Summary
私たちは、認知に対する年齢の影響を調査中でタブレットコンピュータベースのアプリケーション（EmoCogMeter）のユーザビリティをテストしました。結果は、それによって、アプリケーションの使いやすさを証明し、加齢に伴う認知機能の低下を示しています。調査結果は、検出および認知機能障害の監視のためのタブレットベースのアプリケーションの大きな臨床的および実用的な可能性を強調している。
Abstract
本研究の主な目的は、378健康な被験者（年齢18から89歳）のサンプル中の寿命全体で認知機能に対する年齢の影響を調査中でタブレットコンピュータベースのアプリケーション（EmoCogMeter）の使いやすさを評価することであった。これまでの知見と一致して、我々は、それによって私たちのタブレットベースのアプリケーションのユーザビリティを証明し、神経心理学的ドメイン（記憶、注意、遂行機能）、幅広い年齢に関連する認知機能低下を発見した。関係なく、前のコンピュータの経験を、すべての年齢層の被験者は実験者からの指示やフィードバックなしにタスクを実行することができました。モチベーションの向上、コンプライアンス、それによって潜在的に結果の有効性を増加させる、タスク実行のために有益であることが判明した。当社の有望な調査結果は、認知機能障害の検出とモニタリングのためのタブレットベースのアプリケーションの大きな臨床的および実用的な可能性を強調している。
Introduction
人間の老化は、バックマンら （、すべてのドメインの認知機能の低下と関連しているが、特に前頭前野に関連する機能や、ワーキングメモリ（WM）、エピソード記憶、および執行機能のような内側側頭葉のために発音されることがあります。1 、Brehmer ら 2、シンら。3、ウェスト4）。それに対応して、脳イメージング研究は、ボリューム削減が前頭前野とmediotemporal地域で最も顕著である（ラズら 5,6）、これらの領域内および間の変更された機能は、加齢に伴う認知変化（Sander らに貢献するかもしれないことを示した。7 、公園、ロイター·ローレンツ8）。分子イメージング研究はバックマンら （加齢に伴うドーパミン損失は、複数の認知課題に障害の強力なメディエーターであるかもしれないことを示している9、10、。Erixon-Lindrothら11。 ら 12）。老後の知覚と認知能力は感情的な刺激によって強化された可能性があることを、かなりの証拠がある。高齢者は注意、認識、感情的な記憶増強の対策に関して積極valenced刺激にパフォーマンスが向上する傾向は加齢に伴う陽性効果（チャールズらと呼ばれている。13、メイザーと騎士14、LöckenhoffとCarstensen 15 、グルーンら 16、Isaacowitz ら 17）と生活アプローチ（CarstensenとLöckenhoff18）の終わりと意欲を高める目標の違いを反映している可能性があります。
認知機能の神経心理学的検査は、通常、ワークステーション上で紙と鉛筆のテストまたはコンピュータベースの試験によってどちらかを実施しており、それ以上の年齢の被験者をテストするときに難しいかもしれません。第一に、損なわれた運動能力は、PAの使用が制限される場合がありますごとと鉛筆のテスト、第二に、それ以上の年齢の対象者は、多くの場合、キーボード、マウスパッド、またはコンピュータベースの神経心理学的テストの間に適用される他の入力デバイスに慣れていない。その結果、古い被験者は、多くの場合、パフォーマンスが低下し、調査結果の妥当性を減少させるかもしれない、神経心理学テスト中に貧しい動機やコンプライアンスを示している。さらに、紙と鉛筆のテストだけでなく、ワークステーション上のコンピュータベースのテストでは、命令とフィードバックのためだけでなく、その後めったにデータベースに転送されず、非常にすることのみがアクセスされた結果のドキュメントについては、実験者の恒久的な出席を必要とする人々の限られた数。このように、神経心理学的検査の関係まで、かなりの人的資源へのこの「従来型」のアプローチは、結果を転送する際に、エラーの確率を増加させ、データ·アクセスを制限し、ワークフローが遅くなります。
私たちの目的は、自身の調査のためのタブレットベースのアプリケーションをテストすることだったveral神経心理学のドメイン。我々はこのような単純なツールがをスクリーニングし、臨床および外来患者の設定で認知障害を追跡するために迅速かつ効果的な方法かもしれないことを、仮説として、我々はiPadアプリケーションを使用していました。年齢に関係なく、被験者は実験者からの指示やフィードバックなしにタスクを実行するために、テストを完了することができる必要があります有効にする必要があります。年齢に関係なく、被験者は実験者からの指示やフィードバックなしにタスクを実行するために有効にする必要があります。私たちは、タッチパッドは、特にコンピュータに精通していない旧式の被験者に対する他の応答装置（ 例えば 、マウスパッドやキーボード）よりも、より直感的な使用を可能にするだろうと、仮説を立てた。実験者のための利点は、標準化と時間の節約テスト手順、データの保存や析のデータベース化·円滑にテスト結果の安全な転送を含める必要がありますが、タスクのパフォーマンスを高めて、コンプライアンスや動機は、結果の妥当性を高めるかもしれないSIS。
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Protocol
1。被験者
私たちは、心理的に五四〇から一を募集し、体細胞の健康な男性及び女性被験者（年齢44.47±9.41、範囲18から89歳、IQ 113.90±12.73）。すべての被験者は、ネイティブスピーカーのレベルでドイツ語を話した。研究はヘルシンキ宣言の最新バージョンに合わせて行われ、ドイツの心理学会の倫理委員会によって承認された。すべての被験者は、スクリーニング前に書面によるインフォームドコンセントを与え、参加を払い戻した。
2。研究デザイン
EmoCogMeter、アプリベースのアプリケーションは、7神経心理学的検査が含まれており、いくつかのドメインに認知機能を調査するために開発されました。各試験の前には、短い命令およびデモンストレーションが画面に表示されていた。実験者からの口頭での指示やフィードバックはありませんでした。被験者は、テストを完了するのに約25〜30分を必要としていセッションをING。
- 神経心理学的検査
- 学習と記憶
- メモリスパン
一連の数字で参加者を提示し、数字直後に入力するように依頼。 2桁の数字で始まり、参加者が成功した場合、番号の長いリストを与える。- 被験者が正常に9桁の数字を思い出して、どちらか先に5分、または後にタスクを終了します。数唱とそのレベルに到達するために必要な合計試行回数を記録します。
- ワーキングメモリ
参加者は、正、負、中性の単語のシーケンスを表示し、単語が1の前に2つの試験を提示したものと同じであるかどう応えてきた。- 5分後にタスクを終了し、正しい応答（ヒット）の数、偽の応答、および応答の平均待ち時間を記録します。
- メモリスパン
- 注意および集中
- 選択的アッテネータのTiON
ストループ課題の変形を適用し、書かれた色の名前は、それがインチ表示されていた色のインクに対応しているかどう応答するために被験者に依頼- 3分後にタスクを終了し、正しい応答（ヒット）の数を記録して、偽の応答、応答を逃した、と応答の平均待ち時間。
- 持続的注意
小さなワーキングメモリコンポーネントを含むタスクを使用してください。画面の中央に擬似ランダムな順序で点灯し、小さな青と黄色の円からなる円を提示します。- 検出し、青 - 黄 - 黄の配列に対応するための被験者に指示します。 4分後にタスクを終了し、正しい応答（ヒット）の数を記録して、偽の応答、および応答を逃した。
- 選択的アッテネータのTiON
- 執行機能
- 試験Bを作る·トレイル
プローブタスク切り替えと13番号を順次交互に接続するための科目を必要とするS、画面上の12文字。被写体がエラーをしたし、正しい接続が選択される前に作業を継続しない場合、接続を表示しません。- それが成功し、それまでに完了していない場合は90秒後にタスクを終了します。タスクを完了するために必要な合計時間を記録します。
- ハノイの塔
計画および中間体の一連の工程を介して目標を達成する能力を評価する。 3本のロッド、その後、小さなサイズの4枚のディスクでバージョンを使用してください。- 彼らは次の規則に従うことで、別のロッドにディスクのスタック全体を移動する必要が被験者に通知する：（1）限定1ディスクが一度に移動させることができる。 （2）各々の動きは、すでにそのロッド上に存在し得る他のディスクの上に、棒の一方から上側のディスクを取り出し、別のロッドの上にスライドからなる。 （3）無ディスクが小さいディスクの上に配置することができない。
- 被験者は4分後に目標を達成するために失敗した場合、テストを終了します。 Rタスクとソリューションに必要な移動回数を解決するために必要な時間をECORD。
- 試験Bを作る·トレイル
- 処理速度
シンボル手紙モダリティテスト
9文字と、画面の上部に対応する幾何学のシンボルと共に存在科目。ディスプレイ下部に文字の行とは、可能な限り高速に、各文字の下に対応する記号を移動するために被験者に指示します。- 正しい応答（ヒット）の数を記録して、偽の応答は、許可された時間（90秒）以内に応答し、応答の平均待ち時間を逃した。
- 学習と記憶
- 統計分析
ワーキングメモリ、選択的注意と持続的注意のプロービングテストでは、我々は100をX、精度比（（ヒット偽）/ターゲット）を定義しました。すべてのデータはとの多変量分散分析（MANOVAs）を用いて分析した被験者間の年齢層や性別を要因。 GreenhouseGeisser補正はアプリだったED、適切な場合。 MANOVAsは有意な主効果または相互作用が明らかになった場合は、さらなる統計分析は、t検定比較を用いて行った。
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Representative Results
19の被験者からのデータは、技術的な問題に記録することができませんでした。残りのすべての被験者（N = 522）は、テストを完了し、3年齢群にクラスタ化された（若い：18〜30歳、中年：31から59歳、古い：60-89歳）。これらのグループの参加者は、（ 表1参照）は、Nのサンプルサイズ= 378、その結果、性別とIQによるとマッチさせた。 3年齢群内のすべての神経心理学的検査のための性能を表2に要約する。
学習と記憶
メモリスパン
桁のスパン時代の主な影響は、（P <0.01）ヤング（P <0.01）にだけでなく、中年の被験者に比べて、古いの下位桁のスパン（F（2）15.99、P = 0.000 =）がありました（ 図5を参照）。若者や中年の被験者の間に差は認められなかった。の年齢層は、必要な合計試行回数に差はなかったと私に性別の影響はありませんでしたMORYスパン。
ワーキングメモリ
精度への時代の主な影響は、（F（2）= 21.19、P = .000）は関係なく、若い（P <0.01）にだけでなく、中年の被験者（P <0.01）に比べて古い有意に低かっ精度であった刺激価数（ 図6を参照）。若者や中年の被験者および性別の影響なしとの間に差は認められなかった。
反応時間については、年齢の主効果は、（F（2）= 30.31、P = .000）、性別、年齢との相互作用（F（で（F（2）= 18.34、P = 0.000）だけでなく、ジェンダーがありました2 ）= 11.93、P = 0.000）にかかわらず、刺激価数。事後t検定（P <0.05）、若者や中年の被験者（P <0.01）に比べて古いと比較した中年の中の長い大幅な反応時間で、女性だけで寿命全体で反応時間の継続的な増加を明らかにした。男性では、中年の被験者は、若いた（p <0.01）より短い反応時間を有し、また、目古い被験体に（p <0.01）。若年者には男女差はなかったが、中年女性に関係なく、刺激価の男性よりも（P <0.01）が有意に遅かった。古い被験者で否定的な言葉のための唯一の反応時間は、（P <0.05）（ 図7を参照）、女性では遅かった。
注意および集中
選択的注意
年齢は精度に有意な主効果があった（F（2）= 31.52、P = .000）、中高年の間で減少した（P <0.01）（ 図8を参照）。選択精度に性別の影響はありませんでした。
持続的注意
精度への時代の主効果連続真ん中に若いから減少（P <0.01）および老齢（P <0.01）（ 図9を参照）に途中で（F（2）= 38.69、P = 0.000に）ありました。性別は、精度に影響を及ぼさなかった。
P "> 執行機能試験Bを作る·トレイル
途中、P <0.01：ANOVAは、継続的に中年対若い寿命（全体で増加したタスク（F（2）= 23.44、P = .000）を完了するのに要する時間に対する年齢の有意な主効果を示した古い対中年：P <0.01）（ 図10）を参照してください。性別の影響はありませんでした。
ハノイの塔
タスク（F（2）41.60、P = .000 =）を解決するために必要な時間に、年齢の主効果がありました。ポストホックのttestsは解析時間が連続的に寿命を越え増加することを示した（中年対若手：P <0.05、中年古い対：P <0.01）（ 図11を参照）。さらに、女性はすべての年齢層で男性よりも多くの時間を必要とすると解析時間に性別の主効果（F（2）= 7.88、P = 0.005）があった。年齢および性別は、溶液に必要な移動回数に影響を及ぼさなかった。
処理速度
シンボル手紙モダリティテスト
年齢は正しく中年対若い継続的に寿命を越え減少し、幾何学的な形態（F（2）= 122.55、P = .000）、（に合わせた文字の数に有意な主効果がなかった：P <0.01、中間古い対高齢者：P <0.01）（） 図12を参照してください。
図1。メモリスパンとワーキングメモリ上のタスクのイラスト。
図2。選択的かつ持続的に上のタスクのイラスト tention。
図3。試験B、ハノイタスクの塔を作るトレイルのイラスト。
図4。シンボル手紙モダリティ検査のイラスト。
図5。若い中年と古い被験者のメモリスパン。
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図6。メモリ加工精度、若い中年と古い被験者で。
図7。若い、中年と古い女性と男性被験者における作動記憶課題時の反応時間。
図8。若い中年と古い被験者における選択的注意上のタスクの間に精度。
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図9。若い中年と古い被験者における持続的注意上のタスクの間に精度。
図10。若い、中年と古い被験者にタスク切り替えでテストを完了するのに必要な時間。
図11。若い中年と古い被験者で計画タスクでの解析時間。
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図12。若い中年と古い被験者では、処理速度上のタスクに正しい応答の数。
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Discussion
本研究の主な目的は、寿命全体で認知機能に対する年齢の影響を調査中のタブレットコンピュータベースのアプリケーションのユーザビリティを評価することであった。仮説として、被験者は、最も神経心理学的ドメインにおける年齢関連の減少を示した。このようなメモリスパン、ワーキングメモリの正確さ、および選択的注意のようないくつかの認知機能のために、減少は中年と古い被験者を比較する際に、それが唯一認められたように、その後の人生で起こると思われる。他の認知機能、主に反応潜時、持続的注意、処理速度と執行の機能はすでに中年に影響を受けているようだ。中年男性の反応時間は、若い内だけでなく、古い男性よりも短くなるように見えるが、ジェンダーの効果は、女性だけでの寿命全体の反応時間の継続的な増加に伴い、作業記憶課題時の反応時間が観察された。男性が唯一のマイナスのためではなく、POを観察したより古い女性で長い反応時間sitiveまたは中性刺激。また、女性は年齢に関係なく鈍化認知計画を示した。
今回の知見は、認知能力（バルテスとリンデン19、クレイクとローズ20、ヘイデンら 21）の幅広い年齢関連の低下の前の結果を確認する。メモリ機能の変化は、その後の人生で起こるメディオ時空地域の白質の整合性とボリュームの減少によって仲介される可能性があり（ラズら 5,6）。執行、注意と処理速度は、脳領域間の前頭前野との接続の完全性に多くを依存しており、それ以前（サンダーら 7、公園、ロイター·ローレンツ8）に影響を与えているように見える。
速度に関係なく実行機能を評価する際にしかし、それ以上の年齢の対象者は、計画のタスクの速度成分の特定の年齢に効果を示唆し、損なわれた。ここでは、被験者は文字列へTは、運動障害や、より徹底した戦略的な計画のどちらか遅くなっている。初期の認知変化も遅く成人期（バックマンら 9,10、Erixon-Lindroth ら 11、Volkow ら 12）への早期からのドーパミンシステムの継続的な下落に関連している可能性があります。
年齢関連陽性効果をさらなる証拠を提供する正の刺激を使用した場合の年齢以上の被験者における性能を向上させる可能性があることを示すだけ負のためではなく、正の刺激について観察高齢女性における作業記憶タスクの間の長い反応時間、（チャールズら 13、メイザーと騎士14、LöckenhoffとCarstensen 15、グルーンら 16、Isaacowitz ら 17）。私たちは、ハノイのタスクの塔の間に、女性の認知の計画を遅らせたことは、Lに関連しているかもしれないが、推測文章理解、空間能力（ボイエルら 22、フィンケルら 23）。
我々はここに報告加齢性認知の変化は、それによって私たちのタブレットベースのアプリケーションのユーザビリティを証明し、神経心理学領域の幅広い下落を示した以前の知見と一致している。コンピュータに慣れていなかったとしても、古い被験者は実験者からの指示やフィードバックなしにタスクを理解し、実行することの問題を持っていませんでした。すべての被験者が試験を完了することができた。また、すべての年齢層の被験者は、彼らは非常に楽しいようなタスクを経験したことを報告し、それに応じて、コンプライアンスとモチベーションを高めて、おそらく結果の有効性を増加させた。この点は、私たちはどんな検査 - 再検査データやインター項目信頼性データを提供することができないように、しかし、投機的なままにしています。
実験者にとっての利点は、標準化と時間の節約テスト手順、秒が含まれていウレアデータ記憶及び分析のデータベース·円滑に試験結果の転送。
要するに、認知機能の加齢変化は、タブレットベースのアプリケーションを使用して測定した。このようなこのiPadアプリのような単純なツールはをスクリーニングし、臨床および外来患者の設定で認知障害を追跡するために迅速かつ効果的な方法かもしれません。
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Disclosures
著者らは、開示することは何もありません。
Acknowledgments
EmoCogMeterはMicroMovieメディア社（http://www.micromovie.com）と共同で開発されました。
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 |
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