cognitieve flexibiliteit na een beroerte.
Lian van Hout - Universiteit van AmsterdamMasterthese Gezondheidszorgpsychologie – Klinische Neuropsychologie
Programmagroep Brein en Cognitie Begeleider: R.M. van de Ven, MSc Tweede beoordelaar: dr. S. van Gaal Studentnummer: 5971217
I
NDEX Abstract ... 2 Inleiding ... 3 Methode ... 9 Deelnemers ... 9 Procedure ... 10 Materialen ... 11 Statistische analyses ... 15 Resultaten ... 18 Deelnemers en standaardisatie ... 18 Compositiescore ... 18 Hypothese toetsing ... 19 Discussie ... 22 Referenties ... 28 Bijlage A... 32 Bijlage B ... 34 1A
BSTRACTEen beroerte of cerebrovasculair accident (CVA), is de tweede doodsoorzaak bij vrouwen en de derde doodsoorzaak bij mannen in Nederland (Hersenstichting, 2014). Een groot deel van de overlevenden kampt met blijvende cognitieve stoornissen. In deze studie werd onderzocht of een adaptieve online cognitieve flexibiliteittraining leidde tot een verbetering in de cognitieve flexibiliteit bij CVA deelnemers, in vergelijking met een actieve controle training. Gedurende 12 weken volgden 44 deelnemers een online cognitieve training. In de cognitieve flexibiliteittraining schakelden zij frequent tussen spellen gericht op de aandacht, het logisch redeneren en het (werk)geheugen. De cognitieve flexibiliteit werd voor en na de training gemeten met de D-KEFS TMT, de schakeltaak en de categorie fluency schakeltaak. Uit de resultaten bleek geen effect van de cognitieve flexibiliteittraining in vergelijking met de actieve controle training. In geen van de trainingen werd een verbetering gevonden op de cognitieve flexibiliteit na afloop van de training, ten opzichte van de voormeting. De maten van cognitieve flexibiliteit bleken niet hoog samen te hangen bij de voormeting. Uit exploratieve analyses bleken deelnemers die laag scoorden bij aanvang, niet méér vooruit te gaan dan deelnemers die al hoog scoorden bij aanvang van de training. Uit dit onderzoek bleek dat een cognitieve flexibiliteittraining nog geen geschikte methode was om de cognitieve flexibiliteit te verbeteren. De gekozen maten van cognitieve flexibiliteit bleken niet samen te hangen. Sleutelwoorden: cognitieve training, cognitieve flexibiliteit, CVA, online computer training
I
NLEIDINGJaarlijks krijgen ongeveer 41.000 mensen in Nederland te maken met een CVA (Hersenstichting, 2014). Een CVA is in Nederland de belangrijkste oorzaak van invaliditeit en kan leiden tot lichamelijke problemen zoals verlamming, gevoelsstoornissen of stoornissen in het gezichtsveld (Deelman, Eling, de Haan & van Zomeren, 2004). De minder zichtbare gevolgen na een CVA zijn cognitieve stoornissen. Deze kunnen voorkomen in verschillende domeinen zoals de aandacht, de concentratie, het geheugen, het executief functioneren en in de taal en spraak. Tussen de 10% en 38% van de mensen ervaren cognitieve stoornissen na het doormaken van een CVA (Evers, Zaal & Evers, 2002; Tatemichi et al., 1994; Cumming, Marshall & Lazar, 2013). Acute cognitieve stoornissen na een CVA zijn krachtige voorspellers van cognitieve stoornissen in de chronische fase, depressieve symptomen en afhankelijkheid in de algemene dagelijkse levensverrichtingen (Nys et al., 2007). In een onderzoek van Patel, Coshall, Rudd en Wolfe (2003) bleek dat bij 32% van de deelnemers zelfs na drie jaar cognitieve stoornissen werden gevonden. Naast reguliere revalidatie, die zich voornamelijk richt op het herstel van het lichamelijk functioneren, wordt cognitieve revalidatie vaak ingezet om cognitieve stoornissen te behandelen. Cognitieve revalidatie kan compenserend van aard zijn, door middel van het aanleren van compensatiestrategieën. Revalidatie kan echter ook herstellend van aard zijn, door middel van het trainen van de cognitieve functies (Cumming et al., 2013).
In de wetenschap wordt veel onderzoek gedaan naar de effectiviteit van online cognitieve trainingen bij gezonde mensen. Zo is bijvoorbeeld veel onderzoek gedaan naar het effect van strategietrainingen. Dit type cognitieve training richt zich op het trainen van een bepaalde functie, zoals het geheugen of de aandacht. Deze trainingen hebben over het algemeen een positief effect op de getrainde taak, maar de effecten zijn vaak niet overdraagbaar op ongetrainde taken of andere cognitieve functies (Lustig, Shah, Seidler & Reuter-Lorenz, 2009). De overdraagbaarheid van een training is een belangrijk concept in het onderzoek naar de effectiviteit van cognitieve trainingen. Een belangrijk doel van een cognitieve training is het hebben van positieve effecten op ongetrainde taken en domeinen. De literatuur maakt onderscheid tussen deze zogenoemde ‘near’ en ‘far’
effecten. Met een ‘near’ trainingseffect wordt de overdraagbaarheid bedoeld van een getrainde taak naar een ongetrainde, maar soortgelijke taak. Een ‘far’ trainingseffect betekent dat de effecten ook overdraagbaar zijn op andere taken gericht op hetzelfde cognitieve domein of andere cognitieve domeinen. Als positieve effecten van een training overdraagbaar zijn op ongetrainde taken, is de generaliseerbaarheid groter waardoor de praktische relevantie van een training stijgt.
Recentelijk is er veel onderzoek gedaan naar het trainen van de executieve controlefuncties. Dit type training verschilt van zijn voorgangers, omdat een algemeen cognitief proces wordt getraind in plaats van een specifieke functie. Executieve functies worden gezien als cognitieve vaardigheden die nodig zijn om doelgericht gedrag of controle uit te voeren op de lagere cognitieve functies zoals de aandacht of de informatieverwerkingssnelheid (Johns et al., 2012; Alvarez & Emory, 2006). Het executief functioneren bestaat uit een breed scala aan functies en processen. De exacte definitie varieert in de literatuur maar over het algemeen vallen de volgende functies onder het executief functioneren: inhibitie, cognitieve flexibiliteit, probleemoplossend vermogen, planning, impulscontrole, conceptformatie en abstract denken (Alvarez & Emory, 2006). Volgens een algemeen geaccepteerd model van Miyake et al. (2000) bestaat het executief functioneren uit de domeinen shiften, updaten en inhibitie. Het domein shiften is de vaardigheid om de aandacht flexibel te kunnen schakelen tussen verschillende taken, terwijl er sprake is van interferentie. Multitasken en schakelen vallen onder dit domein. Updaten is een belangrijk aspect van het werkgeheugen en refereert naar de vaardigheid om informatie te controleren op relevantie om vervolgens op basis van deze informatie het werkgeheugen te actualiseren. Inhibitie is het onderdrukken van niet-relevante acties of gedachten, in het voordeel van andere taken. In een onderzoek van Basak, Boot, Voss en Kramer (2008) werd gebruik gemaakt van een complex strategisch videospel om de executieve functies te trainen. Senioren trainden in totaal 26 uur met het videospel. Dit resulteerde in een significante verbetering van de executieve controle functies zoals het schakelen, het werkgeheugen en het redeneren. Uit een ander onderzoek bleek dat volwassenen met veel ervaring in het spelen van videospellen over betere executieve controle
vaardigheden beschikten dan mensen met weinig ervaring in het spelen van videospellen (Strobach, Frensch & Schubert, 2012). In een omvangrijk onderzoek van Owen et al. (2010) werd echter geen effect gevonden van een online cognitieve training. In de eerste groep trainden deelnemers met spellen gericht op een aantal executieve functies (planning, probleemoplossend vermogen en redeneren). In de tweede groep werden de cognitieve functies in bredere zin getraind met spellen op het geheugen, de aandacht, de visuospatiële vaardigheden en het rekenen. Deze groepen werden vergeleken met een controle conditie waar geen cognitieve training werd gegeven. In totaal trainden deelnemers vier uur gedurende zes weken. Karbach en Kray (2009) vonden een positief effect van een online cognitieve training gebaseerd op het schakelen tussen taken, op een ongetrainde schakeltaak1. Zij vonden daarnaast ook een verbetering van het executief functioneren en het
spatiële en verbale werkgeheugen2. In een recent onderzoek van Pereg, Shahar en Meiran (2013)
werd een positief effect gevonden van een schakeltraining gebaseerd op de taak van Karbach en Kray (2009) op een ongetrainde schakeltaak. De positieve effecten van de training waren echter niet overdraagbaar op andere executieve functietaken. Volgens de onderzoekers suggereerde dit resultaat dat er geen sprake was van het trainen van een algemeen cognitief proces, maar van een specifieke functie. De wisselende resultaten in de literatuur van dit type cognitieve training lijken verband te houden met de verschillen tussen de trainingen. Denk daarbij aan de verschillende cognitieve domeinen die kunnen worden getraind, de trainingsduur, de kenmerken van de steekproef, de manier van meten en de uitvoering.
Onderzoek naar het effect van cognitieve trainingen wordt vooral uitgevoerd bij gezonde deelnemers en ouderen, terwijl juist na een CVA de behoefte aan cognitieve revalidatie sterk aanwezig is. Cognitieve trainingen kunnen voor deze doelgroep een zeer bruikbaar en relatief goedkope toevoeging zijn op het revalidatieproces. De hersenen na een beroerte zijn echter niet zonder meer te vergelijken met gezonde hersenen. Sachdev et al. (2004) onderzochten de
1Voorbeeld van een ‘near’ effect op een ongetrainde schakeltaak.
2Voorbeeld van een ‘far’ effect op andere, ongetrainde taken van het executief functioneren en het
werkgeheugen.
5
verschillen in het cognitief functioneren tussen mensen die een CVA hebben meegemaakt en gezonde mensen. Een aantal cognitieve domeinen bleken goed te differentiëren tussen het gezonde en aangetaste brein. Dit waren met name de executieve functies (cognitieve flexibiliteit, werkgeheugen, inhibitie, abstract denken) en de informatieverwerkingssnelheid. In het algemeen wordt aangenomen dat er sprake is van een dynamisch herstelproces in de eerste drie maanden na het CVA (Deelman, Eling, de Haan & van Zomeren, 2004; Cramer, 2008). Er is echter weinig bekend over het verdere verloop van het spontane herstel na een CVA. In de literatuur bestaat geen consensus over tot welke periode na het CVA, deelnemers kunnen herstellen van de cognitieve problemen.
Er is weinig onderzoek gedaan naar het effect van online cognitieve trainingen bij CVA deelnemers. In een proefstudie bij 18 CVA deelnemers werd een positief effect gevonden van een werkgeheugentraining op het cognitief functioneren, ten opzichte van deelnemers die geen training volgden (Westerberg et al., 2007). De adaptieve werkgeheugentraining leidde tot een verbetering op ongetrainde werkgeheugentaken en de aandacht. Er werd echter geen effect gevonden op andere neuropsychologische taken gericht op het executief functioneren en het redeneren. In een onderzoek van Prokopenko et al. (2013) werd een positief effect gevonden van een neuropsychologische computer training in combinatie met reguliere revalidatie. Stablum, Umilta, Mazzoldi, Pastore en Magon (2007) vonden een positief effect van een executieve functie training gericht op het schakelen bij patiënten met traumatisch hersenletsel. Deelnemers in de schakelconditie lieten een verbetering zien op de schakeltaak en executieve functietaken. Dit effect werd eveneens geobserveerd na vier maanden. Er zijn dus aanwijzingen dat cognitieve trainingen gericht op de executieve functies na een CVA of traumatisch hersenletsel effectief kunnen zijn. De invloed van een laag aanvangsniveau is een andere reden waarom verwacht werd dat een cognitieve training bij CVA patiënten kan leiden tot een verbetering in de cognitieve functies. Uit een aantal onderzoeken kwam naar voren dat het aanvangsniveau van de deelnemer van invloed was op de uitkomst na een training. In een onderzoek van Peretz et al. (2011) bleek dat een adaptieve
online cognitieve training bij gezonde ouderen effectiever was dan het volgen van een niet-adaptieve training. Uit verdere analyses kwam echter ook naar voren dat deelnemers met een lage baseline score meer profiteerden van de cognitieve training dan deelnemers met een hoge baseline score. De onderzoekers schreven deze bevinding toe aan het plafondeffect, deelnemers met een laag niveau zouden relatief gezien meer ruimte hebben tot verbetering dan deelnemers die bij aanvang al (zeer) hoog scoorden. In een onderzoek van Johannson en Tornmalm (2012) werd dit effect ook gevonden bij mensen met niet-aangeboren hersenletsel. Deelnemers met een laag niveau bij de start van de training profiteerden het meest van een werkgeheugentraining. Deze resultaten kunnen er op wijzen dat juist CVA patiënten profijt zullen hebben van een cognitieve training. Deze populatie functioneert immers op een lager niveau door de cognitieve stoornissen. Dit zou tevens kunnen betekenen dat ook binnen de CVA populatie, deelnemers met de laagste scores meer profiteren van een training dan deelnemers met hoge scores bij aanvang van de training.
Het trainen van de cognitieve flexibiliteit werd door twee meta-analyse onderzoeken benoemd als een essentieel punt voor het succes van een cognitieve training (Buitenweg, Murre & Ridderinkhof, 2012; Lustig et al., 2009). Het schakelen tussen verschillende taken doet een beroep op de cognitieve controle en flexibiliteit door gebruik te maken van het werkgeheugen, het inhiberen van irrelevante stimuli en het afwisselen van de aandacht. De aanname is dat een hoge mate van schakelen zal leiden tot een algemene staat van alertheid (Buitenweg et al., 2012). De vaardigheid om te kunnen schakelen van één taak naar een andere taak, wordt gezien als een primair kenmerk van de executieve controle en flexibiliteit (Lustig et al., 2009). Het vermogen om te schakelen tussen activiteiten en handelingen is tevens een belangrijke vaardigheid die nodig is in het dagelijks leven. Dit staat aan de basis van adaptief gedrag (Pereg et al., 2013).
In het wetenschappelijk onderzoek wordt het task-switching paradigma gezien als de voornaamste manier om cognitieve flexibiliteit te testen (Schmitter-Edgecombe & Sanders, 2009). Het schakelen tussen twee taken leidt tot schakelkosten. Als een persoon twee reactietijdtaken maakt met een afwisseling tussen taak A en B, is de respons langzamer voor een item van taak A als
deze voorafgegaan is door een item van taak B, in plaats van een item van dezelfde taak A. De schakelkosten worden over het algemeen berekend in reactietijd. De gemiddelde reactietijd op de correcte niet-schakel trials wordt afgetrokken van de gemiddelde reactietijd op de correcte schakel
trials. Deze score mist echter essentiële informatie omdat het aantal fouten in de schakel trials niet
wordt meegenomen (Hughes, Linck, Bowles, Koeth & Bunting, 2014). Het aantal fouten kan echter ook een maat zijn voor de schakelvaardigheid. Volgens Monsell (2003) is het aantal fouten vaak hoger na het schakelen van taak. In het huidige onderzoek werd daarom gebruik gemaakt van een compositiescore om de schakelkosten in de reactietijd met het aantal fouten te combineren.
Een andere maat voor het executief functioneren en de cognitieve flexibiliteit is de Trail Making Test (TMT). Uit het onderzoek van Kortte, Horner en Windham (2002) bleek dat de D-KEFS TMT met name sensitief is voor problemen in de cognitieve flexibiliteit en de verdeelde aandacht. Deze test is een van de meest gebruikte testen in neuropsychologisch onderzoek en bruikbaar in klinische groepen (Lezak, 1995; Mitrushina, Boone, & D'Elia, 1999; Salthouse & Fristoe, 1995; Spreen & Strauss, 1998; aangehaald in Salthouse et al., 2000). In enkele onderzoeken werd gebruik gemaakt van een schakeltaak gebaseerd op het task-switching pardigma om de TMT te valideren (Arbuthnott & Frank, 2000; Sanchez-Cubillo et al., 2009). Zowel de schakeltaak als de TMT worden dus vaak gebruikt om de cognitieve flexibiliteit te meten.
Naast het toepassen van cognitieve flexibiliteit werd innovatie benoemd als een andere mogelijke succesfactor voor een training. Door het toevoegen van nieuwe stimuli wordt het neurale systeem geprikkeld, waardoor leren kan worden gefaciliteerd (Buitenweg et al., 2012). Door vrijlating van dopamine wordt het leren en het geheugen gestimuleerd zodat lange termijn consolidatie kan plaatsvinden in de hippocampus (Duzel, Bunzeck, Guitart-Masip & Duzel, 2010). Adaptiviteit is een concept dat verbonden is met innovatie in cognitieve trainingen. Door een training aan te passen aan het niveau van de deelnemer, wordt tevens innovatie gemanipuleerd door het aanbieden van nieuwe stimuli. De moeilijkheidsgraad is adaptief waardoor deelnemers continue worden uitgedaagd. Dit laatste zou ook een positief effect hebben op de motivatie (Buitenweg et al., 2012).
In dit onderzoek werd onderzocht of een adaptieve online cognitieve flexibiliteittraining bij CVA deelnemers leidde tot een verbetering in de cognitieve flexibiliteit, in vergelijking met een actieve controle training. Het onderzoek betrof een langdurige training van 12 weken. De adaptieve training richtte zich op het schakelen tussen taken in verschillende domeinen om de cognitieve flexibiliteit te trainen. Deelnemers in de cognitieve flexibiliteittraining speelden spellen gericht op de aandacht, het (werk)geheugen en het logisch redeneren. Tijdens een training werd frequent geschakeld tussen de spellen. De actieve controle conditie ontving daarentegen een training met spellen voor de aandacht en het visueel puzzelen, zonder frequent te schakelen. Verwacht werd dat alleen de deelnemers in de cognitieve flexibiliteit conditie vooruitgang lieten zien op de maten van cognitieve flexibiliteit, in tegenstelling tot deelnemers in de actieve controle conditie. Als maat voor cognitieve flexibiliteit werd gekozen voor de schakeltaak, de categorie fluency schakeltaak en de Delis-Kaplan Executive Function System Trail Making Test (D–KEFS TMT). Verwacht werd dat de taken eenzelfde latente variabele meten, namelijk cognitieve flexibiliteit. Daarom werd in dit onderzoek gekeken naar de samenhang tussen de gekozen meetinstrumenten om te kunnen bepalen of er sprake is van één onderliggende latente variabele. In dit onderzoek werd exploratief gekeken naar het effect van het aanvangsniveau op de trainingsuitkomst.
M
ETHODE DeelnemersDeelnemers aan dit onderzoek waren onderdeel van het TrainingsProject Amsterdamse Senioren en
Stroke (TAPASS). Dit project bestond uit twee parallelle onderzoeken: een steekproef met gezonde
senioren en een steekproef met CVA deelnemers. In het huidige onderzoek werden alleen de CVA deelnemers meegenomen (N=44; 29 mannen, 15 vrouwen). Het TAPASS project werkte samen met verschillende revalidatie-instellingen om patiënten te werven voor het onderzoek. De studie werd tevens gepromoot via patiëntenverenigingen en wetenschappelijke tijdschriften. De belangrijkste inclusiecriteria waren dat de deelnemers tussen de 30 en 80 jaar waren en in de afgelopen vijf jaar
een CVA hadden doorgemaakt. Daarnaast kon het CVA zowel een hersenbloeding als een herseninfarct zijn. Het was een vereiste dat deelnemers revalidatie hadden ontvangen na het CVA, maar zij moesten nog steeds cognitieve stoornissen ervaren om te kunnen deelnemen aan het onderzoek. De cognitieve stoornissen waren bevestigd middels een neuropsychologisch onderzoek of een beoordeling door een deskundige. Andere inclusiecriteria waren toegang tot een computer met internetconnectie en beheersing van de basiscomputervaardigheden (in staat zijn om e-mails te versturen en een link te volgen). De exclusiecriteria waren de aanwezigheid van een neurodegeneratief ziektebeeld, epilepsie, psychiatrische aandoeningen, middelenmisbruik, verstandelijke beperking of computerangst. Verder mocht er geen sprake zijn van ernstige mate van kleurenblindheid, afasie, neglect, gehoor- of visusproblemen. Het medisch dossier werd opgevraagd om te bepalen of er werd voldaan aan de inclusiecriteria of exclusiecriteria. De gegevens van de deelnemers werden geanonimiseerd behandeld. Deelnemers konden zich te allen tijde terug trekken van deelname aan de studie. De studie was goedgekeurd door de medisch ethische toetsingscommissie van het VU medisch centrum.
Voorafgaand aan de studie werd de benodigde steekproef berekend met behulp van het programma G*Power 3.0.10 (Faul, Erdfelder, Buchner & Lang, 2009). De f2 effect grootte werd gesteld op 0.15 (een medium effect), α= 0.05 en de power (1-β) werd op 0.8 ingesteld. Voor het berekenen van (verschillen in) de cognitieve flexibiliteit tussen twee groepen op twee metingen met drie afhankelijke variabelen waren minstens 54 proefpersonen nodig.
Procedure
Deelnemers konden zich inschrijven op de website van het TAPASS onderzoek, waarna ze werden gebeld om een korte cognitieve screening te doorlopen. Dit betrof de Telephone Interview Cognitive
Status (TICS; Kempen, Meier, Bouwens, van Deursen & Verhey, 2007). Bij een TICS score lager dan 27
punten werden deelnemers uitgesloten van deelname. Na inclusie werden de deelnemers gerandomiseerd en toegevoegd aan de groep die ofwel de cognitieve flexibiliteittraining ofwel de
actieve controle training kreeg. Voor aanvang van het onderzoek werd een toestemmingsverklaring getekend.
Alvorens het starten van de training thuis werden de deelnemers getest op de Universiteit van Amsterdam. Tijdens deze onderzoeksdag werden neuropsychologische taken en gestandaardiseerde computertaken afgenomen. Na afloop van 12 weken thuis trainen, kwamen de deelnemers terug naar de Universiteit van Amsterdam voor een nameting. Het onderzoek betrof een dubbelblind, gerandomiseerd onderzoek. De beoordelaar van de D-KEFS TMT en de categorie fluency schakeltaak was niet op de hoogte van de conditie. De schakeltaak werd afgenomen op de computer zonder tussenkomst van een beoordelaar. De omstandigheden tijdens de voor- en nameting werden gelijk gehouden qua locatie, tijdstip en procedure. De D-KEFS TMT werd op beide meetmomenten door dezelfde persoon afgenomen. Op de voormeting werd tevens geoefend met de online training en het inloggen. Deelnemers ontvingen een uitgebreid instructieboek met uitleg over de spellen en het opstarten van de training . Elke deelnemer kreeg een student toegewezen die hen begeleidde tijdens de training. Zij konden de begeleider via e-mail of telefoon benaderen voor vragen en problemen. Deelnemers werden wekelijks gebeld voor een evaluatie over de training. Door intensieve begeleiding werd getracht de motivatie van deelnemers hoog te houden en problemen met de training zoveel mogelijk te vermijden, zodat het uitvalspercentage laag bleef.
Materialen
Cognitieve flexibiliteittraining en actieve controle training. De online trainingsomgeving Braingymmer was ontworpen met een hoge gebruiksvriendelijkheid en een aantrekkelijk en
interactief design. Er werd positieve feedback gegeven over de prestatie op de spellen en deelnemers konden hun vooruitgang zien in een overzicht. De online training had een duur van 12 weken. De deelnemers trainden vijf dagen per week, 30 minuten per dag. Dit resulteerde in 30 uur training en was gelijk in beide condities. De cognitieve flexibiliteittraining bestond uit een totaal van
negen spellen. Deze spellen waren gericht op de executieve functies: het (werk)geheugen, het logisch redeneren en de aandacht. Zie Bijlage A voor een uitleg van de spellen.
Om een hoge mate van cognitieve flexibiliteit en schakelen te manipuleren, speelden deelnemers in de cognitieve flexibiliteittraining tien spellen tijdens een training van 30 minuten. Elk spel werd gedurende drie minuten gespeeld, waarna het volgende spel direct werd gestart. Spellen gericht op hetzelfde cognitieve domein volgden elkaar niet direct op. Door van cognitief domein te veranderen, schakelde de deelnemer tussen verschillende cognitieve functies wat de cognitieve flexibiliteit ten goede zou komen. In de cognitieve flexibiliteittraining schakelden deelnemers negen keer per training. Elk spel kon worden gespeeld in 20 levels, oplopend in moeilijkheidsgraad. Per spel konden deelnemers een, twee of drie sterren behalen. De positieve feedback na elk spel werd ondersteund door het aantal sterren dat zij hadden behaald. De cognitieve flexibiliteittraining was adaptief, bij het behalen van één ster werd de deelnemer geadviseerd om door te trainen op hetzelfde level, bij het behalen van twee of meer sterren konden deelnemers door naar het volgende level.
De training van de actieve controle conditie voltrok zich in dezelfde interactieve trainingsomgeving van Braingymmer. Deelnemers kregen eveneens positieve feedback over hun prestaties. De actieve controle training was echter niet adaptief en er werden andere spellen aangeboden. De vier spellen in de actieve controle training bestonden uit visuele puzzels en aandachtstaken (zie Bijlage B voor een uitleg van de spellen). De actieve controle training bestond uit drie spellen per training, waarbij elk spel tien minuten werd gespeeld op een vast level. Deelnemers in de actieve controle conditie schakelden dus minder frequent dan deelnemers in de cognitieve flexibiliteittraining. Gedurende de training volgden deelnemers een vast levelschema dat tot level negen reikte. Elke week trainden zij één level hoger, in de laatste zes weken van de training was dit elke twee weken.
Schakeltaak. De schakeltaak in deze studie was een aangepaste versie van de schakeltaak
ontworpen door Rogers en Monsell (1995). Deze taak was gebaseerd op het task-switching paradigma en beoogde de vaardigheid te meten om de aandacht te kunnen schakelen tussen twee
taken. In deze computertaak zagen deelnemers een vierkant met vier vakken. In elk vak verscheen, met de klok mee, een cijfer-letter combinatie. Bij de cijfertaak kregen deelnemers de opdracht om te beoordelen of het cijfer lager of hoger was dan vijf. In de lettertaak werd beoordeeld of de letter een kleine letter of een hoofdletter was. De enkelvoudige opdrachten werden eerst apart geoefend, vervolgens werden beide opdrachten gecombineerd in de schakeltaak. Afhankelijk van de plek waar de cijfer-letter combinatie verscheen, moesten deelnemers op het cijfer óf op de letter reageren. De schakeltaak had een verticale en een horizontale versie, de toewijzing werd gerandomiseerd. In één ronde van vier stimuli waren er twee niet-schakel trials. Dit hield in dat een cijfertaak direct na een andere cijfertaak volgde, zodat niet geschakeld hoefde te worden van opdracht. Dit gold ook voor de lettertaak. Tijdens een ronde van vier stimuli moest echter op twee momenten geschakeld worden van de ene opdracht naar de andere opdracht. Dit werd een schakel trial genoemd. Zie Figuur 1 voor een overzicht van de schakeltaak.
Figuur 1: De schakeltaak van Monsell (2003) met een overzicht van de verticale en horizontale versie, de schakel trials (switch) en geen schakel trials (geen switch).
De totale taak bestond uit 12 blokken en de afname duurde 40 minuten. De taak werd geoefend met twee oefenblokken van 48 stimuli. De echte taak bestond uit vier blokken van 48 stimuli. De deelnemers werden geïnstrueerd om zo snel mogelijk te reageren en om zo min mogelijk fouten te maken. Zij kregen de instructie om ongeveer negen van de tien responsen correct te hebben. Tijdens de taak verscheen het woord ‘fout’ indien zij een onjuiste respons hadden gegeven. Na elk blok kregen de deelnemers feedback over de gemiddelde reactietijd en het aantal fouten. Op basis van deze informatie werd aan hen gevraagd om sneller te reageren, minder fouten te maken of zo door te gaan. De volgende letter-cijfer combinatie verscheen zodra de deelnemer een respons had gegeven of als de deelnemer na 5000 milliseconden niet had gereageerd.
Berekening schakelkosten. De theorie achter de schakeltaak is dat het schakelen van de cijfertaak
naar de lettertaak schakelkosten met zich meebrengt, omdat de deelnemer moet schakelen van opdracht. Deze schakelkosten kunnen op meerdere manieren worden berekend. De meest gebruikte manier is de schakelkosten berekenen in reactietijd. De gemiddelde reactietijd op de correcte niet-schakel trials werd afgetrokken van de gemiddelde reactietijd op de correcte niet-schakel trials. Hoe hoger de schakelkosten (in seconden), hoe slechter de prestatie. De deelnemer had immers meer tijd nodig om te schakelen tussen de beide opdrachten. In deze studie werd naast de reactietijd ook gekeken naar het aantal fouten tijdens het schakelen. Het geven van de verkeerde respons op een schakeltaak, zegt immers ook iets over het niveau van schakelen. De schakelkosten in het aantal fouten werd berekend door het gemiddeld aantal fouten op de niet-schakel trials af te trekken van het gemiddeld aantal fouten op de schakel trials. Op basis van de schakelkosten in reactietijd en het aantal fouten, werd een compositiescore opgesteld om het niveau van schakelen te bepalen (zie de data-analyse sectie). Ondanks het veelvuldig gebruik van de schakeltaak, is deze nog niet genormeerd en de betrouwbaarheid is niet bekend.
D-KEFS TMT. De D–KEFS TMT is een neuropsychologische test die wordt gebruikt om het executief
functioneren te onderzoeken. Kortte et al. (2002) stelden dat het afwisselen van cijfers en letters indicatief is voor het executief functioneren. Problemen in de uitvoering duiden op een zwakke
executieve controle, een verminderde vaardigheid om flexibel te schakelen en een verminderde visuo-motorische snelheid. De D-KEFS TMT bestond uit vijf onderdelen waarvan drie onderdelen werden gebruikt om het niveau van cognitieve flexibiliteit te bepalen. Bij de cijferopdracht stonden zowel cijfers (1-16) als letters (A-P) op een vel. Aan de deelnemer werd gevraagd zo vlug mogelijk alleen de cijfers in oplopende volgorde met elkaar te verbinden. Bij de letteropdracht moesten alleen de letters zo vlug mogelijk in alfabetische volgorde met elkaar worden verbonden. In het afwisselonderdeel kregen deelnemers de opdracht om het cijfer- en letterspoor afwisselend (op volgorde) met elkaar te verbinden (1-A-2-B enz.). De score van de cognitieve flexibiliteit werd berekend aan de hand van de tijd in seconden bij het afwisselen tussen letters en cijfers, gecorrigeerd voor de gemiddelde tijd op de enkelvoudige cijfer- en letter taak. Er werd gecorrigeerd voor leeftijd en opleidingsniveau op basis van de normscores. De normen waren gebaseerd op 1500 Amerikaanse kinderen en volwassenen met een leeftijd tussen de 8 en 89 jaar (Delis, Kaplan & Kramer, 2007). Deze score werd omgezet in een geschaalde score met een bereik van één tot 19, waarbij één de laagste score was en 19 het hoogst haalbare (M= 10). De interne-consistentie liep uiteen van gemiddeld tot hoog voor de verschillende leeftijdsgroepen. De betrouwbaarheid van de totale score is goed (Delis et al., 2007).
Categorie fluency schakeltaak. De categorie fluency taak is een taak voor de woordvlotheid. De
opdracht is om binnen een tijdslimiet zoveel mogelijk woorden op te noemen die binnen een bepaalde categorie vallen. Dit vereist het opzetten van een effectieve strategie om woorden in de juiste categorie te noemen en daarnaast moeten onjuiste responsen worden onderdrukt. Men moet zich houden aan de spelregels en controleren of de responsen in de juiste categorie vallen. Fluency taken worden daarom in de neuropsychologie, naast het meten van woordvlotheid, ook gezien als een taak voor het executief functioneren (Schmand, Groenink & Dunning, 2008). In deze studie werd aan de deelnemer gevraagd om in één minuut zoveel mogelijk woorden te noemen in de categorie jongens of meisjesnamen. Vervolgens werd voor een andere categorie supermarktartikelen of plaatsnamen, gevraagd hetzelfde te doen. Deze subtesten zijn gebaseerd op het onderdeel
Woordopnoemen van de Groninger Intelligentie Test (GIT; Luteijn & Barelds, 2004). De Commissie Testaangelegenheden Nederland (COTAN) heeft de GIT-2 beoordeeld. Voor Woordopnoemen categorie I is de test-hertest betrouwbaarheid r=.82, Woordopnoemen II heeft een test-hertest betrouwbaarheid van r=.96.
De categorie fluency schakeltaak is een nieuw ontworpen taak en niet eerder op deze manier in onderzoek afgenomen. Na het noemen van woorden in de twee categorieën, werd aan deelnemers gevraagd om in één minuut om en om woorden van deze categorieën af te wisselen. Er moest dus worden geschakeld tussen de twee categorieën. De schakelkosten werden berekend op basis van het gemiddelde van de twee categorieën min het totaal aantal woorden genoemd in de schakeltaak. Hoe hoger de score, hoe groter het verschil tussen het noemen van één categorie en het schakelen tussen beide categorieën. De deelnemer had dan meer moeite met het (verbaal) schakelen en de prestatie is slechter.
Statistische analyses
Voor de data-analyse werd gebruik gemaakt van de Statistical Package for Social Science (SPSS 22.0). Voor alle analyses werd het significantieniveau vastgesteld op p<0.05. De demografische verschillen tussen de condities wat betreft leeftijd, sekse en opleidingsniveau werden getest middels onafhankelijke t-testen een chi-kwadraat test. De Shapiro-Wilk test voor normaliteit werd uitgevoerd om te bepalen of de data normaal verdeeld waren en of er gebruik gemaakt moest worden van parametrische of non-parametrische testen. De assumptie van homogeniteit van variantie werd getest met de Levene’s test. Outliers werden onderzocht door in SPSS een boxplot te maken. In het geval van outliers werden z-scores berekend. Als vuistregel werd gehanteerd dat data als een outlier werden gezien als de z-waarde kleiner was dan -3.29 of groter was dan 3.29 (Field, 2009).
Zoals eerder vermeld werd een compositie score opgesteld voor de schakelkosten in reactietijd en het aantal fouten. De scores van beide variabelen op de voormeting werden getransformeerd tot
scores. De schakelkosten op de voormeting werden berekend als het gemiddelde van beide z-scores. Op de nameting werden de scores van beide variabelen ook getransformeerd tot z-z-scores. Voor deze berekening werden het gemiddelde en de standaarddeviatie van de voormeting gebruikt. De samenhang tussen beide maten werd berekend middels Pearson’s correlatie coëfficiënt. Als de data niet voldeden aan de assumpties van een parametrische test, werd gekozen voor de correlatie coëfficiënt van Spearman. Indien de correlatie gemiddeld tot hoog positief was, werd de compositie score berekend. Als er geen sprake was van samenhang tussen de variabelen, werden beide maten apart meegenomen in de analyses.
Hypothesetoetsing
1. Verwacht werd dat deelnemers in de cognitieve flexibiliteittraining meer verbeterden op de cognitieve flexibiliteit in vergelijking met deelnemers in de actieve controle conditie.
2. Verwacht werd dat deelnemers in de actieve controle training geen verbetering lieten zien op de cognitieve flexibiliteit.
3. Verwacht werd dat de gekozen maten voor de cognitieve flexibiliteit hoog met elkaar samenhingen.
4. Verwacht werd dat het niveau van cognitieve flexibiliteit bij aanvang, van invloed was op de uitkomst van de training. Deelnemers met een laag niveau bij aanvang van de training zullen meer verbeteren dan deelnemers met een hoog niveau.
Een repeated measures MANOVA werd gebruikt om de eerste en tweede hypothese te onderzoeken. Als within-subject factor werd de tijd (voor- en nameting) meegenomen. De
between-subject factor was de conditie (cognitieve flexibiliteit- en controle training). Als afhankelijke
variabelen werden de drie maten voor cognitieve flexibiliteit meegenomen. Indien een interactie effect werd gevonden tussen de onafhankelijke variabelen en de afhankelijke variabelen, werden de interacties geanalyseerd middels een one-way ANOVA. Om een indicatie te krijgen van de grootte van het trainingseffect, werd gekeken naar de partial eta squared. Voor de repeated measures MANOVA gold de assumptie van multivariate normaliteit, maar deze assumptie kon niet worden getest in SPSS. Daarom werd voor elke afhankelijke variabele gekeken of aan de assumptie van (univariate) normaliteit was voldaan middels de Shapiro-Wilk test. Voor het testen van de assumptie
van homogeniteit van covariance matrices werd de Box’s test gebruikt. Het berekenen van een correlatie coëfficiënt werd uitgevoerd om de samenhang te bepalen tussen de gekozen maten van cognitieve flexibiliteit. Bij het voldoen aan de assumpties werd Pearson’s correlatie coëfficiënt gebruikt. Bij schending van de assumpties werd gekeken naar Spearman’s correlatie coëfficiënt. Voor de laatste hypothese werd exploratief gekeken of er een mogelijke invloed was van het aanvangsniveau op de scores van de afhankelijke variabelen over tijd. Deze hypothese zou in eerste instantie worden onderzocht middels een multiple regressie analyse. De verschilscores tussen de voor- en nameting op de D-KEFS TMT, de categorie fluency schakeltaak en de schakeltaak werden berekend zodat een positieve score een vooruitgang zou indiceren. Deze verschilscores werden omgezet tot z-scores zodat een totaalscore kon worden berekend die gold als de gemiddelde verschilscore op de cognitieve flexibiliteit. De assumptie van lineariteit bleek echter geschonden voor deze score. Daarom werd middels een correlatie coëfficiënt onderzocht of er een samenhang bestond tussen de verschilscores en de voormetingen van de D-KEFS TMT, de categorie fluency schakeltaak en de schakeltaak.
R
ESULTATEN Deelnemers en standaardisatieIn totaal zijn 44 deelnemers meegenomen in de analyses. Bij één deelnemer werd de D-KEFS TMT afgebroken omdat de tijdslimiet van 240 seconden was gepasseerd. De ontbrekende scores zijn vervangen door de laagste score behaald in de gehele steekproef op respectievelijk de voor- en nameting. Het afbreken van de taak representeert immers een zeer zwakke prestatie op de taak. Bij één deelnemer in de controle conditie ontbraken de data van de schakeltaak op de voormeting. Bij de hypothese toetsing over de voor-en nameting zijn 22 deelnemers meegenomen in de controle conditie en 21 deelnemers in de experimentele conditie. Wat betreft de demografische kenmerken leeftijd en geslacht, waren geen significante verschillen gevonden tussen beide condities (zie Tabel 1). Er was ook geen significant verschil tussen de condities in het gemiddeld aantal dagen na het CVA. Middels de Fisher Exact Test werd gekeken naar de verschillen in opleiding tussen de condities.
Dit verschil bleek significant (p=.042). In de cognitieve flexibiliteit conditie waren meer deelnemers met een havo, vwo of hbo opleiding (N=16), dan in de controle conditie (N=9). Zie de discussie-sectie voor een bespreking van het verschil. Met een onafhankelijke t-test werd getest of beide condities bij aanvang van de training van elkaar verschilden wat betreft de scores op de maten van cognitieve flexibiliteit. Dit bleek niet het geval.
Compositiescore schakelkosten
Op basis van de schakelkosten in reactietijden en het aantal fouten werd een compositiescore opgesteld voor de voormeting en nameting. Er werden geen assumpties geschonden. Er bleek een gemiddelde positieve correlatie te zijn tussen de schakelkosten in reactietijd en het aantal fouten op de voormeting. De correlatie was echter niet significant (r= .27, p=.08). Op basis van de z-scores werd de compositiescore berekend. Deze score werd meegenomen in verdere analyses.
Tabel 1
Verdeling van het Aantal Mannen en Vrouwen per Conditie en in Totaal, en Gemiddelden (M) en Standaardafwijkingen (SD) van Leeftijd (in Jaren), Hoogst Genoten Opleiding, Aantal Dagen Sinds het CVA en in Totaal
Conditie
Cognitieve flexibiliteit
conditie
M (SD)
Controle conditie
M (SD)
Totaal
M (SD)
Mannen
Vrouwen
Totaal
12 9 21 17 6 23 29 15 44Leeftijd (Jaren)
Aantal Dagen
Sinds CVA
Opleiding
Lbo
Mavo/mbo
Havo/vwo/hbo
Universiteit
60,33 (8,49)1027.3(583.9)
1
4
16
0
60,22 (7,97)842.4(403.6)
2
8
9
4
60,27 (8,13)922.5(489.5)
3
12
25
4
Noot.De hoogst genoten opleiding is gecodeerd volgens het systeem van Verhage.
Effectiviteit van de cognitieve flexibiliteittraining
In dit onderzoek was de hoofdvraag of deelnemers die een online cognitieve flexibiliteittraining volgden, meer vooruitgang lieten zien op de gekozen maten van cognitieve flexibiliteit dan deelnemers die een actieve controle training volgden. De cognitieve flexibiliteit werd gemeten met de schakeltaak, de D-KEFS TMT en de categorie fluency schakeltaak. De assumptie van normaliteit werd geschonden voor de data van de D-KEFS TMT in de controle conditie op de voormeting. Omdat de assumptie enkel op één meetmoment en voor één conditie werd geschonden en er sprake moet zijn van redelijke normaliteit, werd besloten de voorgenomen analyses aan te houden. F-tests zijn tevens redelijk robuust voor afwijkingen in de normaliteit. De overige assumpties waren niet geschonden. De gemiddelden en standaarddeviaties voor de D-KEFS TMT, schakeltaak en de categorie fluency schakeltaak voorafgaand en na afloop van de training, zijn weergegeven in Tabel 2. Tabel 2
Gemiddelden (M) en Standaardafwijkingen (SD) van de Scores op de D-KEFS TMT, Schakeltaak en de Categorie Fluency Schakeltaak op de Voormeting (T0) en de Nameting (T2) voor de Cognitieve Flexibiliteit Conditie en de Controle Conditie
Conditie
Cognitieve flexibiliteit
conditie
(N= 22)
Controle conditie
(N=21)
Totaal
(N=44)
T0
T2
T0
T2
T0
T2
D-KEFS TMT
(geschaalde
score)
8.95 (2.27) 8.95 (1.86) 7,59 (3.27) 8.77 (2.89) 8.26 (2.87) 8.86 (2.47)
Schakeltaak
(z-score)
0.08(0.46) 0.00 (0.41) -0.07
(1.03)
0.02 (0.73) 0.00 (0.80) 0.01 (0.59)
Fluency
schakeltaak
(aantal woorden)
2.21 (4.06) 2.80 (3.63) 4.57 (4.18) 4.39 (3.79) 3.42 (4.24)
3.61 (3.74)
Noot. Voor de Delis-Kaplan Executive Function System Trail Making Test (D–KEFS TMT) geeft een hogere
geschaalde score op T2, ten opzichte van T0, een verbeterde prestatie weer. Voor de schakeltaak geeft een lagere score op T2, ten opzichte van T0, een verbeterde prestatie weer. Voor de categorie fluency schakeltaak geeft een lagere score op T2, ten opzichte van T0, een verbeterde prestatie weer.
Uit de variantie-analyse bleek geen multivariaat effect van de conditie op de gecombineerde afhankelijke variabelen, F(3,39)=2.294, P=.093. Er werd dus geen verschil gevonden tussen de cognitieve flexibiliteittraining en de actieve controle training na afloop van de training op de D-KEFS TMT, de schakeltaak en de categorie fluency schakeltaak. Dit was niet conform de verwachting dat deelnemers in de cognitieve flexibiliteit conditie significant beter zouden presteren op de nameting dan deelnemers in de controle conditie. Er was tevens geen significant hoofdeffect van tijd op de gecombineerde afhankelijke variabelen, F(3,39)=.610, P=.612. Dit betekende dat ook binnen elke training geen verbetering werd gevonden op de nameting in vergelijking met de voormeting, op de gecombineerde scores van de D-KEFS TMT, de categorie fluency schakeltaak en de schakeltaak. Dit kwam niet overeen met de verwachting dat deelnemers, na voltooiing van de online cognitieve flexibiliteitstraining, significant beter zouden scoren op de nameting ten opzichte van de voormeting. De hypothese dat het volgen van een actieve controle training geen effect had op de cognitieve flexibiliteit werd wel bevestigd. Omdat de mogelijkheid bestond dat het opstellen van de compositiescore voor de schakeltaak leidde tot een verlies van informatie van de data, werd een aanvullende repeated measures MANOVA uitgevoerd. De D-KEFS TMT, de categorie fluency schakeltaak en de schakelkosten in reactietijd en het aantal fout op de voor- en nameting, waren de afhankelijke variabelen. Uit de variantie-analyse bleek geen multivariaat effect van de conditie op de gecombineerde afhankelijke variabelen, F(4,38)=1.852, P=.139. Tevens bleek geen hoofdeffect van tijd op de gecombineerde afhankelijke variabelen, F(4,38)=1.468, P=.231. Uit de univariate analyses kwamen geen significante resultaten naar voren.
Samenhang cognitieve flexibiliteit
De derde hypothese betrof de verwachting dat de maten van cognitieve flexibiliteit hoog met elkaar samen zouden hangen. Eerder bleek dat de assumptie voor normaliteit was geschonden voor de D-KEFS TMT op de voormeting, daarom werd Spearman’s correlatie coëfficiënt gebruikt. Uit de analyses bleek geen significante correlaties tussen de D-KEFS TMT, de schakeltaak en de categorie
fluency schakeltaak. De geobserveerde correlaties tussen de D-KEFS TMT en schakeltaak waren zwak
(rs=.073, p=.640). Tussen de D-KEFS TMT en de categorie fluency schakeltaak werd een gemiddeld
positieve correlatie gevonden (rs=.254, p=.096). Tussen de schakeltaak en de categorie fluency
schakeltaak werd een zwakke, negatieve correlatie gevonden (rs=-.106, p =.500). De gevonden
correlaties zijn niet in overeenstemming met de hypothese.
Effect aanvangsniveau
Voor de exploratieve analyses werd gebruik gemaakt van Spearman’s correlatie coëfficiënt. Er werd exploratief gekeken of het aanvangsniveau van invloed was op de verschilscore van de afhankelijke variabelen. Er was geen significante correlatie tussen de verschilscore en het aanvangsniveau op de D-KEFS TMT (rs=-.297, p=.053). De tendens naar een significante waarde geeft mogelijk een
aanwijzing dat deelnemers met een lage score op de voormeting meer verbetering lieten zien. Het aanvangsniveau op de schakeltaak hing niet significant samen met de verschilscore (rs=.144, p=.357).
Dit gold ook voor het aanvangsniveau op de categorie fluency schakeltaak en de verschilscore (rs=.231, p=.136).
D
ISCUSSIEIn deze studie werd de effectiviteit van een adaptieve online cognitieve flexibiliteittraining op de cognitieve flexibiliteit na een CVA onderzocht. Uit de resultaten bleek dat het volgen van een cognitieve flexibiliteittraining niet leidde tot een verbetering in de cognitieve flexibiliteit ten opzichte van het volgen van een actieve controle training. Dit was niet conform de verwachtingen. Tevens bleek dat geen van de trainingen een effect hadden op de drie maten van cognitieve flexibiliteit. Dit was tegen de verwachting in dat het volgen van de cognitieve flexibiliteittraining een positief effect had op de cognitieve flexibiliteit. Dit was wel conform de verwachting dat de actieve controle conditie geen effect had op de cognitieve flexibiliteit. De verwachting dat de gekozen maten van
cognitieve flexibiliteit hoog met elkaar samenhingen bij aanvang van de training, kon ook niet worden bevestigd. De verwachting dat deelnemers met een laag aanvangsniveau meer profiteerden van de cognitieve training dan deelnemers met een hoog aanvangsniveau, kon ook niet worden bevestigd.
Er was een verschil tussen beide groepen wat betreft opleiding, in de cognitieve flexibiliteit conditie bevonden zich meer deelnemers met een havo, vwo of hbo opleiding dan in de controle conditie. Daar staat tegenover dat in de controle conditie meer deelnemers waren met een universitaire opleiding, in tegenstelling tot de cognitieve flexibiliteittraining zonder universitair geschoolde deelnemers. Het lijkt echter minder waarschijnlijk dat deze bevinding van invloed is geweest op de resultaten omdat beide groepen niet verschilden wat betreft het niveau op de cognitieve flexibiliteit voorafgaand aan de studie.
Een mogelijke verklaring voor het uitblijven van een effect is dat de gekozen maten van cognitieve flexibiliteit niet de juiste meetinstrumenten waren om de manipulatie van cognitieve flexibiliteit in de training te meten. Dit gold met name voor de nieuw geïmplementeerde categorie
fluency schakeltaak, waarvan de meetpretentie niet eerder was onderzocht. Het onverwachte
resultaat dat geen van de taken hoog samenhingen met elkaar, kan betekenen dat de taken niet alleen een maat zijn voor de cognitieve flexibiliteit. Dit strookt echter niet met eerder onderzoek. De Trail Making Test (TMT) werd in veel onderzoeken gebruikt als maat voor de cognitieve flexibiliteit (Sanchez-Cubillo et al., 2009; Kortte et al., 2002; Arbuthnott & Frank, 2000; Salthouse et al., 2000; Crowe, 1998). In enkele onderzoeken werd tevens gebruik gemaakt van een schakeltaak gebaseerd op het task-switching pardigma, om de TMT te valideren (Arbuthnott & Frank, 2000; Sanchez-Cubillo et al., 2009). In de literatuur worden de TMT en de schakeltaak dus vaak gebruikt om de cognitieve flexibiliteit te meten. Dat deze taken niet hoog samenhangen in het huidige onderzoek lijkt dus meer een uitzondering op de regel. Er werd wel een gemiddeld positieve samenhang gevonden tussen de categorie fluency schakeltaak en de D-KEFS TMT. Dit kan wijzen op overlappende meetpretenties van de categorie fluency schakeltaak met de D-KEFS TMT. Om meer generaliseerbare uitspraken te
kunnen doen over de meetpretentie van de categorie fluency schakeltaak, werd aangeraden om het onderzoek te herhalen in een gezonde steekproef van groter formaat.
In deze studie werd geen effect gevonden van een laag aanvangsniveau op de prestatie na de training. Dit lag niet in lijn met bevindingen van eerder onderzoek waar deelnemers met een laag aanvangsniveau meer vooruit gingen na een cognitieve training, dan deelnemers met een hoog aanvangsniveau (Ball, Edwards & Ross, 2007; Peretz et al., 2011; Johansson & Tornmalm, 2012). Een mogelijke verklaring kan zijn dat er niet genoeg variatie was in de testscores om een effect van een laag aanvangsniveau op de uiteindelijke prestatie aan te kunnen tonen. Er werd immers geen effect van de cognitieve flexibiliteittraining gevonden ten opzichte van de actieve controle conditie en ook geen verbetering binnen de condities na afloop van de training. Het uitblijven van een trainingseffect beperkt de variatie van testscores. De onderzoeken die een effect rapporteerden van een laag aanvangsniveau op de uiteindelijke prestatie, vonden wel positieve effecten van een cognitieve training (Ball, Edwards & Ross, 2007; Peretz et al., 2011; Johansson & Tornmalm, 2012). Een andere mogelijke verklaring kan liggen in het feit dat bij aanvang van de training al (deels) gecontroleerd werd voor het cognitief niveau. Deelnemers met een te lage score op de cognitieve screening werden uitgesloten van deelname. Peretz et al. (2011) controleerden echter ook voor het cognitief functioneren bij aanvang van de training door deelnemers met een lage score op een cognitieve screening uit te sluiten.
Een andere mogelijke verklaring voor de onverwachte resultaten kan zijn dat de manipulatie van cognitieve flexibiliteit niet was geslaagd. Het manipuleren van flexibiliteit door elke drie minuten van spel te veranderen, sluit niet geheel aan op andere studies naar het effect van schakelen, mentale flexibiliteit en executieve functies. Karbach en Kray (2009) maakten gebruik van een schakeltraining gebaseerd op het task-switching paradigma. Deze training kwam overeen met de schakeltaak in dit onderzoek. Zij vonden een positief effect van de schakeltraining op een structureel vergelijkbare schakeltaak en op executieve functietaken. De manipulatie van schakelen betrof het continu schakelen in een tijdslimiet van enkele seconden. In de huidige studie werd elke drie minuten
geschakeld tussen executieve functietaken. De training met een complex videospel in het onderzoek van Basak et al. (2008) deed een continu beroep op de executieve functies, het werkgeheugen en het schakelen. De training betrof wederom continu schakelen, in plaats van de alternerende manier van schakelen in het huidige onderzoek. Volgens de definitie van Buitenweg et al. (2010) doet het schakelen tussen taken een beroep op de vaardigheid om te schakelen tussen verschillende aspecten van stimuli met een verandering in regels terwijl frequent een beroep wordt gedaan op het werkgeheugen. In de cognitieve flexibiliteittraining werden negen verschillende spellen na elkaar gespeeld, waarvan het merendeel niet werd herhaald tijdens een training. De regels van al afgemaakte spellen hoefden dus niet actief gehouden te worden in het werkgeheugen. Dit in tegenstelling tot de schakeltaak, waarbij continu twee opdrachten moesten worden vastgehouden in het werkgeheugen. De meeste onderzoeken die een positief effect lieten zien van een cognitieve training op de cognitieve flexibiliteit, maakten gebruik van de schakeltraining gebaseerd op het
task-switching paradigma (Karbach & Kray, 2009; Pereg et al., 2013; Minear et al., 2002; Kray &
Lindenberger, 2000). De effectiviteit van de schakeltraining werd echter vaak gemeten met een ongetrainde, maar bijna identieke schakeltaak. Zoals Pereg et al. (2013) zelf al stelden, is het mogelijk dat één functie werd getraind en gemeten en niet zozeer een executief controle proces. In sommige onderzoeken werden echter overdraagbare effecten gevonden van de trainingen op andere taken en cognitieve domeinen (Karbach & Kray, 2009; Basak et al., 2008; Strobach et al., 2012; Stablum et al., 2007). Toekomstige studies zouden nader moeten onderzoeken wat de beste methode is om cognitieve flexibiliteit te trainen.
Onderzoek in een CVA populatie is lastiger te controleren dan onderzoek in een gezonde populatie, omdat met meer variabelen rekening moet worden gehouden. De deelnemers in deze studie verschilden wat betreft de laesielocatie, de tijd verstreken sinds het CVA, de ernst van de cognitieve stoornissen en de hoeveelheid revalidatie ontvangen na het CVA. Controleren voor deze variabelen is lastig, omdat een steekproef tevens groot genoeg moet zijn om betekenisvolle conclusies te kunnen trekken. Sommige onderzoeken selecteren deelnemers op basis van de periode
na het CVA. De herstelperiode na het CVA wordt vaak opgedeeld in drie fasen: de acute fase (1 – 7 dagen), de subacute fase (1 maand – 6 maanden) en de chronische fase (> 6 maanden) (Rocco et al., 2007). Ondanks dat geen verschil werd gevonden tussen beide condities in de gemiddelde tijd verstreken sinds het CVA, was de variatie tussen de deelnemers groot. Dit zou van invloed kunnen zijn op het profijt dat deelnemers hebben van een cognitieve training. In de literatuur bestaat geen consensus over de meest effectieve periode voor cognitieve revalidatie en in hoeverre cognitieve revalidatie effect heeft in de chronische fase na een CVA. Voor vervolgonderzoek is het aan te raden meer te differentiëren tussen CVA deelnemers, om te kunnen bepalen welke deelnemers het meest profiteren van een cognitieve training.
In deze studie werd aangenomen dat de training adaptief was, maar omdat de training thuis werd uitgevoerd was het niet mogelijk na te gaan of deelnemers daadwerkelijk continu adaptief trainden. In een overzicht van Lampit, Hallock en Valenzuela (2014) naar de effectiviteit van 51 online cognitieve trainingen bij ouderen, bleek trainen in een thuissituatie minder effectief te zijn dan een groepstraining. Voor vervolgonderzoek is het raadzaam om het aanpassingsvermogen van een training meer te controleren door bijvoorbeeld lagere levels niet meer beschikbaar te maken zodra deze zijn behaald. Deelnemers blijven zodoende continu uitgedaagd. Hoewel dit ook negatieve effecten zou kunnen hebben op de motivatie indien de training te moeilijk en frustrerend wordt. Wat betreft de schakeltaak, werd in dit onderzoek getracht een aanvulling te geven op het
task-switching paradigma. Volgens Hughes et al. (2014) richten de meeste onderzoeken zich op de
prestatie in reactietijd en de nauwkeurigheid. De traditionele methode om schakelkosten in reactietijd te meten faalt echter in het leveren van één alomvattende score waar zowel nauwkeurigheid als reactietijd worden gecombineerd. De schakelkosten in reactietijd worden berekend op basis van de reactietijd van de correcte schakel trials, gecorrigeerd voor de reactietijd van de niet-schakel trials (Karbach & Kray, 2009; Pereg et al., 2013; Minear et al., 2002; Kray & Lindenberger, 2000). Als geen of weinig fouten worden gemaakt, zegt de reactietijd inderdaad iets over de vaardigheid van schakelen. Wanneer veel fouten worden gemaakt beïnvloedt dit de
berekening van de schakelkosten in reactietijd. Alleen de reactietijden van de correcte schakel trials worden immers meegenomen. Bij een deelnemer die veel fouten maakt worden de gemiddelde schakelkosten in reactietijd over minder trials berekend dan een deelnemer die geen fouten maakt. De berekening is dus niet gelijk tussen de deelnemers. In deze studie is geprobeerd om middels een compositiescore beide maten mee te nemen als één variabele. Deze compositiescore bemiddelt dus de score bij deelnemers die veel fouten maken maar heel snel reageren, en andersom. Toekomstig onderzoek zou zich moeten richten op het gebruik van een zuivere en meer plenaire wijze van meten binnen het task-switching paradigma.
Deze studie onderzocht de effectiviteit van een langdurige online cognitieve flexibiliteittraining na een CVA. Er werd gekeken wat het effect was op de cognitieve flexibiliteit door een reeks verschillende taken voor de cognitieve flexibiliteit te combineren. Dit betrof een verbale schakeltaak, een neuropsychologische taak voor het executief functioneren en een digitale schakeltaak. Helaas kon de effectiviteit van de training niet worden aangetoond op deze maten. De noodzaak van effectieve cognitieve revalidatie blijft echter aanwezig en zal naar verwachting stijgen in de komende jaren. Op basis van demografische ontwikkelingen wordt verwacht dat het aantal personen met een CVA tussen 2011 en 2030 bij mannen met 56% zal stijgen en bij vrouwen met 37% (Nationaal Kompas Volksgezondheid, 2014). Voor toekomstig onderzoek is het belangrijk om verder te onderzoeken welke aspecten van een cognitieve training bij CVA deelnemers leiden tot positieve effecten. Het is verder interessant om te onderzoeken op welke manier de executieve controle functies het beste kunnen worden getraind en gemeten. Tevens is het van belang om te onderzoeken welke individuele kenmerken een positieve uitkomst na een training kunnen voorspellen. Een cognitieve training kan namelijk een relatief goedkope en makkelijk toepasbare toevoeging zijn aan het revalidatieproces na een CVA.
R
EFERENTIESAlvarez, J. A., Emory, E. (2006). Executive function and the frontal lobes: A meta-analytic review. Neuropsychology Review, 16, 1, 17-42.
Arbuthnott, K. & Frank, J. (2000): Trail making test, part B as a measure of executive control: Validation using a set-switching paradigm. Journal of Clinical and Experimental
Neuropsychology, 22, 518 –528.
Ball, K., Edwards, J. D., & Ross, L. A. (2007). The impact of speed of processing training on cognitive and everyday functions. The Journals of Gerontology Series, 62(1), 19-31.
Basak, C., Boot, W. R., Voss, M. W., & Kramer, A. F. (2008). Can training in a real-time strategy video game attenuate cognitive decline in older adults? Psychology and Aging, 23(4), 765.
Buchler, N. G., Hoyer, W.J., & Cerella, J. (2008). Rules and more rules: The effects of multiple tasks, extensive training, and aging on task-switching performance. Memory and Cognition, 36, 735– 748.
Boelen, D. H., Spikman, J. M., & Fasotti, L. (2011). Rehabilitation of executive disorders after brain injury: Are interventions effective? Journal of Neuropsychology, 5, 73–113.
Buitenweg, J. I., Murre, J. M., & Ridderinkhof, K. R. (2012). Brain training in progress: A review of trainability in healthy seniors. Frontiers in Human Neuroscience, 6, 1-11.
Cohen, J. (1992). A power primer. Psychological Bulletin,112(1), 155-159.
Cramer, S. C. (2008). Repairing the human brain after stroke: Mechanisms of spontaneous recovery. Annals of Neurology, 63, 272–287.
Crowe, S. (1998). The differential contribution of mental tracking, cognitive flexibility, visual search, and motor speed to performance on Parts A and B of the Trail Making Test. Journal of Clinical
Psychology, 54, 585-591.
Cumming, T. M, Marshall, R. S., & Lazar, R. M. (2013). Stroke, cognitive deficits, and rehabilitation: Still an incomplete picture. International Journal of Stroke, 8, 38–45.
Deelman, B., Eling, P., de Haan, E., & van Zomeren, E. (2004). Klinische neuropsychologie (6e druk). Amsterdam: Boom.
Delis, D. C., Kaplan, E. B., & Kramer, J. H. (2007). Nederlandse handleiding van de Delis-Kaplan executive function system trail making test. Leiden: Harcourt Assessment.
Desmond, D. W., Moroney, J. T, Sano, M., & Stern, Y. (1996) Recovery of cognitive function after stroke. Stroke, 27, 1798–1803.
Duzel, E., Bunzeck, N., Guitart-Masip, M., & Duzel, S. (2010). Novelty-related motivation of anticipation and exploration by dopamine (NOMAD): Implications for healthy aging. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 34, 660–669.
Erickson, K. I., Colcombe, S. J., Wadhwa, R., Bherer, L., Peterson, M. S., Scalf, B., et al. (2007). Training-induced functional activation changes in dual-task processing: An fMRI study. Cerebral Cortex, 17, 192—20.
Erickson, K. I., Colcombe, S. J., Wadhwa, R., Bherer, L., Peterson, M. S., Scalf, B., et al. (2007). Training-induced plasticity in older adults: Effects of training on hemispheric asymmetry. Neurobiology of Aging, 28, 272–283.
Evers, A., Zaal, J. N., & Evers., A. K. (2002). Ontwikkeling in het testgebruik van Nederlandse Psychologen. De Psycholoog, 53-94.
Faul, F., Erdfelder, E., Buchner, A., & Lang, A. G. (2009). Statistical power analyses using G*Power 3.1: Tests for correlation and regression analyses. Behavior Research Methods, 41, 1149-1160. Field, A. (2009). Discovering statistics using SPSS. London: SAGE.
Fine, E. M., Delis, D. C., & Holdnack, J. (2011). Normative adjustments to the D-KEFS Trail making test: Corrections for education and vocabulary level. The Clinical Neuropsychologist, 25(8), 1331–1344.
Hersenstichting (2014). Cijfers over patiënten. Verkregen op 20 januari, 2014 van
https://www.hersenstichting.nl/alles-over-hersenen/hersenaandoeningen/beroerte. Hertzog, C., Kramer, A. F., Wilson, R. S. & Lindenberger, U. (2008). Enrichment effects on adult cognitive development. Psychological Science for the Public Interest, 9, 1.
Hughes, M. M., Linck, J. A., Bowles, A. R., Koeth, J. T., & Bunting, M. F.(2014). Alternatives to switch-cost scoring in the task-switching paradigm: Their reliability and increased validity. Behavior Research Methods, 46, 702–721.
Johansson, B., & Tornmalm, M. (2012). Working memory training for patients with acquired brain injury: Effects in daily life. Scandinavian Journal of Occupational Therapy, 19(1),176-183. Johns, E. K., Phillips, N. A., Belleville, S., Goupil, D., Babins, L., Kelner, N., et al. (2012). The profile of executive functioning in amnestic mild cognitive impairment: Disproportionate deficits in inhibitory control. Journal of the International Neuropsychological Society, 18, 541–555. Karbach, J., & Kray, J. (2009). How useful is executive control training? Age differences in near and far transfer of task-switching training. Developmental Science, 12(6), 978-990.
Kempen, G. I., Meier, A. J., Bouwens, S. F., Deursen, J., & Verhey, F. R. (2007). Telefonisch interview cognitieve status (TICS): Psychometrische kenmerken. Tijdschrift voor Gerontologie en
Geriatrie, 38, 34-40.
Kortte, K., Horner, M., Windham, W. (2002). The Trail Making Test, part B: Cognitive flexibility or ability to maintain set? Applied Neuropsychology, 9(2), 106 –109.
Kramer, A. F., Hahn, S., & Gopher, D. (1999). Task coordination and aging: Explorations of
executive control processes in the task switching paradigm. Acta Psychologica, 101, 339-378.
Kray, J., & Lindenberger, U. (2000). Adult age differences in task switching. Psychology and Aging, 15(1), 126-147.
Lampit, A., Hallock, H., & Valenzuela, M. (2014). Computerized cognitive training in cognitively healthy older adults: A systematic review and meta-analysis of effect modifiers. PLOS
Magazine, 11, 1-18.
Lustig, C., Shah, P., Seidler, R., & Reuter-Lorenz, P. A. (2009). Aging, training, and the brain: A review and future directions. Neuropsychologic Revalidation, 19, 504–522.
Luteijn, F., & Barelds, D. (2004). GIT-2 Handleiding. Amsterdam: Harcourt Test Publishers.
Minear, M., & Shah, A. (2008). Training task-shifting skills in older adults. Memory & Cognition, 36, 1470–1483.
Miyake, A., Friedman, N. P., Emerson, M. J., Witzki, A. H., Howerter, A., & Wager, T. D. (2000). The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex “frontal lobe” tasks: A latent variable analysis. Cognitive Psychology, 41(1), 49-100.
Monsell, S. (2003). Task switching. Trends in Cognitive Sciences, 7(3), 134-140.
Nationaal Kompas Volksgezondheid, 2014. Beroerte: Omvang van het probleem. Verkregen op 17 januari, 2014 van http://www.nationaalkompas.nl/gezondheid-en-ziekte/ziekten-en- aandoeningen/hartvaatstelsel/beroerte/trend/.
Nys, G. M., van Zandvoort, M. J., de Kort, P. L., Jansen, B. P., de Haan, E. H. & Kappelle, L. J. (2007). Cognitive disorders in acute stroke: Prevalence and clinical determinants. Cerebrovasculair
Diseases, 23, 408–416.
Owen, A. M., Hampshire, A., Grahn, J. A., Stenton, R., Dajani, S., Burns, A. S., et al. (2010). Putting brain training to the test. Nature, 465(7299), 775-778.
Patel, M., Coshall, C., Rudd, A. G., & Wolfe, C. D. (2003). Natural history of cognitive impairment after stroke and factors associated with its recovery. Clinical Rehabilitation, 17,158-166. Pereg, M., Shahar, N., & Meiran, N. (2013).Task switching training effects are mediated by working- memory management. Intelligence , 41, 467–478.
Peretz, C., Korczyn, A. S., Shatil, E., Aharonson, V., Birnboim, S. & Giladi, N. (2011). Computer-based, personalized cognitive training versus classical computer games: A randomized double-blind prospective trial of cognitive stimulation. Neuroepidemiology, 36, 91–99.
Prokopenko, S. V., Mozheyko, E. Y, Petrova, M. M., Koryagina, T. D., Kaskaeva, D. S., Chernykh, T. V., et al. (2013). Correction of post-stroke cognitive impairments using computer programs.
Journal of the Neurological Sciences, 325, 148–153.
Rocco A., Pasquini, M., Cecconi, E., Sirimarco, G., Ricciardi, M. C., Vicenzini, E., et al. (2007). Monitoring after the acute stage of stroke: A prospective study. Stroke, 38, 1225-1228.
Rogers, R. D., & Monsell, S. (1995). Costs of a predictable switch between simple cognitive tasks. Journal of experimental psychology: General, 124(2), 207-231.
Sachdev, P. S., Brodaty, H., Valenzuela, M. J., Lorentz, M., Looi, J. C., Wen, W., et al. (2004). The neuropsychological profile of vascular cognitive impairment in stroke and TIA patients. Neurology, 62, 912–19.
Salthouse, T. A., Toth, J., Daniels, K., Parks, C., Pak, R., & Wolbrette, M. et al. (2000). Effects of aging on the efficiency of task switching in a variant of the Trail Making Test.
Neuropsychology, 14, 102–111.
Sánchez-Cubillo, I., Periáñez, J. A., Adrover-Roig, D., Rodríguez-Sánchez, J. M., Ríos-Lago, M., Tirapu, J., et al. (2009). Construct validity of the Trail Making Test: Role of task-switching, working memory, inhibition/interference control, and visuomotor abilities. Journal of the International
Neuropsychological Society, 15, 438–450.
Schmand, B., Groenink, S. C., & van de Dungen, M. (2008). Letter fluency: Psychometrische eigenschappen en Nederlandse normen. Tijdschrift voor Gerontologie en Geriatrie, 39, 64- 76.
Schmitter-Edgecombe, M., & Sanders, C. (2009). Task switching in mild cognitive impairment: Switch and non-switch costs. Journal of the International Neuropsychological Society, 15, 103–111. Stablum, F., Umilta, C., Mazzoldi, M., Pastore, N., & Magon, S. (2007). Rehabilitation of endogenous task shifting processes in closed head injury patients. Neuropsychological Rehabilitation, 17,
1–33.
Tatemichi, T. K, Desmond, D. W, Stern, Y., Paik, M., Sano & M., Bagiella, E. (1994). Cognitive
impairment after stroke: Frequency, patterns and relationship to functional abilities. Journal
of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry, 57, 202–207.
Vandierendonck, A., Liefooghe, B. & Verbruggen, F. (2010). Task switching: Interplay of reconfiguration and interference control. Psychological Bulletin, 136(4), 601–626.
Van Oers, J. A. (2002). Gezondheid op koers? Volksgezondheid toekomst verkenning. Bilthoven: RIVM.
Verhaeghen, P., Steitz, D. W., Sliwinski, M. J. & Cerella, J. (2003). Aging and dual-task performance: A meta-analysis. Psychologic Aging, 18, 443–460.
Westerberg, H., Jacobaeus, H., Hirvikoski, T., Clevberger, P., Stensson, M., Bartfai, A., et al. (2007). Computerized working memory training after stroke: A pilot study. Brain Injury, 21, 21-29.
Bijlage A
Beschrijving van de spellen voor de cognitieve flexibiliteittraining.
Spel Domein Beschrijving
“Birds of a feather” Visuele aandacht, snelheid van
informatieverwerking
Binnen een tijdslimiet moet de deelnemer een bepaald type blauwe vogels tellen. De andere vogels dienen ter afleiding. Bij hogere levels wordt het steeds lastiger om de vogels van elkaar te onderscheiden.
“Mind the mole” Visuele aandacht, inhibitie
De deelnemer ziet een veld met bewegende molshopen. Als de molshoop van richting veranderd, moet de deelnemer zo snel mogelijk op de molshoop klikken. Bij hogere levels zijn er steeds meer molshopen en de tijd om te reageren wordt korter.
“Pattern matrix” Visuele aandacht, mentale rotatie
De deelnemer krijgt verschillende patronen te zien waarvan er twee overeenkomen. De patronen zijn echter geroteerd waardoor de deelnemer de patronen mentaal moet roteren om dezelfde patronen te kunnen vinden. Naar mate het level hoger wordt, zijn er meer patronen die tevens ingewikkelder zijn.
“Multi-memory” Visueel geheugen De deelnemer ziet twee kaartjes met verschillende vormen en kleuren die op een specifieke positie binnen een bepaalde tijd worden getoond. Vervolgens moeten de juiste figuren qua vorm, kleur en positie op het scherm worden gereproduceerd.
“Moving memory” Visueel werkgeheugen
Dit spel is een aangepaste versie van ‘memory’ waarbij kaartjes moeten worden omgedraaid om twee dezelfde figuren te vinden. Zodra dit is gelukt verspringen de andere figuren van plek, zodat de juiste figuren alleen onthouden kunnen worden op basis van de getallen op de achterkant van elk kaartje. Hoe hoger het level, hoe
