笔迹分析显示抗精神病药朴素青少年自发运动障碍的高风险精神病

Behavior

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Summary

在现有的仪器测量运动障碍笔迹分析软件显著提高。个人风险的精神病和健康对照笔迹完成任务来测试运动障碍。结果表明,风险青少年精神病展品运动障碍和笔迹分析可以显著有助于早期识别努力更广泛的传播

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Dean, D. J., Teulings, H. L., Caligiuri, M., Mittal, V. A. Handwriting Analysis Indicates Spontaneous Dyskinesias in Neuroleptic Naïve Adolescents at High Risk for Psychosis. J. Vis. Exp. (81), e50852, doi:10.3791/50852 (2013).

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Abstract

越来越多的证据表明,运动异常是精神病的核心功能。运动异常,运动障碍的一种标志物,是多巴胺在额叶 - 纹状体通路受损神经调节的结果。传统的方法来识别运动异常包括基于观测报告和力稳定计。这些方法的缺点是长的训练时间为评价者,实验者的偏见,在仪器设备,大型网站的差异,以及次优的可靠性。考虑到这些缺点,考虑到已经指导了更好的标准化和更高效的程序,通过笔迹分析软件和平板电脑来检查异常运动的发展。个人风险的精神病表现出笔迹的任务显著更多dysfluent笔运动(近端措施为运动障碍)。手写运动提供了一个很大的进步了评估运动障碍以前的方法,其中可以清楚地benef期人工对于理解精神疾病的病因。

Introduction

精神病发病之前的一段时间是临床和研究的兴趣,因为它可能(以前当数第三个变量的混淆,如药物混淆我们的理解)的洒在正式精神病光,也可作为一种可行的介入点(约青年呈现出前驱综合征会发展成精神分裂症在2年期间,和几个研究表明,心理,认知训练,以及药物干预可以减轻疾病的过程中)的⅓1。这前驱期的特点是减毒阳性症状(感知异常,多疑,浮夸的感觉,或不寻常的想法),并在运作2的下降。个人谁报告中的结构化临床访谈中等程度的阳性症状和/或功能附带有分裂型人格障碍和/或精神分裂症家族史存在下降的Considère的d可有前驱或超高风险(UHR)综合征1-3。精神病的病因目前的概念表明,它是一种神经发育障碍,在青春期后期或成年早期4影响的个人。体质因素如遗传和产前侮辱导致精神病4漏洞。运动异常的浓厚兴趣,以这个模型,因为认为是导致精神病症状相同的机制还负责监管电机系统5。研究人员认为,通过了解运动行为的精神分裂症发病前,我们可以提高我们的预测能力,理解和干预精神分裂症6的发展。

这是众所周知的,个人谁以后会发展成精神分裂症患者常表现出细微的动作异常前7,8疾病的发作。 Walker和同事收集的录像带童年时精神分裂症患者和评价该视频的运动异常,显示出运动异常是目前在发病前长期均显示出一种神经宪法漏洞9,10。研究表明,基底神经节可能会牵连到这个神经的宪法漏洞,如UHR个人展示受损的神经发育以及与基底节功能8,11神经认知缺陷。此外,米塔尔和他的同事已经用评级观察表明,运动异常,紧扣基底节功能,可以UHR个人可能转化为精神病8,12顺利进行分类。另一个风险组,非临床精神病个人谁报告有一个精神病般的体验,每年至少 ​​一次,在一个手指的力量稳定任务5,13,14显示运动障碍。这些发现对于MOVEM的想法提供了有力的证据耳鼻喉科异常可能是精神病的风险的核心功能。显然,研究,可以提高检测的运动异常和理解是至关重要的精神病的病因的认识和预防工作。

努力了解药物的副作用会影响多巴胺调控精神分裂症和帕金森氏症患者有指导的技术改进,如电脑平板电脑的笔迹分析的发展,在测量运动abnormalitie 15-17。抗精神病药物可能导致迟发性运动障碍的发展,其特点是缓慢的不自主重复动作18。尼古丁的使用也被证明会影响多巴胺调控和手写运动学19-21。例如,涂搽和兰格表明,运笔流畅期间计算机化的笔迹任务时,改善健康受试者分别给予含22尼古丁口香糖23垂直笔画优势的最佳审查笔移动平滑。 Dysfluent笔运动时协调运动的肌肉接收来自基底节15,16失调的信号产生。

该软件段,并分析每个冲程笔运动并提取被认为是近侧运动障碍量度的,称为归一化的平均跳动15-17的变量。挺举定义为加速度变化超过每行程23时。因为在大多数西方风格的笔迹垂直笔划的不同长度的,挺举跨招归。在每个冲程,dysfluent笔运动的特点是更大数量的加速度峰值OV尔给定的距离。因此,dysfluent笔运动的特征是缺乏平滑性,更大数量的加速度峰值,且加加速度的较大值。

用来评价运动异常UHR青春措施的改善是提高我们的病因疾病的概念和我们的运动障碍,一般的理解是至关重要的。在这一努力中来了解运动障碍在那些危险的精神病,我们研究了手写运动学使用笔迹分​​析软件36抗精神病药天真的研究参与者。尽管在调查运动障碍帕金森氏症和精神分裂症患者的广泛使用,这是令人惊讶的第一项研究中的超高危险群精神病手写运动学报告。我们推测,UHR个人会表现出更多的dysfluent笔动作,其特点是混蛋一个较大的值,当被要求写一个平板电脑比上一组健康的浓度进行操纵。

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Protocol

1。参与者

  1. 提供批准该协议及知情同意程序从大学机构审查委员会。
  2. 通过使用Craigslist的( 在互联网上的本地分类广告),电子邮件帖子,报纸广告,以及社区转介专业招收青少年和年轻成人UHR参与者。
  3. 通过Craigslist网站,传单和报纸公告招募健康对照。
    1. 广告说,这项研究着眼于健康发展有精神病家族史,无精神症状的志愿者。
    2. 不包括根据任何类别的轴I障碍或在第一度相对一精神病性障碍的存在健康对照组。
      注:在一级亲属甲A精神病性障碍的目的是因为精神病1的家族或遗传风险的排除标准为健康对照组。
  4. 排除所有的p根据标准包括头部外伤,神经障碍,物质依赖,或服用精神抑制药物治疗史的存在的历史articipants。
    1. 基于轴I精神障碍的存在下( 例如精神分裂症,分裂情感性障碍,精神分裂症样)排除UHR参与者。

2。临床访谈

  1. 火车面试管理为前驱综合征的结构化面试(SIPS)来诊断前驱综合征和轴我DSM IV障碍的结构化临床访谈(SCID)在2个月内。
    1. 建立临床面试评分者信度超过卡伯值≥80的最低学习标准。
  2. 以阳性症状和/或全球性功能减退附带有分裂型人格DIS存在中等水平定义为前驱症状或高风险综合征标准为了和/或精神分裂症家族史。
  3. 计算一个总和的分数,每个类别作为症状学的各个尺寸的指标。
    注:SIPS压力计几个不同类别的前驱症状的领域,包括正面的,负面的,杂乱无章的尺寸。
  4. 管理对Axis-I DSM-IV疾病的结构化临床访谈(SCID),以排除精神病性障碍的诊断。
    注:这项措施已被证明具有优异间信度的青少年人群,并已用于一些以前的研究集中于青少年人群与精神分裂症谱系障碍。
  5. 在过去一个月中评估参与者的尼古丁用法。率0-5级烟草使用与0 =禁欲和5 = 20 +每天香烟。

3。手写任务

  1. 运行与平板电脑和noninking笔Neuroscript MovAlyzeR软件。
  2. Çreate上notecard LLeeLLee的示例(参见图1)。
    注意:软件和刺激是先前描述的,并已被证明是用于检测在精神分裂症患者运动异常和帕金森氏症患者15-17有效工具。

图1
图1。测试条件的例子。参与者将被要求写草书字LLeeLLee在中段。这是有帮助的,例如这样的一个例子,说明参与者,使他们理解的指令。

  • 离开的例子notecard可见的参与者在整个实验。注:notecard将帮助参与者了解实验。
  1. 东方平板电脑进入横向模式,提供18厘米×28厘米机智的写作空间1,280 x 800像素分辨率公顷。
  2. 允许参与者以定位计算机屏幕变成一个舒适的书写位置。
  3. 在软件中设置的采样速率所测量的采样速率( 例如,100〜200赫兹)。
  4. 指导参与者在写草书字LLeeLLee与惯用手的2厘米指引。
    注意:该条件被编程来划分的书写表面成4个区域。有水平线的测量1厘米,2厘米,4厘米。 1 cM的区域是标顶。 2 cM的区域被标记为MID和4 cM的区域被标记的BOT。参与者将使用MID部分的所有三项试验。
  5. 保持每个审判过程中明显的指示。
    注:该任务的指令显示在显示屏的顶部,如下所示:「生署lleellee MID正常速度“。参与者应该开始,这些指令是指程序与编写在MID节字LLeeLLee前告诉占主导地位的手,在一个舒适的手写速度。另外请注意,该软件会自动重新审判,如果参与者作出了错误而写。

4。加工试验

  1. 使用快速傅立叶变换低通12赫兹滤波器,具有1.75锐度处理试验中,1整抽取样品和1向上抽样因子。删除尾随笔升降和旋转到水平基线。当在垂直速度分割到零弧度设置附加逆时针旋转。
    注意:如果他们中的程序选项选择的笔迹分析软件会自动把这些处理步骤。
  2. 总结目标变量LLeeLLee的绝对值每试行2厘米的平均归挺举(ANJ)。收起跨越审判和中风。

注意:ANJ是运动dysfluency的量度。高ANJ表示更大的dysfluency( 见图2 3), 笔尖的垂直位置的第三次导数。 Dysfluencies是由力的突然变化造成的。在第二时间导数,这是加速度,是成正比的净肌肉力量(如摩擦被忽略)。因此,在第三时间的导数成比例的力的变化。为了获得dysfluency的整体测量垂直加加速度的平方和集成整个行程的持续时间(单位为厘米2 /秒5)。为了使这项措施独立于时间和行程的垂直尺寸,乘以由积分的行程的持续时间的第五功率(单位为秒5)和垂直尺寸的倒数的平方(单位为1/cm的2)。因此,结果是无单位的。归一化的加加描述无关的宽度和高度的加速曲线的形状。就拿最终结果的平方根让ANJ比例与挺举

式(1)
审判的ANJ是由所有上下审判23招归混蛋估计值的平均值来定义。

图2
图2。从控制参与者的审判。每次试验分为16个招。中风的平均归一化挺举分析的分割出的第一笔划(蓝色)。蓝色支架勾勒出中风和圆表示的行程段的启动和停止。 点击这里查看大图。

5。统计分析

  1. 采用独立的双尾t检验和卡方检验,研究在连续和分类人口统计变量组之间的差异,恭恭敬敬。如果有必要,调整方差由Levene检验的不平等。
  2. 采用协方差分析(ANCOVA)控制对尼古丁的使用和性别与组(UHR和控制)为自变量和ANJ整个审判倒塌。

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Representative Results

有人口学特征,包括年龄组,受教育年限,或父母教育之间没有显著差异( 见表1为与会的人口划分)。卡方检验显示有关性别χ2(1,N = 36)= 5.46,P≤0.05组之间的显著差异,与UHR组中更多男性更多的女性对照组。有烟草的使用频率显著组间差异,T(22.9)= 2.15,P≤0.05,表明UHR参与者吸烟超过控制。 UHR参与者被评为比上的所有控件显著高于SIPS征兆域,包括正面(T(37)= 10.9,P≤0.001),负(T(37)= 6.9,P≤0.001),杂乱无章(T(37)= 6.7,P≤0.001),和一般的(吨(37)= 5.7,P≤0.001)。

UHR 控制 压力≤
年龄
平均(SD) 18.43(1.91) 17.45(2.43) 17.97(2.19) 0.3
性别
男性 13 6 19
5 12 17
18 18 36
种族和种族
亚洲人 0 3 2
黑色 1 0 1
西班牙裔 2 5 7
15 10 25
教育(年)
平均(SD) 12.39(1.85) 11.67(2.25) 12.03(2.06) 0.3
家长教育
平均(SD) 16.20(1.57) 15.94(2.42) 16.09(2.01) 1
SIPS正
平均(SD) 11.619(4.33) 0.78(1.31) 6.62(6.37) 0.001
SIPS负
平均(SD) 11.62(6.83) 1(1.53) 6.72(7.37) 0.001
SIPS紊乱
平均(SD) 5.9(3.56) 0.45(0.98) 3.38(3.84) 0.001
SIPS一般
平均(SD) 6.62(4.26) 0.78(1.7) 3.92(4.42) 0.001
平均归混蛋
平均(SD) 43.92(25.​​55) 30.99(17.29) 36.47(22.03) 0.05

表1中。人口特征和结果。样本的人口统计显示,年龄及家长教育的变量没有差异。有两组之间在性别一个显著的差异与超高危人群中更为男性更多的女性对照组。

由于烟草使用多巴胺介导的负责运动的区域21,24的调节,我们Ë通过处理烟草使用的频率作为协变量xamined组间差异。性别组间显著不同,男/女也被视为协变量统计。该组显示的平均归一化挺举F(3,32)一个显著差异= 3.98,P = 0.02,D = 0.59。这些结果表明,该UHR组显示ANJ的一个较大的值,表示更dysfluent笔运动( 见图3),并且该笔迹分析可以检测到运动障碍的高风险受试者的存在。

图3
图3。一个UHR参与者的dysfluent笔动作,相较于健康对照( 见图2),有平均挺举归为UHR参与者显著增加。:/ / www.jove.com/files/ftp_upload/50852/50852fig3large.jpg“目标=”_blank“>点击这里查看大图。

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Discussion

本研究发现的更多dysfluent笔运动显著证据和运动障碍的一个UHR样品使用的笔迹分析程序来检查运动异常的存在。

传统上,基于观察者评定量表已被用来衡量运动异常,以监测药物副作用15-17。不过,观察者评级遭受显著缺点,包括长期的训练时间评价者,实验者的错误,及次佳的可靠性16。测量的其他来源,使用过时的软件或计算机硬件和而有效的,是不实际的广泛普及传播,因为在阈值设备和大型网站为基础的异质性或学习,通过学习对比。本研究在改进以前的工作,因为它利用了容易获得可靠的分析,而不需要强化训练的运动方式,设置时间,或难以找到的硬件设计Ë25。这也是值得注意的是工具性基础的评估检测谁的病人将是积极的临床评估者的规模( 异常不自主运动量表; AIMS)除了感应细微/亚阈值运动异常的患者额外的比重20,26这将通过眼睛27不容错过。因此,使用一个标准化的工具方法,如平板电脑的笔迹分析,看台是一个高危人群,这只是在发展见于精神病的显著运动异常的过程中是非常有用的。

本研究结果支持工作的主体,表示运动异常是危险的精神病的核心功能。运动异常和前驱症状强烈与多巴胺在额叶-纹状体回路28失调有关。手写运动学提供了一个令人难以置信的大量研究支持多巴胺在运动障碍和精神病的作用的认识。以往的研究采用类似手写范式已经发现,多巴胺受体激动剂治疗帕金森氏症患者表现出更多的dysfluent笔运动17,23,29。此外,从未治疗抗精神病药的精神分裂症患者表现出ANJ比健康对照组高15。两者合计,结果显示对分析失调的多巴胺的影响,并可能在预防工作一个强有力的援助为那些在危险中为精神病的方法的承诺。

有几个限制本研究认为应在今后的研究加以解决。在以前的研究中使用的样本量是相似的比较精神分裂症患者和健康对照组,然而,显然是一个更大的样本量是需要检查目前的假说。而平板电脑提供了许多好处,测量运动异常,比较基础的观测评级运动异常的尺度在UHR个人观察到的ANJ值可以加强这方面的研究。我们只包括一个条件来分析书写流畅度。利用其他写作状态的电池未来的研究站,告知我们的运动异常的理解UHR个人。尽管该研究旨在使写作任务尽可能自然的参与者,包括更多类似的日常任务手写的自然大小或不需要从notecard复制刺激的泛化笔迹分析的结果可以帮助条件。使用笔迹分​​析软件纵向研究可以帮助查明在额叶皮层下系统发育为主的转变前后精神病发作,这可能会引导力度,以了解潜在的风险指标和实施干预措施对于那些在危险中为精神病。

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Disclosures

作者德里克J.院长迈克尔·卡利朱里,和Vijay A.米塔尔宣布他们没有竞争的经济利益。作者汉斯 - 狮子座Teulings是NeuroScript的所有者谁开发和销售MovAlyzeR软件来记录和分析笔运动。

Acknowledgments

这项工作是由卫生部资助R01MH094650研究所米塔尔博士的支持。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Fujitsu Lifebook T901 Tablet Computer Fujitsu Ltd. http://www.shopfujitsu.com/store/
Neuroscript MovAlyzeR Neuroscript LLC http://www.neuroscript.net/movalyzer.php

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