Pracovní paměť a kognitivní remediace Pavel Škobrtal Centrum duševního zdraví Jeseník, Česká republika Pedagogická fakulta OSU Katedra pedagogické a školní psychologie Ostrava, Česká republika

Co je pracovní paměť? Pracovní paměť je definována jako součást dlouhodobé paměti. Pracovní paměť uchovává pouze aktivovanou část dlouhodobé paměti. Pracovní paměť je kognitivní systém, jehož funkcí je dočasně uchovávat informace, které jedinec aktuálně používá. V pracovní paměti probíhá aktuální mentální aktivita.

Co je pracovní paměť? … je schopnost udržet v mysli informaci na krátkou chvíli (sekundy) a tuto informaci použít při myšlení

Úlohy specificky využívající pracovní paměť Řešení problémů Prostorový rozsah Číselný rozsah Stimul: 8… 5… 2 Odpověď: “8… 5… 2” Porozumění textu Bylo jednou jedno království. Bylo pouze jednou, protože takové království se nedá dvakrát opakovat. Král měl několik synů, ale nevěděl přesně kolik, protože byl líný se zeptat královny, pokud byla naživu, teď byl líný je počítat, a cizích lidí se ptát nechtěl. Matematika 73 - 7 + 2 = ???

Pracovní paměť je nezbytná pro Ovládání pozornosti Porozumění textu Matematické myšlení Plánování a organizování aktivit Zapamatování si instrukcí Odolání rozptylování Řešení problémů a fluidní inteligenci

Vývoj konceptu pracovní paměti Jako pracovní paměť označujeme tu část paměti, pro kterou se dříve používalo označení krátkodobá paměť (viz Atkinsonův-Shiffrinův model). Tento model přestal vyhovovat, neodpovídal klinickým pozorováním.

Baddeleyho model pracovní paměti Baddeley a Hitch (1974) navrhli integrující model paměti. Pracovní paměť má tři hlavních komponenty: Centrální výkonnou složku Fonologická smyčka (dříve artikulační okruh) Vizuálně-prostorový skicář V roce 2000 Baddeley rozšiřuje svůj model pracovní paměti o tzv. epizodickou vyrovnávací paměť (tzv. buffer).

Centrální výkonná složka Velice se v určitých aspektech podobá pozornosti. Je předpokladem pro selekci relevantních informací a odfiltrování irelevantních informací – kontroluje pozornost. Jedná se o nejdůležitější a nejuniverzálnější část pracovní paměti. Zahrnuje komplexní strategickou selekci, plánování a kontrolu.

Centrální výkonná složka Centrální výkonná složka kontroluje a reguluje kognitivní procesy a má následující funkce: změna plánů pro vybavení informace spojuje informace z různých zdrojů do souvislých epizod koordinuje činnost podřízených složek přepíná mezi strategiemi pro řešení úkolů a strategiemi pro získávání informací má na starost selektivní pozornost přechodná aktivace dlouhodobé paměti atd.

Fonologická smyčka Fonologická smyčka se skládá ze dvou částí: pasivní fonologické paměti artikulačních řídících procesů Sluchově prezentovaná slova jsou zpracovávána jinak, než slova prezentovaná vizuálně. Sluchová prezentace slov zprostředkovává přímý přístup do fonologické smyčky V případě vizuální prezentace slov je přístup k pasivní fonologické paměti jen nepřímý, skrze tzv. subvokální artikulaci.

Vizuálně-prostorový skicář Slouží k dočasnému uskladnění prostorových a vizuálních informací a k manipulaci s nimi. Je důležitý pro geografickou orientaci a pro plánování prostorových úloh. Vizuálně-prostorový skicář koreluje s výsledky v subtestu WMS-III „Prostorový rozsah“. Vizuálně prostorový skicář se dále dělí na: zrakovou vyrovnávací paměť vnitřního zapisovatele

Epizodická vyrovnávací paměť Paměťový subsystém o limitované kapacitě, který má schopnost integrovat informace pocházející z různých zdrojů. Slouží k propojení napříč s ostatními subsystémy a podílí se na formování integrovaných, chronologicky uspořádaných vizuálních a zvukových informací. Epizodická vyrovnávací paměť je propojena s dlouhodobou pamětí.

Biologické koreláty pracovní paměti PET přinesl důkazy, že na činnosti jednotlivých komponent pracovní paměti se podílejí různé oblasti mozku. Činnost fonologické smyčky aktivuje oboustranně čelní a temenní laloky mozku. Vizuo-prostorový skicář aktivuje dle délky retence buď týlního a pravého čelního laloku, nebo některé oblasti temenních laloků a levého čelního laloku. Činnost centrální výkonné složky je spojena především s aktivací čelních laloků.

Lze pracovní paměť zdokonalit tréninkem? Pokud ano, ovlivní zlepšení pracovní paměti: - ostatní kognitivní funkce? - symptomy onemocnění?

Klingbergovy studie V první metodě tvořilo výzkumný soubor celkem 14 dětí s ADHD ve věku 7 – 15 let, rozdělených do dvou skupin – kontrolní a testová – po 7 dětech. Obě tyto skupiny prodělali trénink pracovní paměti v podobě počítačového programu.

Klingbergovy studie

Klingbergovy studie

Klingbergovy studie

Klingbergovy studie

Klingbergovy studie Při druhé metodě byl výzkumný soubor tvořen zdravými muži bez psychiatrické anamnézy.

Klingbergovy studie

Klingbergovy studie Výzkumný vzorek: 53 ne-medikovaných dětí (9 děvčat, 44 chlapců) - Náhodně rozdělených do experimentální a kontrolní skupiny 7-12 let (průměr 9.9 let) 15 ADHD s převahou nepozornosti 38 ADHD kombinovaný typ

Klingbergovy studie Kritéria výsledku: Zhodnotit exekutivní funkce Úloha na prostorový rozsah (Wechsler) posuzující vizuálně-prostorovou PP Úloha na číselný rozsah (Wechsler) měřící verbální PP Stroopův test interference měřící schopnost inhibice odpovědi Ravenovy barevné progresivní matrice měřící úroveň neverbální myšlení Zhodnotit ADHD symptomy 18 položek DSM-IV bylo použito jako posuzovací škála Connersovy posuzovací škály pro rodiče/učitele

Klingbergovy studie Tréninková skupina 5 týdnů tréninku Cvičení na verbální a vizuálněprostorovou paměť Automaticky se přizpůsobující stupeň obtížnosti - Rozsah PP přizpůsobený každému jednotlivému úkolu Kontrolní skupina Stejná cvičení, ale bez pohyblivého prahu obtížnosti Po celou dobu na iniciální úrovni - Rozsah PP dítěte se nepřizpůsoboval úkolům

Závěrečné výsledky Experimentální Kontrolní

Závěr Klingbergových studií Pracovní paměť lze zlepšit, spolu se zlepšením: schopnosti udržet pozornost schopnosti ovládat impulzy komplexního uvažování

Pracovní paměť po mozkové mrtvici Deficit PP jsou častým problémem při poranění mozku. Deficity PP po mozkové mrtvici vedou k oslabení profesní výkonnosti a sociálního fungování Stupeň postižení PP je rozhodující pro predikci zotavení se a možnosti návratu do zaměstnání (Robertson et al., 1999; Van Zomeren et al., 1985; Brooks, 1987). Kapacita PP a pozornost jsou základní funkce, na nichž záleží rehabilitace ostatních funkcí (Robertson et al., 1999; Malouin, 2004).

Pilotní studie Westerbergové Výzkumný vzorek: 18 pacientů (12 mužů) ve věku 34 – 65 let

Pilotní studie Westerbergové

Pilotní studie Westerbergové Kritéria výsledku Zhodnotit exekutivní funkce: Úloha na prostorový rozsah (Wechsler) měřící vizuálně-prostorovou PP Úloha na číselný rozsah (Wechsler) měřící verbální PP Stroopův test interference měřící schopnost inhibice odpovědi Claeson-Dahlův test měřící schopnost učení a deklarativní paměť Ravenovy barevné progresivní matrice měřící úroveň neverbální myšlení PASAT a RUFF 2&7 měřící PP a pozornost Claeson-Dahlův test – odálené vybavení Zhodnocení kognitivního selhávání v běžném životě: CFG sebeposuzovací 25 položková škála

Pilotní studie Westerbergové Tréninková skupina 5 týdnů tréninku Kontrolní skupina neprobíhal žádný trénink

Pilotní studie Westerbergové

Pilotní studie Westerbergové Pracovní paměť se zlepšila, spolu se zlepšením: schopnosti udržet pozornost prostorovým rozsahem statisticky signifikantně se snížily symptomy kognitivního selhání měřené CFG

Neurokognitivní rehabilitace Léčebná metoda používající škálu ruzných postupů s cílem napravit, nebo zmírnit kognitivní deficit. Podle přístupu se dělí na kognitivní remediaci – pomocí opakovaného nácviku a osvojování si kompenzačních strategií posiluje specifické funkce kognitivní adaptace – pomáhá nemocným překonat deficit modifikace prostředí

Kognitivní remediace Vede od pouhého tréninku k učení se novým strategiím jak uspořádat informace. Trénink PP je jednou z metod kognitivní remediace. Je založena na dvou základních myšlenkách: Narušené kognitivní funkce je možné zlepšit pomocí psychologických metod Kognitivní zlepšení má přímý dopad na každodenní fungování. Cílem kognitivní remediace je poškozené funkce napravit, nikoliv je vrátit do premorbidního stavu.

Kognitivní remediace Cílem kognitivní remediace je zvýšit rychlost, flexibilitu a efektivitu zpracování informací. Postupuje se od nácviku exekutivních dovedností k řešení problémů. Strategie kognitivní remediace: restorativní strategie kompenzační strategie směrem shora-dolu směrem zdola-nahoru

Kazuistika Pacientka se narodila v roce 1989. Po dokončení ZŠ se vyučila v oboru prodavačka. V dubnu 2006 u ní došlo k intrakraniálnímu krvácení po prasklém aneurysmatu. Převezena do FN Olomouc. CT vyšetřením diagnostikovalo subarachnoidální krvácení ve všech bazálních cisternách a hemocefalus II. a IV. komory. Provedena dekompresní kraniotomie. Až do začátku června 2006 (tj. cca 3 měsíce) byla v kómatu.

Kazuistika Při propuštění z FN Olomouc u pacientky konstatována expresivní fatická porucha, fatická hemiparéza s kontrakturou na horní končetině. Po propuštění z nemocnice absolvovala několik pobytů v rehabilitačním ústavu. Od listopadu 2007 dochází rovněž k ambulantní léčbě na naše pracoviště v Centru duševního zdraví Jeseník.

Kazuistika Zpráva logopeda: „Těžký stupeň expresivní amnestické afázie, alexie, agrafie. Verbální komunikace omezená, s využitím neverbálních prostředků a dopomocí okolí. Výrazný defekt především ve výbavnosti paměti. Slovní zásoba 3 slova. Značně nízká tenacita pozornosti - při logopedické intervenci vydrží 15 minut.“

Kazuistika Od listopadu 2007 do 2009 docházela pacientka na naše pracoviště na EEG biofeedback. Absolvovala přes 120 sezení se zlepšením pozornostního beta/theta indexu z 3,4 na dnešních 1,7. Po 90 sezeních se však již dále nezlepšovala. Slovní zásoba se mezitím zlepšila na zhruba 200 slov. Pacientka začala trénink pracovní paměti v dubnu roku 2009.

Kazuistika Verbální úlohy byly omezeny pouze na jedinou, protože verbální úlohy jí obecně činily obtíže. Lucas (2008) poukázala na větší efektivitu tréninku vizuálně prostorových úloh na pracovní paměť, než verbálních. Měsíc po dokončení tréninku jsme provedli kontrolní vyšetření. Logoped konstatoval výrazné zlepšení výbavnosti paměti, zvýšení slovní zásoby na zhruba 500 slov a prodloužení tenacity pozornosti - při logopedické intervenci na 45 minut.

Kazuistika Před tréninkem a měsíc po jeho ukončení (cca po 3 měsících) jsme provedli kontrolní neuropsychologické vyšetření. V testové baterii byla perforační část WAIS-R, WMS spolu se subtestem Prostorový rozsah (Span-board) z WMS-III, dále Bentonův vizuálně retenční test, Rey-Ostereithova figura a Ravenovy progresivní matice. Ve všech zkoumaných testech klientka dosáhla určitého zlepšení. Nejzávažnější změnou při retestu byla výrazně bohatší verbalizace odpovědí, zejména u WAIS-R.

Literatura Baddeley, A.D., Hitch, G. (1974). Working memory. In G.H. Bower (Ed.), The psychology of learning and motivation: Advances in research and theory (Vol. 8, pp. 47--89). New York: Academic Press. Daneman, M., Merikle, P.M. (1996). Working memory and language comprehension: A meta-analysis, Psychonomic Bulletin and Review, 3, 422-433. De Fockert, J.W., Rees, G., Frith, C.D., & Lavie, N. (2001). The role of working memory in visual selective attention. Science, 291, 1803-1806. Desimone, R. (1996). Neural mechanisms for visual memory and their role in attention. PNAS. November 26, 1996 vol. 93 no. 24 13494-13499. Engle, R.W. (2002). Working memory capacity as executive attention. Current Directions in Psychological Science, 11, 19-23. Lucas, Ch., Abikoff, H., Petkova, E. et al. (2008) A Randomized Controlled Trial of Two Forms of Computerized Working Memory Training in ADHD. Poster: Meeting of the American Psychiatric Association, May 2008 Olesen P, Westerberg H, Klingberg T (2004), Increased prefrontal and parietal brain activity after training of working memory. Nature Neurosci 7:75-79. Westerberg, H, Brehmer, Y, D’Hondt, N, Söderlund, D, Bäckman, L (2007a) Computerized training of working memory – A new method for improving cognition in aging. Aging Research Conference. Sidney. Westerberg H, Jacobaeus H, Hirvikoski T, Clevberger P, Ostensson J, Bartfai A, Forssberg H, Klingberg T (2007b). Computerized working memory training after stroke – a pilot study. Brain Injury

Děkuji za pozornost  pavel.skobrtal@email.cz