Computer-baseret kognitiv hjernetræning nu og i fremtiden Temadag: Teknologi og neurorehabilitering – nye tiltag og inspiration 31 marts 2014 31/03/2014 Postdoc Inge Wilms, Ph.D, daglig leder af BRATLab, Institut for Psykologi, Københavns Universitet 1 Inge Wilms, Ph.d. • Postdoc og daglig leder af BRATLab (Brain Rehabilitation, Advanced Technology and Learning lab), Institut for Psykologi, Københavns Universitet • Rådgiver for Center for hjerneskade • Ph.d. i avanceret computer-baseret genoptræning • Cand. IT i Multimedie teknologi og spil (IT og læring) • Sidefag i Informationspsykologi på Københavns Universitet • • • Software ingeniør, IBM Danmark A/S Afd. Leder, IBM EMEA Corp. Afd. Leder, Satair A/S 2 Grundlaget for kognitiv genoptræning • Erfaringsbaseret plasticitet – Synaptisk plasticitet (flere eller færre forbindelser mellem eksisterende neuroner – Neurogenese – Funktionel reorganisering 3 Elementære krav til kognitiv træning • Stor intensitet i træningen – Dagligt i længere tid • Tilpasset individet – Hele tiden træne på kanten af det man kan – Det som er svært for den ene, er let for den anden – Træne når man har det bedst • Feedback – Gør jeg fremskridt ? – Input til autokorrektionsmekanismerne • Motiverende • Motion • Hvile/Søvn 4 Hvad ved vi om kognitiv træning? • Action computerspil træner hos raske: – – – – – – – Opmærksomhed Kortidshukommelse Planlægning Beslutningstagen Koncentrationsevne Sprog Multitasking (e.g. Green&Bavelier, 2003, Wilms et al, 2012, Anguera et al, 2013, Baniqued, 2014) • Kognitive områder kan genoptrænes: – Opmærksomhed (neglekt) – Sprog – Motoriske færdigheder (e.g. Frasinetti et al, 2002, Kerkhoffs, 2012) (e.g. Pulvermüller, 2012) (e.g. Taub, 1999) 5 Gamer drenge studiet – intensiv træning • Undersøge effekten af intensiv træning på visuel opmærksomhed: – 42 unge mænd i alderen 16-18 • Spiller meget (> 30 timer om måneden) • Spiller noget ( 4-8 timer om måneden) • Spiller aldrig – Action computergames – TVA-test, ANT test samt enumeration test • Resultat: – Signifikant forskel på indkodning til visuel korttidshukommelse – Ingen ændring af hukommelsens størrelse eller threshold (Wilms, Petersen & Vangkilde, 2012) 6 Projekt ”Spil for Livet” • Projektdeltagere: – BRATLab, institut for Psykologi, Københavns Universitet – Brain+ • Udvikling af tabletbaseret system til kognitiv træning og genoptræning • Udvikling af metoder til assessment for træning • Udvikling af metoder til automatisk tilpasning af træning • Effektstudier 7 Projekt ”Spil for Livet, del 1” • To forskningsområder: – Effektstudier 1. Raske voksne 60+ 2. Erhvervet hjerneskade (Efterår 2014) 3. Skizofreni (Forår 2014) – Adaptive træningsalgoritmer 8 Baggrund for Projektet • Ønske om at udvikle evidensbaseret træning til forbedring af opmærksomhed og hukommelse • Ønske om at forstå mekanismer for erfaringsbaseret plasticitet • Studie 1 danner norm for de fremtidige studier (Cementfoden ☺) 9 Steer Me Clear (DEMO) B 1. Se på kortet (vises i x millisekunder) 2. Sejl fra A til B 3. Udpeg klippepositioner A 10 Steer Me Clear elementer • Træner visuel opmærksomhed, visuel korttidshukommelse • Adaptiv sværhedsgrad baseret på AI* • Består af en kombination af følgende elementer: – Banens forms • Størrelsen (grid) • Ujævne kanter – Eksponeringstiden inden sejlads – Antal forhindringer (klipper) – Antal distraktorer (tang) • Hvert element har en række indstillinger • Spillerens præstation regulerer indstillingernes vægtning for hvert element * (Wilms, I. (2011). Using Artificial Intelligence to Control and Adapt Level of Difficulty in Computer Based, Cognitive Therapy – an Explorative Study. Journal of Cybertherapy and Rehabilitation vol. 4(3), 387-397.) 11 Studie 1 - Hypoteser • Vi vil undersøge effekten af: – Finindstillelig, individualiseret sværhedsgrad, der hele tiden indstilles til den enkeltes formåen – Computer-baseret træning uden nemme huskeregler 12 Projektspørgsmål studie 1 • Forbedres hukommelse og opmærksomhed af træning med Steer me Clear (SMC)? – Visuel opmærksomhed – Visuel hukommelse • Målepunkter – Sværhedsgraden man mestrer i træningen – Generel forbedring – Holdbarhed af eventuel forbedring 13 Træning af hvad? • Navigationen – Dorsal - hvor kan jeg sejle? (uden distraktorer) – Ventral - identifikation af distraktioner • Processeringshastighed • Korttidshukommelse/arbejdshukommelse • Fokuseret, visuel opmærksomhed • Attention switching 14 Studie 1 - Forsøgsgrupperne Gruppe 1 – ”Steer Me Clear” (aktiv, individualiseret træning) Gruppe 2 – ”Steer Me Clear” (aktiv, statisk tabel træning) Gruppe 3 – 7-kabale (aktiv kontrol, ingen træning) Gruppe 4 – Ingen (neutral kontrol) 15 Projektforløb – – – – – – – – – Måling før træning (140 FP) Oktober 2013 Random valg af 100 FP Stratificering efter udfald af delayed response test Træning (november 2013) Måling 1 - lige efter træningsforløbets afslutning (januar 2014) Måling 2 – tre måneder efter (april 2014) Træning af kontrolgrupperne (april 2014) Måling 3 - lige efter træningsforløbets afslutning (juni 2014) Måling 4 – tre måneder efter (september 2014) 16 Deltagerne • 100 forsøgspersoner (matchede mht. alder, køn og uddannelse) • Raske M/F – – – – Ikke diabetes Ikke hjerneskade eller psykiatrisk diagnose Ikke demens Normalt/korrigeret til normalt syn • Alder 60-75 år • Rekruttering: – – – – • Annoncering (ældresagen, virksomheder) Facebook Twitter Dagblade Incitament: Livslangt abonnement hos BRAIN+, Vin/chokolade 17 Tests pre, post, +3 months • • • • • • • Topografisk orienteringstest (Four mountain test) Læsetest (Visual working memory, generalized) Memospil (Visual working memory) TVA whole-report (Visual attention) Fitt’s test (Visuo motor) Corsi blocks (Visual working memory, attention) Delayed response task (Visual working memory) • Backend data fra SMC (Learning curves, algorithms) 18 Subjektiv tilbagemelding • Spørgeskema før, under og efter 1, efter 2 • SurveyMonkey eller lign. – På en skala fra 1-10, hvor let hvor svært – Omfang af andre aktiviteter under forløbet • Frit fra hjertet 19 Kan almindelige spil bruges • Ja, det kan de faktisk – For personer uden erhvervet hjerneskade – Hvis det sker som en komposition af spil – Hvis træningen er intensiv 20 Kan almindelige spil bruges? (Baniqued et al 2013, 2014) 21 Tak for denne gang 22