Funkcjonowanie pamięci operacyjnej

u osób depresyjnych



Grzegorz Sędek



Aneta Brzezicka

Model wyczerpania
poznawczego



Model ten sugeruje, że depresja wywołuje pogorszenie

zdolności do stosowania bardziej złożonych i generatywnych

strategii myślenia. W podejściu tym twierdzi się że stany

bezradności i depresji wiążą się z przeskokiem w mniej efektywny

tryb przetwarzania informacji, zwany stanem wyczerpania

poznawczego.



Zgodnie z modelem wyczerpania poznawczego zarówno sytuacja

utraty kontroli jak i depresji powinna w szczególny sposób

upośledzić rozwiązywanie zadań, które wymagają generowania i

integrowania informacji w nowy i elastyczny sposób.



Zgodnie z tą koncepcją negatywne konsekwencje powinny pojawić

się szczególnie w sytuacjach które są złożone i wymagające

poznawczo np. wymagają koordynacji i integracji wielu elementów

(tworzenie modeli umysłowych na podstawie cząstkowych

informacji, wykonywanie zadań angażujących jednocześnie wiele

funkcji pamięci roboczej).

Pamięć operacyjna

Pamięć operacyjna

i jej

funkcje wykonawcze

(Baddeley, 1996)



Pamięć operacyjna

(working memory) jest to system

odpowiadający za sprawne funkcjonowanie procesów poznawczych

przebiegających w danej chwili. Zaangażowany szczególnie w

wykonywanie zadań nowych, nie odnoszących się do zgromadzonej

wiedzy (aczkolwiek WM czerpie z jej zasobów).



Pamięć operacyjna nie jest jednolitą całością, składa się raczej ze

współpracujących ze sobą podzespołów. Baddeley wyróżnia trzy

główne komponenty pamięci roboczej (Baddeley, Hitch, 1974; za:

Baddeley, 1996):

o

pętla fonologiczna

pętla fonologiczna (phonological loop, najmniej skomplikowana

część pamięci roboczej przetwarzająca informacje związane z

mową i językiem),

o

zapis wzrokowo-przestrzenny

zapis wzrokowo-przestrzenny (visuo-spatial sketchpad, zajmujący

się wyobrażeniami wzrokowymi)

oraz część najmniej poznana przez badaczy –

o

centralny ośrodek wykonawczy

centralny ośrodek wykonawczy (central executive) pełniący rolę

nadrzędną w stosunku do dwóch wcześniej wymienionych

komponentów.

Funkcje wykonawcze pamięci

Funkcje wykonawcze pamięci

operacyjnej (Baddeley, 1996; Miyake i

operacyjnej (Baddeley, 1996; Miyake i

Shah, 1999)

Shah, 1999)

o

Utrzymywanie aktualnie niezbędnych

Utrzymywanie aktualnie niezbędnych

informacji w pamięci,

informacji w pamięci, ich

modyfikacja

modyfikacja

(np.ciągłe „odświeżanie” – updating), a także
korzystanie z zasobów pamięci długotrwałej

o

Koordynacja

Koordynacja wykonania dwóch niezależnych
zadań

o

Selektywne

kierowanie uwagą

kierowanie uwagą oraz

hamowanie

hamowanie (odrzucanie niepotrzebnych
danych, powstrzy-mywanie się od skojarzeń
niezgodnych z aktualnym zadaniem,
powstrzymywanie niewłaściwych reakcji

Problemy związane z dotychczasową

Problemy związane z dotychczasową

interpretacją gorszych wyników osób

interpretacją gorszych wyników osób

depresyjnych w złożonych sytuacjach

depresyjnych w złożonych sytuacjach

zadaniowych

zadaniowych



Czy osoby depresyjne potrzebują więcej czasu
na wykonanie danego zadania ze względu na
ograniczenie zasobów poznawczych w
związku z czym pogorszenie ma charakter

charakter

ilościowy

ilościowy

?



Czy też przyczyna gorszego wykonania
zadania tkwi w stosowaniu przez nie mniej
efektywnych strategii przetwarzania
informacji w związku z czym pogorszenie
wykonania zadania ma charakter jakościowy

charakter jakościowy

?

?

Założenia metodologiczne

poznawczej psychofizyki

poznawczej psychofizyki

Badanie w paradygmacie psychofizycznym umożliwia

Badanie w paradygmacie psychofizycznym umożliwia

nam:

nam:



Możliwość obserwacji szerokiego spektrum funkcjonowania
poznawczego jednostki i opisanie jej wykonania zadania w
postaci parametrów funkcji, a nie ogólnego wskaźnika wykonania



Oszacowanie czasu prezentacji bodźców, począwszy od którego
osoba przestaje wykonywać zadanie w sposób losowy



Oszacowanie czasu prezentacji bodźców, począwszy od którego
jednostka osiąga optymalny dla niej poziom wykonywania
zadania



Opisanie funkcji wykładniczej , która dokładnie pokazuje kształt
zależności między czasem prezentacji bodźców a dokładnością
wykonania zadania

Funkcja dokładności wykonania zadania

w zależności od czasu (time accuracy

function – TAF) u ludzi starszych i

młodszych, za: Kliegl, Mayr i Oberauer

(2000)

Wzór szacowanej funkcji wykładniczej:

funkcja regresji określona przez użytkownika

funkcja regresji określona przez użytkownika

w ramach

estymacji nieliniowej

estymacji nieliniowej

y = d+(c-1)(1-e

-(x-a)/b

)

gdzie:

y

y – poziom dokładności wykonania zadania;

d

d – założony poziom

przypadku

c

c – asymptota;

x

x – czas prezentowania bodźca

a

a – czas, po którym osoba przestaje wykonywać zadanie na

założonym poziomie przypadku

b

b – jak szybko osoba badana osiąga moment, w którym wykonuje

zadanie w sposób optymalny (jak prędko osiąga asymptotę)

y = 0,25+0,75(1-e

-(x-a)/b

)

Znaczenie parametru

a

wyglad funkcji w zaleznosci od wartosci parametru a (b, c const)

Model: V7=0,25+0,75*((1-EXP(-(V3-A)/B)))

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(1,02303))/(0,310036))))

a-duze, b-male, c=1

interwal czasu

p

o

zi

o

m

d

o

kl

ad

n

o

sc

i

C:1

C:2

C:3

C:4

C:5

C:6

C:7

C:8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

Model: V6=0,25+0,75*((1-EXP(-(V1-A)/B)))

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,705768))/(0,242896))))

a-male, b-male, c=1

interwal czasu

p

o

zi

o

m

d

o

kl

ad

n

o

sc

i

C:1

C:2

C:3

C:4

C:5

C:6

C:7

C:8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Wykonywanie operacji sekwencyjnych o różnej

długości przez osoby starsze i młodsze w

paradygmacie TAF – widoczny efekt długości

sekwencji dla parametru

a

, brak efektu wieku

Znaczenie parametru

b

wyglad funkcji w zaleznosci od wartosci parametru b (a, c const.)

Model: V11=0,25+0,75*((1-EXP(-(V1-A)/B)))

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,7072897))/(0,794073))))

a-male, b-duze, c=1

interwal czasu

p

o

zi

o

m

d

o

kl

ad

n

o

sc

i

C:1

C:2

C:3

C:4

C:5

C:6

C:7

C:8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Model: V6=0,25+0,75*((1-EXP(-(V1-A)/B)))

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,705768))/(0,242896))))

a-male, b-male, c=1

interwal czasu

p

o

zi

o

m

d

o

kl

ad

n

o

sc

i

C:1

C:2

C:3

C:4

C:5

C:6

C:7

C:8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Wykonywanie zadań wymagających koordynacji
przez osoby starsze i młodsze w paradygmacie
TAF – widoczny efekt długości sekwencji dla
parametru

a

, oraz efekt interakcji wieku i liczby

elementów w zadaniu

PASAT

PASAT

– Paced Auditory Serial

Addition Test

(Gronwall i Sampson, 1974)

Test ten służy do oszacowania zdolności i szybkości przetwarzania informacji,
koncentracji i utrzymywania uwagi. Jego wykonanie angażuje

pamięć

pamięć

bezpośrednią, zdolność hamowania niepotrzebnych reakcji, oraz umiejętność

bezpośrednią, zdolność hamowania niepotrzebnych reakcji, oraz umiejętność

utrzymywania i przywoływania potrzebnych informacji

utrzymywania i przywoływania potrzebnych informacji. Test ten jest oceniany
przez neuropsychologów klinicznych jako doskonałe narzędzie do oceny
funkcjonowania pamięci operacyjnej.

 

Zastosowanie

Zastosowanie:



PASAT jest bardzo wrażliwy na zaburzenia funkcjonowania procesów
poznawczych (szczególnie procesy uwagi oraz zdolność przetwarzania
informacji) u pacjentów z uszkodzeniami mózgu. Przydatny jest przede
wszystkim w diagnostyce tzw. pacjentów subklinicznych, po lekkich wstrząsach
mózgu, ale również do oceny funkcji poznawczych u pacjentów po ciężkich
urazach głowy. U tych pierwszych następuje poprawa w jego wykonaniu po 30 –
60 dniach, u tych drugich zazwyczaj ona nie występuje.



Jest stosowany również do oceny wyników leczenia pacjentów mających deficyty
uwagi po urazach mózgu, oraz w określaniu czasu i możliwości ich powrotu do
pracy zawodowej.



Chociaż sam w sobie nie jest testem pamięci, to jest znacznie lepszym
predyktorem późniejszych problemów z pamięcią u pacjentów pourazowych
aniżeli zespół amnezji pourazowej.

Test Dodawania w Zmieniających

Test Dodawania w Zmieniających

się Odstępach Czasu

się Odstępach Czasu



Osoba badana słyszy ciąg cyfr



Jej zadaniem jest dodawanie cyfr, które
słyszy obok siebie, czyli w naszym
przykładzie:

4+5, 5+7, 7+2, 2+4

4+5, 5+7, 7+2, 2+4



Suma każdej pary jest odpowiedzią, którą
osoba badana wybiera z podanych czterech

4 5 7 2

4 5 7 2

4

4

PRZEBIEG TESTU

PRZEBIEG TESTU

DODAWANIA

DODAWANIA



Osoba słyszy



Na ekranie pojawiają się 4 odpowiedzi,
wśród których osoba badana wybiera
właściwą za pomocą oznaczonych
klawiszy na klawiaturze:

4... 5...

4... 5...

6

6

5

5

9

9

7

7

D

D

C

C

B

B

A

A

c. d.

c. d.

TESTU DODAWANIA

TESTU DODAWANIA



Dalej słyszy:



I wybiera odpowiedź:

... 7 ...

... 7 ...

B

B

A

A

17

17

C

C

12

12

9

9

10

10

D

D

Przebieg badania:

Badanie składało się z dwóch części:

-

-

Pierwszej

Pierwszej

- wstępnej (selekcja osób badanych) i -

-

drugiej

drugiej

-

właściwej.

Część pierwsza

Część pierwsza



Pierwsza część eksperymentu była badaniem typu papier-
ołówek – studenci drugiego roku SWPS grupowo wypełniali

Kwestionariusz Depresji Becka

Kwestionariusz Depresji Becka

(BDI, Beck Depression

Inventory).



Następnie następowała selekcja osób badanych – przebadano
ok. 200 osób, z których dobierano osoby badane do każdego
przedziału depresji (niedepresyjni

niedepresyjni

– 0 –5 pkt w BDI, lekko

lekko

depresyjni

depresyjni

– 6-10 pkt w BDI, oraz depresyjni

depresyjni

– pow. 10 pkt w

BDI) – w sumie 44 osoby. Osoby badane były zapraszane do
udziału w drugiej części badania telefonicznie.

Część druga –

główna

główna

– badania

Druga część badania miała charakter

Druga część badania miała charakter

indywidualny i składała się z dwóch sesji

indywidualny i składała się z dwóch sesji

trwających ok. 50 - 60 minut każda.

trwających ok. 50 - 60 minut każda.

I sesja

I sesja

o

Zapoznanie się z programem

o

Pierwszy trening (20 minut) – przeprowadzany za pomocą programu z interwałami od

1s do 3,2 s – składający się z trzech serii zadania (w każdej 8 czasów po 12 bodźców).

o

10 minutowa przerwa, ponowne wypełnianie BDI. W trakcie przerwy eksperymentator

oceniał wykonanie zadania i na tej podstawie wybierał odpowiednie zadanie do treningu

drugiego, który trwał od 25 do 35 minut (w zależności od wariantu zadania). Wszystkie

osoby były oceniane przez tego samego eksperymentatora.

o

Drugie zadanie treningowe (25 – 35 minut) – pięć serii (w każdej 8 czasów po 12

bodźców).

o

Wersje zadań stosowane podczas drugiego treningu w zależności od interwałów czasu:

1

1

: 0,6 s – 2 s, 2

2

: 0,7s – 2,2s, 3

3

: 0,8s – 2,5s, 4

4

: 1s – 3,2s, 5

5

: 1,2s – 3,6s.

II sesja

II sesja

o

Przypomnienie zadania (ok. 5 minutowa rozgrzewka)

o

Zadanie pierwsze. Wariant zadania był dobierany indywidualnie do osoby, na podstawie

treningu drugiego sesji I. Wersje zadań takie same jak w treningu drugim sesji I.

o

10 minutowa przerwa – ocena zadania przez eksperymentatora

o

Zadanie drugie – parametry określane na podstawie wykonania zadania pierwszego.

Przewidywania dotyczące:



Dokładności dopasowania (R

Dokładności dopasowania (R

2

2

)

)



Wartości parametru a

Wartości parametru a



Wartości parametru b

Wartości parametru b

o

Modele ograniczonych zasobów poznawczych (w

Modele ograniczonych zasobów poznawczych (w

depresji pogarsza się głównie parametr a, ponadto

depresji pogarsza się głównie parametr a, ponadto

osoby depresyjne są niestabilne – pogarsza się

osoby depresyjne są niestabilne – pogarsza się

dopasowanie R

dopasowanie R

2

2

)

)

o

Model rozproszenia uwagi (wyniki osób

Model rozproszenia uwagi (wyniki osób

depresyjnych ogólnie podobne do wyników

depresyjnych ogólnie podobne do wyników

niedepresyjnych, pogarsza się natomiast R

niedepresyjnych, pogarsza się natomiast R

2

2

,

,

szczególnie dla wolniejszych interwałów)

szczególnie dla wolniejszych interwałów)

o

Model wyczerpania poznawczego (w depresji

Model wyczerpania poznawczego (w depresji

pogarsza się głównie parametr b)

pogarsza się głównie parametr b)

Wyniki dotyczące dokładności

dopasowania (R

2

)

zadanie 1

ndepr
depr

efekt gl serii dla poziomu dopas (r2),F(4,104)=2,46; p<,05

brak interakcji

brak efektow liniowych i kwadr.

SERIA

p

o

zi

o

m

d

o

p

a

so

w

a

n

ia

0,68

0,70

0,72

0,74

0,76

0,78

0,80

0,82

0,84

1

2

3

4

5

Dokładność dopasowania (r2)

zadanie 2

ndepr
depr

brak efektow gl poziom. dopas w z2

brak interakcji i efektow liniowych

SERIA

p

o

zi

o

m

d

o

p

a

so

w

a

n

ia

(

r2

)

0,70

0,72

0,74

0,76

0,78

0,80

0,82

0,84

0,86

0,88

1

2

3

4

5

Różnica między depresyjnymi a

niedepresyjnymi: wartości

parametru a, zad. 1

ndepr
depr

efekt gl. depr dla param. A w zad.1; F(1,26)=4,33; p<,05

brak inter.

brak efektu liniow. w ramach serii dla gr. eksp i kontr

brak istotnego efektu depr. w 1 serii

SERIA

w

a

rt

o

sc

p

a

ra

m

.

A

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

1

2

3

4

5

Różnica między depresyjnymi a

niedepresyjnymi: wartości

parametru a, zad. 2

ndepr
depr

efekt gl. depr dla param. A w zad.2; F(1,26)=9,66; p<,0045

brak inter.

brak efektow liniowych;

istotny efekt depr. w 1 serii, F(1,26)=6,93, p<0,02

SERIA

w

a

rt

o

sc

p

a

ra

m

.

A

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

1

2

3

4

5

Różnica między depresyjnymi a

niedepresyjnymi: wartości

parametru b, zad. 1

ndepr
depr

efekt gl. depr. dla param. b w zad.1; F(1,26)=7,20; p<,02

efekt gl. serii; F(4,104)=6,73; p<,0001

brak interakcji

efekt liniowy serii dla depr, F(1,26)=13,76, p<,001

brak ef.liniowego i kwadr. dla ndepr.

SERIA

w

a

rt

o

sc

p

a

ra

m

.B

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1

2

3

4

5

Różnica między depresyjnymi a

niedepresyjnymi: wartości

parametru b, zad. 2

ndepr
depr

efekt gl. depr. dla param. b w zad.2;F(1,26)=4,52; p<,05

efekt gl. serii, F(4,104)=8,82; p<,0001

brak interakcji

efekt liniowy serii dla depr,F(1,26)=12,28,p<,01

efekt liniowy serii dla ndepr, F(1,26)=8,09, p<,01

SERIA

w

a

rt

o

sc

p

a

ra

m

.

B

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1

2

3

4

5

Kształty funkcji dokładności dopasowania

dla Testu Dodawania typowe dla osoby

niedepresyjnej i osoby depresyjnej

porownanie wynikow typowych dla osoby niedepresyjnej i osoby depresyjnej

Model: V7=0,25+0,75*((1-EXP(-(V1-A)/B)))

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,6016703))/(0,278988))))

wyniki osoby niedepresyjnej

interwal czasu

p

o

zi

o

m

p

o

p

ra

w

n

o

sc

i

C:1

C:2

C:3

C:4

C:5

C:6

C:7

C:8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

Model: V8=0,25+0,75*((1-EXP(-(V4-A)/B)))

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(1,20884))/(0,930104))))

wyniki osoby depresyjnej

interwal czasu

p

o

zi

o

m

p

o

p

ra

w

n

o

sc

i

C:1

C:2

C:3

C:4

C:5

C:6

C:7

C:8

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4

Kształty funkcji dokładności dopasowania dla Testu Dodawania w

serii 1, 3, i 5 dla jednej z osób depresyjnych (realne wyniki)

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(1,059644))/(1,128965))))

r2=,90; 5 seria

interwały czasu

p

o

zi

o

m

d

o

kł

a

d

n

o

ś

ci

C:10

C:15

C:20

C:25

C:30

C:35

C:40

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,902455))/(0,628989))))

r2=,85; 3 seria

interwały czasu

po

zi

om

d

ok

ła

dn

oś

ci

C:3

C:8

C:13

C:18

C:23

C:28

C:33

C:38

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,843931))/(0,531607))))

r2=,94; 1 seria

interwały czasu

p

o

zi

o

m

d

o

kł

a

d

n

o

śc

i

C:1

C:6

C:11

C:16

C:21

C:26

C:31

C:36

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

KONKLUZJE

KONKLUZJE



Wyniki badania pokazały zastanawiającą efektywność naszego podejścia

(duża siła efektów i precyzja, przy relatywnie niewielkiej

pracochłonności) do analizy funkcji czasowych w badaniu depresji.

Wynik w osoby badanej tym zadaniu to nie indywidualny średni poziom

wykonania, ale indywidualna funkcja wykładnicza z dokładnie

wyliczonymi parametrami, której trafność dopasowania (R

2

) przekracza

średnio 0,70.



Zarówno depresyjni jak i niedepresyjni pokazali podobne i bardzo dobre

dopasowanie do zakładanej funkcji dokładności w teście dodawania.

Wystąpiły natomiast istotne różnice w zakresie wartości parametrów –

pogorszenie u depresyjnych w zakresie zarówno parametru „a” (czas

rozpoczęcia efektywnego reagowania) jak i „b” (nachylenie krzywej

związane z osiąganiem optymalnego wykonania).



Wyniki są najbardziej zgodne z przyjęciem założenia, że mamy do

czynienia z łącznym występowaniem dwóch mechanizmów:

o

Ograniczenia zasobów poznawczych

o

Pogorszenia wynikającego z wyczerpania poznawczego