Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Тест «часы с поворотом» для оценки пространственной ориентации в норме и у больных с когнитивными расстройствами

Свернуть
X
Свернуть

  • Тест «часы с поворотом» для оценки пространственной ориентации в норме и у больных с когнитивными расстройствами

    Описывается простой компьютерный тест, предназначенный для определения способности к ориентации (выбор нужного направления относительно некоторого исходно заданного направления). Тест, названный "Часы с поворотом", основан на использовании циферблата часов, повернутого на случайный угол. На таком циферблате испытуемый должен найти положение часовой стрелки (или в другом варианте часовой и минутной стрелок) для указанного в тестовом задании времени. Основные регистрируемые параметры –величина ошибки при установке требуемого времени и время выполнения задания (латентность). Проведенные испытания теста на пожилых здоровых людях и пациентах со слабыми когнитивными расстройствами дают основание предполагать, что данный тест окажется полезным при диагностике слабых когнитивных расстройств.

    1. Введение.

    Болезнь Альцгеймера – наиболее распространенное первичное нейродегенеративное заболевание пожилого и старческого возраста, при котором прогрессивно страдает память, а также другие когнитивные процессы и развивается тяжелая деменция, приводящая к полному нарушению интеллекта и гибели [1, 2].

    За последние 20 лет произошло существенное продвижение в понимании генетических и молекулярных механизмов болезни Альцгеймера. Большие усилия вкладываются в разработку средств лечения этого одного из наиболее социально значимых заболеваний. В эти исследования в развитых странах вкладываются сотни миллионов долларов в год. Однако в настоящее время не существует лекарств, предупреждающих или задерживающих развитие болезни Альцгеймера [2. 3].

    Молекулярные исследования механизмов болезни Альцгеймера привели нас к предположению, что олигомеры амилоидных пептидов (1-40 и 1 -42) действуют параллельно на несколько мишеней (клеточные мембраны нейронов и глии, рецепторы нескольких нейротрансмиттеров, процессы транскрипции и локальный синтез белка). Поэтому лечение нужно начинать на доклинической и самой ранней стадии болезни.

    Таким образом, разработка доклинической и ранней диагностики болезни Альцгеймера имеет приоритетное значение. У пожилых больных с ранними когнитивными расстройствами примерно в 50% случаев развивается болезнь Альцгеймера. Поэтому точная и своевременная диагностика ранних когнитивных расстройств является подходом к доклинической диагностике болезни Альцгеймера.

    Психологические исследования А.Р. Лурия и Б.В. Зейгарник [4, 5] и такие тесты, как, например, N RER , SNST , (ссылки см. в работе [8]), вносят существенный вклад в диагностику когнитивных расстройств и болезни Альцгеймера. Однако они дают лишь качественное описание важнейших когнитивных расстройств у больных.

    Ориентация в пространстве по внешним или внутренним сигналам - одно из фундаментальных когнитивных свойств человека и животных, необходимое для полноценной и здоровой жизни индивидуума и выживания вида. Гиппокамп, энторинальная кора и некоторые другие области коры, связанные с гиппокампом, играют критическую роль в механизмах пространственной ориентации и пространственной памяти у млекопитающих [6]. Нарушение пространственной ориентации является одним из ранних расстройств когнитивных процессов при ряде неврологических заболеваний и на доклинической и ранней стадии болезни Альцгеймера.

    В самые последние годы получил развитие новый подход: разработка компьютерных тестов на пространственную память. Этот подход был начат работами [ 7 , 8 ]. На дисплее компьютера создавалась виртуальная картина, элементы которой от теста к тесту изменялись случайным образом. Эти тесты были разработаны для испытания пространственной памяти у больных с повреждением когнитивными расстройствами и ранней стадии болезни Альцгеймера. Первые работы позволили объективно и количественно диагностировать избирательные нарушения пространственной памяти [8].

    Недавно мы начали разрабатывать пакет компьютерных скрининговых тестов на пространственную ориентацию и пространственную память для диагностики ранних когнитивных расстройств и оценки эффективности их лечения [9]. В отличие от известных тестов [7, 8] разрабатываемые нами тесты не стараются воспроизвести реальную картину внешней среды, в которой должен ориентироваться испытуемый. Их цель состоит в том, чтобы дать испытуемому возможность оперировать с простыми, хорошо известными объектами, такими как часы, домофон или созвездия на небе. Это существенно упрощает выполнение тестов, ускоряет обучение и облегчает интерпретацию результатов тестирования.

    В данной работе описывается один из таких тестов, названный "Часы с поворотом". По своей идее и назначению этот тест близок к тесту "Компас" [10]. Оба эти теста позволяют количественно оценивать выбор заданного направления, основанный на «внутренней» модели физического пространства. По сравнению с компасом часы являются более хорошо известным объектом, поэтому оперирование с ними создает равные условия для различных категорий испытуемых. Кроме того, более дробное деление окружности на 12 часов вместо 8 сторон света позволяет точнее оценить способность к ориентации. Наконец, в отличие от "Компаса" в "Часах с поворотом" имеется возможность устанавливать различные уровни сложности выполнения теста. Таким образом, тест можно использовать как для нужд неврологии и психиатрии (адаптируя его к реальным возможностям, имеющимся у больных с когнитивными расстройствами), так и для исследования пространственной ориентации у здоровых людей в онтогенезе.

    2. Описание теста

    На экране компьютера показывается циферблат часов, повернутый на некоторый случайный угол относительно оси, перпендикулярной поверхности циферблата и проходящей через его центр. На циферблате нет никаких обозначений времени (меток или чисел) за исключением одной метки и числа, показывающего какое время (какой час) этой метке соответствует (например, это может быть метка, соответствующая 12 часам). Это время называется исходным. На циферблате также имеется часовая стрелка, указывающая на метку исходного часа (рис. 1).


    Одна проба теста состоит в выполнении задания: установить часовую стрелку на заданное время (например, на 6 часов). Чтобы исключить тривиальные задания, время по заданию всегда отличается от исходного времени не менее, чем на 2 часа. Испытуемый вращает часовую стрелку, нажимая с помощью компьютерной мышки на экранные клавиши «вперед», «назад» и «стоп». Нажатие на клавишу «готово» означает, что проба выполнена.

    В каждой пробе исходное время и задание изменяются случайным образом. Испытание состоит из нескольких проб. Временной интервал между пробами задается экспериментатором (варьирует от 0 до 30 с). Экспериментатор задает также максимальную длительность одной пробы (в наших экспериментах это 3 мин.). В каждой пробе регистрируется величина ошибки между исходным временем и временем, установленным испытуемым (в часах и минутах), а также время решения задачи (с учетом или без учета времени перемещения стрелки), и число изменений направления движения стрелки.

    Перед испытанием исследователь знакомит испытуемого с условиями проведения теста. Один сеанс выполнения теста состоит из двух этапов: обучение и тестирование. Этап обучения состоит из 5 проб. При обучении после каждой пробы на экран выводится результат - установленное испытуемым время (например, 4 часа 45 мин). Сравнивая результат с исходным временем, испытуемый может судить о точности выполнения задания. Этап тестирования состоит из 10 проб. Он отличается от обучения только тем, что результат после выполнения пробы на экран не выводится. Таким образом, при тестировании возможность дальнейшего обучения заблокирована и проверяется уже достигнутая в результате обучения способность испытуемого находить требуемое направление относительно исходно заданного.

    Тест имеет три уровня сложности.

    Уровень 1 (самый простой). Циферблат показывается в стандартном положении без поворота. В качестве исходного времени всегда показывается 12 часов (соответствующая метка расположена в верхней части циферблата).

    Уровень 2 (средний по трудности). Циферблат поворачивается на случайный угол. Исходное время всегда 12 часов.

    Уровень 3 (самый трудный). Циферблат поворачивается на случайный угол. Исходное время выбирается случайно.

    Заметим, что уровень 1 близок к стандартному тесту "Часы", хорошо известному в клинической практике. Этот уровень пригоден для больных с уже значительно развившимися когнитивными расстройствами. Уровень 2 доступен больным на ранних стадиях когнитивных нарушений. Уровень 3 ориентирован на здоровых людей, которые, естественно могут выполнять задания и на двух более простых уровнях.

    3. Программная реализация теста

    Программное обеспечение состоит из двух независимых модулей:

    - модуль, обеспечивающий проведение теста;

    - модуль, предназначенный для хранения и обработки данных.

    Модуль проведения тестирования состоит из четырех относительно независимых блоков:

    - блок идентификации испытуемого;

    - блок выбора и задания параметров и условий тестирования;

    - блок выполнения теста;

    - блок сопряжения с базой данных.

    Модуль, предназначенный для хранения и обработки данных, в свою очередь, состоит из пяти относительно независимых блоков:

    - блока ввода первичных данных об испытуемом;

    - базы данных, в которой хранится медицинская, психологическая и физиологическая информация и результаты тестирования;

    - блока сопряжения с модулем проведения теста;

    - блока формирования описательных характеристик испытуемого;

    - блока обработки и вывода результатов.

    В качестве системы управления базой данных используется MS Access . Программное обеспечение работает под управлением операционной системы MS Windows 2000 и выше.

    Модуль проведения теста позволяет выбрать различные режимы проведения теста:

    - 12 или 24 часовой цикл;

    - выбор одного из трех уровней сложности;

    - циферблат только с часовой или с часовой и минутной стрелками. (В последнем случае задание состоит в том, чтобы установить определенное время в часах и минутах).

    Модуль предусматривает также возможность установления некоторых параметров тестирования, таких как максимальное время выполнения одной пробы, временной интервал между пробами, число проб на обучающем и тестирующем этапах и т.д.

    Особенностью реализации базы данных является ограниченная возможность доступа к некоторым персональным данным (в частности, к имени и фамилии испытуемых). Это сделано из этических соображений соблюдения конфиденциальности информации при прохождении тестирования больными. Кроме того, это препятствует фактору субъективности при проведении обработки данных. Персональные данные ограниченного доступа открыты для медицинского персонала, но недоступны для тех, кто занимается обработкой данных тестирования. Для реализации избирательного доступа использовано числовое кодирование испытуемых. При первом проведении теста каждому испытуемому присваивается определенный номер (код). Код является паролем для доступа к медицинской карте испытуемого и к результатам тестирования. Этот код используется в дальнейшем при проведении новых сеансов тестирования и при обработке данных.

    4. Результаты исследования

    Предварительное исследование проведено на мужчинах и женщинах в возрасте 60 – 68 лет. Контрольную группу составляли 11 испытуемых, все они продолжали работать и не обращались к неврологу и психиатру. 7 больных находились на лечение в больнице ПНЦ РАН с диагнозом атеросклеротическая энцефалопатия со слабыми и умеренными когнитивными расстройствами. На рис. 2 представлена диаграмма результатов всех проб для всех испытуемых. Каждая проба представлена цветным метками с координатами: величина ошибки (по оси ординат) и латентность, т.е. время выполнения задания без учета времени перемещения стрелки (по оси абсцисс).

    Пожилые испытуемые, как правило, делали небольшие ошибки (менее 30 мин.) и латентность решения задачи была 5 – 25 с. Эти результаты мало отличаются от молодых людей в возрасте 20 – 30 лет (данные не приведены). Тем не менее, надо отметить, что в контрольной группе у двух испытуемых в отдельных пробах ошибки были более 1 часа и латентность превышала 60 с.

    Результаты испытания больных с когнитивными расстройствами показали значительные нарушения пространственной ориентации. Ошибки в большинстве проб превышали 1 час, латентность была более 1 мин. Интересно заметить, что в отличие от испытуемых контрольной группы, больные делали ошибки, указывая значительно меньшее время, чем в задании.

    5. Заключение

    Представленная работа описывает новый тест «Часы с поворотом». Предварительные испытания теста показывают, что он дает объективную, количественную характеристику одного из существенных видов пространственной ориентации у больных со слабыми и умеренными когнитивными расстройствами и может представить интерес для диагностики когнитивных расстройств на доклинической стадии болезни Альцгеймера. Приведенные здесь результаты были доложены на конференции в рамках программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине». Мы предполагаем проведение более обширных испытаний данного теста на здоровых и больных людях. Кроме того, нами разработаны и находятся в стадии программной реализации еще два теста, предназначенные для количественной оценки способности запоминания последовательностей событий и пространственных конфигураций. Результаты более обширные исследований с помощью пакета из трех тестов будут опубликованы в будущем.

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Гаврилова С.И.. Фармакотерапия болезни Альцгеймера. Изд . “ Плюс ”, 2003. 319 с .

    2. Citron M. Strategies for disease modification in Alzheimer's disease . // Nature Rev. Neurosci . 2004. 5, P . 677 - 685.

    3. Mattson M.P. Pathways towards and away from Alzheimer's disease . // Nature . 2004 430, P. 631 - 639 .

    4. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. Академия, 2004. 384 с.

    5. Зейгарник Б.В. Патопсихология. Академия, 2006. 208 с.

    6. Gluck M.A., Myers CE , Nicolle MM , Johnson S . // Computational models of the hippocampal region: implications for prediction of risk for Alzheimer's disease in non-demented elderly

    2006. Current Alzheimer Res. 3, 247- 257.

    7. Bures J., Lansky P. From spreading depression to spatial cognition // Physiol. Res. (Supl. 1). 2004 P.177 – 185..

    8. Burgess N., Trinkler I , King J , Kennedy A , Cipolotti L . Impaired allocentric spatial memory underlying topographical disorientation // Rev. Neurosci. 2006.17, P. 239 – 251..

    9. Подольский И . Я ., Муганцева Е . А ., Макарова Е . Г ., Казанович Я . Б ., Жунина В . В ., Лежнева И . Э ., Ройтберг Е . Г . Исследование действия фуллеренов на когнитивные процессы на модели нейротоксичности, вызванной бета-амилоидом. Разработка компьютерных тестов на решение пространственных задач для диагностики слабых когнитивных расстройств// Фундаментальные науки - медицине Фундаментальные науки – медицине. Тезисы. 2006. С. 23 – 24.

    10. Лучшие психологические тесты для профотбора и профориентации. /Под ред. Ф.Ф. Кудряшова. Петроком, 1992, с. 14-17.

    Об авторах:

    Казанович Я.Б.1, Ильясов Ф. Э.2, Жунина В.В.,3 Муганцева Е.А.,2, 4 ,Подольский И.Я.2, 4

    1Институт математических проблем биологии РАН, 2Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 3Больница Пущинского центра биологических исследований РАН, 4 Пущинский государственный университет, 142290,Пущино,

    Корреспонденция: ipodolski(at)inbox.ru

      Возможность размещать комментарии к сообщениям отключена.

    Категории

    Свернуть

    Latest Articles

    Свернуть

    • Активные и пассивные методики картирования мозга 2016
      olmart
      Если Вам хочется овладеть современными методами исследования мозга: Приглашаем магистрантов, аспирантов и молодых исследователей на интенсивную школу, разработанную совместно НИУ ВШЭ, МГППУ, МГУ, ИВНД РАН, СПбГУ и НИЦ Курчатовский Институт. А также в школе участвуют лекторы...
      18.10.2016, 11:04 PM
    • Мозг – это гиперсложный пространственно-временной транслятор или парижский разговор с Юрием Бужаки
      Administrator

      Опубликовано в сокращенном варианте в журнале "В МИРЕ НАУКИ", октябрь 2008 № 10
      http://www.sciam.ru/2008/10/interview.shtml
      Олег Сеньков, PhD (info(at)olegsenkov.com)


      Это интервью мне удалось взять одним ранним июньским утром в одном из кафе на Сант-Жэрман, в Париже, у одного из самых успешных исследователей мозга – Юрия Бужаки (Gyorgy Buzsaki), венгра по происхождению, который вот уже долгие годы живет и работает в США, заведует лабораторией (http://osiris.rutgers.edu/frontmid/indexmid.html), изучающей мозговые осцилляции в гиппокампе и неокортексе при Центре Молекулярных и Поведенческих Нейронаук в университете Рутгерс, занимает сегодня лидирующее положение в топе самых цитируемых авторов научных работ, которых у него более 200, опубликованных в таких высоко-импактных журналах, как «Cell», «Neuron», «Nature Neuroscience», «Science», «PNAS» и т.д., автор недавно вышедшей книги-бестселлера – «Rhythms of the brain» («Ритмы мозга»).
      Париж, 12:30, 20 июня, 2008 г. - Какими экспериментами сейчас занят Мистер Бужаки у себя в лаборатории в Рутгерс?- О-о, многими… (хитро улыбается) Одно из самых моих сокровенных желаний – понять, какие механизмы работы мозга лежат в основе нашего когнитивного поведения, а это самая трудная задача, когда-либо стоящая п...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • Тест «часы с поворотом» для оценки пространственной ориентации в норме и у больных с когнитивными расстройствами
      Administrator
      Описывается простой компьютерный тест, предназначенный для определения способности к ориентации (выбор нужного направления относительно некоторого исходно заданного направления). Тест, названный "Часы с поворотом", основан на использовании циферблата часов, повернутого на случайный угол. На таком циферблате испытуемый должен найти положение часовой стрелки (или в другом варианте часовой и минутной стрелок) для указанного в тестовом задании времени. Основные регистрируемые параметры –величина ошибки при установке требуемого времени и время выполнения задания (латентность). Проведенные испытания теста на пожилых здоровых людях и пациентах со слабыми когнитивными расстройствами дают основание предполагать, что данный тест окажется полезным при диагностике...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • Аксиоматика женской логики
      Administrator
      Автор: В.О. Леонтьев
      ...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • Комментарии к Заметкам о женской логике Д.В.Беклемишева
      Administrator
      Автор: В.О. Леонтьев
      ...
      29.01.2016, 03:28 PM
    • ЭЭГ руководство (часть 1: Basic concepts)
      Administrator
      The selected sections of Chapter 35 “Electroencephalography”. From Handbook: Modern techniques in neuroscience research. Ed. U.Windhorst. Springer-Verlag, 1999. By Ivanitsky A.M., Nikolaev A.R., Ivanitsky G.A.

      EEG Origin

      Generators of electric field which can be registered by scalp electrodes are groups of neurons with uniformly oriented dendrites. The neurons permanently receive impulses from other neurons. These signals affect dendritic synapses inducing excitatory and inhibitory postsynaptic potentials. Currents derived from synapses move through the dendrites and cell body to a trigger zone in the axon base and pass through the membrane to the extracellular space along the way. EEG is a result of summation of potentials derived from the mixture of extracellular currents generated by populations of neurons. Hereby the EEG depends on the cytoarchitectures of the neuronal populations, their connectivity, including the feedback loops, and the geometries of their extracellular fields (Freeman 1992). The main physical sources of the scalp potentials are the pyramidal cells of cortical layers III and V (Mitzdorf 1987).


      Figure. Neuronal oscillators inside the cortex, discharging with their intrinsic frequencies (f1, f2, f3), produce extracellular currents summed o...
      29.01.2016, 03:28 PM
    Обработка...
    X