Cognitive deficits are common in about one third of patients with amyotrophic lateral sclerosis, a neurological condition leading to progressive impairments in speech and movement abilities. To conduct cognitive tests in patients unable to speak or write a reliable and easy to administer eye-tracking paradigm was developed.
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder with pathological involvement of upper and lower motoneurons, subsequently leading to progressive loss of motor and speech abilities. In addition, cognitive functions are impaired in a subset of patients. To evaluate these potential deficits in severely physically impaired ALS patients, eye-tracking is a promising means to conduct cognitive tests. The present article focuses on how eye movements, an indirect means of communication for physically disabled patients, can be utilized to allow for detailed neuropsychological assessment. The requirements, in terms of oculomotor parameters that have to be met for sufficient eye-tracking in ALS patients are presented. The properties of stimuli, including type of neuropsychological tests and style of presentation, best suited to successfully assess cognitive functioning, are also described. Furthermore, recommendations regarding procedural requirements are provided. Overall, this methodology provides a reliable, easy to administer and fast approach for assessing cognitive deficits in patients who are unable to speak or write such as patients with severe ALS. The only confounding factor might be deficits in voluntary eye movement control in a subset of ALS patients.
Amyotrofisk lateral sklerose (ALS) er en fatal neurodegenerativ lidelse normalt fører til død inden for 3 til 5 år. I løbet af patologien, patienter stede med progressivt tab af respiratoriske og bulbar funktion samt svækkelser i bevægelse evner 1. Den deler nogle kliniske, patologiske og genetiske træk med frontallapsdemens to, og det er veldokumenteret, at omkring 30% af ALS-patienter udviser kognitive mangler 3. Disse underskud er mest fremtrædende i de områder af udøvende funktion, verbal fluency og sprog 4 og har en indflydelse på overlevelse 5, overholdelse 6 og plejepersonale byrde 7. , Pålidelig neuropsykologisk vurdering er således afgørende i denne sygdom.
Fremrykkende nedskrivninger i motoriske og tale evner er dog en begrænsende faktor for grundig evaluering af kognitive evner i senere stadier af sygdommen 8. Hendee, synes oculomotor tilgange til at være meget lovende, så grundlæggende øjenbevægelser kontrol forbliver intakt for et sammenligneligt lang tid i løbet af ALS for størstedelen af patienterne 9. Eye-tracking parametre selv er blevet anvendt til at opnå information om den kognitive status hos patienter med ALS 10 og korrelerer også med den sekventielle spredning mønster af ALS 11. Øjenbevægelser som et middel til at kontrollere kognitive tests i forbindelse med ALS er også blevet undersøgt i tidligere værker. En undersøgelse har med succes vist sin anvendelighed i raske kontrolpersoner ved hjælp af en oculomotor baseret version af Trail-Making Test 12, mens en anden fandt det passende at skelne mellem raske kontroller og ALS-patienter er baseret på kognitive præstationer og til at skelne mellem kognitivt mere og mindre svækkede patienter 13.
Den her beskrevne forskning anvendt en oculomotor metode til at studere kognitive svækkelser i ALS patienter, specielt på området for udøvende funktion. To godt validerede og almindeligt anvendte neuropsykologiske tests blev tilpasset øjenbevægelser kontrol: Ravens farvede progressive matricer (CPM) 14 og D2-test 15. CPM er en non-verbal instrument, der anvendes til at måle udøvende og visuospatial evner samt flydende intelligens. Den D2-test er også en ikke-verbal værktøj, der anvendes til at afdække udøvende dysfunktion inden for områderne selektiv og vedvarende opmærksomhed og visuel bearbejdning hastighed. Begge er meget udbredt kliniske værktøjer, som med succes er blevet anvendt i tidligere undersøgelser, der vurderer potentielle kognitiv tilbagegang i løbet af sygdommen 16 og den neuropsykologiske status ALS-patienter sammenlignet med raske kontroller 17.
Målet med dette arbejde var at vise kravene til vellykket evaluering af kognitive underskud i ALS uafhængig af bevægelse og tale handicap ved hjælp af en reliable, eye-tracking-baseret version af CPM og D2-test. Vigtigt er det, der er beskrevet her fremgangsmåde har potentialet til at blive udvidet til at studere andre populationer af patienter med svære motoriske svækkelser.
Det er en udfordrende opgave med succes vurdere kognitive status hos patienter med ALS, der ikke kan tale og skrive. Anvendelsen af videooculography systemer tilvejebringer en lovende fremgangsmåde. Den hermed præsenteret teknik er pålidelig i at opdage kognitive mangler, som spiller en central rolle i forbindelse med hjælperen byrde og sygdom management 20 i ALS-patienter. Også oculomotor versioner af CPM og D2-testen korrelerer signifikant med deres respektive standard papir-blyant versioner, men…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gerne takke Ralf Kühne til teknisk support. Dette arbejde blev finansieret af Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) og Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF # 01GM1103A). Dette er et EU fælles program-neurodegenerativ sygdom Research (JPND) projekt. Projektet er støttet gennem følgende organisationer under ledelse af JPND- f.eks., Tyskland, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, FKZ), Sverige, Vetenskaprådet Sverige, Polen, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR).
EyeSeeCam | EyeSeeTec GmbH; 82256 Fürstenfeldbruck, Germany | Videooculography device |