执行功能的影响在老年人面部和主观疼痛反应

文摘

认知能力下降减少主观疼痛报告的可靠性。尽管痛苦的面部表情通常被认为是不受此影响下滑,实证支持这种假设是稀疏的。本研究因此检查认知功能与面部表情的痛苦和疼痛的强度之间是否认知作为主持人和面部反应。面部和51老年参与者的主观反应机械刺激强度的三个层次上(50 kPa, 200 kPa, 400 kPa)进行评估。此外,参与者完成了神经心理学检查执行能力(计划、认知抑制和工作记忆),情景记忆和精神运动速度。结果表明,执行能力有一个独特的关系面部反应性疼痛强度较低水平(200 kPa)。此外,认知抑制(但不包括其他执行功能)主持的压力强度的影响面部疼痛的表情,表明压力强度之间的关系和面部反应不明显与高水平的认知抑制参与者。类似的交互效应被发现认知抑制和主观疼痛报告。因此,需要谨慎当解读面部(主观)疼痛反应与高水平的认知抑制的个体。

1。介绍

在一般人群中,自我报告的疼痛通常被视为黄金标准疼痛评估。然而在痴呆,这些自我报告受到强烈的认知衰退伴随疾病,因为它会损害语言能力,从而对他们的疼痛病人的沟通能力。此外,痴呆导致抽象能力降低,减少了病人的理解能力,从而使用疼痛尺度来表示他们的痛苦。因此专家最近发现疼痛行为是重要的为了获得可靠和有效的疼痛评估老年痴呆症。面部表情重要组成部分疼痛评估行为的疼痛。面部反应不被语言障碍,根据一些研究,可能较少依赖以来的愿望表达痛苦的面部表情是一个,而自动的过程(1,2]。因此,面部表情应该少受到认知能力下降和被认为有效表明疼痛患者的痴呆(3]。

然而,尽管面部表情痛苦的被认为是相对影响认知能力下降和自我报告相比,有证据表明,面部表情不完全无关的认知能力。特纳和同事(4]研究面部表情与内化和外化的问题,强调青少年冲动控制和抑制的作用,重要的前额介导的执行控制功能,显示的情绪。其他几个研究研究认知和神经的相关表达抑制,检测与前额大脑结构和执行控制功能(5,6]。为特定的面部表情取得了类似的结果:两个神经影像学研究[7,8)透露,面部疼痛表达式的抑制在低表达个人在内侧额叶皮质激活有关,一个结构,是参与运动和行为抑制(9- - - - - -11]。这表明我们从脸部表达疼痛的程度可能与具体执行能力和潜在的抑制过程,执行能力较低导致更高程度的表现性。这种关系的原因可能是我们在童年学习控制和调整我们的面部表情根据社会显示规则(12,13]。根据这些社会规则,我们学习,我们应该抑制面部表情的负面影响,例如,痛苦的表情。根据我们的执行能力,我们可能或多或少能够作用于这些规则和抑制我们的面部表情痛苦。综上所述,一些研究显示,执行功能,这是强烈依赖于前额叶皮层功能,影响的程度显示面部表情痛苦。此外,执行控制功能可能充当主持人有害的水平之间的关系强度和相应的面部表情(7]。

本研究的目的是为了增加我们的理解认知功能(尤其是执行能力)如何影响自我报告和痛苦的面部表情。目前研究主要评估面部表情痛苦的使用面部动作编码系统(流式细胞仪)14]。这是一个细粒度的分析系统,由于非常耗时,而不是可行的用于临床实践。因此我们决定调查认知功能的影响在可观测使用面部表情项提取现有的观察疼痛评估量表。以下假设进行测试:(i)首先,我们预计下降后执行控制预测增加面部表情痛苦的刺激。(2)其次,我们测试了这种关系是否为执行特定的功能,而不是一个未指明的面部表情和其他功能之间的关系,通常下降老化,如精神运动速度和情景记忆。(3)最后,我们检查是否执行能力温和派面部疼痛表情和有害强度之间的关系,与参与者与高水平的执行控制显示减少面部表情和刺激强度之间的关系。

痴呆过程诱发严重的认知能力下降,阻碍了报告疼痛和神经心理功能可靠的评估,我们专注于正常老化的成年人,这个人口仍然能够提供可靠的疼痛报告,并接受神经心理学检查。此外,我们专注于广泛的年龄范围,从50岁开始一个重要的认知功能下降,包括执行控制,可以检测到15,16]。因此,年龄在50岁及以上的参与者包括在这项研究中。

2。方法

2.1。参与者

52 50和93岁之间的老年人参与了这个研究。志愿者招募参与者通过广告在一家当地报纸上和口头广告;此外,一些志愿者研究员的熟人。教育是衡量使用顺序量表,范围从1到7。这里,得分1代表不完整的小学教育,分数2反映了初等教育,分数低3反映了不完整的中等教育,分数4反映了较低的普通中等教育,分数5反映了职业教育,分数6反映了高等普通教育二级/高职/ preuniversity和得分7代表一个学位17]。排除标准是存在的慢性疼痛、抑郁、中风、神经错乱,日常使用的镇痛药物。此外,全球认知功能测量使用迷你精神状态检查(MMSE) [18]。这个测试是包括以检测可能出现严重的认知障碍(得分< 24),也被排除在研究之外的原因。一个病人使用萘普生,因此被排除在研究之外。所有的参与者参与前给予书面知情同意。研究机构审查委员会批准的协议内梅亨大学奈梅亨。

2.2。神经心理学检查

所有的神经心理测试是在一个固定的管理秩序。这是必要的,包括一个固定的延迟在即时和延迟记忆测试(见部分2.2。2),确定这一时期充满了相同的任务要求所有参与者。神经心理学考试是由心理学学生训练的主要研究者(JMO)。此外,政府按照标准化执行的测试指令手册中列出的具体测试。总测试时间,总体来说,不到一个小时。

2.2.1。执行能力

自执行能力是我们的重点,我们使用三个任务来评估这个异构域。这些是Stroop任务,数字广度落后的任务,动物园地图的任务。Stroop任务是用作衡量认知抑制(19),评估抑制优势的反应。简而言之,这个测试包括三个卡片,每张卡片包含100刺激。第一个单词卡片由颜色词用黑色墨水写的,参与者必须尽可能快地大声朗读。第二个色卡由彩色块必须尽可能快。最终颜色/单词卡片包含颜色名称写在一个不合适的油墨颜色;这里的墨水颜色命名,而阅读的颜色名称必须抑制。参与者被要求读的单词或名称颜色尽可能快。响应时间直到完成每张卡片进行了评估。干扰分数(所需时间Stroop颜色/词卡除以Stroop色卡)所需的时间被用于分析。是至关重要的,增加干扰得分实际上反映了更糟糕的干扰控制性能,随着参与者需要更多时间来完成复杂的颜色/单词卡片相比,所需的时间完成色卡。 Working memory was measured with the Digit Span Backward test [20.]。这里,一系列的数字是参与者大声朗读,与一位的近似速度每秒,参与者是要求重复这些数字顺序相反。这个测试始于2位数,长度增加后至少1系列的成功的重复。正确地复制一系列数字的总数作为测量结果。与动物园地图规划测量,测试,是行为的评估的一部分Dysexecutive综合症电池(21]。这个测试包含一个非结构化和结构化的部分;在这两个部分,参与者被要求通过动物园的地图路径规划,参观一个选择的地方上,而忽略他人。在规划路线,参与者还需要遵守一定的规则(例如,某些路径只可以使用一次)。在非结构化的部分,没有确切的订单信息给参与者必须自己想出这个顺序,而在结构化的部分订单是显式声明的。点是给地方访问以正确的顺序,而点扣除,以防出错。总分(最多16)是用于当前的分析。

2.2.2。记忆功能

除了这些执行功能任务、情景记忆测量由于这个函数也随年龄增长而下降(22]。听觉言语学习测试(AVLT) [23)和故事回忆测试(Rivermead行为记忆测试(RBMT)) (24)被用于这一目的。AVLT测量无关的记忆单词,包括15个单词列表,大声朗读5倍的参与者。每个演讲后,立即召回测试,和总立即召回得分基于5演示倍计算。此外,延迟识别出乎意料地间隔约15 - 20分钟后测试。故事召回措施记忆相关的信息,提出了一个故事的形式。整个故事后(包括21个不同的元素)被实验者大声朗读,立即召回测试。再次推迟大约15分钟后,延迟回忆出人意料地测试。

2.2.3。精神运动速度

最后,精神运动速度,一个函数非常敏感的年龄相关性下降(25),是评估使用这个词和颜色卡片的Stroop测试。

2.2.4。数据处理

进一步分析,标准化分数计算的认知结果的措施为了创建认知域分数,以减少所需的统计测试数量(减少错误的风险)。因此,行政领域评分(包括斯特鲁干扰、数字广度落后,动物园地图测试),内存域分数(AVLT立即召回和延迟识别,故事立即召回和延迟回忆),和精神运动速度域分数(斯特鲁字和色卡)。量表的阿尔法测试这些领域的可靠性计算,以确定是否适合使用这些域分析。先前的研究表明,特别是认知抑制可能在面部表现力发挥独特作用,执行功能的措施也分别检查。

2.3。机械刺激

对有害使用瓦格纳FPX机械压力管理™痛觉计。三个压力强度(50 kPa, 200 kPa, 400 kPa)被应用于增加以斜方肌的肌肉,产生共六个刺激。这些刺激总是开始在主要方面。压力水平迅速建立(在2 s),持续了大约5 s。被选出的刺激强度不会引起疼痛(50 kPa),轻微疼痛(200 kPa),和中度疼痛的感觉(400 kPa),分别。在刺激应用程序之间,疼痛评分记录,生产很短的间隔10 - 20年代。

刺激会议都是由训练有素的心理学学生也进行了神经心理测试。我们使用一个标准化的协议,和学生进行大量的练习开始研究之前,以确保他们遵守该协议。

2.4。面部疼痛的表情

面部表情是录影机械疼痛测试期间和基线期间使用一个相机,位于前面的参与者的距离大约1.5米。参与者被指示保持专注一个预定义的位置在他们面前,为了保证额应用时避免谈论视图和压力。面部表情分析了离线的时间窗口7秒(覆盖刺激期间,或者在基线试验,时间开始前压力刺激)使用面部描述符提取现有的观察疼痛评估量表。这种开采导致疼痛评估的发展认知障碍(PAIC) metatool [26)作为欧洲的一部分资金成本行动(TD1005),我们使用所有面部项目PAIC工具(见表1)。面部表情都是由一个独立的评定等级,训练的主要研究者(JMO),他是失明对这项研究的问题和期望。此外,这种评定等级的研究结果是不可见的(例如,每个参与者的认知能力水平)。评分者间信度的指标,视频的一个子集(20个参与者)另外被第二个评定等级,即心理学的一个学生参与这项研究。进一步分析,我们想要选择那些能够区分痛苦的面部物品和nonpainful状态形成的综合得分为pain-indicative面部反应。后,之前的方法(3]我们计算的面部项中至少5%的400 kPa试验和观察到的这些产品是更频繁地与基线相比,400 kPa刺激(见表1)。只有这些东西(他们在灰色阴影在桌子上1)综述了形成pain-indicative面部表情的分数。计算平均pain-indicative面部表情的刺激强度,导致一个平均pain-indicative表达式50 kPa的压力,一个200 kPa的压力,和一个400 kPa的压力。两者之间的可靠性评级机构对这些pain-indicative表情,组内表达的相关性(ICC)的压力强度,显示两国评级机构公平协议(ICC的0.43,0.34,0.48,50 kPa, 200 kPa,和400 kPa,职责)。

2.5。自我报告

每次刺激后,参与者把他们的痛苦用清廉数值评定量表(NRS)。平均NRS疼痛分数计算为每个刺激强度,导致一个平均NRS 50 kPa疼痛分数的压力,一个200 kPa的压力,和一个400 kPa的压力。

2.6。统计分析

(我)来测试假设执行控制与下降增加了面部表情的痛苦和增加NRS评分,回归分析,进入执行功能分数作为预测变量和面部表情或NRS评分,分别作为标准变量。鉴于我们应用2压力强度,躺在有毒的范围(200和400 kPa),分别进行了分析面部和主观反应200 kPa和400 kPa,分别导致2 (NRS评分、面部表情)×2 (200、400 kPa) = 4回归分析。

(2)测试潜在的关联是否确实为执行特定的功能,根据先前的研究建议,我们块进行回归分析,这一次进入内存和速度函数在第一块预测和执行功能在第二块。这使我们能够测试执行能力是否可以添加预测能力除此之外已经解释了内存和速度性能。再次,分别进行了分析NRS评分和面部表情和有害强度分别为2。

(3),以检查是否认知温和派压力强度之间的关系和面部和主观疼痛反应,重复措施分析工作压力强度(50 kPa, 200 kPa, 400 kPa)作为受试变量和执行功能分数不。分析进行了两次,一次NRS评分作为因变量,一次与面部表情得分作为因变量。

进行了分析与SPSS 22和α级别被设置为0.05。在直接假设的情况下,我们使用单边测试。

3所示。结果

参与者特征,一起痛苦的结果评估和神经心理检查,可以在表中找到2。一个参与者的面部表情在200 kPa不能额定压力强度(由于说话在刺激,头向下)。克伦巴赫α表示好优秀的可靠性的内存(α= 0.86)和精神运动速度(α= 0.91)域。执行功能的可靠性领域,但是,很低(α= 0.44),在此基础上我们决定不使用行政领域得分只集中在独立执行测试作为独立的预测因子。

3.1。执行功能和面部之间的关系以及对疼痛的主观反应(我)

回归分析的结果提出了在桌子上3。正如预期的那样,我们发现重要的执行功能之间的联系和对痛苦的压力刺激的反应。关于评分评级,这些联系是重要的对于轻度(200 kPa)和中度疼痛(400 kPa)的压力。相比之下,我们只发现了一个重大的关联执行功能和面部表情轻微的疼痛刺激。我们可以看到在桌子上3,有人在Stroop干扰测试(即执行。,a higher interference score), the greater the facial expression in response to 200 kPa pressure was. No significant associations were found for facial responses to the moderate pain intensity.

3.2。特异性执行功能和面部之间的关系以及对疼痛的主观反应(2)

块回归分析的结果显示在表中4。可以看到,执行能力只添加解释性价值除了内存和速度功能解释方差的面部反应轻微痛苦的刺激(200 kPa)。相比之下,面部的变化反应400 kPa和方差主观评级没有更好的解释执行功能比内存和速度功能。

3.3。协变量分析(3):执行能力适度有害强度之间的关系和主观反应呢?

重复测量分析,与压力强度受试变量,评分量表得分作为因变量,和执行功能的措施不透露一个重要Stroop干扰得分之间的交互和压力强度(,,和Greenhouse-Geisser纠正)。进一步研究这种交互作用,三个大小相等的Stroop干扰组中创建和分析分别对每组重复(这些团体展示在表的特征5)。为了清晰起见,我们把这些组织的干扰控制能力。因此,参与者干扰得分较低(即。,less slowing on the complex Stroop Color/Word card) are referred to as having high interference control capabilities. Stated otherwise, these high interference control participants have good executive, inhibitory abilities. Likewise, participants with high interference scores actually have low interference control (i.e., worse executive control), suggesting substantial slowing on the complex Stroop Color/Word card. In all groups, a significant effect of pressure intensity was found, showing increasing NRS scores from 50 to 200 and from 200 to 400 kPa. Results are presented in Figure1;可以看到,组平均和最低(即。,worse) interference control capacities showed comparable increases in NRS scores as the pressure intensity increased. However, the group with the high level of interference control showed a less strong increase in NRS scores as the pressure intensity increased.

数字广度落后和动物园测试不与压力强度的影响主观评级(所有值> . 05)。

3.4。协变量分析(3):执行能力适度有害强度之间的关系和面部表情?

相同的重复测量分析,现在的面部表情作为因变量,表现出显著的影响的压力强度(,,Greenhouse-Geisser纠正)。反复的对比表明,压力强度的增加从50到200 kPa (),从200年到400年kPa ()诱导显著增加面部表情。关于压力强度和认知结构之间的相互作用,与斯特鲁的交互干扰评分(,,和Greenhouse-Geisser纠正)是重要的。进一步检查的面部表情为每个干预对照组分别显示显著的影响强度低干扰对照组(,,)但不平均(,,Greenhouse-Geisser纠正)或高(,,对照组和Greenhouse-Geisser纠正)干涉。我们可以看到在图2,增加面部表情nonnoxious (50 kPa)轻微(200 kPa)和中等(400 kPa)的疼痛似乎是最低的组中明显增大(即。,最差)的干扰水平控制。在平均增加不明显,干预对照组高。

数字广度落后和动物园测试不与压力强度的影响面部表情(所有值> . 05)。

4所示。讨论

目前研究了认知功能之间的相互关系,有毒的强度,和面部表情痛苦的老年人。我们的主要目标是调查是否执行功能特别是将显示与面部表情痛苦的刺激后,如果这些函数在面部表达减少有害的影响强度。此外,考虑到主观疼痛报告被视为容易与年龄相关的认知下降,与更多的自动生成的面部表情1,2,27),我们预计这些主观报告的认知关联更明显比面部表情。

总的来说,结果表明,主观和面部的变化对有害刺激的反应的确可以解释为执行功能。协会强烈的主观反应,而只有对轻度有害刺激面部表达变化与执行能力显著相关。然而,当调查具体的关联是如何执行功能与神经心理学领域“记忆”和“速度”,我们只发现了一个具体的执行功能和面部表达之间的联系(轻微的疼痛)。这里,执行能力仍然添加解释方差即使控制了内存和速度性能。相比之下,自我报告评级差异对有害刺激足够解释了内存和速度性能。

除了这些回归分析,我们也调查执行功能是否温和有害强度之间的关系和面部以及主观反应使用协变量方差分析。我们发现Stroop测试的分数来衡量干扰显著放缓压力强度之间的关系和主观疼痛报告和面部表情。这些交互显示,那些老年人表现出较好的干扰控制能力明显增加疼痛报告和面部表情痛苦的刺激后,相比,老年人(即较低。,更糟糕的是)的干扰控制水平。这些子组的进一步比较表明,唯一重要的群体差异是一个年龄,支持这一概念,它是一种与年龄相关的抑制能力下降,扮演重要的角色的面部表情痛苦。此外,正如Stroop任务的交互影响是孤立的(其他行政任务没有演示与面部的交互或疼痛的主观表达),我们相信,它不反映时代的一般影响。如果是一般的年龄效应,其他执行测试应该也产生了显著的交互作用。

这些发现具有重要临床意义的解释。主观疼痛评分和执行功能之间的关系似乎非特异性:虽然与执行控制的重要关联发现,他们消失在记忆和精神运动速度的明显的混杂效应包括在内。因此,无论具体的认知领域,普遍存在的关系,认知能力下降与更高的评分量表分数相关。这与面部表情的研究形成鲜明对比,一个独特的协会与执行能力。

此外,目前的研究表明,认知抑制的水平来说是至关重要的程度显示面部表情痛苦。一项研究在健康参与者已经表明,认知抑制Stroop干扰控制得分来衡量,而不是其他执行功能,如转变,工作记忆、和规划,与实验相关疼痛敏感性[28]。当前的研究扩展了这些研究结果,表明干扰控制可能发挥重要作用不仅在报告疼痛的严重程度,而且在面部表情的程度显示痛苦增加水平的象征。更具体地说,与高水平的认知抑制老年人可能会报告少痛苦但也显示面部疼痛的强度指标水平增加。如何解释这些发现目前不清楚;例如,它可以表明,成年人与更高水平的干扰控制可以更好地控制他们的痛苦,从而降低疼痛报告,减少面部疼痛表情显示,而疼痛的水平可能增加在这些水平较低的控制。然而,另一种解释是,人们有更好的干扰控制主要是更好地抑制他们的痛苦表情(包括口头和面部),即使他们一样相同级别的疼痛水平较低的老年人干预控制。从这个角度看,这些老年人只是抑制疼痛的显式表达式,但不是痛苦的经验(29日),和测量疼痛通过面部疼痛表情最好适用于那些不能够有效的抑制,如儿童和认知障碍患者(30.]。这是很有前途的,因为它表明,痴呆患者的认知能力下降(尤其是执行能力的下降)会影响面部表情的方式使面部表情痛苦的一个更好的指标及其强度。

最后,一些其他研究结果值得关注讨论的解释痛苦的面部表情。首先,低干扰对照组显示增加了面部表情但类似NRS评分相比,参与者平均水平的干预控制。这可能表明,该集团是专门无法抑制自己的面部表情痛苦的刺激,但实际上并没有经历更多的痛苦。其次,考虑到面部表情减少并没有大幅增加在高认知抑制组的强度,解释基于面部表情痛苦与高水平的成年人认知抑制可能导致一个低估经历的痛苦。但是,这是纯粹的投机;一个潜在的解决方案,阐明这是使用个性化的疼痛测量,如建立非常温和的刺激强度(2)例如,NRS评分,轻度(NRS评分4),中等(NRS评分6)疼痛为每个单独的分开,然后检查是否以及如何根据程度的干扰控制面部表情变化。

“干扰控制”相比其他类型的执行能力(计划和工作记忆能力)不太密切相关的面部对疼痛的反应。可能执行能力的一般假定异构本质也是明显不同的协会关于痛苦的结果。这表明,而干扰控制可能显示与疼痛的程度成反比,据报道,从脸部表达,这对于其他额叶功能协会可能会有所不同。在现有的文献中,也间接的证据异构额叶和痛苦之间的联系。额颞叶痴呆患者,例如,通常显示额叶脑损伤严重,已被证明显示减少疼痛意识的病人的代理(31日和实验疼痛阈值和公差水平增加32]。显然,这些患者的额叶功能降低与减少疼痛,而在当前和以前的28逆转效果]研究报道关于干扰控制和疼痛之间的关系。

本研究需要解决的一些局限性。首先,参与者被指示不要说话。这可能造成受试者保持仍面临和有意识地抑制面部疼痛的表情。这一事实的面部表情通常是低水平也可能是相关的。是至关重要的实现虽然面部表情痛苦的阈值远高于主观疼痛阈值。这意味着个人就开始从脸部表达他们的疼痛一次中度或有时甚至强烈的疼痛强度(33]。因此,虽然面部表情很低灵敏度轻微疼痛的经历,他们有一个更好的中等和高疼痛强度的可靠性。我们学习的一个重要原因是在童年抑制表达的负面影响(基于社会显示规则),包括疼痛(34]。然而,由于类似的相互作用被发现之间的干扰控制和报告的主观疼痛,我们认为观察到的干扰之间的相互作用控制和痛苦的面部表情是可靠的。

当前研究的第二个缺点是,应用刺激的强度相当低,因此一些科目可能没有经历过任何值得注意的痛苦。这种印象是由几位与会者犹豫或怀疑他们的疼痛评分,特别是第二强度,好像他们是将实际感觉痛苦和给评级高于第一次但没有真正感知刺激的痛苦。尽管如此,我们找到了一个类似的干扰控制对疼痛反应的增加的影响,衡量是否报告(主观)或面部表情(客观),支持我们的研究结果的可靠性。

第三,刺激强度都是应用于相同的升序排序,以防止在高强度可能会首先刺激的镇痛,甚至诱发痛觉过敏的影响随后的低级刺激。声明否则,开始,例如,400 kPa刺激强度可能会掩盖或加剧应对后续刺激水平较低。尽管有一个清晰的理由使用这个固定的顺序,它可能影响参与者的反应是如何的痛苦。一个解决方案是让参与者首先习惯不同强度的压力,为了增加疼痛评估协议的可靠性。关于评级的面部表情,这也总是以一个固定的顺序完成。因此,一方面可能是受到预期对面部表情的压力强度增加。尽管如此,作为评定等级的所有研究结果是不可见的(例如,认知测试结果),不太可能预期的评定等级可以解释观察到的与干扰的交互控制分数。

最后,当前的研究只检查了老人没有被诊断为神经退行性疾病。为了结果推广到其他人群如孩子或痴呆的病人,一个复制在这些人口是必要的。

5。结论

目前的研究表明,认知抑制温和派的影响刺激强度疼痛评分和面部表情。然而,结果还表明,与主观疼痛评分,面部表情不太可能受到一般认知能力下降,支持这些表达式用于疼痛评估的临床效用在数量有限的交际能力。未来的研究需要,解决这些协会在不同人群。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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