Когнитивные особенности: Что такое когнитивные способности? | Билобил

Особенности когнитивной ремедиации у пациентов с аффективными расстройствами

В настоящее время аффективные расстройства, в частности депрессия, выходят на одно из первых мест по распространенности и негативному влиянию на жизнь людей. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что депрессия является первой причиной потери трудоспособности во всем мире и занимает второе место среди причин инвалидности [1]. В период с 2005 по 2015 г. распространенность депрессии в мире достигла 18% (более 300 млн человек) [2]. На сегодняшний день депрессия по распространенности составляет конкуренцию инфекционным заболеваниям и сердечно-сосудистой патологии, а также является самым распространенным заболеванием у женщин [3].

Современные исследователи большое внимание уделяют расстройствам биполярного спектра [4], и некоторые из них [5] считают, что до 50% всех расстройств настроения относится к биполярному аффективному расстройству. J. Angst [6], М. Prince и соавт. [7] опубликовали данные о том, что по меньшей мере 5% населения страдают нарушениями биполярного спектра, а 2% причин инвалидности (исключая инфекционные заболевания) составляет биполярное аффективное расстройство.

В клиническом аспекте все большую актуальность приобретает вопрос о связи аффективных расстройств, в том числе биполярного аффективного расстройства и рекуррентной депрессии, с нейрокогнитивным дефицитом [8]. Имеются данные [9] о том, что при аффективных расстройствах психотического уровня нейрокогнитивные нарушения сходны с таковыми при шизофрении. Они касаются эпизодической и оперативной памяти, внимания и работоспособности. Согласно данным, полученным А. Reishenberg и соавт. [10], когнитивные нарушения разной степени отмечаются в 58,3% случаев при депрессиях с психотическими симптомами и у 57,7% пациентов с биполярным аффективным расстройством с психотическими проявлениями. Но некоторые исследователи [11] считают, что такие показатели характеризуют и отдельные случаи аффективных расстройств без психотических симптомов.

Нейрокогнитивный дефицит может проявляться ослаблением способности мыслить или концентрироваться, нерешительностью в принятии решений [12], низкой мотивацией, затрудняющей выполнение трудных задач [13], общим истощением познавательных ресурсов [14], возникновением трудностей при построении эффективных когнитивных стратегий [15] и замедлением скорости обработки информации [16].

В ряде исследований [17, 18] было установлено, что этот симптомокомплекс может быть частью клинических проявлений большого депрессивного расстройства и биполярного аффективного расстройства 1-го и 2-го типа [17, 18].

Недавние исследования в нейропсихологии позволяют предположить, что у лиц, страдающих депрессивным и биполярным расстройством, нарушаются исполнительные функции. Этот термин широко употребляется в зарубежных исследованиях и обозначает более высокий уровень когнитивных процессов, которые контролируют и регулируют процессы более низкого уровня, например восприятие и двигательные реакции. Исполнительные функции позволяют планировать текущие действия в соответствии с главной целью — оперативно реагировать на меняющиеся условия [19]. По данным некоторых исследователей [20], нарушения в таких областях, как память, внимание, принятие решений, могут возникать у лиц с аффективным расстройством, поскольку эти способности в значительной степени зависят от исполнительных функций, оказывающихся ослабленными при аффективной патологии.

Важной особенностью когнитивных нарушений при аффективных расстройствах является их наличие даже в периоды ремиссии.

Сказанное выше определило актуальность разработки программ по фармакологической и психологической коррекции когнитивных нарушений при аффективных заболеваниях [21, 22]. Речь идет, в частности, о когнитивной ремедиации. Данный метод представляет собой широкий круг реабилитационных мероприятий, направленных на восстановление или улучшение когнитивных функций (в том числе и исполнительного функционирования) через стимулирование обучения и генерализацию полученных навыков в социальной среде [23].

Когнитивный дефицит коррелирует с увеличением частоты и тяжести эпизодов аффективного расстройства, следовательно, может являться фактором, при помощи которого возможно прогнозировать увеличение частоты эпизодов заболевания [24]. Таким образом, компенсация когнитивного дефицита может не только улучшить исполнительные функции в краткосрочной перспективе, а также качество жизни в целом, но потенциально также облегчить общее течение болезни [25].

Этот тезис подтверждается множеством исследований, доказывающих положительное влияние когнитивной ремедиации на качество жизни пациентов, страдающих от аффективных расстройств, улучшение социального и профессионального функционирования, а также профилактику рецидивов [26]. Так, в исследовании М. Preiss и соавт. [27] были приведены данные о группе пациентов, у которых помимо стандартного лечения использовали тренинг когнитивных навыков. Отмечено, что помимо значительного улучшения исполнительного функционирования, снижения количества «когнитивных неудач» и облегчения трудностей в повседневной жизни, значимо снизился уровень депрессии.

Однако ряд вопросов, касающихся применения когнитивной ремедиации и ее эффективности у пациентов, страдающих аффективными расстройствами, являются спорными. В ряде исследований [28, 29] были отмечены трудности переноса улучшенного навыка на новую задачу, особенно если в ней задействованы мыслительные операции иного порядка. В других работах [30, 31] было показано, что эти трудности вполне преодолимы.

Поэтому внимание исследователей в настоящее время направлено на создание наиболее эффективных программ когнитивной ремедиации [32]. Были разработаны современные модели (программы), которые отличаются по структуре входящих в них воздействий. Это может быть изолированный тренинг одной когнитивной функции (например, слуховая память, скорость обработки информации) или комбинированный тренинг (включающий наряду с когнитивным тренингом также тренинг социальных навыков). Различия могут быть и по формату: групповой формат, опирающийся на развитие и поддержание мотивации участников, компьютеризированный тренинг [33] с последующим обсуждением в группе возможности переноса полученных навыков на реальную жизнь (нейропсихологический образовательный подход, NEAR) [34] либо работа в малых группах (Cognitive enhancement therapy, CET), подкрепляющаяся поддерживающей терапией [35]. Существуют также программы, направленные на тренировку когнитивных навыков, необходимых для решения бытовых проблем, которые проводятся дома у пациента (когнитивный адаптационный тренинг — Cognitive Adaptation Training, CAT) [36]. Также различные программы когнитивной ремедиации отличаются по длительности. Было показано, что долгосрочные программы ремедиации являются более эффективными по сравнению с краткосрочными вне зависимости от их типа [37].

Эффективность когнитивной ремедиации напрямую зависит от правильно выбранных мишеней. Очевидно, что несмотря на нарушение сходных когнитивных процессов у больных с разными психическими заболеваниями когнитивный дефицит при аффективных расстройствах имеет определенную специфику. По данным А.Б. Шмуклера [38], когнитивный дефицит, являясь отражением патологических процессов, протекающих в ЦНС, может быть биомаркером уязвимости головного мозга и, следовательно, указывать на «топику» поражения, а также на степень «готовности» головного мозга реагировать на эндогенные и экзогенные вредности. При различных патологических процессах, являющихся причиной уязвимости, когнитивный дефицит обнаруживает различную динамику.

Когнитивный дефицит у пациентов с шизофренией обычно более тяжелый, чем у пациентов с аффективными расстройствами, особенно в периоды эутимии. Поэтому программы, разработанные для больных шизофренией, могут не подходить для пациентов с биполярным расстройством, так как они слишком простые и предоставляют недостаточно мотивации для участия в них [39].

Аффективные нарушения проявляются в изменении регуляции эмоций, следовательно, большое внимание при изучении когнитивного дефицита, специфического для аффективных расстройств, должно быть уделено связи когнитивных процессов и стратегий регулирования эмоций. Было выяснено, что депрессия связана с трудностями в когнитивном контроле, препятствующими эффективной обработке негативного материала. Испытуемые, страдающие от депрессии, продемонстрировали недостаточное торможение при обработке негативного материала, что связано с наличием руминаций — навязчивых мыслей, являющихся ответом на негативный аффект, препятствующих восстановлению и способствующих продлению депрессивных эпизодов [40]. Полученные данные свидетельствуют о том, что индивидуальные различия в использовании стратегий эмоционального регулирования играют важную роль при депрессии, а дефицит когнитивного контроля связан с использованием неадаптивных стратегий эмоционального регулирования [41].

Д.В. Труевцев, О.А. Сагалакова [42], исследуя неадаптивные стратегии метакогнитивного контроля, отмечают, что руминации представляют собой ригидные паттерны мышления, которые, участвуя в патогенезе аффективных расстройств, приобретают характер постоянного рецидивирующего депрессивного мышления, возникающего в ответ на негативные события. Руминации, являющиеся когнитивной особенностью депрессивного расстройства, препятствуют выздоровлению, запуская неадаптивные совладающие стратегии [43]. J. Roiser и соавт. [44] показали, что специфичным для депрессии является смещение к негативно окрашенной информации. Они предложили «когнитивно-нейропсихологическую» модель депрессии, предполагая, что негативные искажения в обработке информации играют главную роль в ее развитии.

Таким образом, сложились представления, что депрессивное состояние характеризуется специфической моделью смещенной обработки эмоциогенного материала, что включает повышенное внимание к негативной информации, дефицит когнитивного контроля при обработке такого материала, а также искаженную переработку и позитивной информации. Выявленная связь предполагает дальнейшее изучение особенностей переработки эмоциогенной информации и ее регуляции у пациентов с аффективными расстройствами.

М.В. Балашова и И.В. Плужников [45] провели исследование с целью определения потенциальных мишеней когнитивной ремедиации при аффективных расстройствах с использованием разработанного и адаптированного комплекса нейропсихологических методик, включающих эмоционально нагруженный материал. Результаты исследования подтвердили сочетание измененной переработки как негативной, так и позитивной информации у больных депрессивными расстройствами: они продемонстрировали пониженное внимание как к негативным, так и к позитивным стимулам. Это отличало их от здоровых, которым было свойственно избегание негативной информации и повышенное внимание к позитивной. Эти авторы также выявили, что существует два вида когнитивных нарушений, присущих пациентам с аффективными нарушениями: первый вид характеризуется снижением динамических характеристик когнитивных функций и слабостью регуляторных функций; для второго вида характерны нарушения эмоционального когнитивного контроля, проявляющиеся только при выполнении заданий, содержащих эмоциогенный материал.

Таким образом, при депрессии была доказана связь между базовыми когнитивными процессами и эмоциональной дизрегуляцией, что обусловлено тормозными процессами и дефицитом рабочей памяти, измененным ответом на негативные эмоциональные состояния и жизненные события и невозможностью использовать эмоционально положительные стимулы для регулирования негативного эмоционального состояния пациента [46].

Программы когнитивной ремедиации для пациентов с аффективными расстройствами должны делать акцент на развитие у них эмоционального когнитивного контроля, постепенно разрушающего дисфункциональные схемы в мышлении, поддерживающие состояние ангедонии, при помощи обучения навыкам переключения внимания на позитивные стимулы различных модальностей, что в конечном счете должно спровоцировать позитивное смещение в сферах памяти и внимания.

E. Vieta и соавт. [47] разработали программу функциональной ремедиации для пациентов, страдающих аффективным биполярным расстройством, в которой сделан акцент на обучение пациентов нейрокогнитивным навыкам применительно к ежедневному распорядку дня. Программа включает в себя методы моделирования, ролевых игр, самообразования, вербальных инструкций и положительной мотивации вместе с метакогнитивными упражнениями и предоставляет стратегии для управления когнитивными поцессами при выполнении заданий на внимание, память и исполнительные функции. Авторы обращают внимание на необходимость включения в процесс реабилитации семьи. Эта программа привлекает к себе внимание тем, что она не только способна улучшить когнитивное функционирование пациентов, но и предоставляет им инструменты для преодоления трудностей и проблем в реальной жизни, что помогает минимизировать негативное влияние биполярного расстройства на повседневное социальное функционирование [48]. Результаты применения указанной программы [47] показали улучшение общего функционирования пациентов, однако изменения по нейропсихологическим данным были незначительными. Но даже при том, что когнитивный дефицит у больных остается, у них отмечаются бо́льшие способности в использовании разных стратегий для его преодоления в повседневной жизни.

Несмотря на значительный интерес, появившийся за последнее десятилетие к когнитивной и функциональной ремедиации пациентов с аффективными нарушениями, исследований в этой области пока очень мало. Большинство их проведено при обследовании смешанных групп больных, включавших пациентов с аффективными нарушениями и симптомами шизофрении или шизоаффективных расстройств, что затрудняло формулировку выводов. Имелись сложности в организации самих исследований, которые привели к противоречивым результатам, особенно в отношении когнитивной «обработки» эмоциогенного материала. Однако исследователи сходятся во мнении, что пациенты, страдающие аффективными нарушениями, помимо стандартного лечения, включающего фармакотерапию, нуждаются в развитии методов эмоционального когнитивного контроля.

Подводя итоги, необходимо подчеркнуть, что особенности когнитивного дефицита при аффективных нарушениях снижают эффективность используемых в настоящее время реабилитационных программ, что обусловливает необходимость дальнейших исследований в области реабилитационных мероприятий.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Палин А.В. — e-mail: [email protected]

Афян М.В. — e-mail: [email protected]

Козлов М.Ю. — e-mail: [email protected]

Слюсарев А.С. — e-mail: [email protected]

Как цитировать:

Палин А.В., Афян М.В., Козлов М.Ю., Слюсарев А.С. Особенности когнитивной ремедиации у пациентов с аффективными расстройствами. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019;119(9):118-122. https://doi.org/10.17116/jnevro2019119091118

Автор, ответственный за переписку: Козлов Михаил Юрьевич — e-mail: [email protected]

Когнитивные особенности организации дискурса ток-шоу

Author:

Галич, Татьяна Сергеевна

Corporate Contributor:

Институт филологии и языковой коммуникации

Кафедра лингвистики и межкультурной коммуникации

Bibliographic Citation:

Галич, Татьяна Сергеевна. Когнитивные особенности организации дискурса ток-шоу [Электронный ресурс] : аннотация научно-квалификационной работы (диссертации) : 45.06.01 / Т. С. Галич. — Красноярск : СФУ, 2017.

Graduate Speciality:

45.06.01 Языкознание и литературоведение

Graduate Program:

10.02.19 Теория языка

Abstract:

Тема кандидатской диссертации – Когнитивные особенности организации дискурса ток-шоу. Цель настоящего исследования состоит в выявлении системы когнитивных механизмов, лежащих в основе дискурса ток-шоу и установлении их роли в организации данного дискурса как особого формата знания. Задачи: 1. систематизировать положения когнитивно-дискурсивного подхода к анализу дискурса; 2. определить когнитивную сущность дискурса как сложного формата знания; 3. установить роль когнитивных механизмов в организации дискурса; 4. описать дискурс ток-шоу как особый формат знания; 5. выявить и систематизировать когнитивные и языковые механизмы организации дискурса ток-шоу; 6. выявить взаимосвязь между когнитивными механизмами и типом активизируемого знания в дискурсе ток-шоу. Научная новизна исследования заключается в рассмотрении дискурса ток-шоу как целостного формата знания. В работе выявляется система когнитивных и языковых механизмов, участвующих в конструировании целостного концептуального содержания дискурса ток-шоу. Впервые устанавливается роль когнитивных механизмов в организации данного типа дискурса. Новым выступает положение о том, что тип дискурса обусловлен системой задействуемых когнитивных механизмов и, как следствие, активизируемого знания. Результаты проведенного исследования позволяют сформулировать основные положения, выносимые на защиту: 1. Когнитивная сущность дискурса заключается в том, что как процесс и результат познания, данный феномен языка предполагает опору на внутренние ментальные процессы (память, внимание, сознание), процессы концептуализации и категоризации, а также различные способы оперирования знаниями. За каждым типом дискурса закреплены определенные способы организации и оперирования знаниями, обеспечивающие его формат. 2. Дискурс представляет собой особый формат знания. Он является результатом интерпретирующей деятельности его субъектов, их когнитивных потребностей и способностей. Организация дискурса как формата знания предполагает переработку, представление и репрезентацию знаний субъектов, которая осуществляется в рамках взаимодействия внутреннего и внешнего контекстов дискурса. К факторам внешнего контекста относятся ситуации общения, тип дискурса, место и временя, широкий ряд экстралингвистических факторов. Внутренний контекст предполагает всю систему знаний (знаний о мире, языке и ситуации общения). 3. Конкретными способами организации знаний в дискурсе выступают когнитивные механизмы. Общедискурсивным когнитивным механизмом выступает механизм перспективизации. Данный механизм обеспечивает организацию дискурса как формата знания от точки отсчета до его концептуальной завершенности. 4. Механизм точки отсчета выступает в качестве стартового механизма, который приводит в действие когнитивный механизм перспективизации. Активизация механизма точки отсчета обеспечивает организацию дискурса ток-шоу относительно тех элементов его концептуального содержания, которые предваряют целостное дискурсивное событие. Это, прежде всего, время, место, участники ток-шоу и краткое содержание (тематика). В качестве механизма выстраивания временного континуума дискурса механизм точки отсчета воспроизводится на всем протяжении дискурса ток-шоу при помощи частных механизмов отдаления и наведения. Активизируя знание о времени, участнике, содержании ток-шоу,. они позволяют выстроить ток-шоу как логически организованное дискурсивное событие со своей композицией, системой взаимосвязанных частей и порядком их следования. 5. К механизмам, обеспечивающим реализацию собственно механизм перспективизации, относятся механизм объективации, субъективации, интерсубъективации. Данные механизмы имеют профилирующий характер и обеспечивают концептуальное распределение информации и динамическое развертывание дискурса ток-шоу. Механизм объективации организует дискурс ток-шоу относительно объективно заданной информации как информации об основных точках референции в дискурсе (информация о событии, о знаменитой личности (госте)). Механизм субъективации позволяет организовать дискурс относительно системы знания ведущего с учетом субъективного ракурса преломления знаний. Механизм интерсубъективации активизируется с целью вовлечения в ток-шоу более широкого когнитивного контекста, который включает в себя знания других участников дискурса (знания гостей, знания телезрителей, знания «третьих лиц», не участвующих в ток-шоу). В результате интеграции данных механизмов дискурс ток-шоу оформляется как сложный формат индивидуально-коллективного знания. 6. Механизм концептуального завершения обеспечивает логическое завершение дискурса как целостного формата знания. Для развлекательного ток-шоу концептуальная завершенность достигается за счет профилирования повторного указания на конкретного гостя ток-шоу и продукт его профессиональной деятельности, а также указания на общий результат проведения ток-шоу. Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в том, что оно вносит вклад в общую теорию интерпретации и теорию репрезентации знаний в языке. Результаты исследования позволяют расширить научное знание о природе когнитивной организации дискурса, в частности об особенностях и принципах функционирования когнитивных механизмов на уровне дискурса. Теоретически значимым является положение о том, что дискурс как формат знания является результатом функционирования системы когнитивных механизмов, придающих концептуальному содержанию дискурса особую конфигурацию. Вклад в развитие общей теории репрезентации знаний обусловлен установлением роли когнитивных механизмов в дискурсе и выявлением системы механизмов для отдельного его типа. Практическая значимость исследования определяется тем, что полученные результаты могут найти применение при разработке лекционных курсов по когнитивной лингвистике, теории дискурса, когнитивной теории дискурса, общему языкознанию, а также могут быть использованы в исследовательской практике при выполнении квалификационных работ различного уровня на материале других типов дискурса. Перспективы исследования видятся в дальнейшем изучении когнитивной специфики организации дискурса в контексте функционирования как отдельного когнитивного механизма, так и совокупности когнитивных механизмов, дальнейшем исследовании репрезентируемых типов знаний и способах их конфигурации в дискурсе. Результаты исследования позволят в дальнейшем выявить специфику функционирования когнитивных механизмов на материале различных типов дискурса. Особый интерес представляет выявление универсальных когнитивных механизмов, характерных для каждого типа дискурса, и специфичных механизмов, присущих отдельным типам дискурса. Это, в свою очередь, позволит установить различия в индивидуальной конфигурации дискурсивного знания и, как следствие, в организации разных типов дискурса на когнитивном уровне. Перспективным видится также исследование взаимосвязи когнитивных механизмов и реализуемых субъектом дискурсивной деятельности коммуникативных стратеги и тактик.

Что такое когнитивные навыки? — Разум имеет значение

Когнитивные навыки — это основные навыки, которые ваш мозг использует, чтобы думать, читать, учиться, запоминать, рассуждать и концентрировать внимание. Работая вместе, они собирают поступающую информацию и помещают ее в банк знаний, который вы используете каждый день в школе, на работе и в жизни. Каждый из ваших когнитивных навыков играет важную роль в обработке новой информации. Это означает, что если хотя бы один из этих навыков слаб, независимо от того, какая информация поступает к вам, это влияет на понимание, сохранение или использование этой информации. Фактически, большинство затруднений в обучении вызвано одним или несколькими слабыми когнитивными навыками.

Память/Долгосрочная Назначение: Позволяет вызывать информацию, хранящуюся в прошлом. Общие проблемы, когда этот навык слаб: Забывание имен, плохие результаты на тестах, забывание вещей, которые вы знали раньше.

Память/Работа Что делает: Позволяет удерживать информацию в процессе ее использования. Общие проблемы, когда этот навык слаб: Необходимость снова читать инструкции в середине проекта, трудности с выполнением многошаговых инструкций, забывание того, что только что было сказано в разговоре.

Логика и рассуждение Назначение: Позволяет рассуждать, формировать идеи и решать проблемы. Общие проблемы, когда этот навык слаб: Частый вопрос «Что мне делать дальше?» или говоря: «Я этого не понимаю», борясь с математикой, чувствуя себя застрявшим или подавленным.

Обработка слуха Назначение: Позволяет анализировать, смешивать и сегментировать звуки. Общие проблемы, когда этот навык слаб: Борьба с обучением чтению, беглостью чтения или пониманием прочитанного.

Визуальная обработка Что делает: Позволяет мыслить визуальными образами. Общие проблемы, когда этот навык слаб: Трудности с пониманием того, что вы только что прочитали, запоминанием того, что вы прочитали, выполнением указаний, чтением карт, решением математических задач.

Скорость обработки Что делает: Позволяет выполнять задачи быстро и точно. Общие проблемы, когда этот навык слаб: Большинство задач сложнее. Занимает много времени, чтобы выполнить задания для школы или работы, часто оказывается последним в группе, кто что-то заканчивает.

Внимание Что он делает:   Устойчивое внимание позволяет вам оставаться сосредоточенным и выполнять задачу в течение длительного периода времени,  Избирательное внимание позволяет вам оставаться сосредоточенным и выполнять задачу, несмотря на отвлекающие факторы и  Разделенное внимание позволяет запоминать информацию, выполняя два дела одновременно. Общие проблемы, когда этот навык слаб:  Много незавершенных проектов, перескакивание с задачи на задачу, легкое отвлечение, трудности с многозадачностью и частые ошибки.

Как работает мозг

Цифровые биомаркеры когнитивных функций

Цифровые биомаркеры когнитивных функций

Скачать PDF

Скачать PDF

• Краткое сообщение
• Открытый доступ
• Опубликовано: 28 марта 2018 г.

• Поль Дагум ¹  

npj Цифровая медицина том 1 , номер статьи: 10 (2018) Процитировать эту статью

• 16 тыс. обращений

• 85 цитирований

• 202 Альтметрический

• Сведения о показателях

Субъекты

• Диагностические маркеры
• Прогностические маркеры

Abstract

Чтобы определить цифровые биомаркеры, связанные с когнитивной функцией, мы проанализировали взаимодействие человека с компьютером в течение 7 дней использования смартфона у 27 человек (в возрасте 18–34 лет), которые прошли нейропсихологическую оценку золотого стандарта. Для нескольких нейропсихологических конструктов (рабочая память, память, исполнительная функция, язык и интеллект) мы обнаружили семейство цифровых биомаркеров, которые предсказывали результаты тестов с высокой корреляцией ( p  < 10 ⁻⁴ ). Эти предварительные результаты показывают, что пассивные измерения, связанные с использованием смартфона, могут быть постоянным экологическим суррогатом лабораторной нейропсихологической оценки.

Введение

По сравнению с функциональными показателями, доступными в других дисциплинах, традиционные измерения нервно-психических расстройств имеют несколько проблем. Во-первых, они навязчивы, требуют от субъекта отрыва от своей обычной рутины, посвящают время и часто путешествуют. Во-вторых, они не являются экологическими и требуют от субъектов выполнения задачи вне контекста повседневного поведения. В-третьих, они носят эпизодический характер и дают редкие снимки пациента только во время оценки. Наконец, они плохо масштабируются, требуют ограниченных ресурсов, включая пространство и обученный персонал.

В поисках объективных и экологических показателей познания мы попытались разработать метод измерения памяти и исполнительной функции не в лаборатории, а в данный момент, изо дня в день. Мы использовали взаимодействие человека с компьютером на смартфонах для определения цифровых биомаркеров, которые коррелировали с нейропсихологическими показателями.

Результаты

В 2014 г. 27 участников (возраст 27,1 ± 4,4 года, образование 14,1 ± 2,3 года, П:П 8:19) вызвались пройти нейропсихологическую оценку и протестировать приложение для смартфона. Данные о взаимодействии смартфона с компьютером через 7 дней после нейропсихологической оценки показали ряд корреляций с когнитивными показателями. В таблице 1 показана корреляция между каждым нейрокогнитивным тестом и перекрестно подтвержденными предсказаниями контролируемого ядра PCA, построенного на основе биомаркеров для этого теста. На рисунке 1 показана оценка теста каждого участника и предсказание цифрового биомаркера для (а) цифр в обратном порядке, (б) модальности символьных цифр, (в) беглости речи у животных, (г) логической памяти по шкале памяти Векслера-3-е издание (WMS-III) (отсроченная свободный отзыв), (e) краткий тест зрительно-пространственной памяти (отложенный свободный отзыв) и (f) блочный дизайн шкалы интеллекта взрослых Wechsler-4th Edition (WAIS-IV). Конструктивная достоверность прогнозов определялась с помощью сопоставления с образцом, при котором вычислялась корреляция 0,87 с p  < 10 ⁻⁵⁹ между ковариационной матрицей прогнозов и ковариационной матрицей тестов.

Таблица 1 Нейропсихолог провел четырнадцать нейрокогнитивных тестов, охватывающих пять когнитивных областей и ловкость. Показаны групповое среднее значение и стандартное отклонение, диапазон баллов и корреляция между каждым тестом и прогнозом с перекрестной проверкой, построенным на основе цифровых биомаркеров для этого теста

Полноразмерная таблица

Рис. 1

Синий квадрат представляет собой тест участников Z — балл, нормированный к 27 баллам участников, а красный кружок представляет прогноз цифрового биомаркера Z — балл, нормированный к 27 прогнозам. Показанные результаты тестов и прогнозы: a цифры в обратном направлении, b символьно-цифровая модальность, c беглость речи животных, d память Векслера, 3-е издание (WMS-III), логическая память (отложенное свободное воспроизведение), e краткий тест зрительно-пространственной памяти (отложенное свободное воспоминание) и f Шкала интеллекта взрослых Векслера, 4-е издание (WAIS-IV), блочный дизайн

Изображение в натуральную величину

Обсуждение

Мы показали, что можем генерировать цифровые биомаркеры, коррелирующие с нейрокогнитивными тестами золотого стандарта, используя пассивно полученные данные во время ежедневного использования смартфона. Используя PCA с контролируемым ядром, мы можем генерировать кросс-проверенные прогнозы результатов тестов с точностью, сравнимой с надежностью «золотого стандарта» между тестами и повторными тестами. ^1,2 Эти цифровые биомаркеры предлагают несколько преимуществ по сравнению с обычными оценками. Во-первых, они ненавязчивы и не обременяют человека сверх обычного использования смартфона. Во-вторых, они экологичны, поскольку данные смартфона собираются в естественной среде. В-третьих, они обеспечивают плотные ежедневные оценки с потенциальным пониманием ежечасных или ежедневных изменений когнитивной функции. Наконец, они могут масштабироваться по всему миру с тремя миллиардами пользователей смартфонов сегодня, а к 2020 году, по прогнозам, до 6 миллиардов. базовые-стационарные-телефонные-подписки/).

Очевидным ограничением этого пилотного исследования является небольшой размер ( n  = 27) по сравнению с большим количеством потенциальных биомаркеров ( n  = 1035). Чтобы противостоять риску чрезмерной подгонки этих результатов, прогнозы были сделаны с использованием перекрестной проверки с исключением одного (LOOCV), строгого уровня достоверности (90 273 p 90 240  < 10 90 234 −4 90 235) и простого линейного ядра, которое было регуляризовано. Тем не менее, эти результаты следует считать предварительными до тех пор, пока они не будут воспроизведены на независимой выборке. Еще одним ограничением является то, что нейропсихологическая оценка проводилась в один момент времени, а цифровые признаки собирались экологически в течение первых 7 дней после оценки. Что касается клинических оценок, то можно утверждать, что непрерывная оценка в реальном мире даст критически важную информацию, относящуюся к функционированию. Действительно, мы постулируем, что ежедневная изменчивость цифровых биомаркеров обеспечит глубокое временное понимание зависящих от состояния изменений в познании и эмоциональном здоровье, которые могут возникнуть в результате болезней и воздействия окружающей среды. Выборка за 7 дней предоставила экологические данные, из которых можно было выбрать пиковое значение каждого биомаркера, что неизменно приводило к лучшим прогнозам, предполагая, что в лаборатории участник работает наилучшим образом, в то время как в реальном мире функция участника будет отклоняться от пик в зависимости от болезни и воздействия окружающей среды. Несколько крупных клинических исследований подтвердят нашу гипотезу и дополнительно подтвердят клиническую полезность нашего подхода.

Метод

Все участники, набранные через социальные сети, подписали форму информированного согласия. Критерии включения требовали, чтобы участники свободно говорили по-английски и активно пользовались смартфоном. Протокол включал 3-часовую психометрическую оценку, установку приложения на смартфон. Набор тестов показан в первой колонке Таблицы 1. Один психометрист провел все тесты в стандартной оценочной клинике. Приложение на телефоне пассивно работало в фоновом режиме и фиксировало тактильные действия пользователя, включая смахивания, касания и нажатия клавиш, которые в совокупности называются взаимодействием человека с компьютером (HCI).

Из событий HCI мы определили 45 шаблонов событий. Каждый шаблон представляет собой задачу, которая повторяется пользователем до нескольких сотен раз в день при обычном использовании своего телефона. Большинство шаблонов состояло из двух последовательных событий, таких как нажатие клавиши пробела, за которым следует первый символ слова, или нажатие удаления, за которым следует еще одно нажатие удаления. Некоторые шаблоны были собраны в конкретном контексте использования. Например, нажатие на символ, за которым следует другой символ, может быть собрано в начале слова, середине слова или конце слова. Каждый паттерн генерирует временной ряд, состоящий из временных интервалов между паттернами. Временные ряды были сегментированы на суточные временные ряды. К каждому ежедневному временному ряду мы применили 23 математических преобразования, чтобы получить 1035 отдельных ежедневных измерений, которые мы называем цифровыми биомаркерами.

Для каждого участника мы выбрали данные за первые 7 дней после даты их тестирования. Биомаркер считался кандидатом для нейрокогнитивного теста, если в течение 7-дневного окна 7 корреляций между отсортированными значениями биомаркеров и результатами теста были стабильными (значение одного и того же знака). Двумерная матрица дизайна для PCA ядра под наблюдением была построена путем выбора пикового значения каждого биомаркера-кандидата за 7 дней. Для каждого теста мы построили линейное воспроизводящее ядро ​​гильбертова пространства из биомаркеров и использовали анализ основных компонентов ядра с учителем ³ с LOOCV следующим образом. Чтобы предсказать результат теста 1-го участника, алгоритм подбора модели был запущен на остальных участниках без доступа к данным 1-го участника, и так далее, повторяя 27 раз, чтобы сгенерировать 27 прогнозов.

Доступность кода

Код, подтверждающий результаты этого исследования, доступен по обоснованному запросу автора.

Доступность данных

Данные, подтверждающие результаты этого исследования, доступны по обоснованному запросу автора.

Ссылки

1. Штраус Э., Шерман Э. М. С. и Сприн О. Сборник нейропсихологических тестов. Администрация, нормы и комментарии . Третье издание (Oxford University Press, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 2006 г.).

   Google ученый

2. Хитон, Р. К., Акшумофф, Н., Тульский, Д. и Мунгас, Д. Надежность и достоверность комбинированных оценок из батареи познания NIH Toolbox у взрослых. Дж. Междунар. Нейропсихология Соц. 20 , 588–598 (2014).

   Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

3. Баршан, Э., Годси, А., Азимифар, З. и Джахроми, М. З. Анализ основных компонентов под наблюдением: визуализация, классификация и регрессия на подпространствах и подмногообразиях. Распознавание образов. 44 , 1357–1371 (2011).

   Артикул Google ученый

Ссылки на скачивание

Благодарности

Автор благодарен Тому Инзелу и Рику Клауснеру за интеллектуальную обратную связь и поддержку. Эта работа была самофинансируемой.

Author information

Authors and Affiliations

1. Mindstrong Health, 248 Homer Street, Palo Alto, CA, 94301, USA

   Paul Dagum

Authors

1. Paul Dagum

   View author publications

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за корреспонденцию

Пол Дагум.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

В этом документе описываются результаты использования запатентованного продукта, на который автор имеет несколько патентов США. Автор является крупным акционером Mindstrong Health, которому принадлежит интеллектуальная собственность для коммерческого использования.

Дополнительная информация

Примечание издателя: Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

• Вычислительная основа для обнаружения цифровых биомаркеров гликемического контроля

  • Эбигейл Бартоломе
  • Темилолува Приоло

  npj Цифровая медицина (2022)

• Цифровое фенотипирование психического здоровья: обзор проблем использования данных для мониторинга и прогнозирования проблем с психическим здоровьем

  • Расмус Х.