Pùvodní práce
P S Y CH I A T R I E ROÈNÍK 11 2007 ÈÍSLO 4
RYCHLOST PØEPÍNÁNÍ MEZI AUTOMATIZOVANÝMI SADAMI (TEST PØEPÍNÁNÍ MEZI N-KATEGORIEMI) SWITCHING AMONG AUTOMATISED SETS – (SWITCH N-CATEGORIES TEST) MILOSLAV KOPEÈEK, MAREK PREISS, RADKA KAWACIUKOVÁ1 Centrum neuropsychiatrických studií, 3. lékaøská fakulta UK Praha, Psychiatrické centrum Praha
SOUHRN Úvod: Pøi pøepínání pozornosti mezi dvìma úlohami, které obsahují stejný poèet prvkù jako úloha jediná, je pozorováno prodloužení èasu nazývané jako cena pøepnutí „switch cost“. Cílem studie bylo zjistit vztah mezi rychlostí zpracování informací, pracovní pamìtí a stáøím pøi použití upravené verbální formy testu cesty. Verbální test cesty byl dále porovnáván s klasickým testem cesty. Metodika: U 137 zdravých dobrovolníkù prùmìrného vìku 45,5 ± 18,9 let (min. 20, max. 80 let) byl použit test cesty a verbální test pøepínání mezi 1–4 kategoriemi. Byla mìøena rychlost vyjmenování 12 slov v rámci jedné kategorie, 12 slov pøi støídání 2, 3 a 4 kategorií (mìsíce, èísla, dny v týdnu, roèní období). Výsledky: Pøi zachování stejného poètu slov rostl èas nutný k dokonèení testu s pøibývajícím poètem kategorií ANOVA (p < 0,001). Prùmìrný èasový rozdíl mezi 1 a 2 kategoriemi byl 5 s. S každou další kategorií se cena pøepnutí zvyšovala o cca 4 s. Byla zjištìna významná korelace mezi vìkem a èasem provedení testu cesty A i B (Pearsonovo r = 0,47 resp. R = 0,52) i støídáním 3 a 4 kategorií (r = 0,47 resp. r = 0,41). Nejvyšší korelace bylo dosaženo mezi verbálním testem støídání 4 kategorií a testem cesty B (r = 0,61, p < 0,001). Diskuze: Se zvyšováním nárokù na pracovní pamìś se výraznì prodlužuje doba k dokonèení testu. S vìkem dochází ke zpomalení psychického tempa, které mùže být na pozadí zhoršení pracovní pamìti a dalších kognitivních funkcí. Klíèová slova: psychomotorické tempo, pracovní pamìś, zpracování informací, neuropsychologie, test cesty, stárnutí
SUMMARY Switching attention between two tasks takes longer than completing simple tasks that have the same number of particulars. This effect is called a switch cost. The aim of our study was to assess the relationships between psychomotor speed, working memory load, and age using an oral Trail Making Test (TMT). Then classical and oral version of TMT were compared. Methodology: 137 healthy volunteers were included with a mean age of 45.5 ± 18.9 years (min. 20, max. 80 years). We measured the time it took to recite 12 words from each category (months, numbers) and then the time it took to recite 12 switch words from 2, 3 and 4 routine sets (months, numbers, days of week, seasons). Results: The time taken to recite 12 words was significantly longer after adding each new category ANOVA (p<0.001). The difference in time between categories 1 and 2 was 5s. The switch cost increased by about 4s with every new category. A significant correlation was found between age, TMT parts A and B (Pearson’s r = 0.47 resp. r = 0.52), and 3-switch and 4-switch categories (r = 0.47 resp. r = 0.41). The highest correlation was found between TMT B and 4-switch categories (r = 0.61, p < 0.001). Discusion: We found association between working memory demand and the extension of time required to finish oral TMT. We also found that age correlated with mental speed, and therefore could form a base of impairment of working memory and other cognitive functions. Key words: psychomotor speed, working memory, infomation-processing, neuropsychology, Trail Making Test, aging Kopeèek M, Preiss M, Kawaciuková R. Rychlost pøepínání mezi automatizovanými sadami (test pøepínání mezi n-kategoriemi). Psychiatrie 2007; 11(4): 208–213
Úvod Mezi klinicky oblíbené neuropsychologické zkoušky patøí test cesty – v originále „Trail making test“ (TMT). TMT byl pùvodnì souèástí armádních zkoušek pro individuální diagnostiku (Army Individual test) a byl poprvé publikován v roce 1944. Je také jednou ze zkoušek v Halstead-Reitanovì neuropsychologické baterii (Reitan a Wolfson, 1993). Test je oblíbený pøedevším pro svoji vysokou senzitivitu k detekci kognitivního postižení, aèkoliv špatný výkon v tomto testu je relativnì nespecifickým nálezem (Lezak, 1995; Reitan, 1955). V neuropsychologii se využívá pøedevším jako skríninková metoda poruch uèení a poškození mozku u dìtí a dále k dia-
gnostice psychomotorického tempa, pozornosti a flexibility. V roce 1995 byly publikovány standardy TMT pro dìtskou populaci (Preiss a Panamá, 1995) a pozdìji pilotní data pro dospìlou èeskou populaci (Preiss et al., 1997). Nejnovìjší verze manuálu testu vyšla nedávno (Preiss a Preiss, 2006). Test cesty se skládá ze dvou èástí. V první èásti (Test A) se vyhledávají èísla v kroužku (1–25) rozmístìná na papíøe, která se spojují pomocí tužky, co nejrychleji na èas. Tato èást testu odráží psychomotorické tempo, schopnost vizuálního vyhledávání, zrakovì-motorickou koordinaci a pozornost. V druhé èásti testu (test B) má vyšetøovaná osoba za úkol co nejrychleji spojovat postupnì èísla a písmena (od 1-A-2-B atd. až do 12-K-13 v èeské verzi). Písmen a èísel je v testu B
208
Pùvodní práce celkem 25, jako je èísel ve verzi A. Èást B odráží obdobné psychické procesy jako èást A, ale navíc se v této èásti testu objevuje nutnost rychle pøepínat pozornost mezi dvìma sadami (èísel a písmen), což se projeví prodloužením èasu nutného k dokonèení úlohy, pøestože je zde stejný poèet objektù, které se spojují. Tento efekt je znám od roku 1929, kdy ho popsal Jersild. Dnes se pro tento jev, kdy dochází k nárùstu èasu pøi støídání mezi dvìma úlohami oproti èasu, který je nutný k vykonání jediné úlohy, používá oznaèení – cena pøepnutí „switch cost“. Cena pøepnutí, která se získá odeètením èasu sady A od sady B, by mìla být v ideálním pøípadì vyjádøením spíše psychického tempa, které tak lze do urèité míry oddìlit od tempa motorického. V bìžném psychiatrickém èi neuropsychologickém vyšetøení se èasto mluví o psychomotorickém tempu a není jasné, zda obì složky se na nìm podílí rovnocennì. Pøepínání pozornosti je v nìkterých studiích interpretováno jako mentální flexibilita, jiní autoøi hovoøí o pøepínání mezi kognitivními sadami „cognitive set-shifting“ (Crowe et al., 1998; Olivera-Souza, 2000). V èásti B se ve srovnání s èástí A zvyšuje perfúze v oblasti levé støední, horní a mediální frontální kùry, støední a horní temporální kùry, bilaterálnì pak v insule a cingulárním gyru (g.) (Zakzanis et al., 2005). Pomìrnì rozsáhlá oblast aktivace pøi èásti B vysvìtluje topickou nespecificitu vyšetøení. Øady èísel i písmen abecedy užívané v testu cesty jsou bìžnì používané rutiny, které vstupují do pracovní pamìti. Vyšetøovaný si musí pamatovat poslední hodnotu právì zpracovávané (napø. èíselné) sady, pøepnout pozornost na druhou (abecední) sadu, vybavit si hodnotu naposledy použitého písmene v abecední sadì, postoupit o jedno písmeno dále, toto písmeno vyhledat, uchovat v pamìti, pøepnout pozornost na první (èíselnou) sadu, vybavit si hodnotu posledního èísla, to vyhledat, uložit v pamìti a pøepnout pozornost na abecední sadu. Takto se test opakuje až se pospojuje 13 èísel a 12 písmen. Ve srovnání s èástí A, kde je nutné si pamatovat pouze jednu promìnnou, v èásti B je nutné si zapamatovat promìnné dvì. Èást B je tedy nároènìjší na pracovní pamìś, pøesun pozornosti, inhibici (aby osoba nepokraèovala dále pouze v jedné øadì) a interferenci. Interference je dána èasovou posloupností dvou promìnných, které se navzájem ovlivòují a zpomalují vybavení aktuální hodnoty. Cena pøepnutí mùže být dána spíše vìtší nároèností na pracovní pamìś a interferencí než jen pouhým pøesunem pozornosti a inhibicí. To, zda je cena pøepnutí dána pøesunem pozornosti, pøítomností inhibice èi stupòující se nároèností na pracovní pamìś resp. interferencí, lze studovat, pokud množství pøepnutí a inhibice zùstane stejné, ale zvýší se zatížení pracovní pamìti. Vizuální forma testu mùže usnadòovat nároky na pracovní pamìś, neboś se lze pohledem vždy vrátit k pøedešlé hodnotì. Pro studování efektu switch cost není vizuální forma testu vhodná, neboś Test B má ve srovnání s Testem A delší trajektorii (dle našeho mìøení o 59 mm) a i v dalších parametrech je obtížnìjší (Mitrushina et al., 2005). Proto se autoøi rozhodli použít orální formu testu. Do souèasnosti byly použity tøi rùzné administrace orální verze testu cesty (oTMT). První orální verze je pøesnou paralelou pùvodní (vizuálnì-grafomotorické) verze testu s èástmi A a B. Iniciální studie ukázala srovnatelnost anglické TMT i oTMT u mladých a starých dobrovolníkù (Rickers a Axelrod, 1994). Portugalská verze oTMT-B korelovala s TMT-B, nebyla však zjištìna významná korelace mezi oTMT-A a TMT-A (De Oliviera Souza et al., 2000). V nedávné studii byla zjištìna významná korelace (r = 0,66) mezi oTMT a Mini Mental State
209
PSYC HIATR IE ROÈNÍK 11 2007 ÈÍSLO 4 Examination (MMSE), ale také vzdìláním (r = 0,55) u osob nad 60 let (Ruchinskas, 2003). Obdoba oTMT nazvaná jako alfanumerické sekvenování je souèástí Behavioral Dyscontrol Scale (Grisby a Kaye, 1992). Studie u starých osob a pacientù s roztroušenou sklerózou ukázaly, že alfanumerické sekvenování koreluje s jinými testy odrážejícími všeobecné kognitivní funkce, zpracování informací a pracovní pamìś (Grisby a Kaye, 1995; Grisby et al., 1994). Jiná varianta oTMT je nazývána jako Mental Alteration Test (Jones et al., 1993). Pøi tomto testu probíhá po dobu 30 s støídání mezi èísly a písmeny a je poèítáno množství støídání. Tento test odpovídal skóru v MMSE a klasické verzi TMT u pacientù s HIV infekcí. Na základì pøedchozích prací, ale také našich zkušeností jsme se rozhodli zkonstruovat orální verzi testu cesty v èeštinì. Pro vìtší a stupòovité zatížení pamìti byla vytvoøena orální verze TMT, kde byly ke dvìma stávajícím sadám (èísla a písmena abecedy) pøidávány postupnì další rutinizované sady (mìsíce, dny v týdnu). Pilotní data ukázala, že støídání èísel a písmen abecedy je ve srovnání s ostatními sadami (mìsíce, dny v týdnu) nesrovnatelné – napø. kvùli rozdílné délce slov, poètu slabik. Proto jsme v této studii zvolili støídání mezi sadami mìsícù, poèítání od 100 do 111, dny v týdnu a roèními obdobími. Stupòovité zatížení je obdobné jako u jiného testu zamìøeného na pracovní pamìś – n-back test (Braver et al., 1997; Cohen et al., 1994). Takovéto stupòovité zatížení je napø. vhodné pro detekci oblastí, které se na testu podílejí, pomocí funkèních zobrazovacích metod. Analogicky by se prezentovaný test mohl jmenovat test pøepínání mezi n-kategoriemi „switch n-categories test“. S pøidáním dalších sad jsme pøedpokládali prodloužení doby nutné k dokonèení testu a nárùst chyb. Dále jsme chtìli zjistit, jak novì vytvoøený test orální verze testu cesty koreluje s pùvodní verzí testu cesty. Nakonec jsme si chtìli ovìøit, zda takto vytvoøený test odráží zmìny motorického i psychického tempa u osob nad 60 let ve srovnání s mladší populací. Metodika Populace Bylo vyšetøeno 137 dobrovolníkù (39 mužù, 98 žen) prùmìrného vìku - 45,5 ± 18,9 let (minimum 20 let, maximum 80 let) s prùmìrnou dobou vzdìlání 14,9 ± 2,5 let. Soubor byl dále rozdìlen na 3 vìkové kategorie 20–39 let (n = 60, 38 žen), 40–59 let (n = 37, 27 žen) a nad 60 let (n = 40, 33 žen). Dobrovolníci byli vyšetøováni v rámci projektu Výzkumného zámìru, který sleduje vytvoøení norem neuropsychologických a jiných testù na zdravé populaci. Dobrovolníci neužívali psychofarmaka, nebyli v souèasnosti ani v minulosti neurologicky ani psychiatricky léèeni. Testování Dobrovolníci byli testování baterií kognitivních testù a hodnotících škál: Beckùv subjektivní inventáø úzkosti (BDI – II), Wechslerova pamìśová škála-verze III (Logická pamìś – bezprostøední + oddálené vybavení, Lusherùv test, Doplòování èíselných øad, Dotazník celkového zdravotního stavu (General Health Questionnaire – GHQ), Rey-Osterriethova figura, Pamìśový test uèení (AVLT), Verbální fluence, Test cesty, Londýnská vìž (verze DX), Poklepávání ukazovákem (Finger tapping), n-back test, Stroopùv test, Test tvorby rodokmenu, Test ètení cizích slov (the National Adult Reading Test – NART), oTMT, Test pìti bodù (Five
Pùvodní práce
P S Y CH I A T R I E ROÈNÍK 11 2007 ÈÍSLO 4 Point test), 15položkový test pamìti (Fifteen Item Memory Test), Vyvážený dotazník sociální žadostivosti (Balanced Inventory of Desirable Responding – BIDR). Poøadí testù bylo pevnì dané. Pro úèely tohoto sdìlení budeme referovat pouze o testu cesty a jeho orální formì. Test cesty Po absolvovaní tréninkové verze testu A a testu B, které mají sloužit k prùkazu pochopení úlohy a zacvièení, byly administrovány verze A i B. Test byl administrován dle testového manuálu (Preiss et al., 1997). Orální verze testu V pøedchozích experimentech (nepublikovaná data) se ukázalo, že použití abecedy jako rutiny není nejvhodnìjší. Mimo jiné také proto, že sada písmen abecedy má menší poèet hlásek, slabik a tedy nárokù na èas ve srovnání s dalšími sadami. Proto jsme abecední sadu vylouèili. Také øada èísel od 1 do 12 nebyla poètem hlásek plnì srovnatelná s dalšími sadami. Dále pøi kombinování 3 a více sad mohlo èíslo pomáhat jako mnemotechnická pomùcka k vybavení mìsíce (1-A-první mìsíc, 2-B-druhý mìsíc atd.). Proto jsme se nakonec rozhodli, že øadu èísel od 1 do 12 nahradí øada èísel od 100 do 111. Další jednotlivé kategorie byly: jmenování mìsícù, jmenování dnù v týdnu a jmenování roèních období. Všem dobrovolníkùm bylo na zaèátku testu zdùraznìno, že nejdùležitìjším parametrem je rychlost a bezchybnost provedení úkolu, který bude mìøen stopkami. V testu 1A mìli dobrovolníci øíci co nejrychleji 12 mìsícù v roce, tak jak jdou za sebou. V testu 1B mìli dobrovolníci poèítat nahlas co nejrychleji od èísla 100 po jedné, tak dlouho dokud nebyli zastaveni (byli zastaveni po èísle 111 – tedy po 12 slovech). Ve druhém testu mìli probandi co nejrychleji støídat mìsíce a èísla tak, jak jdou za sebou (leden-100-únor atd.) a byli zastaveni po èísle 105 (celkem tedy po 12 slovech). Pøed dalším testem bylo úkolem vyjmenovat, co nejrychleji dny v týdnu.
Èas nebyl stopován. V tøetí èásti testu bylo úkolem k pøedešlé sadì, pøidat dny v týdnu. Po prvním mìsíci následovalo èíslo 100, 1. den v týdnu, 2. mìsíc atd. Stopky byly zastaveny po vyjmenování ètvrtku (12 slov). Pøed 4 testem vyjmenoval proband co nejrychleji roèní období. Ve 4. testu bylo úkolem pøidat k pøedešlým sadám roèní období tak, jak jdou za sebou. Po 12 slovech (vyjmenování podzimu) byli probandi zastaveni. Probandovi byl vysvìtlen úkol, který zahájil na pokyn – teï a souèasnì zaèal být mìøen èas. Èas byl mìøen manuálnì stopkami. Podrobné instrukce k testu jsou na http://www. miloslavkopecek.cz/oTMT.htm
Statistika Ke zhodnocení nárùstu doby s pøidáváním dalších kategorií a poètu chyb byla použita jednocestná ANOVA na hladinì významnosti p < 0,05. Ke zhodnocení rozdílù mezi jednotlivými vìkovými skupinami a jednotlivými testy oTMT byl použit Tukey post-hoc test. Korelace mezi jednotlivými testy a stáøím, poètem let vzdìlání byla posuzována pomocí Pearsonova korelaèního koeficientu s použitím Bonferroniho korekce pro mnohoèetná testování (p< 0,05/66) a hladinou významnosti p < 0,0007.
Výsledky S rostoucím poètem kategorií rostl èas nutný k dokonèení testu (ANOVA df = 4; F = 91,6; p < 0,001). Test 1A i 1B byl významnì kratší než test 2, 3 a 4. Test 2 byl významnì kratší než test 3 a 4. Test 3 byl významnì kratší než test 4 (tab. 2). Poèet chyb nebyl významnì odlišný mezi testy 2, 3 a 4. V testu 3 a 4 chybovalo významnì více osob (13 respektive 14) ve srovnání s testem 2 (2 dobrovolníci) McNemarùv χ2 test p < 0,001.
Tabulka 1: Poèet slov a hlásek v jednotlivých testech. test
testový materiál
počet slov
počet slabik
počet hlásek
1A
12 měsíců
12
27
70
čísla 100–111
12
29
86
6 měsíců 6 čísel
12
25
69
1B 2 3
4 měsíce 4 čísla 4 dny
12
26
67
4
3 měsíce 3 čísla 3 dny 3 roční období
12
26
62
Korelace mezi vìkem, vzdìláním, èasem a chybovostí Byla nalezena významná korelace mezi vìkem a testem cesty A i B a oTMT 1B, 2–4 a také poètem chyb v testu 2–4 (tabulka 3). Vzdìlání korelovalo významnì s výkonem v testech cesty A, B, ale jen s oTMT 4. Test cesty A koreloval významnì s oTMT 1, 3, 4 (tabulka 3), test TMT B koreloval významnì s oTMT 1-4 (tabulka 3). Vliv vìku dokumentuje tabulka è. 4.
Tabulka 2: Èasová nároènost mentálních procesù v jednotlivých testech. Test
prům. čas ± s.o. (sekundy)
statistický rozdíl mezi testy (p < 0,01)
rychlost zpracování (1 slovo za čas)
1A (měsíce)
4,6 ± 1,9
pro 2, 3, 4
0,38 s
1B (čísla)
5,6 ± 2,1
pro 2, 3, 4
0,46 s
Počet chyb
Celková cena přepnutí Test 2,3,4 minus 1B (1A)
Cena jednoho přepnutí. Vztaženo k testu 1B (1A)
2 (měsíce a čísla)
10,7 ± 3,8
pro 1A, 1B, 3, 4
0,97 s
0,21 ± 0,66
5,1 s (6,1 s)
0,46 s (0,55 s)
3 (měsíce-čísla-dny)
14,2 ± 5,9
pro 1A, 1B, 2, 4
1,29 s
0,35 ± 0,89
8,6 s (9,6 s)
0,78 s (0,87 s)
4 (měsíce-čísla-dnyroční období)
18 ± 13,3
pro 1A, 1B, 2, 3
1,63 s
0,38 ± 0,90
12,4 s (13,4 s)
1,12 s (1,21 s)
210
Pùvodní práce
PSYC HIATR IE ROÈNÍK 11 2007 ÈÍSLO 4
Tabulka 3: Korelace mezi vìkem, poètem let vzdìlání, testem cesty a jednotlivými testy. Testy oznaèené * splòují p < 0,0007 (Bonferroniho korekce pro mnohoèetná testování – p < 0,05/66.
VĚK EDU
VĚK
EDU
TMT_A
TMT_B
MĚS
ČIS
MČ
MČD
MČDR
CH2
CH3
CH4
X
-,14
,47*
,52*
,13
,34*
,19
,47*
,41*
,19
,29
,30
X
-,31
-,33*
-,08
-,27
-,23
-,19
-,32*
-,23
-,10
-,29
X
,67*
,44*
,48*
,24
,29
,47*
,14
,13
,28
X
,35*
,44*
,36*
,49*
,61*
,14
,29*
,40*
X
,60*
,20
,19
,49*
-,04
-,01
,21
X
,45*
,32*
,60*
,03
-,05
,22
X
,42
,49*
,24
,12
,33*
X
,53*
,36*
,61*
,41*
X
,18
,19
,48*
X
,46*
,49*
X
,55*
TMTA TMTB MĚS ČIS MČ MČD MČDR CH2 CH3 CH4
X
Vysvětlivky: Věk – stáří dobrovolníků v letech, EDU – počet let ve škole, TMTA – test cesty verze A, TMTB – test cesty verze B, MĚS – měsíce v roce (test 1A), ČIS – počítání 100-111 (test 1B), MČ – střídání měsíce – čísla (test 2), MČD – střídání měsíce – čísla – den v týdnu (test 3), MČDR – střídání měsíce – čísla – den v týdnu – roční období (test 4). CH2 – chyby v testu 2, CH3 – chyby v testu 3, CH4 – chyby v testu 4.
Tabulka 4: Vliv vìku na výkon v testech. Proměnné
skupina 1 20-39 let (n = 60)
skupina 2 40-59 let (n = 37)
skupina 3 60-80 let (n = 40)
p
Post-hoc porov. skupin 1x2
Post-hoc porov. skupin 1x3
Post-hoc porov. skupin 2x3
EDU
15,9 ± 2,0
15,6 ± 2,4
13,2 ± 2,5
< 0,001
n.s.
< 0,001
< 0,001
TMTA
25,5 ± 8,5
31,5 ± 10,7
39,6 ± 15,6
< 0,001
n.s.
< 0,001
< 0,05
TMTB
53,6 ± 16,3
67,6 ± 23,9
89,6 ± 41,8
< 0,001
n.s.
< 0,001
< 0,05
RTMT
28,1 ± 13,1
36,1 ± 24,5
50,0 ± 33,4
< 0,001
n.s.
< 0,001
< 0,05
Měsíce
4,4 ± 1,8
4,5 ± 1,3
4,8 ± 2,4
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
Čísla
5,3 ± 1,9
5,3 ± 1,5
6,2 ± 2,7
< 0,05
n.s.
n.s.
n.s.
MČ
10,2 ± 4,5
10,0 ± 2,5
11,6 ± 2,5
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
RMČ
5,1 ± 4,5
4,6 ± 2,5
5,0 ± 2,5
n.s
n.s.
n.s.
n.s
MČD
11,8 ± 4,5
14,6 ± 6,1
17,2 ± 6,4
< 0,001
n.s.
< 0,001
n.s.
RMČD
6,5 ± 4,5
9,3 ± 5,8
10,6 ± 6,7
< 0,001
n.s.
< 0,005
n.s.
MČDR
13,5 ± 5,3
17,8 ± 6,1
21,8 ± 21
< 0,001
< 0,01
< 0,001
< 0,05
RMČDR
8,2 ± 5,6
12,4 ± 5,8
15,1 ± 20
< 0,001
< 0,01
< 0,001
n.s.
Vysvětlivky: EDU – počet let ve škole, TMTA test cesty – verze A, TMTB – test cesty verze B, RTMB – rozdíl mezi testy TMTB a TMTA. Měsíce – vyjmenování měsíců v roce, Čísla – počítání od 100–111, MČ – střídání měsíce – čísel, RMČ – rozdíl mezi testy čísel a testem MČ, MČD – střídání měsíce – čísla – den v týdnu, RMČD – rozdíl mezi testy čísel a testem MČD, MČDR – střídání měsíce – čísla – den v týdnu – roční období. RMČDR – rozdíl mezi testy čísel a testem MČDR.
Diskuze Pøestože zùstával zachován stejný poèet slov v jednotlivých testech oTMT a nároky na motorické zpracování vyjádøené slabikami èi hláskami byly srovnatelné, èas potøebný k dokonèení testu narùstal. Rozdíl v èase mezi prvním (1A) a druhým testem (støídání mìsíce–èísla) o 5s je dán pøesunem pozornosti, inhibici (11×, 0,46 s na jedno pøepnutí), zapojením pracovní pamìti, která využívá minimálnì 2 promìnné (hodnota mìsíce, hodnota èísla) a musí se neustále obnovovat o aktuální hodnoty pøi potlaèení interference. Tento rozdíl je potvrzením dávno známého efektu „swich cost“, na kterém se podílí mnohonásobné exekutivní procesy
211
(pozornost, pracovní pamìś a inhibice). Pøi tøetím a ètvrtém testu dochází dále k nárùstu testového èasu pøi konstantním poètu pøepnutí pozornosti a pøítomnosti inhibice. U testu 4 je provedení cca 2× delší (o 7,3 s) ve srovnání s testem 2, pøièemž nárùst switch cost je 0,66 s na jedno pøepnutí. Na tomto nárùstu se již zøejmì podílí vyšší nároènost na pracovní pamìś a interferenci. S rostoucí nároèností testu docházelo k vìtší chybovosti, ta však nedosahovala statistické významnosti (viz tabulku 2), i když v testu 3 a 4 chybovalo významnì více osob ve srovnání s testem 2. Rychlost provedení testu nezáležela pouze na množství použitých kategorií, ale také pozitivnì korelovala s vìkem a negativnì korelovala s poètem let strávených ve škole u testu 4.
Pùvodní práce
P S Y CH I A T R I E ROÈNÍK 11 2007 ÈÍSLO 4
55 45
čas
35 25 15
99% 1%
5
75% 25% medián
-5 MES
CIS
MC
MCD
MCDR
Vysvětlivky: V grafu je vyznačen medián – malý čtvereček, interkvartilový rozsah – větší čtverec. Hodnoty mimo velký čtverec představují hodnoty pod 25 percentilem a nad 75 percentilem, body na konci úseček vyznačují hodnotu 1 a 99 percentilu. MES – měsíce v roce (test 1A), CIS – vyjmenování čísel 100–111 (test 1B), MC – střídání měsíce – čísla (test 2), MCD – střídání měsíce – čísla – den v týdnu (test 3), MCDR – střídání měsíce – čísla – den v týdnu – roční období
Graf 1: Délka trvání jednotlivých testù 1–4 v sekundách.
Horší výkon u nejstarší skupiny tak nelze ve vìtšinì testù pøièítat její menší vzdìlanosti. Test tak odráží nejenom zpomalení závislé na poètu kategorií, ale pøi støídání 3 a více kategorií narùstá významnì zpomalení se vzrùstajícím vìkem tab. 4). Faktor vzdìlání se uplatòuje až u nejtìžšího testu. Tento výsledek se nám jeví jako dùležitý, neboś nìkteré práce hodnotící kognitivní funkce v prùbìhu pøirozeného stárnutí hovoøí o tom, že s narùstajícím vìkem dochází ke zpomalení psychického tempa, které souvisí se zhoršením pamìti, slovní plynulosti, znalostí a schopnosti øešit úkoly (Lindenberger, 1993; Salthouse, 1995; 1996). Nìkteré studie z posledních let ukazují, že testy mìøící rychlost zpracování informací mohou predikovat rozvoj Alzheimerovy choroby i 3 roky pøed jejím propuknutím (Tabert et al., 2006). Zdraví jedinci s výskytem rizikového faktoru pro Alzheimerovu demenci – alela apolipoproteinu epsilon 4 jsou pomalejší ve zpracování informací než zdraví jedinci bez této alely. Tyto dvì skupiny se také lišily ve výkonu v bezprostøední pamìti. Nositelé alely epsilon4 jsou nejen pomalejší, ale mají také horší výsledky v bezprostøední pamìti (O‘hara et al., 2007). Výkony v testech psychomotorického tempa jsou dìdièné a odlišují jedince se schizofrenií a bipolární poruchou od zdravých jedincù a od pacientù s velkou depresí (Glahn et al., 2007). Tento test by se tak mohl uplatnit jako skríninkový test v gerontopsychiatrii èi jako ukazatel endofenotypu v psychiatrickém výzkumu. Lze si pøedstavit, že pro optimální výkon pracovní pamìti èi jiných kognitivních funkcí je nezbytné provést myšlenkové operace v urèitém èasovém limitu. Pokud je tento limit pøekroèen, je kapacita zpracování informací narušena, což mùže ovlivnit bezprostøední kognitivní výkonnost jakož i další uložení do pamìti. Korelace mezi klasickým testem cesty A a orální verzi 1A a 1B byla významná, avšak jen støední velikosti. Na tom se dle našeho názoru podílí fakt, že klasická verze testu cesty je úlohou ne zcela totožnou s orální verzí reprezentovanou testy 1A a 1B. Vizuální vyhledávání, strategie vyhledávání,
koordinace oko-ruka jsou kognitivní komponenty, které jsou pøítomné v klasickém testu cesty a chybí v jeho orální verzi. Test TMTA je tak komplexnìjší, zatímco orální testy 1A a 1B jsou dle našeho názoru blížeji vlastnímu mìøení psychomotorického tempa. V naší pøedchozí pilotní studii se ukázalo, že hlasité poèítání èi jmenování mìsícù co nejrychleji na èas nejvíce korelovalo s poètem slov bìhem 1 minuty mluveného projevu a lépe tak odráželo psychomotorické tempo než test verbální fluence èi Test cesty A (Kopeèek, 2006). Pøi bližším pohledu na testy 1A a 1B se ukazuje, že oba testy nemusí být zcela totožné. Pøi testu 1B (poèítání) docházelo ke zpomalení v prùbìhu stárnutí, zatímco u jmenování mìsícù zpomalení nebylo významné. Test poèítání je o 16 hlásek delší a mohlo by se zde teoreticky projevit lepší rozlišení mezi vìkovými kategoriemi pøi delším testu. Pravdìpodobnìjší se nám však jeví jiné vysvìtlení. Poèítání mùže být ménì rutinizovaná úloha. Zobrazovací metody ukázaly, že pøi poèítání se aktivuje dolní frontální gyrus (Zhou et al., 2006), zatímco pøi recitování mìsícù se neaktivuje (Bookheimer et al., 2000). S testem cesty B nejvíce koreloval nejtìžší orální test oTMT4. Test oTMT2 ukázal jen støední korelaci s TMTB. Na tomto výsledku se mùže podílet fakt, že oTMT2 je kratší a pravdìpodobnì ménì komplexnìjší úlohou než TMTB. V oTMT2 chybí vizuální vyhledávání a vizuo-motorická koordinace. Další studium orální verze cesty ve srovnání s klasickým testem cesty èi doplòování symbolù (digit symbol substitution test) mùže být pøínosné, neboś oba dva testy obsahují navíc složku vizuálního vyhledávání a vizuo-motorické koordinace, která se mùže ukázat jako podstatnìjší ve skríninku kognitivního postižení než psychomotorické tempo. Orální verze testu cesty má ve srovnání s klasickou verzí nìkteré výhody. K provedení testu není potøeba speciálního vybavení (archu k provedení testu), limitem není zhoršení zraku èi motoriky ruky èasté s pøibývajícím stáøím. Dá se tak snadnìji provést i u lùžka nemocného èi v terénu. Rozdíl mezi prezentovaným testem a testy, které se používají pro zkoumání jevu „switch cost“, jsou èetné. V experimentálním výzkumu proband èasto reaguje na vizuální èi verbální stimul, který musí senzoricky zpracovat, udržet v pamìti a odpovìdìt na nìj. V pøípadì prezentovaného testu se obchází zevní senzorická analýza, není potøeba se uèit novým informacím jako napø. pøi testu øady èísel (digit span). Prezentovaný test respektuje individuální psychomotorické tempo ve srovnání s vìtšinou dosud používaných testù zamìøených na studium efektu „switch cost“. V nich se stimuly opakují v urèitých intervalech a používá se pøi nich poèítaèù. V našem uspoøádání pracuje proband s uchovanými vnitøními rutinami, které vstupují do verbální pracovní pamìti. Díky sekvenování je však rutina narušena a pro bezchybné provedení úlohy musí být rutina inhibována obdobnì jako napøíklad u testu go/no-go èi Stroopova testu. Pøedpokládá se, že inhibice je úlohou pøedevším prefrontální kùry. Proband pracuje se známým verbálním materiálem, ale v novém uspoøádání. Stupòující se složka sekvenování pøipomíná Luriovo motorické sekvenování pìst-hrana-dlaò. Luria (1966) pøedpokládal, že tato úloha odráží pøedevším funkci prefrontální kùry. Pøi motorickém sekvenování se aktivuje motorická prefrontální kùra (Brodmanova area – BA 6) a dále pak zejména levá parietální kùra (BA 7, 40), thalamus a ipsilaterální mozeèek (Umetsu et al., 2002; Chan et al., 2006). Orální sekvenování èísel a písmen abecedy (oTMT v portugalštinì) zvyšovalo u zdravých dobrovolníkù perfúzi detekovanou funkèní magnetickou rezonancí v levém sulcus
212
Pùvodní práce frontalis inferior (BA 44, 46), g. frontalis medialis (BA 44, 46), cingulu (BA 6, 32) a oboustrannì v intraparietálním sulcu (BA 7, 39) (Moll et al., 2002). Lze tak pøedpokládat, že test bude odrážet pøedevším funkci frontální a parietální kùry, jenž se ostatnì aktivují také v pøípadì vyšetøení n-back testem (Braver et al., 1997). V pøípadì sekvenování 3 a více rutin pøedpokládáme také zapojení mozeèku. Pøi souèasném uspoøádání testu je pøítomen efekt uèení, který však nestaèí na to, aby korigoval zvyšující se nároènost testu a zamezil efektu switch cost. Pro klinické hodnocení mùže být složka uèení v tomto testu pøínosem, pro experimentální použití by bylo dobré ji odstranit. Výsledky studie mohou být ovlivnìny velikostí vzorku, nestejným zastoupením žen a mužù jakož i rozdílným vzdìláním mezi skupinami. Pro klinické využití mùže být výhodnìjší použití testu s ménì kategoriemi, ale delším øetìzcem (napø. 24 slov), aby bylo možné lépe diferencovat rozdíly v rychlosti zpracování i pøi použití bìžných mìøících nástrojù jako napø. náramkových hodinek. Dosažené výsledky mají zatím spíše experimentální význam. Pøedpokládáme, že horší výkon v testu by se mohl objevit v èasných stadiích demence, u pacientù s obsedantnì-kompulzivní poruchou, Tourettovým syndromem, Par-
PSYC HIATR IE ROÈNÍK 11 2007 ÈÍSLO 4 kinsonovou chorobou, schizofrenií, bipolární poruchou èi u pacientù s postižením fronto-parieto-cerebelárních oblastí. Pro posouzení klinického využití je nezbytné provést srovnání s dalšími kognitivními testy a dále pak srovnání zdravých a nemocných. Podìkování: Za pøipomínky a komentáøe dìkujeme PhDr. Mabel Rodriguez, MUDr. Aleši Bartošovi, Ph.D. a Hanì Štìpánkové, které patøí rovnìž podìkování za organizaci nábìru dobrovolníkù. Tato práce byla podporována projektem MZÈR MZ0PCP2005. MUDr. Miloslav Kopeèek, Ph.D. Psychiatrické centrum Praha, Ústavní 91 181 03 Praha 8 – Bohnice e-mail:
[email protected] http://www.webpark.cz/kopecek/index.html Do redakce došlo: 9. 4. 2007 K publikaci pøijato: 1. 5. 2007
LITERATURA Army Individual Test Battery. Manual of directions and scoring. Washington, DC: War Department, Adjutant general’s Office. 1944. Bookheimer SY, Zeffiro TA, Blaxton TA, Gaillard PW, Theodore WH. Activation of language cortex with automatic speech tasks. Neurology. 2000; 55(8):1151-7. Braver TS, Cohen JD, Nystrom LE, Jonides J, Smith EE, Noll DC. A parametric study of prefrontal cortex involvement in human working memory. NeuroImage 1997;5:49–62. Cohen JD, Forman SD, Braver TS. Casey BJ, Servan-Schreiber D, Noll DC. Activation of prefrontal cortex in a non-spatial working memory task with functional MRI. Hum Brain Map 1994; 1:293–304. Crowe SF. The differential contribution of mental tracking, cognitive flexibility, visual search, and motor speed to performance on Parts A and B of the Trail Making Test. J Clin Psychol 1998;54:585-591. Grisby J., Kaye K., Robbins L. Reliabilities, norms and factor structure of the Behavioral Dyscontrol Scale. Perceptual and Motor Skills. 1992; 74:883-892. Grisby J, Kaye K, Busenbark D. Alphanumeric sequencing: a report on a brief measure of information processing used among persons with multiple sclerosis. Perceptual and Motor Skills. 1994;78:883-887.
O‘hara R, Sommer B, Way N, Kraemer HC, Taylor J, Murphy G. Slower speed-of-processing of cognitive tasks is associated with presence of the apolipoprotein epsilon4 allele. J Psychiatr Res. 2007 Jan 22; [Epub ahead of print] Olivera-Souza RD, Moll J, Passman LJ, Cunha FC, Paes F, Adriano MV, Ignacio FA, Marrocos RP.Trail making and cognitive set-shifting. Arq Neuropsiquiatr. 2000;58(3B):826-9. Preiss M, Paraná J. Trail making test pro dìti. Testová pøíruèka. Metodický materiál pro pracovníky PPP a SPC. Institut pedagogicko-psychologického poradenství ÈR, Praha 1995. Preiss M, Preiss J, Panamá J. Manuál Trail-Making Testu pro dìti a dospìlé. Bratislava, Psychodiagnostika; 1997. Preiss M, Preiss J. Test cesty. Psychodiagnostistika, 2006, 2.vydání. Reitan RM The relation of the Trail Making Test to organic brain damage. Journal of Consulting Psychology. 1955; 393-394. Reitan RM, Wolfson D. The Halstead-Reitan Neuropsychological Test Battery: Theory and clinical interpretation (2nd ed). Tuscon: Neuropsychology Press 1993.
Grisby J., Kaye K. Alphanumeric sequencing and cognitive impairment among eldery persons. Perceptual and Motor Skills. 1995;80:732-734.
Ricker J, Axelrod B, Houtler B. Clinical validation of the oral trail making test. Neuropsychiatry, Neuropsychology, and Behavioral Neurology, 1996;9:50-53.
Chan RC, Rao H, Chen EE, Ye B, Zhang C. The neural basis of motor sequencing: an fMRI study of healthy subjects. Neuroscience Letters. 2006;398(3):189-94.
Ruchinskas RA. Limitations of the Oral Trail Making Test in a mixed sample of older individuals. Clin Neuropsychol. 2003;17:137-42.
Jersild AT. Mental set and shift. Arch Psychol 1927; 89:5-82.
Salthouse TA, Meinz EJ. Aging, inhibition, working memory, and speed. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci. 1995;50:P297-306.
Jones B, Teng E, Folstein M, Harrison K. A new bedside test of cognition for patients with HIV infection. Annals of Internal Medicine. 1993;119:1001-1004.
Salthouse TA. The Processing-Speed Theory of Adult Age Differences in Cognition. Psychological Review 1996;103:403-428.
Kopeèek M. Jak mìøit psychomotorické tempo? In Raboch et al. Nemocná duše - nemocný mozek: klinická zkušenost a fakta. Praha: Galén, 2006, 87-89.
Tabert MH Manly JJ, Liu X, Pelton GH, Rosenblum S, Jacobs M, Zamora D, Goodkind M, Bell K, Stern Y, Devanand DP. Neuropsychological prediction of conversion to Alzheimer disease in patients with mild cognitive impairment. Arch Gen Psychiatry. 2006;63:916-24.
Lezak M. Neuropsychological Assessment. (3rd ed.) Oxford Univ. Press, 1995. Lindenberger U, Mayr U, Kliegl R. Speed and intelligence in old age. Psychol Aging. 1993;8:207-20. Luria AR. Higher Cortical Functions in Man. Basic Books, New York. 1966. Mitrushina M, Boone KB, Razani J, D‘Elia LF. Handbook of Normative Data for Neuropsychological Assessment. Oxford University Press, USA; 2 edition, 2005. Moll J, de Oliveira-Souza R, Moll FT, Bramati IE, Andreiuolo PA. The cerebral correlates of set-shifting: an fMRI study of the trail making test. Arq Neuropsiquiatr. 2002;60(4):900-5.
213
Umetsu A, Okuda J, Fujii T, Tsukiura T, Nagasaka T, Yanagawa I, Sugiura M, Inoue K, Kawashima R, Suzuki K, Tabuchi M, Murata T, Mugikura S, Higano S, Takahashi S, Fukuda H, Yamadori A. Brain activation during the fist-edgepalm test: a functional MRI study. Neuroimage. 2002;17(1):385-92. Zhou X, Chen C, Zhang H, Xue G, Dong Q, Jin Z, Zhang L, Peng C, Zhao H, Guo Y, Jiang T, Chen C. Neural substrates for forward and backward recitation of numbers and the alphabet: a close examination of the role of intraparietal sulcus and perisylvian areas. Brain Res. 2006;1099(1):109-20. Zakzanis KK, Mraz R, Graham SJ. An fMRI study of the Trail Making Test. Neuropsychologia. 2005;43(13):1878-86.
