Summary
Abbiamo testato l'usabilità di un'applicazione basata su tablet-computer (EmoCogMeter) nell'indagare gli effetti dell'età sulla cognizione. I risultati mostrano un declino cognitivo legato all'età, dimostrando così la fruibilità della nostra applicazione. I risultati sottolineano il grande potenziale clinico e pratico di un'applicazione basata su tablet per il rilevamento e il monitoraggio di disfunzione cognitiva.
Abstract
L'obiettivo principale di questo studio era di valutare l'usabilità di un'applicazione basata su tablet-computer (EmoCogMeter) nell'indagare gli effetti dell'età sulle funzioni cognitive nel corso della vita in un campione di 378 soggetti sani (età 18-89 anni). Coerentemente con i risultati precedenti abbiamo trovato un declino cognitivo correlato all'età in una vasta gamma di domini neuropsicologici (memoria, attenzione, funzioni esecutive), dimostrando così la fruibilità della nostra applicazione basata su tablet. Indipendentemente esperienza computer prima, soggetti di tutte le età sono stati in grado di eseguire le attività senza istruzioni o feedback da uno sperimentatore. Maggiore motivazione e il rispetto dimostrato di essere vantaggioso per le prestazioni compito, quindi potenzialmente aumentare la validità dei risultati. I nostri risultati promettenti sottolineano il grande potenziale clinico e pratico di un'applicazione basata su tablet per il rilevamento e il monitoraggio di disfunzione cognitiva.
Introduction
Invecchiamento umano è associata con il declino cognitivo in tutti i settori, ma potrebbe essere particolarmente pronunciato per le funzioni associate alla corteccia prefrontale e dei lobi temporali mediali, quali la memoria di lavoro (WM), memoria episodica, e le funzioni esecutive, (Bäckman et al. 1 , Brehmer et al. 2, Shing et al. 3, West 4). Corrispondentemente, studi di brain imaging hanno mostrato che la riduzione del volume sono più importanti nelle aree prefrontali e mediotemporal (Raz et al. 5,6) e che il funzionamento alterato all'interno e tra queste regioni potrebbero contribuire a cambiamenti cognitivi legati all'età (Sander et al. 7 , Park e Reuter-Lorenz 8). Studi di imaging molecolare indicano che le perdite dopamina legati all'età potrebbero essere potenti mediatori di danno in più compiti cognitivi (Bäckman et al 9, 10,.. Erixon-Lindroth et al 11 et al. 12). Non è necessario dimostrare che le competenze percettive e cognitive in età avanzata potrebbero essere rafforzate da stimoli emotivi. La tendenza per gli anziani a svolgere meglio su stimoli a valenza positiva per quanto riguarda le misure di attenzione, riconoscimento e valorizzazione della memoria emozionale è stato definito l'effetto positività legata all'età (Charles et al. 13, Mather e Cavaliere 14, Löckenhoff e Carstensen 15 , Gruhn et al. 16, Isaacowitz et al. 17) e potrebbe riflettere una differenza di obiettivi motivazionali come la fine della vita si avvicina (Carstensen e Löckenhoff 18).
Test neuropsicologici delle funzioni cognitive è di solito effettuata sia per mezzo di test carta e matita o test basati su computer su workstation, e potrebbe rivelarsi difficile durante il test i soggetti più anziani. In primo luogo, le abilità motorie deteriorate potrebbero limitare l'uso di patest per e matita e, dall'altro, i soggetti più anziani spesso non hanno familiarità con le tastiere, tappetini per il mouse o altri dispositivi di input applicati durante i test neuropsicologici computer-based. Di conseguenza, i soggetti più anziani spesso mostrano scarsa motivazione o la conformità durante i test neuropsicologici, che potrebbe compromettere le prestazioni e diminuire la validità dei risultati. Inoltre, i test carta e matita e un test informatizzati sulle workstation richiede presenza permanente dello sperimentatore per istruzione e risposte nonché per la documentazione dei risultati, che vengono poi raramente trasferite a un database e quindi accessibile solo a una numero limitato di persone. Quindi, questo approccio "convenzionale" per i legami di test neuropsicologici importanti risorse umane aumenta la probabilità di errori durante il trasferimento dei risultati, limita l'accesso ai dati, e rallenta il flusso di lavoro.
Il nostro obiettivo era quello di testare un'applicazione basata tablet per la ricerca di sédomini neuropsicologici Veral. Abbiamo usato un'applicazione iPad come abbiamo ipotizzato, che un semplice strumento così potrebbe essere un metodo rapido ed efficace per lo screening e monitorare deficit cognitivi in ambito clinico e ambulatoriali. Indipendentemente dall'età, i soggetti devono essere messi in grado di eseguire le attività senza istruzioni o feedback da uno sperimentatore e dovrebbe essere in grado di completare i test. Indipendentemente dall'età, i soggetti devono essere messi in grado di eseguire le attività senza istruzioni o feedback da uno sperimentatore. Abbiamo ipotizzato che il touchpad permetterebbe un uso più intuitivo rispetto ad altri dispositivi di risposta (pad ad esempio il mouse o la tastiera), in particolare per i soggetti più anziani, che non hanno familiarità con i computer. Conformità accresciuta e motivazione per l'esecuzione delle attività potrebbero aumentare la validità dei risultati, mentre i benefici per lo sperimentatore dovrebbe includere una procedura di prova standardizzata e risparmio di tempo, un trasferimento sicuro dei risultati dei test in un database e la facilitazione di memorizzazione dei dati e analisisis.
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Protocol
1. Soggetti
Abbiamo reclutato 541 soggetti psicologicamente e somaticamente sani maschi e femmine (età 44.47 ± 9.41, range 18-89 anni; IQ 113.90 ± 12.73). Tutti i soggetti parlavano tedesco a livello madrelingua. Lo studio è stato effettuato in conformità con l'ultima versione della Dichiarazione di Helsinki e approvato dal Consiglio di Amministrazione della Società Psicologica tedesco Institutional Review. Tutti i soggetti hanno dato consenso informato scritto prima di screening e sono state rimborsate per la partecipazione.
2. Disegno dello studio
Il EmoCogMeter, un'applicazione basata su iPad, comprende 7 test neuropsicologici ed è stato sviluppato per studiare le funzioni cognitive in diversi domini. Prima di ogni prova, una breve istruzione e la dimostrazione è stata visualizzati sullo schermo. Non c'era nessuna istruzione verbale o feedback da parte dello sperimentatore. Soggetti necessari circa 25-30 minuti per completare il testing sessione.
- Test neuropsicologici
- Apprendimento e memoria
- Memory Span
Presentare ai partecipanti una serie di cifre e chiedere loro di inserire i numeri subito dopo. Inizia con 2 cifre e se i partecipanti hanno successo, dare un elenco di numeri più a lungo.- Terminare l'operazione sia dopo 5 minuti, o anche prima, se i soggetti ricordano con successo 9 cifre. Registrare il digit span e il numero di prove intermedi necessari per raggiungere tale livello.
- Memoria di lavoro
Partecipanti sono visualizzare sequenze di parole positive, negative e neutre e rispondere se una parola è la stessa di quella presentata due prove prima.- Terminare l'operazione dopo 5 minuti e registrare il numero di risposte corrette (hits), false risposte, e la latenza media delle risposte.
- Memory Span
- Attenzione e concentrazione
- Selective Attenzione
Applicare una variante del compito Stroop e chiedere soggetti rispondere se il nome scritto colore corrisponde al colore di inchiostro è stato visualizzato trovi- Terminare l'operazione dopo 3 minuti e registrare il numero di risposte corrette (hits), false risposte, perse le risposte, e la latenza media delle risposte.
- Sostenuta Attenzione
Utilizzare un compito che comprende una piccola componente di memoria di lavoro. Presentare un cerchio costituito da piccoli cerchi blu e giallo, illuminato in un ordine pseudo-casuale nel centro dello schermo.- Istruire i soggetti per rilevare e rispondere a sequenze di blu-giallo-giallo. Terminare l'operazione dopo 4 minuti e registrare il numero di risposte corrette (hits), false risposte, e perse le risposte.
- Selective Attenzione
- Funzioni esecutive
- Trail Making Test B
Sonda compito di commutazione e richiedono soggetti in sequenza e in alternativa collegare 13 numeros e 12 lettere sullo schermo. Non visualizzare la connessione se il soggetto ha commesso un errore e non continuare l'attività prima che sia selezionata la connessione corretta.- Terminare l'operazione dopo 90 secondi se non viene completato con successo fino ad allora. Registrare il tempo totale necessario per completare l'operazione.
- Torre di Hanoi
Valutare pianificazione e la capacità di raggiungere un obiettivo attraverso una serie di passaggi intermedi. Utilizzare una versione con tre canne e quattro dischi di seguito piccole dimensioni.- Informare i soggetti che devono spostare l'intera pila di dischi ad un altro asta obbedendo alle regole seguenti: (1) un solo disco può essere spostato in un momento. (2) Ogni mossa consiste nel prendere il disco superiore da una delle aste e facendolo scorrere su un'altra asta, sopra gli altri dischi eventualmente già presenti su tale asta. (3) n disco può essere posizionato sopra un disco più piccolo.
- Terminare la prova se i soggetti non riescono a raggiungere l'obiettivo dopo 4 min. RECORD il tempo necessario per risolvere il compito e il numero di mosse necessarie per soluzione.
- Trail Making Test B
- Velocità di elaborazione
Simbolo Lettera Modalità di prova
Soggetti presenti con 9 lettere e simboli geometrici corrispondenti nella parte superiore dello schermo. Visualizzare righe di lettere nella parte inferiore e istruire i soggetti per spostare il simbolo corrispondente in ogni lettera il più velocemente possibile.- Registrare il numero di risposte corrette (colpi), falsi risposte, perse le risposte e la latenza media di risposte entro i termini previsti (90 sec).
- Apprendimento e memoria
- L'analisi statistica
Per le prove di sondaggio memoria di lavoro, l'attenzione selettiva e attenzione sostenuta abbiamo definito un rapporto di precisione ((hits-false) / target) x 100. Tutti i dati sono stati analizzati utilizzando analisi multivariate della varianza (MANOVAs) con l'fattori tra soggetti di età e di genere. Correzioni GreenhouseGeisser erano applicabilied ove necessario. Se MANOVAs rivelato significativi principali o di interazione effetti, ulteriori analisi statistiche sono state condotte utilizzando confronti t-test.
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Representative Results
I dati di 19 soggetti non potrebbero essere registrati a causa di problemi tecnici. Tutti i soggetti rimanenti (N = 522) hanno completato i test e sono stati raggruppati in tre fasce di età (giovani: 18-30 anni; mezza età: 31-59 anni, età: 60-89 anni). I partecipanti a questi gruppi sono stati abbinati in base al genere e IQ risultante in un campione di N = 378 (cfr. tabella 1). Performance per tutti i test neuropsicologici nei 3 gruppi di età è sintetizzata nella Tabella 2.
Apprendimento e memoria
Memory Span
C'era un effetto principale dell'età sulla span di cifre (F (2) = 15.99, p = .000) con span di cifre inferiore nel vecchio rispetto al giovane (p <0,01), così come a soggetti di mezza età (p <0.01) (vedi Figura 5). Non c'erano differenze tra soggetti giovani e di mezza età. Gruppi di età non differivano nel numero di prove totali necessari e non vi era alcun effetto del genere su di meMory span.
Memoria di lavoro
C'era un effetto principale dell'età sulla precisione (F (2) = 21.19, p = .000) con significativamente inferiore accuratezza nella vecchia rispetto al giovane (p <0,01), così come a soggetti di mezza età (p <0.01) indipendentemente di stimolo valenza (vedere Figura 6). Non c'erano differenze tra soggetti giovani e di mezza età e nessun effetto del genere.
Per quanto riguarda i tempi di reazione vi erano effetti principali di età (F (2) = 30.31, p = .000) e genere (F (2) = 18.34, p = .000), nonché un genere dall'interazione età (F (2 ) = 11.93, p = .000), indipendentemente dal stimolo valenza. Post hoc t-test hanno rivelato un continuo aumento dei tempi di reazione nel corso della vita solo nelle donne, con notevoli tempi di reazione più lunghi di mezza età rispetto ai giovani (p <0.05) e la vecchia rispetto ai soggetti di mezza età (p <0,01). Negli uomini, i soggetti di mezza età avevano tempi di reazione più brevi rispetto ai giovani (p <0.01) e anche ° un vecchio soggetti (p <0.01). Mentre non vi erano differenze di genere nei soggetti giovani, donne di mezza età erano significativamente più lento (p <0.01) rispetto agli uomini a prescindere stimolo valenza. In soggetti anziani soli tempi di reazione per le parole negative erano più lenti nelle donne (p <0.05) (vedere Figura 7).
Attenzione e concentrazione
Attenzione selettiva
Age ha avuto un significativo effetto principale sulla precisione (F (2) = 31.52, p = .000), con un calo tra la mezza età e anziani (p <0.01) (vedere Figura 8). Non c'era alcun effetto del sesso sulla precisione di selezione.
Sostenuta Attenzione
C'era un effetto principale dell'età sulla precisione (F (2) = 38.69, p = .000) con un declino continuo da giovane a metà (p <0.01) e mezzo di vecchiaia (p <0,01) (vedere la Figura 9) . Sesso non ha avuto effetto sulla precisione.
p "> funzioni esecutiveTrail Making Test B
L'ANOVA ha mostrato un significativo effetto principale dell'età sul tempo necessario per completare l'attività (F (2) = 23.44, p = .000), che ha costantemente aumentato nel corso della vita (giovane vs mezza età: p <0.01; mezzo età vs vecchio: p <0.01) (vedere Figura 10). Non c'era alcun effetto del genere.
Torre di Hanoi
C'era un effetto principale dell'età sul tempo necessario per risolvere il compito (F (2) = 41.60, p = .000). Ttests POSTHOC hanno mostrato che il tempo di soluzione costantemente aumentato nel corso della vita (giovane vs mezza età: p <0.05; mezza età vs antiche: p <0.01) (vedi figura 11). Inoltre, c'è stato un effetto principale del genere in tempo di soluzione (F (2) = 7.88, p = .005), con le donne che necessitano di più tempo degli uomini di tutte le età. Età e sesso non hanno avuto effetto sul numero di mosse necessarie per la soluzione.
velocità di elaborazione
Simbolo Lettera Modalità di prova
Age ha avuto un significativo effetto principale sul numero di lettere correttamente abbinato con forme geometriche (F (2) = 122.55, p = .000), che continuamente diminuiti nel corso della vita (giovani vs mezza età: p <0.01; middle- invecchiato vs vecchio: p <0.01) (vedere la Figura 12).
Figura 1. Illustrazione delle attività su capacità di memoria e di memoria di lavoro.
Figura 2. Illustrazione delle attività su selettiva e sostenuta a tenzione.
Figura 3. Illustrazione di Trail Making Test B e Torre di Hanoi compito.
Figura 4. Illustrazione del simbolo Lettera Modalità di prova.
Figura 5. Capacità di memoria in soggetti giovani, di mezza età e anziani.
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Figura 6. Lavorare di precisione di memoria in soggetti giovani, di mezza età e anziani.
Figura 7. I tempi di reazione durante un compito di memoria di lavoro nei giovani, donne di mezza età e anziani e soggetti di sesso maschile.
Figura 8. Precisione durante un compito sull'attenzione selettiva nei giovani, soggetti di mezza età e anziani.
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Figura 9. Precisione durante un compito in attenzione sostenuta nei giovani, soggetti di mezza età e anziani.
Figura 10. Tempo necessario per completare un test su task switching nei giovani, soggetti di mezza età e anziani.
Figura 11. Tempo di soluzione in un compito di pianificazione in soggetti giovani, di mezza età e anziani.
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Figura 12. Numero di risposte corrette in un compito a velocità di elaborazione in soggetti giovani, di mezza età e anziani.
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Discussion
L'obiettivo principale di questo studio era di valutare l'usabilità di un'applicazione basata su tablet-computer indagare gli effetti dell'età sulle funzioni cognitive tutta la durata della vita. Come ipotizzato, i soggetti hanno mostrato un declino relativo all'età nella maggior parte dei domini neuropsicologici. Per alcune funzioni cognitive, come la capacità di memoria, di lavoro accuratezza memoria e l'attenzione selettiva, il declino sembra verificarsi più tardi nella vita, come è stato osservato solo quando si confrontano i vecchi soggetti di mezza età e. Altre funzioni cognitive, soprattutto latenza di risposta, attenzione sostenuta, velocità di elaborazione e funzioni esecutive sembrano già essere colpiti in mezza età. Effetti di genere sono stati osservati su tempi di reazione durante un compito di memoria di lavoro, con un continuo aumento dei tempi di reazione di tutti vita solo nelle donne, mentre i tempi di reazione in uomini di mezza età sembrano essere più breve che in giovani così come in vecchi. Tempi di reazione più lunghi nelle donne che uomini vecchi sono stati osservati solo per negativo, ma non per Postimoli sibili o neutre. Inoltre, le donne hanno mostrato la pianificazione cognitiva rallentata indipendentemente dall'età.
I nostri risultati confermano precedenti risultati di un declino relativo all'età in una vasta gamma di abilità cognitive (Baltes e Lindenberger 19, Craik e Rose 20, Hayden et al.) 21. Cambiamenti nella funzione di memoria potrebbero essere mediati da riduzioni di integrità della sostanza bianca e il volume nelle zone medio-temporali che si verificano nel corso della vita (Raz et al. 5,6). Funzioni esecutive, l'attenzione e la velocità di elaborazione si basano più sulla integrità della corteccia prefrontale e la connettività tra le regioni del cervello e sembrano essere colpiti in precedenza (Sander et al. 7, Park e Reuter-Lorenz 8).
Tuttavia, nel valutare la funzione esecutiva indipendentemente dalla velocità, soggetti più anziani sono stati perfetta, suggerendo una specifica età effetto sulla componente velocità del compito di pianificazione. Qui, i soggetti might sono stati più lenti a causa di menomazioni motorie o pianificazione strategica a più approfondita. Cambiamenti cognitivi precoci potrebbero anche essere legati al continuo declino dei sistemi dopaminergici dalla mattina presto alla tarda età adulta (Bäckman et al. 9,10, Erixon-Lindroth et al. 11, Volkow et al. 12).
Tempi di reazione più lunghi durante il compito di memoria di lavoro nelle donne anziane in cui osservata solo per il negativo, ma non per stimoli positivi, indicando che le prestazioni in soggetti più anziani potrebbe essere migliorata quando si utilizzano stimoli positivi, che avrebbe fornito ulteriori prove per l'effetto positività legata all'età ( Charles et al. 13, Mather e Cavaliere 14, Löckenhoff e Carstensen 15, Gruhn et al. 16, Isaacowitz et al. 17). Noi ipotizziamo, che ha rallentato la pianificazione cognitiva nelle donne durante la Torre di Hanoi compito potrebbe essere correlato alla lower abilità spaziali (Voyer et al. 22, Finkel et al. 23).
I cambiamenti cognitivi legati all'età che riportiamo qui sono coerenti con la conclusione precedente mostra un declino in una vasta gamma di domini neuropsicologici, dimostrando così la fruibilità della nostra applicazione basata su tablet. Anche i soggetti anziani che non avevano familiarità con i computer non hanno problemi di comprensione e lo svolgimento dei compiti, senza istruzione o feedback da uno sperimentatore. Tutti i soggetti erano in grado di completare i test. Inoltre, i soggetti di tutte le fasce di età hanno riferito che hanno sperimentato i compiti come molto piacevole, di conseguenza, il rispetto intensificata e la motivazione probabilmente aumentato la validità dei risultati. Questo punto deve rimanere speculativa, tuttavia, come non siamo in grado di fornire tutti i dati di test-retest o dati tra l'elemento di affidabilità.
Vantaggi per lo sperimentatore includevano la procedura di test standardizzata risparmiando tempo e, il secure trasferimento dei risultati dei test in un database e la facilitazione di archiviazione e analisi dei dati.
In sintesi, i cambiamenti legati all'età nelle funzioni cognitive sono stati misurati utilizzando un'applicazione basata su tablet. Un semplice strumento come questa applicazione per iPad può essere un metodo rapido ed efficace per lo screening e tenere traccia di deficit cognitivi in ambito clinico e ambulatoriali.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
La EmoCogMeter è stato sviluppato in collaborazione 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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