与年龄相关的变化认知功能使用EmoCogMeter,新型平板计算机基础法评估

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Summary

我们在调查中年龄对认知的影响测试了平板电脑的应用程序(EmoCogMeter)的可用性。结果表明,与年龄有关的认知衰退,从而证明我们的应用程序的可用性。研究结果强调的检测和监控的认知功能障碍的平板电脑的应用程序的重要的临床和实用潜力。

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Fuge, P., Grimm, S., Weigand, A., Fan, Y., Gärtner, M., Feeser, M., Bajbouj, M. Assessment of Age-related Changes in Cognitive Functions Using EmoCogMeter, a Novel Tablet-computer Based Approach. J. Vis. Exp. (84), e50942, doi:10.3791/50942 (2014).

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Abstract

本研究的主要目的是评估调查对认知功能在整个生命周期的378名健康受试者(年龄范围18-89岁)样品中的年龄效应的平板电脑的应用程序(EmoCogMeter)的可用性。与以前的研究结果,我们发现在多种神经心理学领域(记忆力,注意力,执行功能)的与年龄有关的认知衰退,从而证明我们的平板电脑的应用程序的可用性。无论电脑前的经验,所有年龄组的受试者能够在没有实验者指令或反馈执行的任务。增加的动力和符合证明是有益的任务绩效,从而无形中增加了结果的有效性。我们有前途的研究结果强调的检测和监控的认知功能障碍的平板电脑的应用程序的重要的临床和实用潜力。

Introduction

人体衰老与认知功能下降在所有领域有关,但可能会特别明显与前额叶皮层和内侧颞叶,如工作记忆(WM),情景记忆和执行功能相关的功能,(贝克曼。1 ,Brehmer 。2,等人。3,西4)。相应地,脑成像研究表明,体积减少是最突出的前额和mediotemporal区域(拉兹 5,6)和内和之间的这些区域是改变的功能可能有助于与年龄相关的认知变化(Sander 等人 7 ,公园和路透社-洛伦茨8)。分子影像学研究表明,与年龄相关的多巴胺的损失可能是减值的多个认知任务的功能强大的介质(贝克曼[9,10;。Erixon-Lindroth[11] 等人 12)。有相当多的证据表明,在老年感知和认知能力可能受情绪刺激增强。老年人与有关的注意措施积极效价的刺激有更好的表现的倾向,识别和情绪记忆增强,被称为与年龄相关的积极影响(查尔斯等人 13,马瑟和骑士14,Löckenhoff和卡斯特森15 ,Grühn 16 Isaacowitz 17),可能反映了激励目标,生命的尽头差异接近(卡斯特森和Löckenhoff18)。

认知功能神经心理学测试通常是由对工作站纸和铅笔测试或基于计算机的测试手段进行的任何及测试年长者时,可能会很困难。首先,削弱运动技能可能会限制使用的PA每次和纸笔测试,其次,年长者往往不熟悉键盘,鼠标垫,或基于计算机的神经心理学测试过程中施加其它输入设备。因此,年长者常表现不佳的动机或合规过程中神经心理测试,这可能会损害性能,并降低了结果的有效性。此外,纸和铅笔测试以及在工作站上基于计算机的测试要求实验者的指令和反馈的永久考勤以及对结果的文件,然后再很少转移到一个数据库,因此只对一个非常数量的人的限制。因此,转让结果时,这种“传统”的方式来神经心理测试联系起来相当的人力资源增加了出错的概率,限制数据访问,并减缓了工作流程。

我们的目的是测试本身的调查,平板电脑的应用程序贝拉尔神经心理学领域。我们使用一个iPad应用程序作为我们推测,这样一个简单的工具可能是一个快速而有效的方法来筛查和在临床和门诊追踪认知缺陷。不论年龄大小,应启用科目来执行任务,而无需从实验者指令或反馈,应该能够完成测试。不论年龄大小,应启用科目不从实验者指令或反馈执行的任务。我们推测,该触控板会允许一个更直观的使用比其他反应设备( 鼠标垫或键盘),特别是年长者,谁不熟悉电脑。提高合规性和动力性能的任务可能会增加结果的有效性,而对于实验者利益应包括标准化的和节省时间的测试程序,测试结果的安全传输到数据存储和ANALY的数据库和便利化SIS。

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Protocol

1。主题

我们招募了541心理和体细胞的健康男性和女性受试者(年龄44.47±9.41,范围为18-89岁;智商113.90±12.73)。所有受试者在母语水平说德语。该研究是根据赫尔辛基宣言的最新版本,并通过德国心理学会的机构审查委员会。所有受试者签署知情同意书前筛查,并报销参与。

2。研究设计

该EmoCogMeter,一个iPad的应用程序,包括7个神经心理测试和开发在一些领域探讨认知功能。在此之前每个测试中,一个短指令和示范被显示在屏幕上。有从实验者没有口头指示或反馈。受试者需要大约25-30分钟就可以完成测试ING会话。

  1. 神经心理测验
    1. 学习和记忆
      1. 记忆广度
        目前,参加了一系列的数字,并要求他们输入的数字随即。开始2位数,如果参与者是成功的,给一个较长的号码清单。
        1. 结束任务后,要么5分钟,或更早,如果受试者成功召回9位数字。记录数字广度和达到这一水平所需的总的试验次数。
      2. 工作记忆
        有与会者看到的正面,负面和中性词序列和回应,如果一个字是一样的人之前提出两项试验。
        1. 结束5分钟后,该任务并记录的正确反应(点击),假响应和响应的平均延迟的数目。
    2. 注意力和集中
      1. 选择性安泰信
        套用Stroop任务的一个变种,并要求受试者如果写颜色名称对应颜色的墨水它显示英寸回应
        1. 最后3分钟后的任务并记录的正确反应(点击),假响应,错过的响应,和响应的平均延迟的数目。
      2. 持续关注
        使用任务,其中包括一个小型的工作记忆体元件。提出了一个圈,并备​​有小型蓝色和黄色的圆圈,在照射在屏幕​​中心的伪随机顺序。
        1. 指示对象来检测和蓝 - 黄 - 黄序列响应。最后4分钟后的任务并记录正确反应(点击),假响应的数量,以及错过的响应。
    3. 行政职能
      1. 开拓者测验B
        探测任务切换,并要求受试者为依次交替连接13号s和12个字母在屏幕上。不显示连接,如果这个问题犯了一个错误,并且不要继续任务选择正确的连接之前。
        1. 90秒后结束任务,如果它未成功完成到那时。录制完成任务所需的总时间。
      2. 汉诺塔
        评估规划,并通过一系列的中间步骤,以实现目标的能力。使用版本三杆和四盘随后更小的尺寸。
        1. 告知他们必须通过遵守以下规则碟片的整个堆栈移动到另一个杆科目:(1)只有一个磁盘可以在同一时间移动。 (2)每个移动包括从杆中的一个取上盘和它滑动到另一棒,就可能已经存在于该杆的另一磁盘的上方。 (3)无磁盘可以被放置在一个较小的磁盘的上方。
        2. 结束测试,如果失败,科目4分钟后达到的目标。 ŘECORD解决任务和所需要的解决方案的移动次数所需的时间。
    4. 处理速度
      符号字母的方式测试
      本主题与9的字母和对应的几何符号在屏幕的上部。显示行下部字母和指导受试者移动相应的符号每个字母下尽可能快。
      1. 记录正确反应数(命中),假响应,错过的响应和响应的平均潜伏期在允许的时间内(90秒)。
  2. 统计分析
    探测工作记忆,选择性注意和持续性注意测试中我们定义的准确率((命中假)/目标)×100。采用多元方差分析(MANOVAs)所有数据进行分析的因素年龄组和性别之间的受试者。 GreenhouseGeisser更正为APPLI编辑在适当情况下。如果MANOVAs透露显著主或交互效应,进一步的统计分析采用t检验进行比较。

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Representative Results

从19个科目的数据不能因技术问题记录。所有剩余的受试者(n = 522)完成了测试和聚为3个年龄组(年轻:18-30岁;中年人:31-59岁;岁:60-89岁)。在这些群体参加者按照性别和智商导致在N = 378样本大小( 见表1)匹配。在3个年龄组的所有神经心理测验的性能列于表2。

学习和记忆

记忆广度

有年龄对数字广度的主效应(F(2)= 15.99,P = .000)与低位跨度旧相比,年轻的(P <0.01),以及中年组(P <0.01) (参见图5)。有年轻和中年受试者之间没有差异。年龄组没有差异需要在总的试验次数,并有性别对我没有影响MORY跨度。

工作记忆

有年龄对精度的主要效应(F(2)= 21.19,P = .000),与老显著降低精度比较年轻(P <0.01),以及中年组(P <0.01),而不管刺激价的( 见图6)。有年轻和中年受试者和性别没有影响没有差异。

关于反应时间有年龄主效应(F(2)= 30.31,P = .000)和性别(F(2)= 18.34,P = .000),以及性别年龄交互作用(F(2 )= 11.93,P = .000),无论刺激化合价。事后t-检验结果显示在整个生命周期中唯一的女性不断增加反应时间,具有显著较长的反应时间在中年相比相比,中年组(P <0.01),年轻(P <0.05)和老年人。在男性,中年受试者更短的反应时间比年轻人(P <0.01),也日旧科目(P <0.01)。虽然有青年组无性别差异,中年妇女是显著减慢(P <0.01)高于男性,无论刺激化合价。在旧科目只反应时间为负的话是比较慢的女性(P <0.05)( 见图7)。

注意力和集中

选择性注意

年龄对精度显著主效应(F(2)= 31.52,P = .000),与中老年之间下降(P <0.01)( 见图8)。有性别上的选择精度没有影响。

持续关注

有年龄对精度的主要效应(F(2)= 38.69,P = .000),与连续下降,从年轻人到中间(P <0.01),中老年龄(p <0.01)( 见图9) 。性别对精度没有影响。

P“> 行政职能

开拓者测验B

方差分析显示,年龄对完成任务(F(2)= 23.44,P = .000),在整个生命周期的持续增加(青年与中年所需的时间显著主效应:P <0.01;中间老年主场迎战老:P <0.01)( 见图10)。有性别没有影响。

汉诺塔

有年龄上的时间来解决任务(F(2)= 41.60,P = .000),需要一个主要的作用。 POSTHOC ttests表明,求解时间在整个生命周期不断增加(青年与中年:P <0.05;中年主场迎战老:P <0.01)( 见图11)。此外,还有性别对求解时间的主效应(F(2)= 7.88,P = 0.005)与女性需要比男性各年龄组更多的时间。年龄和性别对所需要的解决方案,移动的数量没有影响。

处理速度

符号字母的方式测试

年龄对字母的数目显著主要效果有几何形式(F(2)= 122.55,P = .000),在整个生命周期的不断下降(年轻与中年正确匹配:P <0.01;中等年龄与旧:P <0.01)( 见图12)。

图1
图1。插图记忆广度和工作记忆任务。

图2
图2。插图上的任务的选择性,能够维持在张力。

图3
图3。图中的连线测验B和河内塔的任务。

图4
图4。图中的符号字母的方式测试。

图5
图5。记忆广度的年轻人,中年人和老年人科目。

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图6。工作记忆的准确性年轻,中年和老年人科目。

图7
图7。在年轻,中年和老年人女性和男性受试者工作记忆任务的反应时间。

图8
图8。在青年,中年和老年人科目的选择性注意任务中的准确性。

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图9。在青年,中年和老年人科目的持续关注一项任务时的准确性。

图10
图10。完成对任务切换测试在年轻,中年和老年人科目所需的时间。

图11
图11。在规划任务解决方案的时间在青年,中年和老年人科目。

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图12。在对处理速度的任务在年轻,中年和老年人科目的正确反应数。

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Discussion

本研究的主要目的是评估在调查的年龄对整个生命周期认知功能影响的平板电脑的应用程序的可用性。由于假设,受试者表现出最神经域的年龄相关的下降。对于某些认知功能,如记忆广度,工作记忆准确性和选择性注意,会出现下降以后的生活中发生,因为它是比较中年和老年人的主体时,仅观察到。其他认知功能,主要是反应潜伏期,持续关注,处理速度和执行功能似乎已经受到影响中年。在工作​​记忆任务,观察性别影响的反应时间,与整个寿命仅在女性不断增加反应时间,而反应时间在中年男性似乎比年轻和老年男性短。更长的反应时间在老年女性比男性只观察到负,但不适用于宝sitive或中性刺激。此外,女性表现为认知减慢规划不分年龄。

我们的研究结果证实在广泛的认知能力(巴尔泰什和Lindenberger 19,克雷克和玫瑰20,海顿等人 21)的年龄相关的下降以前的结果。改变存储器功能可能是由减少白质完整性和体积在以后的生活中存在的(拉兹 5,6)内-颞区介导。执行功能,注意力和处理速度更依赖于大脑区域之间的前额叶皮层和连接的完整性,并出现早期受到影响(Sander 等人。7,公园和路透社-洛伦茨8)。

然而,评估执行功能,无论速度时,年长者被削弱,这表明规划任务的速度分量在一个特定的年龄效应。在这里,科目赠花吨一直较慢或者由于运动障碍或更彻底的战略规划。早期认知功能的改变也可能与多巴胺系统的不断下降,从早期到成年晚期(贝克曼。9,10,Erixon-Lindroth等人 11,沃尔科夫。12)。

在年龄较大的妇女,其中仅观察到负的,但不能用于正向刺激,这表明在老年受试者表现可能使用正向刺激时得到增强,这将提供进一步的证据,与年龄有关的阳性效应(工作记忆任务在较长的反应时间Charles 等人,13,马瑟和奈特14,Löckenhoff和卡斯特森15,Grühn 等人 16,Isaacowitz 等人 17)。我们推测,那河内任务塔期间放缓的认知规划的妇女可能与升奥尔空间能力(Voyer 22芬克尔。23)。

我们在这里报告的与年龄相关的认知变化与先前的发现呈现出下降跨越广泛的神经心理学领域,从而证明我们的平板电脑的应用程序的可用性相一致。即使是旧科目谁不熟悉电脑没有理解和执行任务,而无需从实验者指令或反馈问题。所有受试者都能够完成测试。此外,所有年龄组的受试者报告说,他们所经历的任务是相当愉快的,因此,提高合规性和积极性可能增加结果的有效性。其实这点但仍然投机,因为我们不能提供任何重测数据或跨项目的可靠性数据。

对于实验者福利包括标准化和节省时间的测试程序,秒测试结果URE转移到数据存储和分析的数据库和便利。

总之,在认知功能与年龄相关的变化使用平板电脑的应用程序进行了测定。一个简单的工具,例如这款iPad应用程序可能是一个快速而有效的方法来筛查和在临床和门诊追踪认知缺陷。

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Disclosures

作者什么都没有透露。

Acknowledgments

该EmoCogMeter是与MicroMovie传媒有限公司(http://www.micromovie.com)合作开发的。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Wortschatz-Test (WST) http://www.testzentrale.de/programm/wortschatztest.html Assessment of Intelligence
Berlin Affective Word List (BAWL) 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

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References

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