Prisme-baseret rehabilitering af visuel neglekt
Prisme-baseret rehabilitering af visuel neglekt
Prisme-baseret rehabilitering af visuel neglekt
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Prisme</strong>-<strong>baseret</strong> <strong>rehabilitering</strong> <strong>af</strong> <strong>visuel</strong> <strong>neglekt</strong><br />
Signe Vangkilde, ph.d.-stip.,<br />
Center for Visuel Kognition, KU
Overblik<br />
<strong>Prisme</strong>r og <strong>neglekt</strong><br />
Projektets formål, design og metoder<br />
<strong>Prisme</strong>træning<br />
Resultater<br />
Opsummering
Unilateral <strong>neglekt</strong><br />
”...a failure to report, respond, or orient to novel or<br />
meaningful stimuli presented to the side opposite a<br />
brain lesion, when failure cannot be attributed to<br />
either sensory or motor defects.” Heilman, 1977<br />
Incidens – 42% ved højresidig apopleksi (akut fase)<br />
(Pedersen et al, Am J Phys Med Rehabil, 1997)<br />
Neglektbegrebet dækker over en blandet samling symptomer<br />
Visuel, auditiv, taktil, somatosensorisk, repræsentationel<br />
Egocentrisk, herunder for ”personal, near personal og far space”<br />
Allocentrisk<br />
Neglekt har tillige bilaterale og temporale aspekter<br />
(Duncan et al, Journal of Exp. Psychology, 1999; Husain et al, Nature, 1997)<br />
Anosognosi – ses hos 73% <strong>af</strong> <strong>neglekt</strong>ramte<br />
(Pedersen et al, Am J Phys Med Rehabil, 1997)
<strong>Prisme</strong>r og <strong>neglekt</strong><br />
- tidligere studier -<br />
Nogle <strong>neglekt</strong>patienter viser en forstyrrelse i deres<br />
subjektive oplevelse <strong>af</strong> ”lige frem”<br />
Samme forstyrrelse kan forbigående fremkaldes hos<br />
”normale” efter adaptation til prismebriller<br />
(Michel et al, Neuropsychologia, 2003; Michel, Restor Neurol Neurosci, 2006)<br />
5 minutters tilpasning til prismebriller forbedrer<br />
præstation på kliniske tests i mindst 2 timer<br />
(Rossetti et al, Nature, 1998)<br />
<strong>Prisme</strong>træning kan forbedre <strong>neglekt</strong> for mentale<br />
repræsentationer og præstationen på visuo-verbale<br />
opgaver<br />
(Rode et al, Behav Neurol, 1998/1999; Farnè et al, Neuropsychologia, 2002)<br />
20 træningssessioner giver langtidseffekt (mindst 5 uger)<br />
på både kliniske og ”økologiske” tests<br />
(Frassinetti et al, Brain, 2002)<br />
Tvivl om den egentlige effekt samt den kliniske relevans<br />
<strong>af</strong> prismetræning<br />
(Beversdorf & Heilman, 2003; Rousseaux et al., 2006)
Undersøgelsens formål<br />
Afprøve prismetræning som<br />
<strong>rehabilitering</strong> <strong>af</strong> ”kronisk” <strong>visuel</strong> <strong>neglekt</strong><br />
1. Undersøge træningens umiddelbare effekt og langtidseffekt<br />
2. Undersøge effekten vha. klinisk testning, laboratorie<strong>baseret</strong><br />
testning samt inden for forskellige domæner <strong>af</strong> patienternes<br />
daglige funktion<br />
3. Undersøge træningsrelaterede ændringer i patienternes<br />
øjenbevægelser<br />
4. Anvende TVA-<strong>baseret</strong> (Bundesen, 1990) testning til at måle<br />
ændringer i opmærksomhedskapacitet og<br />
opmærksomhedsvægtning
Verden set gennem<br />
prismebriller
<strong>Prisme</strong>forskydning
<strong>Prisme</strong>tilvænning (PA) i et normalt<br />
nervesystem<br />
Tilvænning<br />
- sker kun hvis der er tilgængelig<br />
feedback om præstationen<br />
Eftereffekt<br />
- indikerer en god tilvænning?<br />
Tilvænning generaliserer sig<br />
sædvanligvis ikke<br />
Neuroanatomi<br />
- skade i lillehjernen samt større<br />
occipitale skader giver ringe eller<br />
ingen tilvænning<br />
Tilvænning og eftereffekt ved en kasteøvelse med<br />
prismebriller (Martin et al., Brain 1996)
Materialer:<br />
Briller med binokulære fresnelprismer<br />
10 graders højre-forskydning <strong>af</strong> det <strong>visuel</strong>le felt<br />
Træningskasse<br />
(efter Frassinetti et al, Brain, 2002)<br />
<strong>Prisme</strong>træning<br />
Træning:<br />
14 dage à 2 sessioner<br />
En session (ca. 15 min.)<br />
Baseline (–briller, -<strong>visuel</strong> feedback)<br />
Adaptation (+briller, +<strong>visuel</strong> feedback)<br />
Eftereffekt (–briller, -<strong>visuel</strong> feedback)
<strong>Prisme</strong>tilvænningens fire faser
Gennemsnitlig <strong>af</strong>vigelse i grader<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
session1<br />
session2<br />
session3<br />
session4<br />
session5<br />
session6<br />
session7<br />
session8<br />
<strong>Prisme</strong>træning fp. 3<br />
session9<br />
session10<br />
session11<br />
Session#<br />
session12<br />
session13<br />
session14<br />
session15<br />
Uden prismer, ingen <strong>visuel</strong> feedback<br />
Uden prismer med <strong>visuel</strong> feedback<br />
<strong>Prisme</strong>tilvænning (90 peg)<br />
Eftereffekt (30 peg)<br />
session16<br />
session17<br />
session18<br />
session19<br />
session20
! " #$%!<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
<strong>Prisme</strong>træning fp. 3<br />
Uden prismer, ingen <strong>visuel</strong> feedback<br />
Uden prismer med <strong>visuel</strong> feedback<br />
<strong>Prisme</strong>tilvænning (90 peg)<br />
Eftereffekt (30 peg)
TRÆNING<br />
KONTROL<br />
Undersøgelsens design<br />
Testning A<br />
(Screening)<br />
2 uger<br />
Spørgeskema<br />
#1<br />
2 uger<br />
<strong>Prisme</strong>træning<br />
1 måned<br />
Testning B<br />
Post-test<br />
interval<br />
Spørgeskema<br />
#2<br />
Testning C
Deltagere<br />
11 "kroniske" <strong>neglekt</strong>patienter:<br />
4 kvinder, 7 mænd<br />
10 med apopleksi, 1 tumoropereret<br />
Alder: 56,36 (35-71) år<br />
Postinsult: 28,64 (6-138) måneder<br />
Hemianopsi hos 6 ptt.<br />
Patienterne blev inddelt i to grupper<br />
Grupperne var ens mht. alder, postlæsionalt interval,<br />
hemianopsi, antal års skolegang mv.
Testning og effektmål<br />
Neglektmål<br />
Linjedeling*<br />
Stjerneudstregning**<br />
Bogstavudstregning**<br />
Artikellæsning*<br />
Baking Tray Test***<br />
Kompleks figur****<br />
Subjektiv midterlinje<br />
Extinction (alm. konfrontation)<br />
Opmærksomhedsfunktion<br />
TVA-testning<br />
Øjenbevægelser og søgeadfærd<br />
Find Holger<br />
Dagligdags funktioner<br />
Skabstest<br />
Spørgeskema<br />
Synsfunktion<br />
Snellen chart<br />
Synsfeltudfald<br />
Generelle<br />
MMSE<br />
Edinburgh Handedness Inventory<br />
* Behavioral Inattention Battery<br />
(Wilson et al, Arch phys med rehabil, 1987)<br />
** Mesulam, ustruktureret<br />
(Mesulam, 1985)<br />
*** Tham & Tegnér, Neuropsychol Rehabil, 1996<br />
**** Rey, Taylor eller mTaylor<br />
&'
RESULTATER<br />
( " ) * ) " + )), -) &" '<br />
. / & ( ) & *<br />
& & & & 0 0
Linjedeling<br />
Artikellæsning<br />
Neglektmål<br />
Komplekse figurer<br />
Subjektiv midterlinje<br />
Stjerneudstregning<br />
Bogstavudstregning<br />
Baking Tray Test
Højresidige - venstresidige overseelser<br />
0<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
-8<br />
-10<br />
-12<br />
Stjerneudstregning<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol<br />
1 ) & . 2 30 4 5 678 57777
Højresidige - venstresidige overseelser<br />
0<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
-8<br />
-10<br />
-12<br />
Bogstavudstregning<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
1 ) & . 2 30 4 54 98 5777<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol
Baking Tray Test (BTT)<br />
Tham & Tegnér (Neuropsychol Rehabil, 1996)<br />
En ”bradepande” på 50x75 cm<br />
16 træklodser som ”boller”<br />
Ingen tidsbegrænsning<br />
Eksempler<br />
(fra Appelros et al., J Rehabil Med, 2004)<br />
1) Normal<br />
2) Neglekt<br />
3) Neglekt
Baking Tray Test (BTT)<br />
Tham & Tegnér (Neuropsychol Rehabil, 1996)<br />
44 44
Baking Tray Test (BTT)<br />
Tham & Tegnér (Neuropsychol Rehabil, 1996)<br />
" 7<<br />
: ;
Gn. <strong>af</strong>stand til midt (cm)<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Baking Tray Task<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol<br />
1 ) & . 2 30 4 5;968 5777;
Find Holger-testen:<br />
Øjenbevægelser<br />
Registrering <strong>af</strong> øjenbevægelser under <strong>af</strong>søgning<br />
<strong>af</strong> en kompleks <strong>visuel</strong> scene<br />
10 scener <strong>af</strong> variende sværhedsgrad i hver<br />
session<br />
Holgers placering er randomiseret<br />
Hver scene vises i max. 2 minutter
Find Holger
Lateralitet <strong>af</strong><br />
Fiksationsvarighed<br />
Antal fiksationer<br />
Find Holger analyse<br />
Muligt tillige at se på<br />
Systematik<br />
Retning på første<br />
sakkade<br />
Øjenbevægelsernes<br />
normalitet<br />
Osv...<br />
2<br />
3<br />
1<br />
4
Lateralitetsindex<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
Find Holger - fiksationsvarighed<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol<br />
1 ) & . 2 30 4 5;=98 5777=
Lateralitetsindex<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
Find Holger - fiksationsantal<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol<br />
1 ) & . 2 30 4 5>;=8 5773
Skabstest<br />
Tager udgangspunkt i en <strong>af</strong> de mest<br />
almindelige klager blandt patienterne<br />
Belyser evnen til at finde en bestemt<br />
genstand blandt en række distraktorer<br />
Patienten skal <strong>af</strong>gøre om 20 navngivne<br />
genstande findes i skabet, her<strong>af</strong> er:<br />
10 target-genstande (5 til venstre, 5 til<br />
højre)<br />
10 ikke-repræsenterede genstande<br />
Derudover 30 distraktorer<br />
Analyse<br />
Fundne vs. ikke-fundne som funktion <strong>af</strong><br />
placering<br />
Reaktionstid til fund som funktion <strong>af</strong><br />
placering
Højresidige - venstresidige overseelser<br />
0<br />
-0,5<br />
-1<br />
-1,5<br />
-2<br />
-2,5<br />
Skabstest - fundne genstande<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol<br />
1 ) & . 2 30 4 5> >8 57773
RT for genstande til venstre (sek)<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Skabstest - venstresidig reaktionstid<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol<br />
1 ) & . 2 30 4 5;668 57774
RT for genstande til højre (sek)<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Skabstest - højresidig reaktionstid<br />
A B C<br />
Testtidspunkt<br />
1 ) & . 1 )<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol
Spørgeskema<br />
Skema til patient og pårørende <strong>baseret</strong> på sidste 14 dage<br />
24 items rates på likert-skala:<br />
Aldrig – sjældent – <strong>af</strong> og til – ofte – altid<br />
7 forskellige kategorier:<br />
A. Indsigt<br />
B. ADL-funktioner<br />
C. Motorik<br />
D. Stedsans – spatielt overblik<br />
E. Læsning og skrivning<br />
F. Transport<br />
G. Social interaktion
Antal variable<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Antal variable Spørgeskema<br />
med størst effekt hos hhv. prisme- og kontrolgruppe<br />
<strong>Prisme</strong>gruppe<br />
Patienter Pårørende<br />
" 570773 ?7077<br />
Kontrolgruppe<br />
Ties
Effektstørrelse<br />
0.00<br />
-0.20<br />
-0.40<br />
-0.60<br />
-0.80<br />
-1.00<br />
Gennemsnitlig effekt for hver kategori<br />
A B C D E F G<br />
Kategorier<br />
<strong>Prisme</strong>r<br />
Kontrol
Stjerneudstr.<br />
Bogstavudstr.<br />
Baking Tray Task<br />
Skabstest, antal<br />
Skabstest, RT<br />
Find Holger, varig<br />
Find Holger, antal<br />
1 p-værdier er en-halede<br />
*p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001<br />
Effekternes varighed<br />
F(2, 18)<br />
11.30<br />
8.17<br />
5.73<br />
4.14<br />
5.33<br />
5.67<br />
4.56<br />
ABC<br />
p 1<br />
0.000***<br />
0.001**<br />
0.005**<br />
0.002**<br />
0.008**<br />
0.006**<br />
0.012**<br />
F(1, 9)<br />
13.77<br />
12.57<br />
7.44<br />
3.56<br />
3.99<br />
4.45<br />
2.81<br />
AB<br />
p 1<br />
0.002**<br />
0.003**<br />
0.011**<br />
0.045*<br />
0.038*<br />
0.032*<br />
0.064<br />
F(1, 9)<br />
12.52<br />
13.72<br />
7.88<br />
8.58<br />
7.87<br />
9.57<br />
9.44<br />
AC<br />
p 1<br />
0.003**<br />
0.024*<br />
0.010*<br />
0.008**<br />
0.010*<br />
0.006**<br />
0.007**
Stjerneudstr.<br />
Bogstavudstr.<br />
Baking Tray Task<br />
Skabstest, antal<br />
Skabstest, RT<br />
Find Holger, varig<br />
Find Holger, antal<br />
1 p-værdier er en-halede<br />
*p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001<br />
Effekternes varighed<br />
F(2, 18)<br />
11.30<br />
8.17<br />
5.73<br />
4.14<br />
5.33<br />
5.67<br />
4.56<br />
ABC<br />
p 1<br />
0.000***<br />
0.001**<br />
0.005**<br />
0.002**<br />
0.008**<br />
0.006**<br />
0.012**<br />
F(1, 9)<br />
13.77<br />
12.57<br />
7.44<br />
3.56<br />
3.99<br />
4.45<br />
2.81<br />
AB<br />
p 1<br />
0.002**<br />
0.003**<br />
0.011**<br />
0.045*<br />
0.038*<br />
0.032*<br />
0.064<br />
F(1, 9)<br />
12.52<br />
13.72<br />
7.88<br />
8.58<br />
7.87<br />
9.57<br />
9.44<br />
AC<br />
p 1<br />
0.003**<br />
0.024*<br />
0.010*<br />
0.008**<br />
0.010*<br />
0.006**<br />
0.007**
Opsummering<br />
7 <strong>af</strong> de 11 test, der indgik i analysen viste en signifikant forbedring <strong>af</strong><br />
prismegruppens resultater sammenlignet med kontrolgruppen.<br />
Spørgeskemaet viste tillige forbedringer i patienternes og deres<br />
pårørendes oplevelse <strong>af</strong> det daglige funktionsniveau.<br />
Grupperne adskilte ikke signifikant på nogle <strong>af</strong> de undersøgte test<br />
ved baseline-testningen (A), hvilket støtter hypotesen, at de fundne<br />
forbedringer hos prismegruppen faktisk skyldes prismetræningen.<br />
De fundne effekter begrænser sig ikke kun til den første<br />
effekttestning, for der er også en tydelig effekt selv fem uger efter<br />
træningens <strong>af</strong>slutning.<br />
<strong>Prisme</strong>tilvænningen har vist sig effektiv målt ved både kliniske test,<br />
øjenbevægelsesmål samt på test, der undersøger patienternes<br />
daglige funktionsniveau.
Tak til...<br />
Undersøgelsen blev udført ved Center for Visuel<br />
Kognition (CVC) i samarbejde med Center for<br />
Hjerneskade (CfH)<br />
Projektet er finansieret <strong>af</strong> CVC og Københavns<br />
Universitets Satsningsområde ”Brain and Mind”<br />
Neuropsykologer ved CfH, Rigshospitalet,<br />
Nordsjællands og Bispebjerg hospitaler for<br />
rekruttering (og testning) <strong>af</strong> <strong>neglekt</strong>patienter
Referencer<br />
Appelros, P., Karlsson, G. M., Seiger, Å. & Nydevik, I. (2002). Neglect and anosognosia<br />
<strong>af</strong>ter first-ever stroke. J Rehabil Med, 34, 215-220.<br />
Beversdorf, D. & Heilman, K. M. (2003). Prism adaptation treatment of neglect.<br />
Conflicting results? Neurology, 60, 1734–1735.<br />
Bowen, A., Lincoln, N. B., & Dewey, M. (2002). Cognitive rehabilitation for spatial<br />
neglect following stroke. The Cochrane Database of Systematic Reviews, Issue 2.<br />
Duncan, J., Bundesen, C., Olson, A., Humphreys, G., Chavda, S. & Shibuya, H. (1999).<br />
Systematic Analysis of Deficits in Visual Attention. Journal of Experimental<br />
Psychology: General, 128, 450-478<br />
Farnè, A., Rossetti, Y., Toniolo, S. & Làdavas, E. (2002). Ameliorating neglect with<br />
prism adaptation: visuo-manual and visuo-verbal measures. Neuropsychologia, 40,<br />
718-729.<br />
Frassinetti, F., Angeli, V., Meneghello, F., Avanzi, S. & Làvadas, E. (2002). Longlasting<br />
amelioration of visuospatial neglect by prism adaptation. Brain, 125, 608-<br />
623.<br />
Heilman, K. M. (1977/1993). Neglekt and related disorders. In: K. E. Heilman, E.<br />
Valenstein (eds): Clinical Neuropsychology, ed. 3. New York, OUP, 279-336.<br />
Hillis, A. E., Newhart, M., Heidler, J., Barker, P. B., Herskovits, E. H. & Degaonkar, M.<br />
(2005). Anatomy of Spatial Attention: Insights from Perfusion Imaging and<br />
Hemispatial Neglect in Acute Stroke. J. Neurosci., 25, 3161–3167<br />
Husain, M., Shapiro, K., Martin, J., & Kennard, C. (1997). Abnormal temporal dynamics<br />
of visual attention in spatial neglect patients. Nature, 385, 154–156.<br />
Karnath, H.-O., Fruhmann Berger, M, Küker, W. & Rorden, C (2004). The Anatomy of<br />
Spatial Neglect based onVoxelwise Statistical Analysis: A Study of 140 Patients.<br />
Cerebral Cortex, 14, 1164–1172
Referencer<br />
Martin, T. A., Keating J. G., Goodkin, H. P., Bastian, A. J. & Thach, W. T. (1996).<br />
Throwing while looking through prisms. I. Focal olivocerebellar lesions impair<br />
adaptation. Brain, 119, 1183-1198.<br />
Michel, C., Pisella, L., Halligan, P. W., Luauté, J., Rode, G., Boisson, D. & Rossetti, Y.<br />
(2003). Simulating unilateral neglect in normals using prism adaptation: implications<br />
for theory. Neuropsychologia, 41, 25-39.<br />
Michel, C. (2003). Simulating unilateral neglect in normals: Myth or reality? Restorative<br />
neurology and neuroscience, 24 (4-6), 419-30.<br />
Pedersen, P. M., Jørgensen, H. S., Nakayama, H., Raaschou, H. O. & Olsen, T. S.<br />
(1997). Hemineglect in acute stroke – incidence and prognostic implications: The<br />
Copenhagen Stroke Study. Am J Phys Med Rehabil, 76 (2), 122-127.<br />
Rode, G. Rossetti, Y., Lie, L. & Boissona, D. (1998/1999). Improvement of mental<br />
imagery <strong>af</strong>ter prism exposure in neglect: a case study. Behavioural Neurology, 11,<br />
251–258.<br />
Rossetti, Y., Rode, G., Pisella, L., Farné, A., Li, L., Boisson, D. & Perenin, M.-T. (1998).<br />
Prism adaptation to a rightward optical deviation rehabilitates left hemispatial<br />
neglect. Nature, 395, 166-169.<br />
Rousseaux, M., Bernati, T., Saj, A. & Kozlowski, O. (2006). Ineffectiveness of prism<br />
adaptation on spatial neglect signs. Stroke, 37, 542-543.<br />
Tham, K. & Tegnér, R. (1996). The Baking Tray Task: a test of spatial neglect.<br />
Neuropsychol Rehabil, 6, 19-25.<br />
Vallar, G. (1998). Spatial hemineglect in humans. Trends in Cognitive Sciences, 2 (3),<br />
87-97.<br />
Wilson, B., Cockburn, J. & Halligan, P. (1987). Development of a behavioral test of<br />
visuospatial neglect. Archives of physical medicine and rehabilitation, 68, 98-102.
Det neurokemiske grundlag<br />
for <strong>visuel</strong> opmærksomhed<br />
opm rksomhed<br />
Signe A. Vangkilde, Vangkilde,<br />
Cand.psych., Cand.psych.,<br />
PhD-stip PhD stip.<br />
Center for Visual Cognition
Oversigt<br />
Opmærksomhedens<br />
Opm rksomhedens psykofarmakologi<br />
Psykofarmakologi og TVA<br />
(Bundesen Bundesen’s (1990) Theory of Visual Attention)<br />
Demonstration<br />
Eksempel på data: Nikotinerge påvirkninger virkninger<br />
<strong>af</strong> TVA<br />
S. Vangkilde 2008
Opmærksomhedens<br />
Opm rksomhedens psykofarmakologi<br />
Tre neurotransmitter-systemer<br />
neurotransmitter systemer forbindes ofte med opmærksomhed<br />
opm rksomhed:<br />
Acetylkolin (Ach)<br />
Opretholde fokuseret opmærksomhed<br />
opm rksomhed over tid (sustained attention)<br />
Opmærksomhedens<br />
Opm rksomhedens rolle ved indlæring indl ring <strong>af</strong> ny information<br />
Noradrenalin (NA)<br />
Forholdet mellem arousal og opmærksomhed<br />
opm rksomhed<br />
Selektivitet<br />
Arbejdshukommelse – særligt rligt ifm. ifm.<br />
præfrontal pr frontal cortex<br />
Dopamin (DA)<br />
Styringsfunktioner,<br />
Styringsfunktioner,<br />
opgaver som kræver kr ver intens kognitiv kontrol<br />
S. Vangkilde 2008
U<strong>af</strong>klarede spørgsm sp rgsmål<br />
Acetylkolin og noradrenalin kan påvirke virke<br />
opmærksomhedsfunktioner<br />
opm rksomhedsfunktioner på mange forskellige – og til tider<br />
overlappende - måder der<br />
Hvilke præcise pr cise opmærksomhedsprocesser<br />
opm rksomhedsprocesser, , som disse<br />
transmittere kontrollerer er uklart<br />
De to kolinerge undersystemer (nikotin nikotin og muskarin) muskarin)<br />
synes<br />
også ogs at påvirke virke opmærksomheden<br />
opm rksomheden på forskellig vis<br />
De specifikke roller, disse undersystemer spiller, kender vi<br />
ikke<br />
Første rste skridt på vejen kunne være re en fælles lles teoretisk ramme<br />
til at forstå forst de mange empiriske fund<br />
S. Vangkilde 2008
TVA som rammeteori<br />
Styrker ved TVA-<strong>baseret</strong><br />
TVA <strong>baseret</strong> testning: testning<br />
Specificitet<br />
(TVA kan adskille og måle le enkelte opmærksomhedsfunktioner<br />
opm rksomhedsfunktioner)<br />
Validitet<br />
(TVA er <strong>baseret</strong> på kognitiv grundvidenskabelig forskning men<br />
korrelerer samtidig med mål fra kliniske test)<br />
Sensitivitet<br />
(TVA kan registrere opmærksomhedsproblemer<br />
opm rksomhedsproblemer som ofte bliver<br />
overset med almindelige neuropsykologiske test)<br />
Reliabilitet<br />
(Resultaternes<br />
Resultaternes reliabilitet kan findes vha. vha.<br />
almindelige statistiske<br />
procedurer)<br />
procedurer<br />
S. Vangkilde 2008
Psykofarmakologi og TVA<br />
Anvende Bundesens (1990) “Theory Theory of visual attention” attention<br />
som en teoretisk ramme for forståelsen forst elsen <strong>af</strong> det neuro-<br />
kemiske grundlag for <strong>visuel</strong> opmærksomhed<br />
opm rksomhed<br />
Formål: Form :<br />
Belyse hhv. hhv.<br />
kolinerge og noradrenerge bidrag til<br />
forskellige opmærksomhedsfunktioner<br />
opm rksomhedsfunktioner hos raske<br />
forsøgspersoner<br />
fors gspersoner<br />
Metode: Metode<br />
Anvende TVA-baserede<br />
TVA baserede test til at undersøge unders ge<br />
forandringer i forskellige opmærksomhedsfunktioner<br />
opm rksomhedsfunktioner<br />
efter farmakologiske påvirkninger virkninger <strong>af</strong> bestemte<br />
neurotransmittere<br />
S. Vangkilde 2008
Farmakologiske påvirkninger<br />
(Psyko)farmaka er<br />
neurotransmittere eller stoffer<br />
som efterligner<br />
neurotransmitternes<br />
karakteristika<br />
Farmaka kan påvirke den<br />
neurale transmission på flere<br />
måder (1-7)<br />
Farmaka kan interagere med<br />
de kemiske processer på et<br />
hvert givet niveau og dermed<br />
reducere eller fremme de<br />
synaptiske processer
Agonister og antagonister<br />
Agonister fremmer<br />
synaptiske processer<br />
Antagonister hæmmer<br />
synaptiske processer
Sammenligninger <strong>af</strong> neurotransmittere<br />
1. Kolinerge og noradrenerge bidrag<br />
Skopolamin ( Musc.) Musc.)<br />
Klonidin Placebo<br />
( NA)<br />
2. Nikotinerge og muskarinerge bidrag<br />
Nikotin ( Nic.)<br />
Cevimelin Placebo<br />
( Musc.) Musc.)<br />
S. Vangkilde 2008
Opmærksomhedsm<br />
Opm rksomhedsmål<br />
TVA-<strong>baseret</strong><br />
TVA <strong>baseret</strong> testning<br />
Test <strong>af</strong> grundlæggende<br />
grundl ggende komponenter ved <strong>visuel</strong> opm. opm<br />
(Bundesen Bundesen, , 1990, Psych. Rev.)<br />
STAN, Spatio-temporal Spatio temporal cuing paradigm<br />
Reaktionstidstest <strong>af</strong> opmærksomhed<br />
opm rksomhed i tid og rum<br />
(Coull & Nobre, Nobre,<br />
1998, J Neurosci) Neurosci<br />
DART, Divided Attention to Response Task<br />
Reaktionstidstest <strong>af</strong> evnen til at opretholde<br />
opmærksomhed<br />
opm rksomhed over tid<br />
(Robertson et al., 1997, Neuropsychologia;<br />
Neuropsychologia;<br />
Dockree et al., 2006, Exp Brain Res)<br />
S. Vangkilde 2008
Interval<br />
(100 ms)<br />
F<br />
Intet<br />
interval<br />
CombiTVA test<br />
Fiksationskryds<br />
i target-farven<br />
(1000 ms)<br />
A A<br />
A A<br />
A<br />
Stimulus-display<br />
(10-20-50-80-140-<br />
200 ms)<br />
Maske<br />
(500 ms)<br />
Forsøgspersonen svarer<br />
S. Vangkilde 2008<br />
3 display-typer<br />
E<br />
F<br />
A<br />
P<br />
H<br />
T K<br />
A<br />
A<br />
A A<br />
S<br />
N<br />
L X<br />
J<br />
A<br />
V<br />
T = 6<br />
D = 0<br />
T = 2<br />
D = 0<br />
T = 2<br />
D = 4
Demonstration<br />
<strong>af</strong> CombiTVA test<br />
S. Vangkilde 2008
F<br />
P A<br />
H L<br />
B
X<br />
P L<br />
H K<br />
B
O<br />
P A<br />
H F<br />
B
TVA<br />
Estimerede opmærksomhedskomponenter<br />
opm rksomhedskomponenter<br />
• K – <strong>visuel</strong> spændvidde sp ndvidde (<strong>visuel</strong> <strong>visuel</strong> korttidshuk.) korttidshuk.)<br />
• C – <strong>visuel</strong> processeringshastighed<br />
• t0 – grænse gr nse for bevidst perception<br />
• – evnen til at fokusere på relevant<br />
information<br />
• w – spatielle opmærksomhedsv<br />
opm rksomhedsvægte gte<br />
S. Vangkilde 2008
Korrekt-rapporterede bogstaver<br />
3.5<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
TVA<br />
0 50 100 150 200 250 300<br />
t0<br />
C<br />
Bogstavvarighed (ms)<br />
S. Vangkilde 2008<br />
K
Hypoteser<br />
Udfra tidligere studier kunne det tænkes nkes, , at:<br />
Nikotinerge manipulationer vil påvirke virke<br />
delfunktioner knyttet til grænsen gr nsen for bevidst<br />
perception<br />
muscarinerge manipulationer vil påvirke virke<br />
kapaciteten <strong>af</strong> den <strong>visuel</strong>le korttidshukommelse<br />
Noradrenerge manipulationer vil påvirke virke evnen<br />
til at frasortere irrelevant information<br />
S. Vangkilde 2008
Pilot data:<br />
Nikotinerg manipulation <strong>af</strong><br />
<strong>visuel</strong> opmærksomhed<br />
opm rksomhed<br />
5 forsøgspersoner<br />
fors gspersoner<br />
2 kvinder/3 mænd nd, , gn.snitsalder 25, ikke-rygere ikke rygere<br />
2 mg nikotin/placebo<br />
nikotin/placebo<br />
Nicotinell tyggegummi/placebo<br />
tyggegummi/placebo<br />
tyggegummi,<br />
tyggegummi,<br />
givet 30<br />
minutter før testning<br />
2 x CombiTVA-test<br />
CombiTVA test<br />
S. Vangkilde 2008
Number of items<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Nikotin & huk.kapacitet (K)<br />
Placebo<br />
Nicotine<br />
MEAN S1 S2 S3 S4 S5<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Placebo<br />
Nicotine
Nikotin & processeringshastighed (C)<br />
Letters/sec.<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Placebo<br />
Nicotine<br />
MEAN S1 S2 S3 S4 S5<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Placebo<br />
Nicotine
Nikotin & grænsen gr nsen for perception (t0)<br />
Perceptual threshold (ms)<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Placebo<br />
Nicotine<br />
MEAN<br />
S1 S2 S3 S4 S5<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Placebo<br />
Nicotine
Alpha<br />
Nikotin & selektivitet (alpha)<br />
1.25<br />
1.00<br />
0.75<br />
0.50<br />
0.25<br />
0.00<br />
Placebo<br />
Nicotine<br />
MEAN S1 S2 S3 S4 S5<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Placebo<br />
Nicotine
Nikotin synes at:<br />
Nikotin & TVA<br />
Fremme tidlig <strong>visuel</strong> perception ( t0, gn.snit 40 %)<br />
Sænke nke <strong>visuel</strong> processeringshastighed ( C, gn.snit 17 %)<br />
Sænke nke selektiviteten ( alpha, gn.snit 40 %)<br />
Lade korttidshukommelseskapaciteten være re uændret ndret<br />
(K, gn.snit 3 % )<br />
S. Vangkilde 2008
Nikotin & TVA<br />
Et forøget for get nikotin-niveau<br />
nikotin niveau i hjernen resulterer i en lavere grænse gr nse<br />
for bevidst perception, hvilket betyder, betyder at det er muligt at<br />
begynde den <strong>visuel</strong>le processering tidligere. tidligere.<br />
Men der samtidig synes det højere jere nikotinniveau at give køb på<br />
både de hastigheden <strong>af</strong> den <strong>visuel</strong>le processering og selektiviteten.<br />
selektiviteten.<br />
Man bliver med andre ord både de langsommere og mere<br />
distraherbar efter at have fået et nikotin. nikotin<br />
Selvom nikotin med sikkerhed kan siges at påvirke virke vigtige<br />
delfunktioner <strong>af</strong> vores <strong>visuel</strong>le opmærksomhed<br />
opm rksomhed, , ville det være re<br />
forkert at sige, sige,<br />
at et højere jere nikotinniveau er en direkte fordel for<br />
en velfungerende <strong>visuel</strong> opmærksomhed<br />
opm rksomhed.<br />
S. Vangkilde 2008
Related/future studies<br />
Taking TVA into the temporal domain<br />
Temporally cued TVA-test TVA test with exp. dist. waiting times<br />
Imaging the pharmacology of TVA<br />
TVA-based TVA based fMRI paradigm for imaging cholinergic modulations of attention attention<br />
(with MD, Egill Rostrup, Rostrup,<br />
Glostrup Hospital)<br />
Genetics of TVA<br />
TVA-based TVA based whole report paradigm to be used in the Swedish Betula-study Betula study<br />
Dopamine and TVA<br />
The effects of methylphenidate on ADHD childrens’ childrens attentional functioning<br />
(with with post.doc. post.doc.<br />
Laura McAvinue, McAvinue,<br />
Trinity College Dublin)<br />
Serotonin and TVA<br />
Using tryptophan depletion to study serotonergic contributions to to<br />
attention<br />
S. Vangkilde 2008
People and places<br />
Center for Visual Cognition, Cognition,<br />
University of Copenhagen<br />
Jenny Coull, Coull,<br />
Post.doc., Post.doc.,<br />
Université Universit de Provence<br />
Laura McAvinue, McAvinue,<br />
Post.doc., Post.doc.,<br />
Trinity College Dublin<br />
Egill Rostrup, Rostrup,<br />
MD, Glostrup Hospital<br />
S. Vangkilde 2008
Cue<br />
(100 ms)<br />
Cue – target<br />
interval<br />
(600/1400 ms)<br />
Target<br />
(50 ms)<br />
STAN<br />
(Thoroughly described in Coull et al., 2001)<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Spatial cue<br />
Temporal cue<br />
Neutral cue<br />
No cue
Measures<br />
STAN<br />
For both temporal and spatial orienting:<br />
RTs for valid targets<br />
RTs for invalid targets<br />
Validity effect<br />
Cost of invalid cuing<br />
Alerting effect<br />
RTs as function of SOA<br />
S. Vangkilde 2008
Digit<br />
(494 ms)<br />
1<br />
If white digit<br />
DART<br />
(Adapted from Dockree et al., Exp Brain Res, 2006)<br />
Mask 1<br />
(125 ms)<br />
Left button press<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Response<br />
(63 ms)<br />
Mask 2<br />
(494 ms)
Digit<br />
(494 ms)<br />
6<br />
If grey digit<br />
DART<br />
(Adapted from Dockree et al., Exp Brain Res, 2006)<br />
Mask 1<br />
(125 ms)<br />
Right button press<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Response<br />
(63 ms)<br />
Mask 2<br />
(494 ms)
Measures<br />
DART<br />
Errors of Commission<br />
(number of presses to 3)<br />
Errors of Ommission<br />
(number of non-presses non presses to the go-targets) go targets)<br />
Mean RT to go stimuli<br />
FFT of the RT<br />
Some of the above for the grey digits…<br />
digits<br />
S. Vangkilde 2008
Acetylcholine and attention<br />
Cholinergic dysfunction has most often been<br />
associated with long term memory impairments<br />
Acetylcholine is probably equally linked to the<br />
integrity of our attentional functions<br />
Agents acting on the two cholinergic receptor<br />
systems (nicotine & muscarine) muscarine)<br />
seem to modulate<br />
attention in different ways<br />
The exact roles of these subsystems are not known<br />
S. Vangkilde 2008
Items correctly reported<br />
Items correctly reported<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
S1 Placebo & Nicotine<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Exposure Duration<br />
S3 Placebo & Nicotine<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Exposure Duration<br />
Pla<br />
Items correctly reported<br />
PlaFit<br />
Nic<br />
NicFit<br />
Items correctly reported<br />
S. Vangkilde 2008<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
S2 Placebo & Nicotine<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Exposure Duration<br />
S4 Placebo & Nicotine<br />
0<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Exposure Duration
Cholinergic transmitters<br />
Cholinergic receptors can be<br />
divided into two major groups:<br />
Nicotinic<br />
Muscarinic<br />
We focus on:<br />
Nicotine ( nicotine)<br />
Scopolamine ( muscarine) muscarine<br />
Cevimeline ( muscarine)<br />
muscarine<br />
S. Vangkilde 2008
The ascending adrenergic system<br />
S. Vangkilde 2008<br />
Kolb & Whishaw,<br />
2003
Ach<br />
Furey et al, 2008<br />
scopolamine slowed RTs only when selective<br />
attention was maintained over several trials<br />
NA<br />
Clark et al, 1989<br />
clonidine reduced cost of spatially invalid cues<br />
in Posner task => decreased selectivity