Int J Brain Disord治疗 ISSN: 2469 - 5866

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国际脑疾病与治疗杂志

¹职业治疗，斯坦哈特学院，纽约大学，美国系
²美国罗格斯大学酒精研究中心

摘要

患有慢性物质使用障碍的个体表现出各种类型的执行功能障碍，包括非言语计划和问题解决。此前的研究主要针对健康成年人进行调查，这些研究考察了支持河内塔表演的认知能力，河内塔是衡量非言语计划和问题解决任务的一种手段。本研究以191名物质使用障碍患者为样本，考察了执行功能（如概念形成、认知灵活性、信息处理速度和记忆）如何影响河内塔的表现。结果表明，概念形成、认知灵活性和信息处理速度（而非记忆）显著预测河内塔的性能。这项研究表明，对加工速度和执行功能的认知补救，特别是在概念形成和认知灵活性领域，可能会改善物质使用人群的非言语计划和问题解决。

关键词

执行功能、处理速度、河内塔、物质使用

介绍

执行功能是一个总括性术语，涉及许多认知能力，包括：计划和解决问题、认知灵活性、反应抑制、情景转换和流利性[1]．特别感兴趣的执行功能的一个方面是非语言计划和问题解决能力，因为它与现实世界的功能的关系[2那3.]及治疗反应[4.].对非言语计划和问题解决的评估衡量个人计划、组织和安排步骤的能力，以及计划的执行情况[5.-8.]慢性物质使用障碍患者在许多认知领域表现出各种认知缺陷[9.]．执行功能障碍在使用药物的成年人中普遍存在，包括解决非语言问题的缺陷[10.]．然而，目前尚不清楚认知缺陷如何影响物质使用障碍人群的非语言计划和问题解决。有越来越多的文献研究了支持非语言计划和问题解决的认知成分，但这些研究大多集中在神经和认知完整的成年人身上[11.-14.]．

河内塔（TOH）任务是一项经过充分验证的非言语计划问题解决任务，任务简短，易于管理，并向考生呈现一个定义明确的问题[8.那15.那16.]．在河内塔上的表现已被成功地用于证明非语言计划和解决各种临床人群缺陷的问题，包括:物质使用障碍[17.，创伤性脑损伤[6.那18.特纳氏综合征[19.]、智障儿童及成人[20那21]， 精神分裂症 [22那23]，强迫症[24，以及高功能自闭症[25]．

尽管河内塔已被证明是临床人群中非言语计划和问题解决缺陷的敏感认知指标，但研究中主要针对健康成人参与者对河内塔表现的认知能力进行了调查[13.那14.那26-28]．这些研究展示了使用过的河内塔的各种性能指标;例如完成任务的时间，解决谜题的步数，每步的时间，或者违反规则的次数。因此，在所有研究中没有统一的标准表现衡量标准。此外，由河内塔测量的辅助非语言计划和问题解决的认知能力，依赖于每项研究中使用的结果测量。Welsh和他的同事开发了一个积分系统，用于解决不同起点和终点的多重测试。在这方面的表现受到概念形成和流动智力的影响[28]及处理速度[13.]．类似地，氯氧镁和Pennequin [27据报道，处理速度预测了河内塔综合措施基于完成时间、移动次数和违反规则的次数。与威尔士的研究相似，Zook等人，[14.据报道，推理可以预测完成河内塔的步数。此外，还发现了其他有助于解决河内塔问题的认知过程，如非语言工作记忆和反应抑制，也是完成河内塔动作数量的重要预测因素[14.]．招式完成河内塔的数量也由视觉空间能力和口头召回[预测26]Rönnlund及其同事还报告说，视觉空间、语言流畅性和语言回忆可以预测完成河内塔的平均每次移动时间和非法移动次数[26]．这些研究证明了成功完成河内塔任务所需的认知能力的复杂性，作为对健康成年人非语言规划和问题解决的衡量。

先前的研究表明，健康成年人的认知能力，如概念形成、反应抑制、处理速度和工作记忆支持河内塔表现[13.那14.那27那28]．然而，对认知能力支持河内塔在有认知缺陷的成年临床人群中的表现所知甚少。因此，我们决定扩展这条研究线，通过调查河内塔作为一种非语言规划和问题解决任务在物质使用障碍人群中的认知影响。执行功能障碍和解决问题的缺陷已经在酒精和药物使用障碍的个体中得到证实[10.那29-36]更具体地说，这些研究表明，在执行功能领域中，在计划、设置转换、认知灵活性、抑制、流畅性以及记忆和处理速度方面存在缺陷。因此，本研究考察了两个执行功能领域（概念形成和认知灵活性以及信息处理速度和言语记忆）的综合得分对物质使用障碍人群中河内塔绩效测量的影响。

方法

参与者

该样本由115名男性和76名女性组成，他们因药物使用障碍而接受治疗。该样本已在先前的研究中详细描述[31那37]．参与者的平均年龄为43.54岁(SD = 17.50，范围:18-81)。平均受教育年限为13.17年(SD = 2.95)。63%的参与者符合《诊断与统计手册-IV》(DSM-IV)的酒精滥用/依赖诊断标准;18%符合DSM-IV药物滥用/依赖诊断标准;19%符合DSM-IV的双重酒精和药物使用障碍诊断标准。排除标准为年龄小于18岁，有器质性脑障碍或精神病病史，科萨科夫综合征，严重痴呆，美沙酮维持，严重的身体状况导致无法进行检测，以及无法阅读检测材料。

神经认知措施

下面是对河内塔测试的描述以及对河内塔四项性能措施的描述。

河内塔试验(TOH):手动4盘版本[8.]．TOH要求移动一个由4个磁盘组成的金字塔，大小从底部最大的到顶部最小的，从一个起点到另外两个被指定为“目标”的起点。在任务开始前，参与者被要求遵守三条规则:(1)一次只移动一个磁盘，(2)不要将一个较大的磁盘放在一个较小的磁盘上，(3)不要从设备上移走任何磁盘。参与者没有得到任何关于单个磁盘移动的正确性的反馈，而是在问题解决或5分钟后才开始做拼图。只有在违反规则的情况下才会进行调整，这种情况并不常见(少于5.4%的变动)。完成任务的最佳步数是15步。性能度量包括完成的步数(TOH moves)，以秒为单位完成的时间(TOH time)，每一步的时间(定义为总时间除以总步数(TOH time / move))，以及违反规则的数量(TOH Errors)。

以下是神经认知任务的描述，用于产生四个认知领域的综合得分作为预测变量，这些分数部分是基于之前的一项研究，使用该数据集[30]：概念形成、认知灵活性、信息处理速度和语言记忆。综合得分是以绩效指标得分为中心生成的，然后转化为z得分。z分数基于样本的表现，正z分数表示在所有神经认知测量中表现更好。

概念形成复合:概念形成组合包括Nelson改良威斯康星卡片分类测试和小册子分类测试的平均z分数-简要版本：

Nelson改良威斯康星卡片分拣任务（WCST）[38]衡量概念的形成、概念的维持以及概念转变的能力。该测试由48张刺激卡组成，按颜色、形状或项目数排序。每张卡片分类后，受试者被告知是“正确”还是“不正确”，以帮助指导概念形成和维持分类原则。这些卡片按照每个刺激进行分类，直到得到六个正确的反应。在运行了六个正确的响应后，排序规则被更改，而没有向参与者提供该信息。坚持错误的数量用于分析。

类别测试简介小册子(BBC) [39与霍斯特德的原始版本密切相关[41].小册子分类测试由六个子测试组成，每个子测试都有分类规则。为了对刺激进行分类，测试需要抽象概念形成、心理灵活性和抽象问题解决能力。在每个参与者的回答之后，立即提供正确或不正确的回答，以便他们使用反馈来帮助指导假设检验。此测试的性能基于错误总数。为了评估完整版本类别测试的性能，将该版本的错误总数乘以2.2[42]．

认知灵活性组合:认知灵活性组合由Stroop Test和Trail - Making Test的平均z-scores组成——B部分:

该斯特鲁普测试[43]测量受试者抑制对单词词汇特征的自动反应的能力，以关注单词墨水的颜色（颜色）。参与者被分为三种类型的试验：墨水的名称颜色和X，颜色名称和墨水颜色匹配的一致性试验（颜色命名），以及单词含义和墨水颜色不匹配的不一致试验（颜色词）。记录每个试验在45秒内的正确回答数。我们计算了不受处理速度影响的反应抑制分数。反应抑制分数（Stroop）通过对颜色命名的颜色词进行回归，并从样本的颜色词平均分数中减去每个参与者的非标准剩余分数来计算。从颜色词分数中减去剩余分数已被证明是一种有效的干扰测量方法，与处理速度无关[44]．

该连线测验[45]是Halstead Reitan电池的子测试，由a部分和B部分组成。a部分要求在整个页面中以顺序连接数字的连续线。B部分要求受试者以交替顺序（例如，1到a到2到B到3到C等）绘制连接字母和数字的连续线测量认知灵活性，同时保持一次不止一个思维顺序，以及复杂的跟踪技能[46].为了获得独立于处理速度的心理灵活性测量值，我们对Stroop颜色词抑制残差测量值进行了统计运算。将完成试验-B的时间量与完成试验-A的时间量进行回归，并从样本的平均试验-B时间中减去未标准化的剩余分数。

信息处理速度的复合：信息处理速度综合由平均数字符号替换测验(DSST)和主被动测验z-scores组成:

数字-符号替换测验[47测量注意力、工作记忆和视觉运动速度。受试者拿到了一把钥匙，钥匙上有数字1到9和符号配对。按键下面是三行数字，下面是相应的空白框。任务是在每个数字下面的空框中正确地画出相应的符号。表现是基于90秒内正确绘制的符号总数。

主动 - 被动语态测试[48是对参与者正确分类含有复杂句法信息的句子的速度的评估。处理速度测量是指正确响应的平均时间为百分之一秒。

口头记忆组合:言语记忆组合包括平均CVLT和产品回忆测试z-分数：

加州语文学习测验(CVLT) [49是对非文字记忆的量度。CVLT以其标准格式管理，由测试人员从4个语义类别(水果、香料、工具和服装)阅读16个单词(列表a)组成。依赖测量是在5次学习试验(CVLT)中回忆的单词总数。

产品回收测试[50]是一项书面记忆测试，向受试者展示5类日常用品的图片：酒精、谷物、除臭剂、皮卡车和软饮料。图片按随机顺序依次展示，每次10秒。展示完所有图片后，要求受试者回忆物品，表演基于召回的正确产品总数。

过程

参与者在各自的治疗机构招募。所有参与者都提供了书面知情同意书。在进入治疗后1-2周内进行神经心理学测试。如果参与者需要戒毒，“治疗进入”定义为戒毒后进入治疗计划。这些测试程序已被证明能产生心理测量学和临床稳定的神经心理学测试分数[51]．

结果

神经认知测量的平均值、标准差和原始分数的范围如表1所示。对于有异常值的变量(每步TOH时间、TOH误差和试车测试- A部分和B部分)，我们使用了Tabachnick & Fidell所描述的方法[52]调节异常的得分，以不丢数据。

TOH测量值与神经认知测试分数之间的皮尔逊相关性如表2所示。TOH时间、TOH时间/移动和TOH错误与WCST、BBC、Stroop、Trail-B、DSST、主动-被动测试、CVLT和产品召回测试显著相关，具有中高相关性。TOH移动与神经认知测试之间的相关性认知测量显示与WCST、Trail-B和DSST之间存在小到中等的显著相关性。

为了检验TOH绩效测度与每一个复合测度之间的关系，采用逆向选择进行回归分析，以获得每一个TOH绩效测度的最精简的预测器集。此外，由于人口年龄分布广泛，年龄与所有综合指标同时输入，显著性水平大于0.05的预测因子自动从分析中删除。

结果用于TOH时间的回归分析产生了由概念形成，认知灵活性和速度信息处理的（R被显著预测²= 0.39, F (3, 183)= 39.43, p < 0.0001)。概念形成(R²= 0.04，F（1，185）= 7.75，P <0.01）。TOH时间/移动是由概念形成，认知灵活性和速度信息处理的（R显著预测²=0.34，F（3183）=31.73，p<0.0001）。TOH规则违反通过概念形成和信息处理复合速度（R²= 0.20, F (2, 184) = 23.43, p < 0.0001)。所有显著复合预测变量的beta权重和唯一方差比例如表3所示。在任何模型中，年龄都不是一个重要的预测因素。

讨论

本研究考察了TOH（一种衡量非言语计划和问题解决的指标）与进入物质使用治疗的重度慢性酒精和物质使用者群体中一组常见的神经认知结构之间的关系。结果显示了概念形成、认知灵活性和过程的贡献在四盘TOH的四个绩效指标上，解释了语速和言语记忆的方差。

在TOH的性能指标和个体神经认知措施之间的相关性的结果显示显著的正相关预期。正关系证明在神经认知措施，更好的性能，用在TOH措施更好的性能有关。The strongest correlations were with the amount of time to solve the TOH and TOH Time/Move with other executive function measures (e.g. WCST, BBC, Stroop, and Trail-B) as well as processing speed measures (DSST and Active-Passive Test) and memory (CVLT and Product Recall). Surprisingly, TOH Moves was only significantly correlated with two of the executive function measures: WCST and Trail-B. Thus, these results suggest the speed to solve the TOH, whether it's the amount of time to complete the task from the beginning or the average amount of time to make each move, has a stronger relationships with the executive functioning, processing speed and memory measures than the level of efficiency (number of moves) to solve the task in this substance use population. The amount of time to solve the task includes the amount of planning time the participant took prior to the first move as well as the planning time in between moves in order to formulate a solution and execute the solution. Thus, time to solve the TOH may be interpreted as efficiency of planning and execution time of a goal.

回归分析的结果确定了哪些神经认知复合材料有助于该物质使用人群的TOH表现。两个解释方差最大的TOH绩效测量是TOH时间(R²=0.39）和TOH时间/移动（R²=0.34）表明，与预测TOH动作的模型的低解释方差相比，它们是非言语计划和问题解决的更敏感的绩效指标（R²= 0.04)和规则违反(R²= 0.20). 尽管之前对TOH的研究使用了各种性能度量，但本研究的结果表明完成任务的时间（TOH时间）和每次移动的时间量（TOH时间/移动）在认知缺陷的临床人群中，如本研究中使用的人群中，非言语计划和问题解决的最佳绩效指标。

TOH时间和TOH时间/动作的巨大差异是由于概念形成和认知灵活性的执行功能域，以及处理速度，而不是言语记忆。如预期的那样，综合得分与TOH时间和TOH时间/动作之间的关系是积极的。因此，较好的概念形成性能、认知灵活性和复合材料加工速度与较短的TOH时间(TOH time)和较短的每次移动求解TOH时间(TOH time / move)有关。Zook和同事们[14.在健康的年轻成人人群中，认知灵活性和完成TOH也有同样的关系。TOH与其他的神经心理执行功能测试不同，有两个方面:第一，像WCST和小册子类别测试一样，每个动作后都没有正确和错误的回答;其次，它采用递归的方法来解决这个难题，从而将一个圆盘移回起点，让另一个圆盘放置在目标柱上。8.]．因此，结果表明，一个人计划解决方案和执行计划的能力依赖于概念形成，即识别物体或刺激之间的抽象关系的能力[53]；以及认知灵活性和处理速度。

当检验三个显著预测因子复合的独特方差时，加工速度对TOH时间和TOH时间/移动的独特贡献与概念形成和认知灵活性复合的独特贡献相同。这些结果表明，在物质使用障碍人群中，处理速度的表现有助于计划和执行TOH解决方案的时间量。这与之前的研究一致，这些研究发现，患有物质使用障碍的成年人的处理速度不足会对认知效率、非语言计划和问题解决产生负面影响[10.那30那37那51那54]．

没有健康对照组的研究设计在解释物质使用人群表现出的认知缺陷水平方面存在局限性。然而，这项研究的结果对未来的研究有启示。虽然使用了常用的测量方法来预测河内塔的性能，但尚不清楚认知缺陷与健康对照组之间的差异认知领域的测量可能会改变结果。尽管存在局限性，但该研究的样本量很大，涉及广泛的年龄、物质使用障碍类型和认知功能水平，这拓展了这一研究领域以及对影响计划和问题解决的认知能力的当前理解。

综上所述，本研究表明，对加工速度和执行功能的认知矫正，特别是在概念形成和认知灵活性领域，可以提高临床认知缺陷人群的非语言问题解决能力。非语言规划和神经系统人群问题解决的生态效度研究已经证明了规划能力不足与日常生活工具活动能力不足和自理能力不足之间的关系[3.那55那56]，以及就业情况[57]．未来的研究应该探索非语言规划的认知矫正的效果，解决自我效能感和物质滥用/依赖治疗的疗效[问题58那59]．

作者注

Gerald T. Voelbel，纽约大学职业治疗系和心理学系;玛莎·贝茨，罗格斯大学酒精研究和心理学系中心。这项研究得到了国家酒精滥用和酒精中毒研究所授予贝茨博士的P50 AA 08747, AA 11594和K02 AA 00325的资助。

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