Análise de escrita Indica discinesias espontâneas em neurolépticos ingênuos adolescentes com alto risco de psicose

Behavior

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Summary

Software de análise de escrita melhora significativamente sobre instrumentos existentes de medição distúrbios de movimento. Indivíduos em risco de psicose e controles saudáveis ​​completou tarefas de escrita para testar a discinesia. Os resultados sugerem que os jovens em risco de psicose exposição discinesia e que a análise de caligrafia podem contribuir significativamente para uma maior divulgação dos esforços de identificação precoce

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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

Crescentes evidências indicam que as anomalias de movimento são uma característica fundamental da psicose. Um marcador de anomalia de movimento, discinesia, é um resultado da diminuição da neuromodulação da dopamina em vias fronto-estriatal. Os métodos tradicionais para a identificação de anormalidades do movimento incluem relatórios baseados na observação e medidores de força de estabilidade. As desvantagens destes métodos são tempos de treinamento longos para os avaliadores, viés experimentador, grandes diferenças de sites em aparato instrumental e confiabilidade abaixo do ideal. Levando em conta essas desvantagens tem orientado o desenvolvimento de melhores procedimentos padronizados e mais eficientes para examinar anormalidades de movimento por meio de software de análise de caligrafia e tablet. Indivíduos em risco de psicose mostrou significativamente mais movimentos de caneta dysfluent (uma medida proximal para discinesia) em uma tarefa de escrita. Manuscrito cinemática oferece um grande avanço em relação aos métodos anteriores de avaliação discinesia, que poderia ser claramente beneficial para compreender a etiologia da psicose.

Introduction

O período que antecede o início da psicose é de interesse clínico e de pesquisa, uma vez que pode lançar luz sobre a psicose formal (antes, quando uma série de terceira variável confunde, como medicação ofuscar nossa compreensão), e também serve como um ponto viável de intervenção (cerca de ⅓ da juventude mostrando uma síndrome prodrômica ir para desenvolver esquizofrenia em um período de 2 anos, e vários estudos sugerem que, o treinamento cognitivo psicossocial e intervenções farmacológicas podem melhorar o curso da doença) 1. Este período prodrômico é marcado por sintomas atenuados positivos (anormalidades perceptivas, suspeitas, sentimentos de grandiosidade, ou pensamentos incomuns) e um declínio no funcionamento 2. Os indivíduos que relatam um grau moderado de sintomas positivos durante uma entrevista clínica estruturada, e / ou um declínio no funcionamento que acompanha a presença de transtorno de personalidade esquizóide e / ou uma história familiar de esquizofrenia são equacionaríamosd ter um pródromo ou de alto risco (UHR) síndrome de ultra 1-3. Concepções etiológicas atuais de psicose sugerem que é um distúrbio neurológico que afeta um indivíduo durante o final da adolescência ou início da idade adulta 4. Fatores constitucionais, como a genética e insultos pré-natal resultar em vulnerabilidade para a psicose 4. Anormalidades do movimento são de grande interesse para este modelo, já que os mesmos mecanismos que se acredita estar contribuindo para os sintomas psicóticos também são responsáveis ​​pelo que rege o sistema motor 5. Os pesquisadores argumentam que por entender o comportamento movimento antes do início da esquizofrenia, podemos melhorar a nossa capacidade de prever, compreender e intervir no desenvolvimento da esquizofrenia 6.

É sabido que os indivíduos que mais tarde passam a desenvolver esquizofrenia muitas vezes mostram anormalidades do movimento sutis antes do início da doença 7,8. Walker e colegas coletaram fitas de vídeopacientes com esquizofrenia durante a infância e avaliado o videos para anormalidades do movimento, mostrando que as anormalidades do movimento estão presentes muito antes do início da doença e são indicativos de uma vulnerabilidade constitucional neurológico 9,10. A pesquisa sugere que os gânglios da base podem estar implicados nesta vulnerabilidade constitucional neurológica, como UHR indivíduos apresentam desenvolvimento neural prejudicada e déficits neurocognitivos relacionados com a função dos gânglios basais 8,11. Além disso, Mittal e colegas usaram classificações observador para mostrar que as anormalidades do movimento, intimamente ligados à função dos gânglios da base, poderia classificar com sucesso UHR indivíduos susceptíveis de se converter à psicose 8,12. Outra em grupo de risco, os indivíduos psicose não-clínicos que relatam ter uma experiência psicótica-como pelo menos uma vez por ano, mostram discinesia durante uma tarefa de estabilidade vigor dedo 5,13,14. Estes resultados fornecem forte evidência para a idéia de que movemanormalidades rentes pode ser uma característica central de risco de psicose. Claramente, a pesquisa que pode melhorar a detecção e compreensão das anomalias de movimento é crucial para a compreensão da etiologia da psicose e para os esforços de prevenção.

Os esforços para entender os efeitos colaterais de medicamentos que afetam a regulação da dopamina na esquizofrenia e os doentes de Parkinson têm guiado os avanços tecnológicos, tais como o desenvolvimento de tablets informatizados para análise grafológica, em movimento medindo abnormalitie 15-17. A medicação antipsicótica pode levar ao desenvolvimento de discinesia tardia, caracterizada por movimentos repetitivos involuntários lentos 18. O uso de nicotina também tem sido demonstrado que afetam a regulação da dopamina e cinemática de escrita 19-21. Por exemplo, Tucha e Lange mostrou que a fluência melhorou o movimento da caneta durante uma tarefa computadorizada de escrita quando os participantes saudáveis ​​foram dadas goma de mascar contendo nicotina 22 23. Movimentos de caneta Dysfluent resultar quando os músculos que coordenam o movimento receber sinais desregulada do gânglio basal 15,16.

Os segmentos de software e analisa os movimentos da caneta por curso e extrai uma variável que é pensado para ser uma medida proximal de discinesia, chamada média idiota normalizado 15-17. Empurrão é definida como a mudança na aceleração ao longo do tempo por curso 23. Por causa dos diferentes comprimentos de traços verticais, na maioria dos manuscritos de estilo ocidental, idiota é normalizado em toda a derrames. Dentro de cada curso, os movimentos da caneta dysfluent são caracterizados por um maior número de picos de aceleração over uma determinada distância. Assim, os movimentos da caneta dysfluent são caracterizados pela falta de suavidade, um maior número de picos de aceleração, e de um valor maior de empurrão.

A melhoria das medidas utilizadas para avaliar anormalidades do movimento em UHR juventude é fundamental para melhorar as nossas concepções etiológicas da doença e nossa compreensão de distúrbios do movimento em geral. Nesse esforço para entender distúrbios de movimento em pessoas em risco para a psicose, examinamos cinemática de escrita a partir de 36 neurolépticos participantes da pesquisa ingênuos usando software de análise de caligrafia. Apesar de sua ampla utilização na investigação discinesia em Parkinson e esquizofrenia pacientes, isso é surpreendentemente o primeiro estudo a relatar na cinemática de escrita em um grupo de ultra-alto risco para a psicose. Trabalhamos com a hipótese de que os indivíduos UHR iria mostrar mais movimentos de caneta dysfluent, caracterizadas por um valor maior de idiota, quando convidado a escrever em um computador tablet que um grupo de con saudáveltroles.

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Protocol

1. Participantes

  1. Fornecer aprovação para o protocolo e os procedimentos de consentimento informado do Conselho de Revisão Institucional da Universidade.
  2. Recrutar adolescentes e jovens participantes adulto UHR usando Craigslist (ou seja, anúncios classificados locais na internet), postagens de e-mail, anúncios de jornal, e profissional da comunidade referências.
  3. Recrutar participantes de controle saudáveis, craigslist, panfletos e jornais anúncios.
    1. Anuncie que o estudo analisa o desenvolvimento saudável para os voluntários sem história familiar de psicose e não apresenta sintomas psiquiátricos.
    2. Excluir controles saudáveis ​​com base na presença de qualquer categoria de Eixo I distúrbio ou transtorno psicótico em um 1 º grau relativo.
      Nota: Um transtorno psicótico em um parente de primeiro grau destina-se como critérios de exclusão para controles saudáveis ​​por causa do risco familiar ou genética de psicose 1.
  4. Excluir tudo participants com base em critérios que consistem em uma história de traumatismo craniano, a presença de uma doença neurológica, a dependência de substâncias, ou uma história de tomar neurolépticos.
    1. Excluir UHR participantes com base na presença de um transtorno psicótico do Eixo I (por exemplo, esquizofrenia, transtorno esquizoafetivo, esquizofreniforme).

2. Entrevistas clínicas

  1. Entrevistadores trem para administrar a Entrevista Estruturada para Prodromal Síndromes (SIPS) para diagnosticar a síndrome prodrômica e da Entrevista Clínica Estruturada para Transtornos do Eixo I do DSM-IV-(SCID) durante um período de 2 meses.
    1. Estabelecer confiabilidade entre avaliadores em entrevistas clínicas para exceder o critério mínimo de estudo Kappa ≥ 80.
  2. Definir critérios para um pródromo ou síndrome de alto risco por níveis moderados de sintomas positivos e / ou um declínio no funcionamento global que acompanha a presença de schizotypal dis personalidadeordem e / ou com uma história familiar de esquizofrenia.
  3. Calcule a pontuação total soma para cada categoria como um indicador das respectivas dimensões da sintomatologia.
    Nota: O SIPS mede várias categorias distintas de sintoma prodrômico domínios, incluindo dimensões positivas, negativas e desorganizadas.
  4. Administrar a entrevista clínica estruturada para o eixo-I Transtornos do DSM-IV (SCID) para descartar um diagnóstico de transtorno psicótico.
    Nota: Esta medida tem sido demonstrado ter excelente confiabilidade entre avaliadores em populações de adolescentes e tem sido usado em vários estudos anteriores com foco em populações de adolescentes com transtornos do espectro da esquizofrenia.
  5. Avaliar o uso de nicotina do participante durante o mês passado. A taxa de utilização do tabaco em uma escala de 0-5, com 0 = abstinentes e 5 = 20 + cigarros por dia.

3. Manuscrito Task

  1. Execute o software Neuroscript MovAlyzeR com um computador tablet e uma caneta noninking.
  2. Create um exemplo de LLeeLLee em um notecard (ver Figura 1).
    Nota: O software de estímulo e são descritos anteriormente e foi demonstrado ser uma ferramenta válida para a detecção de anomalias de movimento em pacientes com esquizofrenia e pacientes de Parkinson 15-17.

Figura 1
Figura 1. Exemplo da condição de teste. Os participantes são instruídos a escrever a palavra LLeeLLee em letra cursiva na seção MID. É útil ter um exemplo como este para mostrar o participante para que compreendam as instruções.

  • Deixar o exemplo notecard visível para o participante ao longo da experiência. Nota: O notecard vai ajudar o participante entender o experimento.
  1. Orient tablet em modo paisagem para fornecer um espaço de escrita de 18 cm x 28 cm sagacidaderesolução de 1.280 ha x 800 pixels.
  2. Permitir que os participantes para posicionar a tela do computador em uma posição confortável para escrever.
  3. Definir a taxa de amostragem no software para a taxa de amostragem medida (por exemplo, 100-200 Hz).
  4. Instrua participante para escrever a palavra LLeeLLee em letra cursiva nas orientações 2 centímetros com a mão dominante.
    Nota: A condição é programado para dividir a superfície de escrita em quatro regiões. Há linhas horizontais medindo 1 cm, 2 cm e 4 cm. A região de um centímetro é TOP marcado. A região 2 cm é marcada MID, e na região dos 4 cm é marcada BOT. Os participantes vão usar a seção de MID para os três ensaios.
  5. Mantenha as instruções visíveis durante cada tentativa.
    Nota: As instruções para a tarefa são exibidas na parte superior do monitor e são as seguintes: "DH lleellee MID velocidade normal". O participante deve ser informado antes de iniciar o programa que estas instruções significa para escrever a palavra LLeeLLee na seção MID coma mão dominante ea uma velocidade de escrita confortável. Observe também que o software irá refazer julgamento automaticamente se o participante comete um erro ao escrever.

4. Ensaios de Processamento

  1. Ensaios processo utilizando um Fast Fourier Transform filtro Low Pass 12 Hz, com um 1,75 de nitidez, uma protuberância dizima amostra, e um fator de Up-amostra. Remover arrastando caneta elevador e girar a base horizontal. Definir a rotação no sentido horário adicional contador quando segmentar a velocidade vertical a zero radianos.
    Nota: O software de análise de caligrafia irá incorporar automaticamente essas etapas de processamento, se eles são selecionados dentro das opções do programa.
  2. Resuma os valores absolutos de variáveis-alvo LLeeLLee em dois centímetros para Média Normalizada Jerk (ANJ) por teste. Recolher toda a tentativa e acidente vascular cerebral.

Nota: A ANJ é uma medida de dysfluency movimento. ANJ mais alta indica maior disfluência (ver figura 2 3), ou seja, o derivado da posição vertical da ponta da caneta de tempo 3. Disfluências são causadas por mudanças bruscas em vigor. O derivado de tempo 2, o que é a aceleração, é proporcional à força do músculo líquido (se for negligenciada atrito). Portanto, o derivado de tempo 3 é proporcional à força de mudanças. Para se obter uma medida geral de dysfluency o empurrão vertical é quadrado e integrado por toda a duração de um acidente vascular cerebral (uma unidade é 2 cm / seg 5). Para fazer esta medição independente sobre a duração e o tamanho vertical do acidente vascular cerebral, multiplicar o integral da quinta potência da duração do curso (unidade é seg 5) e o inverso do quadrado da dimensão vertical (unidade é 1/cm 2). O resultado é, por conseguinte, sem unidade. Empurrão normalizada descreve a forma da curva de aceleração, independentemente da largura e altura. Pegue a raiz quadrada do resultado finalfazer ANJ proporcional com empurrão

Equação 1
A ANJ de um julgamento é definida pela média das estimativas empurrão normalizadas em todos para cima e para baixo golpes de um julgamento 23.

Figura 2
Figura 2. Teste de um participante controle. Cada ensaio é dividido em 16 cursos. A segmentação do curso para análise de idiota média normalize é ilustrado com o primeiro traço de caneta (em azul). A faixa azul descreve o acidente vascular cerebral, e os círculos indicam o início e parada do segmento de acidente vascular cerebral. Clique aqui paraampliar figura.

5. Análise Estatística

  1. Empregar independentes dois testes t de cauda e os testes de qui-quadrado para analisar as diferenças entre os grupos em variáveis ​​demográficas contínuas e categóricas, respeitosamente. Se necessário, ajuste as desigualdades de variância pelo teste de Levene.
  2. Empregar uma análise de covariância (ANCOVA) para controlar o uso de nicotina e sexo com o grupo (UHR e Controle) como a variável independente e ANJ desabou em todo julgamento.

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Representative Results

Não houve diferenças significativas entre os grupos sobre as características demográficas como idade, anos de educação, ou educação dos pais (ver Tabela 1 para um colapso demográfico dos participantes). Testes qui-quadrado revelou diferenças significativas entre os grupos em χ sexo 2 (1, N = 36) = 5,46, p ≤ 0,05, com mais homens no grupo UHR e mais mulheres no grupo de controle. Houve uma significativa diferença de grupo na freqüência de uso do tabaco, t (22,9) = 2.15, p ≤ 0,05, mostrando que UHR participantes fumam mais do que os controles. UHR participantes foram classificados como significativamente maior do que os controles sobre todos SIPS domínios sintomas, incluindo positivo (t (37) = 10,9, p ≤ 0,001), negativo (t (37) = 6,9, p ≤ 0,001), desorganizada (t (37) = 6,7, p ≤ 0,001) e geral (t (37) = 5,7, p ≤ 0,001).

UHR Controle p ≤
Idade
A média (DP) 18.43 (1.91) 17.45 (2.43) 17,97 (2.19) 0,3
Sexo
Masculino 13 6 19
Feminino 5 12 17
Total 18 18 36
Raça e Etnia
Asiático 0 3 2
Preto 1 0 1
Hispânico 2 5 7
Branco 15 10 25
Educação (anos)
A média (DP) 12.39 (1.85) 11.67 (2.25) 12.03 (2.06) 0,3
Educação Pais
A média (DP) 16.20 (1.57) 15.94 (2.42) 16.09 (2.01) 1
SIPS Positivo
A média (DP) 11.619 (4,33) 0,78 (1,31) 6,62 (6,37) 0,001
SIPS Negativo
A média (DP) 11,62 (6,83) 1 (1,53) 6,72 (7,37) 0,001
SIPS Desorganizado
A média (DP) 5.9(3.56) 0,45 (0,98) 3,38 (3,84) 0,001
SIPS Geral
A média (DP) 6,62 (4,26) 0,78 (1,7) 3,92 (4,42) 0,001
Média Normalizada Jerk
A média (DP) 43.92 (25.55) 30,99 (17,29) 36,47 (22,03) 0,05

Tabela 1. Características e Resultados. Demografia da amostra demográficas não apresentaram diferenças nas variáveis ​​para idade e escolaridade dos pais. Houve uma diferença significativa em relação ao sexo entre os grupos com mais homens no grupo de ultra-alto risco e mais mulheres no grupo de controle.

Porque o uso do tabaco medeia a regulação da dopamina em áreas responsáveis ​​pelo movimento 21,24, podemos enviar um e xamined diferenças de grupo, tratando de freqüência do uso do tabaco como covariável. Como gênero foi significativamente diferente entre os grupos, masculino / feminino também foi tratado como uma co-variável estatística. Os grupos apresentaram diferença significativa para idiota normalizada média F (3, 32) = 3,98, p = 0,02, d = 0,59. Estes resultados sugerem que o grupo UHR, o maior valor de ANJ, indicando mais movimentos da caneta dysfluent (Ver Figura 3), e que a análise da escrita pode ter detectado a presença de discinesia nos participantes de alto risco.

Figura 3
Figura 3. Caneta dysfluent movimento de um participante UHR. Comparado a um controle saudável (ver Figura 2), há um aumento significativo no idiota normalizada média para UHR participantes.:/ / Www.jove.com/files/ftp_upload/50852/50852fig3large.jpg "target =" _blank "> Clique aqui para ver maior figura.

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Discussion

Este estudo encontrou evidências significativas de mais movimentos dysfluent caneta ea presença de discinesia em uma amostra UHR usando um programa de análise de caligrafia para examinar anormalidades de movimento.

Tradicionalmente, escalas de avaliação baseados observador têm sido utilizados para medir alterações de movimento, a fim de monitorar os efeitos colaterais dos medicamentos 15-17. No entanto, as avaliações do observador sofre de desvantagens significativas, incluindo longos tempos de formação para avaliadores, erro experimentador, e confiabilidade de qualidade inferior 16. Outras fontes de medição, use software desatualizado ou hardware de computador e ao mesmo tempo eficaz, não são práticos para a divulgação ampla disseminação ou estudar-a-estudo de comparação por causa da grande heterogeneidade à base local em aparelhos e limites. Este estudo melhora em trabalhos anteriores porque utiliza um método de análise de movimento sem a necessidade de treinamento intensivo facilmente disponível e confiável, o tempo de configuração, ou difíceis de encontrar hardware 25. Também é notável que as avaliações com base instrumentalmente detectar aqueles pacientes que seria positivo em uma escala avaliador clínico (por exemplo, o anormal involuntário Escala Movimento; AIMS) 20,26, além de detecção de anormalidades do movimento sutis / sub-limite em uma proporção adicional de pacientes que seria perdida pelo olho 27. Assim, o uso de uma abordagem instrumental padronizado, tal como um comprimido informatizado de análise da escrita, está a ser altamente úteis para uma população em risco, que é único no processo de desenvolvimento de anomalias de movimento significativas observadas no psicose.

Os achados apoiar o corpo de trabalho que indica anormalidades de movimento são uma característica central de risco de psicose. Anormalidades do movimento e sintomas prodrômicos estão fortemente associados com desregulação de dopamina no circuito fronto-estriatal 28. Cinemática escrita manual forneceu uma quantidade incrívelde pesquisa para apoiar a compreensão do papel da dopamina em perturbações do movimento e de psicoses. Estudos anteriores para empregar paradigmas de escrita semelhantes constataram que doentes de Parkinson tratados com agonistas dopaminérgicos mostrar mais dysfluent caneta movimentos 17,23,29. Além disso, pacientes com esquizofrenia nunca tratados com neurolépticos apresentam maior ANJ que pacientes saudáveis ​​de controle 15. Tomados em conjunto, os resultados são promissores no sentido de um método de analisar os efeitos da dopamina desregulada e poderia ser uma forte ajuda nos esforços de prevenção para aqueles em risco de psicose.

Existem várias limitações a este estudo que devem ser abordadas em estudos futuros. O tamanho da amostra utilizada no estudo anterior é semelhante à comparação de pacientes com esquizofrenia e controles saudáveis, no entanto, claramente, uma amostra maior é necessária para examinar as atuais hipóteses. Enquanto o tablet computadorizada oferece uma série de benefícios para o movimento medindoanormalidades, comparando escalas de observação com base de anormalidades de movimento para os valores observados em ANJ UHR indivíduos poderiam fortalecer esta área de pesquisa. Foram incluídos apenas uma condição para analisar a escrita suavidade. Estudos futuros utilizando uma bateria de outras condições de escrita se a informar a nossa compreensão das anomalias de movimento em UHR indivíduos. Embora o estudo procurou fazer as tarefas de escrita mais natural possível para o participante, incluindo as condições que mais se assemelham ao tamanho natural de tarefas cotidianas de escrita ou não requerem copiar o estímulo do notecard pode ajudar a generalizar os resultados da análise de caligrafia. Estudos longitudinais, usando o software de análise de caligrafia pode ajudar a identificar alterações baseadas no desenvolvimento do sistema frontal-subcortical, antes e após o início da psicose, o que pode orientar os esforços para entender os marcadores de risco em potencial e implementar intervenções para aqueles em risco de psicose.

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Disclosures

Os autores Derek J. Dean, Michael Caligiuri, e Vijay A. Mittal declaram que não têm interesses financeiros concorrentes. O autor, Hans-Leo Teulings é o dono da NeuroScript que desenvolveu e comercializa o software MovAlyzeR para registrar e analisar os movimentos da caneta.

Acknowledgments

Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de Bolsas de Saúde R01MH094650 o Dr. Mittal.

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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