), independientemente de valencia estímulo (ver Figura 6). No hubo diferencias entre los sujetos jóvenes y de mediana edad y sexo no afecta.
En cuanto a los tiempos de reacción hubo principales efectos de la edad (F (2) = 30,31, p = 0,000) y el género (F (2) = 18,34, p = 0,000), así como un género por edad interacción (F (2 ) = 11,93, p = 0,000), independientemente de la valencia de estímulo. Post hoc t-pruebas revelaron un aumento continuo en los tiempos de reacción a través de la vida útil sólo en las mujeres, con tiempos de reacción más largos significativas en personas de mediana edad en comparación con joven (p <0,05) y de edad en comparación con sujetos de mediana edad (p <0,01). En los hombres, los sujetos de mediana edad tenían tiempos de reacción más cortos que los jóvenes (p <0,01) y también th un viejo sujetos (p <0,01). Si bien no hubo diferencias de género en los sujetos jóvenes, mujeres de mediana edad fueron significativamente más lenta (p <0,01) que los hombres, independientemente de la valencia de estímulo. En los sujetos de edad sólo los tiempos de reacción de las palabras negativas eran más lentos en las mujeres (p <0,05) (ver Figura 7).
Atención y concentración
Atención selectiva
La edad tuvo un efecto principal significativo en la precisión (F (2) = 31.52, p = 0,000), con una disminución entre la edad media y avanzada (p <0,01) (Figura 8). No hubo efecto del género en la precisión de selección.
Atención sostenida
Hubo un efecto principal de la edad sobre la precisión (F (2) = 38.69, p = 0,000), con una disminución continua de joven a medio (p <0,01) y la mediana edad o ancianos (p <0,01) (véase la Figura 9) . El sexo no tiene efecto en la precisión.
p> "Funciones EjecutivasTrail Making Test B
El ANOVA mostró un efecto principal significativo de la edad en el tiempo requerido para completar la tarea (F (2) = 23,44, p = 0,000), lo que aumenta de forma continua durante toda la vida (jóvenes vs mediana edad: p <0,01; media -vs edad de edad: p <0,01) (véase la Figura 10). No hubo efecto del género.
Torre de Hanoi
Hubo un efecto principal de la edad en el tiempo necesario para resolver la tarea (F (2) = 41,60, p = 0,000). Ttests post hoc mostraron que el tiempo la solución aumentó de forma continuada durante toda la vida (jóvenes vs mediana edad: p <0,05; edad media vs edad: p <0,01) (ver Figura 11). Además, no hubo un efecto principal de género en tiempo de solución (F (2) = 7.88, p = 0.005) con las mujeres que necesitan más tiempo que los hombres en todos los grupos de edad. La edad y el sexo no tuvo ningún efecto sobre el número de movimientos necesarios para la solución.
Velocidad de procesamiento
Símbolo Carta modalidades de prueba
La edad tuvo un efecto principal significativo del número de letras correctamente emparejado con formas geométricas (F (2) = 122,55, p = 0,000), que disminuyeron de forma continua durante toda la vida (jóvenes vs mediana edad: p <0,01; medianos edad vs edad: p <0,01) (ver Figura 12).
Figura 1. Ilustración de tareas en capacidad de memoria y la memoria de trabajo.
Figura 2. Ilustración de tareas en selectiva y sostenida en atención.
Figura 3. Ilustración de Trail Making Test B y Torre de Hanoi tarea.
Figura 4. Ilustración de símbolo de la carta Modalidades de prueba.
Figura 5. Amplitud de la memoria en los sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
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Figura 6. Trabajar exactitud de memoria en los sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
Figura 7. Los tiempos de reacción durante una tarea de memoria de trabajo en jóvenes, mujeres de mediana edad y de edad y varones.
Figura 8. Precisión durante una tarea de atención selectiva en sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
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La Figura 9. Precisión durante una tarea de atención sostenida en los sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
Figura 10. Tiempo necesario para completar una prueba en cambiar de tarea en sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
Figura 11. Tiempo de solución en una tarea de planificación en los sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
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Figura 12. Número de respuestas correctas en una tarea en la velocidad de procesamiento en los sujetos jóvenes, de mediana edad y de edad.
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Discussion
El objetivo principal de este estudio fue evaluar la usabilidad de una aplicación basada en la tableta-ordenador en la investigación de los efectos de la edad sobre las funciones cognitivas a través de la vida útil. Como hipótesis, los sujetos mostraron un declive relacionado con la edad en la mayoría de los dominios neuropsicológicos. Para algunas funciones cognitivas, tales como la capacidad de memoria, la precisión memoria de trabajo y la atención selectiva, la disminución parece ocurrir más tarde en la vida, ya que sólo se observó al comparar de mediana edad y viejos temas. Otras funciones cognitivas, principalmente la latencia de respuesta, la atención sostenida, la velocidad de procesamiento y las funciones ejecutivas ya parecen ser afectados en la edad media. No se observaron efectos de género en tiempos de reacción durante una tarea de memoria de trabajo, con un continuo incremento en los tiempos de reacción a través de la vida útil sólo en las mujeres, mientras que los tiempos de reacción en los hombres de mediana edad parecen ser más corto que en los jóvenes como en los ancianos. Tiempos de reacción más largos en las mujeres de edad que los hombres sólo se observaron para el negativo, pero no para poestímulos sibles o neutral. Además, las mujeres mostraron la planificación cognitiva lento sin importar la edad.
Nuestros hallazgos confirman los resultados previos de un declive relacionado con la edad en una amplia gama de habilidades cognitivas (Baltes y Lindenberger 19, Craik y Rose 20, Hayden et al. 21). Los cambios en la función de la memoria podría ser mediado por la reducción de la integridad de la materia blanca y el volumen en las zonas medio-temporal que ocurren más tarde en la vida (Raz et al. 5,6). Las funciones ejecutivas, atención y velocidad de procesamiento se basan más en la integridad de la corteza prefrontal y la conectividad entre las regiones del cerebro y parecen ser afectados antes (Sander et al. 7, Park y Reuter-Lorenz 8).
Sin embargo, al evaluar la función ejecutiva, independientemente de la velocidad, los sujetos de edad avanzada fueron intacta, lo que sugiere una edad-efecto específico en el componente de la velocidad de la tarea de planificación. Aquí, los sujetos might han sido más lentas ya sea debido a las deficiencias motoras o la planificación estratégica a más exhaustivo. Cambios cognitivos tempranos también pueden estar relacionados con el continuo declive de los sistemas de dopamina a partir de principios de la edad adulta tardía (Bäckman et al. 9,10, Erixon-Lindroth et al. 11, Volkow et al. 12).
Tiempos de reacción más largos durante la tarea de memoria de trabajo en las mujeres mayores, donde sólo observó para el negativo, aunque no a los estímulos positivos, lo que indica que el rendimiento en los sujetos de edad avanzada podría ser aumentada cuando se usan estímulos positivos, que proporcionaría una prueba más para el efecto positividad asociada a la edad ( Charles et al. 13, Mather y Knight 14, Löckenhoff y Carstensen 15, Grühn et al. 16, Isaacowitz et al. 17). Especulamos, que desaceleró la planificación cognitiva en las mujeres durante la Torre de Hanoi tarea podría estar relacionado con lower habilidades espaciales (Voyer et al. 22, Finkel et al. 23).
Los cambios cognitivos relacionados con la edad que presentamos aquí son consistentes con hallazgos previos que muestran una disminución en una amplia gama de dominios neuropsicológicos, demostrando así el uso de nuestra aplicación basada en tableta. Incluso los sujetos de edad que no estaban familiarizados con los ordenadores no tenían problemas para comprender y que realicen las funciones sin la instrucción o la retroalimentación de un experimentador. Todos los sujetos fueron capaces de completar las pruebas. Además, los sujetos de todos los grupos de edad informaron que experimentaron las tareas como muy agradable, en consecuencia, el cumplimiento y la motivación elevada probablemente aumentaron la validez de los resultados. Este punto tiene que seguir siendo especulativa, sin embargo, ya que no podemos proporcionar cualquier dato de test-retest o datos de fiabilidad inter artículo.
Beneficios para el experimentador incluyen el procedimiento de prueba estandarizado y el ahorro de tiempo, la SECtransferencia ure de resultados de la prueba a una base de datos y facilitación de almacenamiento y análisis de datos.
En suma, se midieron los cambios relacionados con la edad en las funciones cognitivas utilizando una aplicación basada en tableta. Una sencilla herramienta como esta aplicación iPad puede ser un método rápido y eficaz para detectar y rastrear los déficits cognitivos en contextos clínicos y ambulatorios.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
El EmoCogMeter fue desarrollado en cooperación con MicroMovie Media GmbH (http://www.micromovie.com).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wortschatz-Test (WST) | http://www.testzentrale.de/programm/wortschatztest.html | Assessment of Intelligence | |
| Berlin Affective Word List (BAWL) | Võ et al., 2009 | Stimuli for working memory task | |
| Predictive Analysis SoftWare, version 18.0 | SPSS Inc. | Statistical Analysis | |
| iPad | http://www.apple.com/de | ||
| EmoCogMeter | http://anem.charite.de/anem | Application for detection and monitoring of cognitive dysfunction |
References
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