Overview
מקור: מעבדות של ג'ונאס ט. קפלן ושרה גימבל – אוניברסיטת דרום קליפורניה
תשומת לב, זיכרון עבודה, תכנון, שליטה בדחפים, עיכוב וגמישות נפשית הם מרכיבים חשובים של קוגניציה אנושית המכונים לעתים קרובות פונקציות המבצעת. הפרעת ספקטרום האוטיזם היא הפרעה התפתחותית המאופיינת בליקויים באינטראקציה חברתית, בתקשורת ובהתנהגויות חוזרות ונשנות. זוהי הפרעה שנמשכים כל החיים, והוא נחשב להשפיע על 0.6% מהאוכלוסייה. הסימפטומים של אוטיזם מצביעים על גירעון בתפקוד המבצעת, אשר ניתן להעריך על ידי בדיקות נוירופסיכולוגיות מיוחדות. על ידי שימוש במספר בדיקות שכל אחת מהן מדגישה היבטים שונים של התפקוד המבצעי, אנו יכולים לקבל תמונה מלאה יותר של הפרופיל הקוגניטיבי של ההפרעה.
משימה אחת כזו, המכונה מבחן מיון כרטיס ויסקונסין (WCST), היא משימה מורכבת מבחינה קוגניטיבית בשימוש נרחב במחקרים קליניים כמדד רגיש מאוד של ליקויים בתפקוד המבצעת. הוא בוחן את יכולתו של אדם להסיט את תשומת הלב ובוחן את גמישותו עם שינוי כללים וחיזוק. 1 ב- WCST, משתתף מוצג עם ארבעה כרטיסי גירוי, המשלבים שלושה פרמטרי גירוי: צבע, צורה ומספר. המשתתף מתבקש למיין כרטיסי תגובה לפי עקרונות שונים, לשנות את קריטריוני המיון שלהם בהתבסס על משוב מהנסיין. המשתתפים מנסים כללים שונים עד שהם מוצאים את השיטה הנכונה למיון הכרטיסים. חולים עם תפקוד לקוי של מנהלים נוטים להיתקע במשימת מיון הכרטיסים, ללא יכולת לשנות את אסטרטגיית המיון שלהם. התמדה זו עם אסטרטגיה שגויה נקראת התמדה.
משימה שנייה, מגדל לונדון (ToL) היא מבחן התלוי בתכנון מורכב, הערכה מחדש ועדכון של מהלכים מתוכננים. דווח כי אנשים עם אוטיזם נפגעו במשימות הכרוכות בתכנון. 2 במשימה ToL, אנשים חייבים להעביר דיסקים מרצף שנקבע מראש על שלושה יתדות כדי להתאים מצב מטרה בכמה שפחות מהלכים, בהתאם לכללים ספציפיים.
משימה שלישית, המכונה מבחן סטרופ, מכוונת לעיכוב קוגניטיבי. במשימה זו מוצג למשתתפים שם של צבע, שנכתב בצבע אחר, והם מתבקשים לזהות את הצבע שבו המילה כתובה. לדוגמה, במצב לא עקבי, המילה כחולה תיכתב בירוק. אנשים עם קושי עיכוב לא צריך לבצע, כמו גם בדרך כלל לפתח אנשים על משימה זו כרוכה עיכוב של המילה הכתובה.
בסרטון זה, אנו מראים כיצד לנהל את המשימה WCST, ToL ו- Stroop כדי להשוות גמישות, תכנון ועיכוב אצל ילדים עם הפרעת ספקטרום האוטיזם ובדרך כלל מתפתחים עמיתים, ולחקור כיצד כל אחת מהקבוצות האלה פועלת על היבטים שונים אלה של תפקוד המבצעת.
Procedure
1. גיוס משתתפים
- גיוס אוכלוסיות אוטיסטים
- לגייס 40 משתתפים, בגילאי 6-18 שנים, עם הפרעת ספקטרום האוטיזם. ניתן לאמת אבחון של אוטיזם באמצעותראיון אבחון אוטיזם-מתוקן 3 ולוח הזמנים של תצפית אבחון אוטיזם. 4
- בקרה על גיוס אוכלוסיות
- לגייס 40 משתתפים בגילאי 6-18 שנים, אשר מותאמים בגיל ואינטלקט עם אוכלוסיית המשתתפים האוטיסטים.
- ודא כי המשתתפים עודכנו באופן מלא על נהלי המחקר וחתמו על כל טפסי ההסכמה המתאימים.
2. איסוף נתונים
איור 1. ארבעה כרטיסי גירוי המוצגים על מסך המחשב. כרטיסים אלה משמשים כקטגוריות כדי להתאים כל אחד מ -64 הקלפים מהסיפון. הקלפים יכולים להתאים בהתבסס על שלושה כללים: מספר, צבע ו/או צורה.
- מבחן מיון כרטיס ויסקונסין (WCST)
- תנחו את המשתתף בשולחן מול מחשב.
- אמור למשתתף שהמשחק דורש התאמה של כרטיס בודד לאחד מארבעה קלפים המוצגים בחלק העליון של המסך(איור 1).
- לאחר התאמת כל כרטיס, המשתתף מקבל הודעה אם התקבלה ההחלטה הנכונה או השגויה, בהתבסס על אם הוא ניחש את הכלל נכון או לא (הכללים נקבעים מראש עבור כל התאמת קלפים).
- הכלל מוחל על רצף של ניסיונות (10 מיקומי כרטיסים נכונים) ולאחר מכן משתנה ללא אזהרה.
- אמור למשתתף:
- יש לך ארבעה קלפים ממוקמים עם הפנים למעלה וחפיסה של 64 קלפים כדי להתאים להם.
- יש כלל להתאמת הקלפים ותצטרך לנחש מה זה.
- המשימה שלך היא לבחור איזה כרטיס מתאים לכרטיס שלך, בהתבסס על הכלל במקום.
- יגידו לך "נכון" או "לא נכון".
- אתה יכול לקחת כמה זמן שתרצה עבור כל החלטה, אבל לא יכול לשנות את דעתך.
- אתה צריך לנסות לקבל כמה שיותר נכון ככל האפשר.
- מעת לעת, הכלל ישתנה מבלי שיגידו לך. לאחר מכן יהיה עליך לגלות את הכלל החדש.
- סיים את המשימה כאשר בוצעו כללים עבור סיבובים של 10 קלפים שש פעמים, או כאשר כל 64 הכרטיסים הוצבו.
- מגדל לונדון (ToL)
- המשתתף יושב ליד שולחן מול מחשב.
- מסך המחשב מציג תצורה התחלתית של שלושה כדורים צבעוניים המסודרים בתבנית על שלוש יתדות שונות. המסך מציג גם תצורת מטרה שבה הכדורים אורגנו מחדש לתצורה חדשה על היתדות.
- אמור למשתתף:
- ערוך סדרה של מהלכים כדי להגדיר מחדש את מערך הכדורים הפותח לסט המטרות(איור 2).
- בצע את המהלכים בזה אחר זה, באמצעות עכבר המחשב, תוך שימוש במהלכים מעטים ככל האפשר.
- אין הגבלת זמן, אבל ברגע שכדור זז, לא ניתן לבטל את המהלך.
- סיים את המשימה כאשר המשתתף השלים 20 ניסויים.
איור 2. מגדל לונדון: מיקום התחלה וסופי של הכדורים הצבעוניים על שלושת היתדות. המשתתפים מונחים להעביר כדורים מרצף שנקבע מראש על שלוש יתדות שונות כדי להתאים למצב מטרה בכמה שפחות מהלכים.
- משימת סטרופ
- המשתתף יושב ליד שולחן מול מחשב.
- אמור למשתתף:
- מילה תופיע על המסך. אנא אמורו את הצבע שבו כתובה המילה(איור 3).
- הצג 120 ניסויים, המורכבים ממספרים שווים של ניסויים עקביים ולא עקביים.
- בכל ניסיון, הצג אחת מארבע מילים צבעוניות (אדום, כחול, ירוק או צהוב) על המסך למשך 4.0 או עד לקבלת תגובה. במחצית הניסויים צבע הדיו תואם למילה (ניסויים תואמים), ואילו במחצית השנייה של הניסויים צבע הדיו אינו תואם למילה (ניסויים לא תואמים).
- המתן 1.5 s בין כל גירוי, ואל תחזור על שם הצבע או צבע המצגת ממשפט אחד למשנהו.
- הנסיין מתעד אם כל תגובה נכונה או שגויה. תגובות שגויות לא יוחרגו מניתוח זמן התגובה.
איור 3. מבחן סטרופ: דוגמאות לגירוי עקבי ולא עקבי, עם תגובות נכונות. המשתתפים מונחים לומר מילולית את צבע המילה המוצגת.
3. ניתוח נתונים
- WCST הוא הבקיע על ידי המחשב על פי מדריך WCST. 5
- עבור מחקר זה, המדד העיקרי של תפקוד לקוי של מנהלים בשימוש הוא מספר התגובות התמידיות שבהן המשתתף המשיך למיין בהתבסס על הכלל הנכון בעבר למרות משוב כי זה היה שגוי.
- הגרסה הממוחשבת של ה- ToL מבוססת באופן אוטומטי על: זמן בילה בתכנון מראש, זמני העברה ממוצעים, מספר המהלכים שבוצעו ומספר הניסויים שנפתרו במספר המינימלי של מהלכים אפשריים.
- עבור מחקר זה, המדד העיקרי של תפקוד לקוי של מנהלים בשימוש הוא מספר מהלכים עודפים, אשר סופר את מספר המהלכים שנעשו מעבר למינימום הנדרש כדי לפתור את הפאזל.
- הגרסה הממוחשבת של מבחן Stroop מקבלת ציון אוטומטי על ידי רישום זמן הופעת שם הצבע המדובר.
- זמן התגובה הממוצע לניסויים מתכנסים מופחת מזמן התגובה הממוצע לניסויים לא עקביים עבור כל משתתף, למעט תגובות שגויות.
- ניתן להשתמש במבחן t כדי לבחון את ההבדלים בציונים אלה בין אוטיסטים למשתתפי בקרה.
הפרעת ספקטרום האוטיזם מאופיינת בליקויים בתקשורת ובתפקוד המבצעת, עם התקפה שנזכרת לעתים קרובות במהלך הילדות המוקדמת.
בהתפתחות רגילה, ילדים משפרים את התהליכים הניהוליים שלהם, הכוללים: גמישות – התאמת מחשבות בתגובה לסביבה משתנה; תכנון – הפעולות הדרושות להשגת מטרה מסוימת ועיכוב – היכולת לעצור את מה שהם עושים
עם זאת, במצב חברתי זה, הילד שהראה קושי בביצוע פונקציות אלה – זה שלא נכנס פנימה כדי לקבל מעיל כי הוא המשיך לנופף מקל מסביב – הוא דוגמה של מישהו עם רכיבים המעידים על הפרעת ספקטרום האוטיזם.
וידאו זה מדגים כיצד לבצע סדרה של בדיקות התנהגותיות המתחברות לתהליכי התפקוד המבצעי במעבדה, כמו גם כיצד לנתח את הנתונים ולפרש תוצאות אצל ילדים שאובחנו עם הפרעת ספקטרום האוטיזם בהשוואה לאלה ללא הפרעות התפתחותיות ידועות.
בניסוי זה, ילדים עם הפרעת ספקטרום האוטיזם יחד עם עמיתים מתפתחים בדרך כלל בגילאי 6 עד 18 מתבקשים להשלים שלוש משימות – מבחן מיון הכרטיסים של ויסקונסין, מצודת לונדון ומשימת סטרופ – המודדות רכיבים שונים של תפקוד מבצעי.
במשימה הראשונה, מבחן מיון הכרטיסים של ויסקונסין, מוצגים לילדים ארבעה כרטיסי גירוי המשלבים שלושה דפוסי גירוי: צבע, צורה ומספר.
הם מתבקשים למיין כרטיסי תגובה לפי אחד הפרמטרים האלה, אבל החוכמה כאן היא שהם חייבים להבין את כלל המיון בהתבסס על המשוב שסופק לאחר התאמת כל אחד מהם.
המשתתפים מנסים למיין לפי צבע, צורה או מספר עד שהם מוצאים את הכלל המקובל, המוחל על ריצה של 10 מיקומים נכונים ולאחר מכן משתנה ללא אזהרה.
המשתנה התלוי אז הוא מספר התגובות שבהן המשתתף ממשיך למיין בהתבסס על הכלל הנכון בעבר, למרות משוב שזה היה שגוי. זה ידוע בשם התמדה: התמקדות באותה תגובה למרות שזה לא יכול להוביל לתוצאה יתרון.
המשימה השנייה היא מצודת לונדון, שם המשתתפים חייבים להעביר דיסקים מרצף שנקבע מראש על שלושה יתדות כדי להתאים למצב מטרה בכמה שפחות שלבים. במקרה זה, המשתנה התלוי הוא מספר המהלכים שבוצעו העולים על המספר המינימלי הדרוש.
המשימה השלישית והאחרונה היא מבחן Stroop, שבו המשתתפים מתבקשים לומר בקול רם את הצבעים של המילים המוצגות. המונחים הצבעוניים מחולקים באופן שווה לניסויים תואמים - כאשר השם וצבע הגופן תואמים, או לא תואמים - שתי התכונות אינן תואמות, לדוגמה, המילה ירוקה צבועה בכחול.
כאן, המשתנה התלוי הוא הזמן שלוקח למשתתפים לומר את הצבע הנכון. תגובות במצב לא עקבי נוטות להיות איטיות יותר מאשר ניסויים עקביים כי המשתתפים חייבים לעכב את קריאת המילה, שהיא מהירה ואוטומטית, לטובת אמירת הצבע בפועל של האותיות.
הסימפטומים של הפרעת ספקטרום האוטיזם מצביעים על ליקויים בתפקודים המבצעים הנדרשים להשלמת שלוש המשימות. הוא חזה כי המשתתפים כבר שאובחנו עם ההפרעה לא תהיה אותה גמישות כמו פקדים עם כללים משתנים במבחן מיון כרטיס ויסקונסין.
כמו כן, הם צפויים גם להפגין תכנון לקוי בעת פתרון מצודת לונדון, ועיכוב קוגניטיבי מופחת כדי להשלים כראוי את מבחן Stroop, לעומת משתתפים בגיל ובדרך כלל מתפתח.
כדי להתחיל, לברך את המשתתף המגויס ויש להם לשבת בנוחות מול מחשב. שים לב שכל המשתתפים צריכים להיות מותאמים לגיל ואינטלקט. לאחר קבלת אישור ההורים, הנחה אותם באמצעות טפסי ההסכמה.
עכשיו, להסביר לכל משתתף כי הם ישלימו שלוש משימות: הראשון הוא מבחן מיון כרטיס ויסקונסין, שבו הם צריכים להתאים כרטיס אחד לאחד מארבעת המוצגים על המסך. פרט כי הקלפים יכולים להתאים בצבע, בצורה או במספר וכי נאמר להם אם הניחוש שלהם היה נכון או לא.
עוד להודיע להם כי מעת לעת, הכלל ישתנה ללא הודעה מוקדמת וכי הם יצטרכו לגלות את המתג בכוחות עצמם כדי לקבל כמה שיותר נכון. ענה על כל שאלה שיש להם.
לאחר מכן, התחל את המשימה, ואפשר למשתתף זמן להשלים את הניסויים, אשר תלויים בשש ריצות של 10 מיקומים נכונים או עד שכל 64 הכרטיסים ממוינים. כאשר המשימה מסתיימת, ספק להם הפסקה של 2 דקות.
לאחר שההפסקה תסתיים, תם למשתתף לשבת שוב. הסבר כי המשימה השנייה – מצודת לונדון – כוללת ארגון מחדש של התצורה של שלושה כדורים צבעוניים הממוקמים על שלושה יתדות, וכי מטרתם היא להתאים את תצורת המטרה במספר הקצר ביותר של מהלכים.
כמו כן להודיע להם כי עליהם להכין מראש את סדרת המהלכים ולזכור כי לא ניתן לבטל העברה. בעקבות ההוראות, לאפשר להם להשלים 20 ניסיונות, באמצעות העכבר כדי לבצע את התנועות המיועדות שלהם.
לאחר הפסקה נוספת של 2 דקות, התחל את המבחן השלישי והאחרון – משימת סטרופ. הסבר כי במקרה זה, מילה תוצג על המסך עד 4 s, עם 1.5 s בין כל אחד, והם אומרים בקול רם, את הצבע כי המילה כתובה.
שים לב שתוכנית המחשב רושמת זמני תגובה בהתבסס על תחילת הצבע המדובר, במהלך 120 ניסויים. עדיין יהיה עליך לתעד במהירות את התגובות המילוליות של המשתתף ואם הן נכונות או לא, בין מצגות מילים.
כדי לנתח את הנתונים, להעריך כל משימה בנפרד: עבור מבחן מיון כרטיס ויסקונסין, לקבוע את המספר הממוצע של תגובות התמדה; עבור מגדל לונדון, לחשב את המספר הממוצע של מהלכים מוגזמים מעבר למינימום הנדרש כדי לפתור כל פאזל; ולמשימת סטרופ, ממוצע ההבדל בזמני התגובה למתן שמות למילים באופן לא עקבי בהשוואה למצב התגובל.
התווה את התוצאות עבור אנשים בעלי ספקטרום שליטה אוטיסטים בכל המשימות. ראשית, במבחן מיון הכרטיסים של ויסקונסין, שים לב שמשתתפים עם אוטיזם היו פחות מסוגלים להגדיר-shift, או להסתגל לכלל מיון חדש באמצע המשימה.
במילים אחרות, הם נטו להיתקע במשימת מיון הכרטיסים ולא הצליחו לשנות את אסטרטגיית המיון שלהם, מה שגרם לטעויות מתמשכות יותר.
במבחן במגדל לונדון, משתתפי הספקטרום האוטיסטי הראו גירעון ביכולת לפתור את הפאזל באמצעות מספר המהלכים המינימלי, דבר המצביע על ליקויים בתכנון.
באשר למבחן סטרופ, לשתי הקבוצות היו אותם זמני תגובה, מה שמצביע על כך שהעיכוב הקוגניטיבי לא הושפע.
עכשיו שאתה מכיר כמה בדיקות של תפקוד המבצעת, בואו נראה איך סוללות כאלה יכול לשמש כדי לאבחן ולהבדיל הפרעות עם תפקוד קוגניטיבי ואולי אפילו להוביל לשיקום אצל אנשים אלה.
אמנם יש הפרעות נוירו-התפתחותיות רבות עם ליקויים בתפקוד המבצעת, כולל אוטיזם, הפרעת קשב וריכוז ותסמונת טורט, ייתכן שיש להם פרופילים ניהוליים שונים. לדוגמה, כפי שהראינו כאן, אלה עם הפרעות בספקטרום האוטיזם מראים ליקויים במבחן מיון כרטיס ויסקונסין ובמגדל של לונדון.
לעומת זאת, ילדים עם הפרעת קשב וריכוז מפגינים ליקויים במצודת לונדון ובמשימה Stroop, ואילו אלה עם תסמונת טורט מציגים בעיקר ליקויים במשימת סטרופ.
לכן, אם ספציפי, אך דיפרנציאלי, דפוסים של תפקוד קוגניטיבי ניתן לזהות על פני הפרעות, סדרה של אמצעים התנהגותיים יכול לשמש אינדיקטורים במהלך האבחון.
בנוסף, הבנת ההבדלים הקוגניטיביים בין הפרעות שונות יכולה להוביל להתפתחות של תוכניות שיקום ממוקדות יותר, כמו שימוש בגירוי זרם ישיר טרנס-קדנציאלי.
אזורי מוח יכולים להיות ממוקדים, כמו קליפת המוח הקדם-מצחית הדוסולטרלית, לפני ואחרי משימות התנהגותיות. בדרך זו, חוקרים יכולים למדוד אם גירוי משפר את התפקוד המבצעי, מתן גישה מבטיחה לשיקום מספר הפרעות עם יסודות עצביים ברורים.
הרגע צפית בהקדמה של JoVE לתפקוד מבצעי בהפרעת ספקטרום האוטיזם. עכשיו אתה צריך להבין טוב איך לעצב ולהפעיל מבחן מיון כרטיס ויסקונסין, מבחן מצודת לונדון ואת מבחן Stroop, כמו גם כיצד לנתח ולהעריך את התוצאות.
תודה שצפיתם!
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Results
אנשים עם אוטיזם מבצעים גרוע משמעותית במבחנים של גמישות נפשית ותכנון, אבל לא מראים הבדל מאנשים מתפתחים בדרך כלל במבחני עיכוב (איור 4). 6 ב- WCST, מבחן המודד גמישות נפשית, אנשים עם אוטיזם מסוגלים פחות להגדיר-shift, להסתגל לכלל מיון חדש באמצע המשימה (כלומר,הם עושים שגיאות מתמידות יותר). נמצאו גירעונות עקביים במספר הכולל של הקטגוריות שזוהו כראוי ובמספר השגיאות הכולל שבוצעו (איור 4, משמאל). ניתן להשתמש במבחן ToL לבחינת היבטים ספציפיים של קושי בתכנון. למרות שהקבוצה האוטיסטית נפגעה ביחס לקבוצת הביקורת (איור 4,אמצע), גירעון זה ניכר רק בפאזלים שדרשו רצפים ארוכים יותר של מהלכים. במבחן העיכוב הקלאסי של סטרופ, המשתתפים האוטיסטים לא נפגעו בהשוואה למשתתפים המתפתחים בדרך כלל(איור 4,נכון). לסיכום, ילדים אוטיסטים ומתפתחים בדרך כלל מראים הבדל בביצועים במשימות של תכנון וגמישות נפשית, אך לא במשימה זו של עיכוב.
איור 4. ביצועים במבחן מיון כרטיס ויסקונסין (WCST), מבחן מגדל לונדון (ToL) ומשימה Stroop. המשתתפים בקבוצת האוטיזם (כחול) נפגעו יותר במבחני WCST ו- ToL, אך לא היה הבדל בין קבוצת האוטיזם לקבוצת הביקורת (האדומה) במשימת סטרופ.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Applications and Summary
סוללה קוגניטיבית זו של משימות לבחינת תפקוד המבצעת יכולה לשמש כסמן אבחון לאוטיזם. אמנם יש הפרעות רבות של תפקוד המבצעת, ייתכן כי דפוס הביצועים במבחנים שונים הבוחנים מרכיבים שונים של תפקוד המבצעת עלול להוביל לניתוק בין הפרעות שונות. הפרעות בתפקוד המבצעת כגון אוטיזם, הפרעת קשב וריכוז, תסמונת טורט, הפרעת התנהגות עשויים להיות פרופילים ניהוליים שונים לגבי אלה, הקשורים, משימות. אם פרופיל ספציפי, אך דיפרנציאלי, של תפקוד לקוי של מנהלים ניתן לזהות בהפרעות אלה, אז זה יכול להיות אפשרי להשתמש במדדים של תפקוד המבצעת כסמן לאבחון של אוטיזם. יתר על כן, הבנת הפרופיל הספציפי של מוגבלות קוגניטיבית בהפרעה זו יכולה לעזור לפתח תוכניות שיקום והכשרה ממוקדות יותר.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
References
- Grant, D. A. and Berg, E. A. (1948). A behavioural analysis of degree of reinforcement and ease of shifting to new responses in a Weigl-type card sorting problem. Journal of Experimental Psychology, 38, 404-411.
- Ozonoff, S. et al. (1991) Executive function deficits in high-functioning autistic individuals: relationship to theory of mind. J. Child Psychol. Psychiatry 32, 1081-1105
- Lord, C., Rutter, M., & Le Couteur, A. (1994). Autism Diagnostic Interview-Revised: A revised version of a diagnostic interview for caregivers of individuals with possible pervasive developmental disorders. Journal of Autism and Developmental Dis- orders, 24, 659-685.
- Lord, C., Rutter, M. L., Goode, S., Heemsbergen, J., Jordan, H., Mawhood, L., & Schopler, E. (1989). Autism Diagnostic Observation Schedule: A standardized observation of communicative and social behavior. Journal of Autism and Developmental Disorders, 19, 185-212.
- Heaton, R. K. (1981). Wisconsin Card Sorting Test Manual. Odessa, FL: Psychological Assessment Resources, Inc.
- Hill, E. L. (2004). Executive Dysfunction in Autism. Trends in Cognitive Sciences, 8(1), 26-32.
