Overview
Fonte: Laboratórios de Jonas T. Kaplan e Sarah I. Gimbel - Universidade do Sul da Califórnia
Atenção, memória de trabalho, planejamento, controle de impulso, inibição e flexibilidade mental são componentes importantes da cognição humana que muitas vezes são referidos como funções executivas. O transtorno do espectro autista é um transtorno do desenvolvimento que se caracteriza por prejuízos na interação social, comunicação e comportamentos repetitivos. É uma desordem que dura a vida toda, e acredita-se que afete 0,6% da população. Os sintomas do autismo sugerem um déficit na função executiva, que pode ser avaliado por testes neuropsicológicos especializados. Ao utilizar vários testes que cada um enfatiza diferentes aspectos da função executiva, podemos obter uma imagem mais completa do perfil cognitivo da doença.
Uma dessas tarefas, conhecida como Wisconsin Card Sorting Test (WCST), é uma tarefa cognitivamente complexa amplamente utilizada em pesquisas e estudos clínicos como uma medida altamente sensível de déficits na função executiva. Ele testa a capacidade de uma pessoa de desviar a atenção e testa sua flexibilidade com mudança de regras e reforço. 1 No WCST, um participante é presenteado com quatro cartões de estímulo, incorporando três parâmetros de estímulo: cor, forma e número. O participante é solicitado a classificar cartões de resposta de acordo com diferentes princípios, alterando seus critérios de classificação com base no feedback do experimentador. Os participantes experimentam regras diferentes até encontrarem o método correto para classificar as cartas. Pacientes com disfunção executiva tendem a ficar presos na tarefa de classificação de cartões, incapazes de mudar sua estratégia de classificação. Essa persistência com uma estratégia incorreta é chamada de perseverança.
Uma segunda tarefa, The Tower of London (ToL) é um teste dependente de planejamento complexo, reavaliação e atualização de movimentos planejados. Indivíduos com autismo têm sido relatados como prejudicados em tarefas envolvendo planejamento. 2 Na tarefa ToL, os indivíduos devem mover discos de uma sequência pré-organizada em três pinos para corresponder a um estado de gol no menor número possível de movimentos, seguindo regras específicas.
Uma terceira tarefa, conhecida como teste de Stroop, tem como alvo a inibição cognitiva. Nesta tarefa, os participantes recebem um nome de uma cor, escrito em uma cor diferente, e são solicitados a identificar a cor em que a palavra está escrita. Por exemplo, em uma condição incongruente, a palavra azul seria escrita em verde. Indivíduos com dificuldade de inibição não devem desempenhar tão bem quanto tipicamente desenvolver indivíduos nesta tarefa envolvendo a inibição da palavra escrita.
Neste vídeo, mostramos como administrar a tarefa WCST, ToL e Stroop para comparar flexibilidade, planejamento e inibição em crianças com transtorno do espectro autista e tipicamente desenvolvendo contrapartes, e explorar como cada um desses grupos se comporta nesses diferentes aspectos da função executiva.
Procedure
1. Recrutamento de participantes
- Recrutamento populacional autista
- Recrute 40 participantes, com idades entre 6 e 18 anos, com transtorno do espectro autista. O diagnóstico de autismo pode ser verificado utilizando-se o Programa de Observação Diagnóstica do Autismo3 e o Cronograma de Observação Diagnóstica do Autismo. 4
- Controle o recrutamento populacional
- Recrute 40 participantes de 6 a 18 anos, que sejam correspondidos em idade e intelecto com a população participante autista.
- Certifique-se de que os participantes foram totalmente informados dos procedimentos de pesquisa e tenham assinado todos os formulários de consentimento adequados.
2. Coleta de dados
Figura 1. Quatro cartões de estímulo apresentados na tela do computador. Essas cartas são usadas como categorias para combinar cada uma das 64 cartas do baralho. As cartas podem ser combinadas com base em três regras: número, cor e/ou forma.
- Teste de classificação de cartões de Wisconsin (WCST)
- Que o participante se sente em uma mesa em frente a um computador.
- Diga ao participante que o jogo requer a correspondência de uma única carta a uma das quatro cartas exibidas na parte superior da tela(Figura 1).
- Após a correspondência de cada cartão, o participante é informado se a decisão correta ou incorreta foi tomada, com base em se ele adivinhou a regra corretamente ou não (as regras são predeterminadas para cada partida de carta).
- A regra é aplicada para uma execução de ensaios (10 colocações corretas do cartão) e depois alterada sem aviso prévio.
- Diga ao participante:
- Você tem quatro cartas colocadas de cara para cima e um pacote de 64 cartas para combinar com eles.
- Existe uma regra para combinar as cartas e você precisará adivinhar o que é.
- Sua tarefa é escolher qual cartão corresponde ao seu cartão, com base na regra em vigor.
- Você será dito "correto" ou "incorreto".
- Você pode levar o tempo que quiser para cada decisão, mas pode não mudar de ideia.
- Você deve tentar acertar o máximo possível.
- De tempos em tempos, a regra mudará sem que lhe digam. Então você precisará descobrir a nova regra.
- Termine a tarefa quando as regras tiverem sido seguidas para 10 rodadas de cartão seis vezes, ou quando todas as 64 cartas foram colocadas.
- Torre de Londres (ToL)
- O participante senta-se em uma mesa em frente a um computador.
- A tela do computador mostra uma configuração inicial de três bolas coloridas que são dispostas em um padrão em três pinos diferentes. A tela também mostra uma configuração de gol na qual as bolas foram reorganizadas em uma nova configuração nos pinos.
- Diga ao participante:
- Préplane uma série de movimentos para reconfigurar o conjunto inicial de bolas para o conjunto de gols(Figura 2).
- Execute os movimentos um a um, usando o mouse do computador, usando o menor número de movimentos possível.
- Não há limite de tempo, mas uma vez que uma bola é movida, o movimento não pode ser desfeito.
- Termine a tarefa quando o participante tiver concluído 20 provas.
Figura 2. Torre de Londres: Posição inicial e final das bolas coloridas nos três pinos. Os participantes são instruídos a mover bolas de uma sequência pré-organizada em três pinos diferentes para corresponder a um estado de gol no menor número possível de jogadas.
- Tarefa stroop
- O participante senta-se em uma mesa em frente a um computador.
- Diga ao participante:
- Uma palavra aparecerá na tela. Por favor, diga a cor em que a palavra está escrita(Figura 3).
- Presentes 120 ensaios, consistindo em números iguais de ensaios congruentes e incongruentes.
- Em cada ensaio, apresente uma das quatro palavras coloridas (vermelho, azul, verde ou amarelo) na tela para 4.0 s ou até que uma resposta seja feita. Em metade dos ensaios, a cor da tinta corresponde à palavra (ensaios congruentes), enquanto na outra metade dos ensaios a cor da tinta não corresponde à palavra (ensaios incongruentes).
- Aguarde 1,5 s entre cada estímulo e não repita o nome de cor ou a cor de apresentação de um ensaio para o outro.
- O experimentador registra se cada resposta está correta ou incorreta. Respostas incorretas serão excluídas da análise do tempo de reação.
Figura 3. Teste de Stroop: Exemplos de um estímulo congruente e incongruente, com respostas corretas. Os participantes são instruídos a dizer verbalmente a cor da palavra apresentada.
3. Análise de dados
- O WCST é pontuado pelo computador de acordo com o manual WCST. 5
- Para este estudo, o principal índice de disfunção executiva utilizado é o número de respostas perseverantes nas quais o participante continuou a classificar com base na regra anteriormente correta, apesar do feedback de que estava incorreto.
- A versão informatizada do ToL é pontuada automaticamente com base em: tempo gasto pré-planejamento, tempos médios de movimento, número de movimentos feitos e número de ensaios resolvidos no número mínimo de movimentos possíveis.
- Para este estudo, o índice primário de disfunção executiva utilizado é o número de movimentos em excesso, que conta o número de movimentos feitos além do mínimo necessário para resolver o quebra-cabeça.
- A versão computadorizada do teste Stroop é pontuada automaticamente registrando o tempo de início do nome de cor falada.
- O tempo médio de reação dos ensaios congruentes é subtraído do tempo médio de reação para ensaios incongruentes para cada participante, excluindo respostas incorretas.
- Um teste t pode ser usado para testar diferenças nessas pontuações entre os participantes autistas e de controle.
O Transtorno do Espectro Autista é caracterizado por deficiências na comunicação e função executiva, com um início que é frequentemente observado durante a primeira infância.
Em todo o desenvolvimento normal, as crianças melhoram seus processos executivos, que incluem: flexibilidade — adaptação de pensamentos em resposta a um ambiente em mudança; planejamento — as ações necessárias para atingir um objetivo específico e a inibição — ser capaz de parar o que eles estão fazendo
No entanto, nesta situação social, a criança que mostrou dificuldade em executar essas funções — aquela que não entrou para pegar um casaco porque ficava acenando um pau por perto — é um exemplo de alguém com componentes indicativos do Transtorno do Espectro Autista.
Este vídeo demonstra como realizar uma série de testes comportamentais que abordam os processos de função executiva em laboratório, bem como como analisar os dados e interpretar resultados em crianças diagnosticadas com Transtorno do Espectro Autista em comparação com aquelas sem transtornos conhecidos do desenvolvimento.
Neste experimento, crianças com Transtorno do Espectro Autista, juntamente com contrapartes tipicamente em desenvolvimento de 6 a 18 anos, são solicitadas a completar três tarefas — o Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin, a Torre de Londres e a Tarefa Stroop — que medem diferentes componentes da função executiva.
Na primeira tarefa, o Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin, as crianças são apresentadas com quatro cartões de estímulo que incorporam três padrões de estímulo: cor, forma e número.
Eles são solicitados a classificar cartões de resposta de acordo com um desses parâmetros, mas o truque aqui é que eles devem descobrir a regra de classificação com base no feedback fornecido após a correspondência de cada um.
Os participantes tentam classificar por cor, forma ou número até encontrarem a regra aceitável, que é aplicada para uma execução de 10 colocações corretas e depois alteradas sem aviso prévio.
A variável dependente, então, é o número de respostas em que o participante continua a classificar com base na regra anteriormente correta, apesar do feedback de que estava incorreto. Isso é conhecido como perseverança: focar na mesma resposta, embora não leve a um resultado vantajoso.
A segunda tarefa é a Torre de Londres, onde os participantes devem mover discos de uma sequência pré-organizada em três pinos para corresponder a um estado de gol no menor número possível de passos. Nesse caso, a variável dependente é o número de movimentos feitos que superam o número mínimo necessário.
A terceira e última tarefa é o teste stroop, onde os participantes são convidados a dizer em voz alta as cores das palavras apresentadas. Os termos coloridos são divididos igualmente em ensaios congruentes — onde o nome e a cor da fonte combinam, ou os incongruentes — as duas características são incompatíveis, por exemplo, a palavra verde é azul colorida.
Aqui, a variável dependente é o tempo que leva para os participantes dizerem a cor correta. As respostas na condição incongruente tendem a ser mais lentas do que os ensaios congruentes, pois os participantes devem inibir a leitura da palavra, que é rápida e automática, a favor de dizer a cor real das letras.
Os sintomas do Transtorno do Espectro Autista sugerem deficiências nas funções executivas necessárias para completar as três tarefas. Prevê-se que os participantes já diagnosticados com o transtorno não terão a mesma flexibilidade que os controles com a mudança de regras no Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin.
Da mesma forma, espera-se que eles também demonstrem um mau planejamento ao resolver a Torre de Londres, e reduzam a inibição cognitiva para completar corretamente o teste de Stroop, em comparação com os participantes com idades e tipicamente em desenvolvimento.
Para começar, cumprimente o participante recrutado e que eles se sentem confortavelmente na frente de um computador. Observe que todos os participantes devem ser acompanhados por idade e intelecto. Depois de obter a aprovação dos pais, guie-os através dos formulários de consentimento.
Agora, explique a cada participante que eles completarão três tarefas: primeiro é o Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin, onde eles têm que combinar um único cartão com um dos quatro exibidos na tela. Es elaborado que as cartas podem corresponder em cores, formas ou números e que elas serão informadas se seu palpite estava correto ou não.
Informe-os ainda que, de tempos em tempos, a regra mudará sem aviso prévio e que eles terão que descobrir o interruptor por conta própria para obter o máximo possível correto. Responda a qualquer pergunta que eles possam ter.
Em seguida, inicie a tarefa e permita que o participante complete os ensaios, o que depende de seis corridas de 10 colocações corretas ou até que todas as 64 cartas tenham sido classificadas. Quando a tarefa terminar, forneça-lhes uma pausa de 2 minutos.
Uma vez que o intervalo acabou, que o participante se sente novamente. Explique que a segunda tarefa — a Torre de Londres — envolve reorganizar a configuração de três bolas coloridas localizadas em três pinos, e que seu objetivo é combinar a configuração do gol no menor número de movimentos.
Informe-os também que eles devem pré-plano da série de movimentos e lembrar que uma transferência não pode ser desfeita. Seguindo as instruções, permita-lhes completar 20 ensaios, usando o mouse para executar seus movimentos pretendidos.
Depois de outra pausa de 2 minutos, inicie o terceiro e último teste — a Stroop Task. Explique que, neste caso, uma palavra será exibida na tela por até 4 s, com 1,5 s entre cada um, e eles devem dizer em voz alta, a cor em que a palavra está escrita.
Observe que o programa de computador registra tempos de reação com base no início da cor falada, ao longo de 120 ensaios. Você ainda precisará registrar rapidamente as respostas verbalizadas do participante e se elas estão corretas ou não, entre apresentações de palavras.
Para analisar os dados, avalie cada tarefa individualmente: para o Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin, determine o número médio de respostas de perseverança; para a Torre de Londres, calcule o número médio de movimentos excessivos além do mínimo necessário para resolver cada quebra-cabeça; e para a Tarefa Stroop, média da diferença nos tempos de reação para nomear as palavras no incongruente em comparação com a condição congruente.
Traçar os resultados tanto para indivíduos de controle quanto para o espectro autista em todas as tarefas. Primeiro, no Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin, observe que os participantes com autismo foram menos capazes de definir a mudança, ou ajustar-se a uma nova regra de classificação no meio da tarefa.
Em outras palavras, eles tendiam a ficar presos na tarefa de classificação de cartões e eram incapazes de mudar sua estratégia de classificação, o que resultou em erros mais perseverativos.
No teste da Torre de Londres, os participantes do espectro autista mostraram um déficit na capacidade de resolver o quebra-cabeça usando o número mínimo de movimentos, sugerindo prejuízos no planejamento.
Quanto ao teste de Stroop, ambos os grupos tiveram os mesmos tempos de reação, indicando que a inibição cognitiva não foi afetada.
Agora que você está familiarizado com vários testes de função executiva, vamos ver como essas baterias poderiam ser usadas para diagnosticar e diferenciar distúrbios com disfunções cognitivas e possivelmente até levar à reabilitação nesses indivíduos.
Embora existam muitos distúrbios neurodesenvolvimentos com deficiências da função executiva, incluindo autismo, TDAH e Síndrome de Tourette, eles podem ter perfis executivos diferentes. Por exemplo, como mostramos aqui, aqueles com Transtornos do Espectro Autista mostram déficits no Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin e na Torre de Londres.
Em contraste, crianças com TDAH demonstram prejuízos na Torre de Londres e na Stroop Task, enquanto aquelas com Síndrome de Tourette apresentam principalmente déficits na Tarefa Stroop.
Assim, se específicos, mas diferenciais, padrões de disfunção cognitiva podem ser identificados entre os transtornos, séries de medidas comportamentais poderiam ser utilizadas como indicadores durante o diagnóstico.
Além disso, compreender as diferenças cognitivas entre diferentes transtornos pode levar ao desenvolvimento de programas de reabilitação mais direcionados, como o uso de estimulação de corrente direta transcraniana.
Regiões cerebrais podem ser alvo, como o córtex pré-frontal dorsolateral, antes e depois de tarefas comportamentais. Dessa forma, os pesquisadores podem medir se a estimulação melhora a função executiva, fornecendo uma abordagem promissora para reabilitar uma série de distúrbios com fundamentos neurais distintos.
Você acabou de assistir a introdução do JoVE à função executiva no Transtorno do Espectro Autista. Agora você deve ter uma boa compreensão de como projetar e executar um Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin, o teste da Torre de Londres e o teste stroop, bem como como analisar e avaliar os resultados.
Obrigado por assistir!
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Results
Indivíduos com autismo têm desempenho significativamente pior em testes de flexibilidade mental e planejamento, mas não mostram diferença de indivíduos tipicamente em desenvolvimento em testes de inibição(Figura 4). 6 No WCST, um teste que mede a flexibilidade mental, os indivíduos com autismo são menos capazes de definir a mudança, ajustando-se a uma nova regra de classificação no meio da tarefa (ou seja,cometem erros mais perseverativos). Déficits consistentes foram encontrados no número total de categorias corretamente identificadas e no número total de erros cometidos(Figura 4, esquerda). O teste ToL pode ser usado para examinar aspectos específicos da dificuldade de planejamento. Embora o grupo autista tenha sido prejudicado em relação ao grupo controle (Figura 4, meio), esse déficit ficou evidente apenas em quebra-cabeças que exigiam sequências mais longas de movimentos. No clássico teste stroop de inibição, os participantes autistas não foram prejudicados em comparação com os participantes tipicamente em desenvolvimento (Figura 4, à direita). Em resumo, crianças autistas e normalmente em desenvolvimento mostram uma diferença de desempenho em tarefas de planejamento e flexibilidade mental, mas não nessa tarefa de inibição.
Figura 4. Desempenho no Teste de Classificação de Cartões de Wisconsin (WCST), teste tower of London (ToL) e stroop. Os participantes do grupo de autismo (azul) foram mais prejudicados nos testes WCST e ToL, mas não houve diferença entre o grupo de autismo e o grupo controle (vermelho) na tarefa Stroop.
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Applications and Summary
Esta bateria cognitiva de tarefas para examinar a função executiva poderia possivelmente ser usada como um marcador de diagnóstico para o autismo. Embora existam muitos transtornos da função executiva, é possível que o padrão de desempenho em diferentes testes examinando diferentes componentes da função executiva possa levar a uma dissociação entre diferentes transtornos. Transtornos de função executiva, como autismo, TDAH, síndrome de Tourette e transtorno de conduta podem ter perfis executivos diferentes em relação a essas e relacionadas tarefas. Se um perfil específico, porém diferencial, de disfunção executiva pode ser identificado nesses transtornos, então poderia ser possível utilizar medidas da função executiva como marcador para o diagnóstico do autismo. Além disso, compreender o perfil específico das deficiências cognitivas nesse transtorno pode ajudar a desenvolver programas de reabilitação e treinamento mais direcionados.
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References
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