文摘

本研究试图探讨外部线索有效性的影响在模拟驾驶性能在19个帕金森病(PD)患者和19岁年龄组的健康。制动减速和刹车点分,距离进行分析为红色交通信号灯前通过有效的线索(准确预测信号),无效的线索(错误地预测信号),也没有提示。结果表明,PD驾驶员制动明显后,进一步显著减速和制动点之间旅行而无效的控制和任何提示条件。组差异无显著意义的驾驶性能响应有效线索。有效线索相对无效的线索和PD没有线索明显更大的驱动与控制。小道让测试(b)评分与PDs驾驶性能。这些结果强调外部线索的重要性和更高的认知功能在轻度至中度PD驾驶性能。

1。介绍

除了红衣主教马达迹象(动作迟缓,姿势不稳,静止震颤、齿轮刚度),一种独特的形象认知缺陷已经被记录在帕金森病(PD) (1- - - - - -10]。虽然在起源、主要dysexecutive认知障碍已被观察到在一系列领域包括注意、工作记忆、语言和视觉记忆,visuoperception,视觉空间的功能,语言流畅,计划和组织能力11- - - - - -17]。

PD是以特定的赤字为特征的意志控制或内部提示运动,患者通常展示明显慢启动和执行时间以及减少运动精度相比年龄组(18- - - - - -22]。这个内部提示赤字也出现在任务主要是认知的需求而不是电机性能,使用预先与损伤观察能力信息内部线索反应特鲁颜色命名和认知set-shifting任务(23,24]。重要的是,研究结果进一步证明,提供有效的外部线索补偿缺陷内部启动并提高了性能在PD相对于电动机和认知任务控制(19,20.,25- - - - - -35]。尽管无效cues-providing错误信息的任务需求被发现延长响应时间在神经正常的受试者,在PD无效线索对性能的影响产生了相互矛盾的结果:一些研究报道相对更大的性能成本PD控制(35- - - - - -39),而其他的研究也发现了相反的模式的结果(或没有组差异25,40,41]。这些不一致的结果可能归因于差异在研究特别是无效线索的时间相对于矛盾的任务需求。

因为运动和认知障碍的范围在PD,潜在影响驾驶性能已成为一个局部问题与关键影响安全(42,43]。开车时间压力是是一个活动,对一个人的注意力资源,不断的需求要求同时处理不同的刺激,及时应对环境因素,预期的潜在危险,和能力,计划和执行运动在不断变化的环境中(44- - - - - -46]。

在PD一直对行车驾驶能力的调查报道的发生率明显高于过错安全错误病人相对于对照组(47- - - - - -54]。报告的最常见的错误类型在研究涉及视觉车道改变之前扫描和检查行为和退出谈判T-intersections进车流中以及未指明的困难,红绿灯路口,环形路(48,50,51]。最近的研究进一步强调了特定领域的困难在PD行车驾驶性能。加州大学等。54]发现PD司机视觉扫描困难和口头报告方面表现出显著的地标和路标与控制。此外,在另一项研究中,PD司机犯更多错误的转身成为失去更多控制司机在路线寻找任务(55]。

模拟器的研究也证明重要的赤字在特定的PD司机驾驶技能相对于年龄组,包括延迟反应时间,以应对交通信号变化(56,57)以及简单的听觉和视觉线索(58]。同样,PD司机展示能力的降低停在红灯(56,57,可怜的迫在眉睫的碰撞检测59),有更多的碰撞60]。

Stolwyk et al。57]进一步调查内部和外部因素的影响,在模拟驾驶性能。结果表明,符合众多先前发现的依赖外部线索来产生行动,司机与PD严重依赖晚发外部线索来启动驱动反应在交通信号,即使他们获得了内部知识即将到来的事件。外部提示不可用的时候,对照组的驾驶性能显著受益性预报。相比之下,PDs无法利用内部知识来提高驱动性能在缺乏外部线索。本研究的结果表明,持续依赖外部环境来引导驾驶行为,除了证据确凿的延长反应时间,可以妥协的安全驾驶在帕金森病,产生重要的影响评估结果的使用等证驾驶限制限制开车去一个熟悉的地区。

鉴于PD司机的依赖外部指导初始开车反应,即使预期行动是可能的和更安全,外部线索的利用在开车需要进一步调查。开车发生在一个不断变化的环境和许多动态信息,可以迅速变化和不可预知的,可能有效,无效,或矛盾。例如,一个绿灯,但对信号的人行横道代表了相互矛盾的信号。司机必须能够适应和改变到一个新的行动迅速,根据环境的要求。

研究在PD开车到目前为止主要利用驾驶场景清晰和可预测的任务要求。一项研究[57)表明,由于内部提示受损,PD司机过于依赖外部预警提示启动驾驶的反应,但它仍然是未知的PD司机如何应对各种动态信息更具代表性的实际驾驶任务要求的范围。当前研究的目的是探讨PD司机驾驶性能和健康对照组有效线索,无效的线索,也没有提示。检查提示有效性对驾驶性能的影响会给一些见解PD司机应对不断变化的任务需求的能力。它也将揭示的潜在成本和效益这依赖外部线索引导驾驶行为。

因为唯一驾驶事件利用交通信号,驱动性能感兴趣的变量是进场速度,制动点,deceleration-to-brake点距离在回应红色交通信号灯之前,没有线索,一个有效的提示(正确),或一个无效的线索(错误的),建议参与者即将到来的交通信号相位(红色或绿色)。只有红色信号事件进行分析,因为绿色灯不需要制动响应。其他驾驶性能等措施减速点、停止点,平均速度没有选中的可怜的敏感性进行分析,因为这个特殊的实验。

提出,患者将制动明显比对照组后无效,没有线索的条件。进一步提出,患者的平均制动点会在更大程度上得益于有效的线索相对于没有线索,而控制演示少区别他们的刹车点有效,没有线索的条件下。这是假设无效线索会产生以后的意思是刹车点相对于其他两组提示条件虽然具体的预测没有形成组差异的反应成本无效的线索。最后,它是预测患者将展示更大的减速制动点距离在所有提示条件相比,控制。

2。方法

2.1。参与者

19轻度至中度影响PD患者自愿参加。PD参与者包括4女性和15名男性的年龄范围从52 - 81年(,)。所有患者临床诊断的神经学家(也是),发病年龄从51到77年(,)和疾病持续时间从1年到17年(,)。帕金森病运动症状严重程度评估使用电动机内部氧化物的统一帕金森病评定量表(UPDRS:得分从0到37岁,,)。PD的参与者都是建立在一个左旋多巴药物政权(Madopar, Sinemet或Stalevo)和测试在早上当他们最佳药物。此外,5参与者也在兴奋剂药物(卡麦角林/ Dostinex),另一个5患者转移酶抑制剂(Tasmar或Comtan)。19匹配,神经健康对照组也出席了会议。控制参与者包括6女性和13个男性的年龄范围从56到78年(,)。没有统计两组之间的年龄差异,,。

所有参与者持有一个有效的驾照,开车经常按照一定至少一周一次。一个简短的面试和筛选测试管理,以确保没有任何参与者展示未修正的视觉或听觉障碍或身体衰弱的历史条件下,药物或酒精依赖,精神疾病、痴呆、或头部受伤。所有参与者得分23以上细微精神状态检查(MMSE) [61年PDs之间),发现无显著差异(,)和控制(,),,。抑郁症状进行评估使用蒙哥马利和Asberg抑郁量表(MADRS)。没有发现显著差异在PDs MADRS分数(,)和控制(,),,。此外,教育水平没有显著差异(年)患者(,)和控制(,),,。也没有发现显著差异数量PD(之间的年的驾驶经验,)和对照组(,),,。

没有参与者报告采取任何药物影响驾驶操作,除了药物用于治疗帕金森病的症状。表1包含一组总结特点和神经认知得分。这项研究是莫纳什大学人类伦理委员会批准,并从所有参与者得到书面知情同意。

2.2。过程

所有参与者完成测试在一个会话中约2.5小时时间莫纳什大学事故研究中心(MUARC)。筛选任务被完成(MMSE和MADRS),其次是书面问卷关于人口和驾驶的历史。在实验开始之前驾驶场景中,参与者被告知参与的所有方面包括经历晕动病的可能性,模拟器的基本力学和功能,故障的测试会话,沟通在测试过程中,过程和程序中止。参与者然后完成基线当前幸福感问卷,他们认为目前晕车症状的程度。

参与者首先进行了熟悉开车大约3分钟的侦探坐在乘客座位,解释了模拟器控制包括方向盘、加速和刹车。练习开车然后由参与者单独但可用控制室和汽车之间的双向通信。参与者被允许练习直到他们报告说,他们觉得足够的能力和舒适与模拟器控制进行第一次实验任务(通常约5 - 10分钟)。实验驾驶场景是分成两个驱动器,每个大约15分钟。参与者被授予这些驱动器之间的休息时间在模拟器减少疲劳和不适。参与者也监控模拟器不适的迹象在驾驶任务通过仪表盘上的相机。如果参与者显示任何迹象,如增加吞咽,舔嘴唇,打哈欠或出汗,建议立即停止驾驶任务。

实验由一个直动脉和总共26交通信号在两个驱动器(13道红白相间的;13绿色)。被设定为50公里/小时限速对这次试验的风险降到最低模拟器疾病因此频繁停止的任务。参与者在每个交通信号的方法,遇到没有警告提示或两种警告信号通知他们关于即将到来的交通信号的相位:红色或绿色。警告提示利用是一个修改版的“准备停止”信号用于澳大利亚的道路,在闪烁的琥珀色灯显示,即将红绿灯即将从绿色变成红色。警告提示被70米前交通信号按照现实世界中使用。然而,这个实验的符号改变略。而不是黄灯闪烁或不闪,标志利用闪烁红灯指示更改红色和绿色灯闪烁,指示一个即将到来的绿光。因此,要么是警告提示有效的(与交通信号一致)无效的与交通信号(不一致)。十字路口被大约700米允许参与者时间加速前50公里/小时接近下一个十字路口。推动事件的图如图1

参与者被告知的起始速度限制驱动器和指示注意他们的速度,保持在10公里的速度限制,适当的应对交通信号在整个驱动器。年底的第二块硬盘,参与者完成了问卷评估幸福感。

2.3。装置

2.3.1。驾驶模拟器的性能

MUARC先进驾驶模拟器由硅谷图形印第安纳·琼斯(为驱动的开发和运行场景),一个硅谷图形缟玛瑙(图形生成、车辆数据输入和输出、音频控制系统和车辆动力学),和一个个人电脑(用于生成的声音)。模拟器接口包括一个通用霍顿轿车与正常室内外观和控制;弯曲的投影屏幕前的车辆,它提供了一个180度的视野;二次音响系统生产现实交通的声音和低频振动;和车辆下运动平台来模拟道路的感觉,让上下运动,和音高和辊旋转。验证MUARC先进驾驶模拟器研究行车驾驶speed-related变量(62年]。

2.3.2。数据分析

集团的驾驶性能变量(进场速度,减速,刹车点)计算为每个红灯信号在三种提示条件(有效,无效,没有提示)。所有这些集团统计进行了比较意味着使用各种方差分析(方差分析)技术。一系列皮尔逊积矩的相关性也进行检查驾驶性能措施和成绩之间的联系临床指标和检测任务。单向MANOVAs被用来比较组进场速度和刹车点。减速和刹车点的相对距离比较跨组在每个使用单向ANCOVAs提示的条件。

3所示。结果

均值和标准差的方法速度、减速点,和刹车点为每个提示条件展示在表2。

3.1。驾驶性能的差异在组内提示的条件

3.1.1。进近速度

意味着方法速度表明,两个病人(有效米48.30 SD 4.86;无效的米47.85 SD 5.25;任何提示米47.19 SD 5.42)和控制(有效米48.88 SD 2.69;无效的米50.67 SD 3.76;任何提示米49.39 SD 2.91)能够维持一个稳定的速度在暗示条件和保持在限速(50公里/小时)指示。没有发现统计上的显著差异进场速度在两组之间的任何暗示条件(Valid-Cue,;Invalid-Cue,,;任何提示,,)。

3.1.2。刹车点

病人和控制制动70米以内的交通信号时没有提示。的有效线索条件,提示正确地预测一个红色信号,刹车点之间的差异患者(,)和控制(,)没有统计学意义,,。然而,对于无效线索条件下,提示的错误预测绿色信号,PD患者(,)制动明显晚于控件(,),,。同样,在任何提示条件下,PD患者(,)制动也明显晚于控件(,),,。

3.2。为每个组线索对制动性能的影响

每组,提示条件的影响制动点检查。对照组的分析没有发现重大线索类型的主要影响制动点(有效,;无效的,;没有提示,)。相反,分析大PD组发现了主要线索类型对制动点的影响,,。事后测试的结果显示患者的刹车点之间的显著差异下有效的(,),没有提示(,)条件(,,)。此外,病人之间的显著差异被发现有效的刹车点(,)和无效(,)提示条件(米 ,,)。然而,病人的刹车点之间的平均差无效线索和提示的条件下(,)无统计学意义()。

3.3。减速和刹车点之间相对距离

发生的相对分减速和制动组之间比较每个提示的条件。单独ANCOVAs为每个条件进行,制动分指定为因变量和相应的减速点指定为协变量。在有效线索条件下,患者(平均制动点,)发生在平均55.14米后他们的第一个减速点(,),而制动点控制(,)发生在平均46.68米后他们的第一个减速点(,)。减速和制动点之间的距离为有效线索条件病人和控制之间没有显著差异,,。

在无效的线索条件下,患者的平均制动点(,他们最初的减速点(后)发生69.15米,),而控制”的意思是刹车点(,)发生39.36米后第一个减速点(,)。统计分析显示,减速和制动点之间的距离为无效线索条件明显的病人比的控制,,。

最后,对于任何提示的情况下,刹车点在病人组(,)发生60.11米后初始减速点(,SD 22.84)。相比之下,对照组(制动点,他们最初的减速点(后)是45.88米,)。减速和制动点之间的差异在任何提示的情况下也显著大于在PDs与对照组相比,,。

3.4。驾驶性能和认知和临床指标之间的相关性

驱动变量之间的相关性和神经认知措施对患者和对照组展示在表3。

筛选任务和神经认知措施,被发现在不同组与驾驶性能变量,即对于每一个刹车点和deceleration-to-brake点距离提示条件。PD组结果的相关性将首先讨论。UPDRS运动成绩和MADRS成绩没有明显与任何的驾驶性能变量在任何提示PD组的条件。然而,发现患者得分的患者往往制动器在没有外部线索(,)。分数部分的跟踪测试(TMT-A),精神运动速度的测量包括注意力、视觉扫描,和运动规划,与早些时候呈正相关,制动过程中无效的线索条件(,)PD组:精神运动速度慢所以早些时候与制动响应无效的线索。同样,完成时间在B部分的跟踪测试(TMT-B),这对TMT-A一样的精神运动要求额外的工作记忆和set-switching组件,也呈显著正相关与无用地暗示制动点(,)。这表明贫困精神运动速度和set-shifting能力早些时候与无效线索条件下制动。此外,TMT (b),它反映了注意力,TMT-B set-switching组件,独立的精神运动速度、显示正相关与无用地暗示制动点(,),表示删除的贡献精神运动速度,贫穷的关注和set-switching早些时候与制动响应无效的线索。

在对照组,MADRS和MMSE得分没有与任何驾驶性能的措施。然而,TMT-A性能呈正相关,下的刹车点有效的(,)和无效(,)提示条件和与减速刹车点距离负相关有效的提示(,)。这表明精神运动速度慢早些时候与有效和无效线索条件下制动减速和刹车点之间以及更短的路程来响应有效线索。同样,TMT-B也积极与制动点有效的提示(,和无效的线索,)和负相关与减速刹车点距离有效线索条件下(,)。这些表明,精神运动速度慢和注意力切换能力之前有关制动点有效和无效线索条件下和较短的路程之间的减速和刹车时候正当地暗示。然而,删除精神运动速度分量,TMT (b)未能与任何驾驶性能变量的对照组。

4所示。讨论

本研究试图进一步调查线索利用率的影响通过检查提示有效性在PD模拟驾驶性能。外部线索有效性是操纵研究PD司机如何适应不同的和不断变化的环境条件的要求,反映了真正的驾驶环境的动态特性。方法速度、刹车点,deceleration-to-brake点距离进行评估以响应三个提示条件在整个模拟驱动:有效的提示,无效的暗示,也没有提示。我们还探讨了驱动绩效指标之间的相关性被发现显著不同组织和神经认知得分的措施。它第一次被提出,患者将刹车明显晚于控制无效的和没有线索的条件。与预测一致,病人被发现刹车明显晚于控制无效,任何提示的条件下,制动同等有效线索条件下控制。这种模式的结果强化了传说中的利益有效的外部线索在PD(电机和认知能力19,20.,24- - - - - -29日,31日- - - - - -35,63年]。

重要的是,这两个提示条件下,警告提示被70米红绿灯前,符合VicRoads规定维多利亚,澳大利亚。此外,交通信号变化是由司机存在在所有条件的70米大关,此时光线然后从绿色、琥珀紧随其后的是红两秒的时间。因此,任何刹车点发生之前不可能被告知70米处,交通信号改变,尽管红绿灯本身就是最低限度可见通过雾屏幕约200米,100米内容易看到。因此,尽管控制参与者启动制动几米之前通过线索在有效和无效提示这两种情况下,病人制动8米之外的线索在有效条件和20米之外的线索在无效的条件。这个观察表明,尽管控制的制动反应反映预期行动应对预警提示,病人的制动反应显示启动较晚,发生后预警提示和交通信号变化的开始。然而,发现PD患者有效线索条件下制动前无效线索条件相比,在暗示条件比任何提示条件,表明存在的线索,特别是有效的线索,提高驱动性能可能通过触发预备电机动作,从而促进前制动响应。这个假设符合先前的研究,表明内部控制驱动程序能够生成减速和制动响应之前显示的外部线索,而PD司机依赖后期的外观发生外部线索来启动驱动反应(57]。

我们的第二个假设预测更大facilitatory效应的有效线索相对于没有提示的意思是病人与对照组的刹车点。与预测一致,病人受益显著更大程度上刹车点)(20.91米获得低于对照组(10.86米获得)从提供有效线索相对于noncued条件。这一发现也符合结果从外围提示任务,报告更有效提示患者的影响与控制(41]。

我们进一步提出无效的线索会引起显著的后制动分PDs,控制有效,任何提示条件下相对于刹车点。当病人的刹车点显示出显著的优势有效线索相对无效线索,发现控制刹车期间同样有效和无效提示条件。这个结果对比发现使用中央提示范式的研究,报告了类似的效果有效提示相对无效提示病人对任务绩效和年龄组(41),可能只是反映了驾驶任务的要求相对较低,没有足够的挑战控制参与者。有趣的是,结果进一步表明,与无线索条件相比,无效的线索并没有产生任何显著的响应成本为两组刹车点。确实无线索条件相比,制动分同样促进了无效的线索和一个8.99米的存在优势指出为病人和12.9米的优势发现控制。这好处与典型的发现暗示研究利用各种实验范式,可能反映了驾驶模拟器研究的局限性充分复制的认知要求和实验控制离散心理物理模拟中的任务驱动,仅提出了一个具有挑战性的最大化之间的平衡生态效度,参与者福利和实验控制。另外,闪光的存在可能有高水平的卓越驾驶安全,因此即使是无效的线索可能增强性欲,促进性能功能任务。

我们最后的假说有关减速刹车点距离测量在米但本质上反映了初始点之间的时间减速方式警告标志和应用刹车踏板的平权行动。我们预测减速刹车点距离将大大增强对病人相对于控制所有提示条件。刹车点与结果一致,但与预期,但无显著差异在deceleration-to-brake点距离观察两组之间有效的线索。相比之下,符合我们的预测,deceleration-to-brake点距离明显更大的患者相比,控制无效的线索和没有线索的条件下。这项措施本质上反映了决策和运动之间的时间点司机最初开始减速方法警告标志和他们实际应用刹车点,虽然不幸的是这种方法不能被解析为单独的组件流程。

然而,尽管时间的方法的十字路口开始,加速和减速点所代表的方法,类似于病人和控制,随着事件的日益临近,驾驶性能在这些团体开始发散,除非有效提供了线索。这种模式的观察与以前的结果一致显著延迟反应时间在PD的各种任务,特别增加了复杂性的情况下:延迟成功改善的有效线索。决定在多大程度上决定时间和反应时间对驾驶性能输出措施将对临床有重要启示估计司机安全特别是关于风险知觉和time-to-collision判断。从理论上讲,鉴于visuoperceptual损伤的证据和视觉空间的过程,关注和执行功能,延迟反应可能反映了认知信息处理效率低下通知响应,除了缓慢启动运动反应本身。事实上,表演在小径,小径B与无用地暗示制动点呈极显著的正相关关系,在病人和控制,这样精神运动速度慢和set-shifting能力与早些时候刹车点两组。此外,驾驶性能仍与TMT (b),呈极显著的正相关关系的认知与精神运动速度设置开关组件移除,仅在患者,进一步强调信息的针对性处理。令人惊讶的是,在细微精神状态检查中分数更高的分数有显著负相关与制动点noncued条件下病人组只表明高级认知能力与后制动在缺乏外部线索。总的来说,这些发现表明,也许那些贫穷的认知功能和/或认知顽固采取更谨慎的驾驶风格作为补偿机制。

之间的显著相关性驾驶性能和小道让考试的成绩是一致的与以前的PD驾驶研究[48,54,55,64年,65年)尽管这些研究很少报告重大相关性与MMSE通常包含几个独立的认知领域,视觉和/或运动机能作为潜在贡献者PD的驾驶能力受损。这些功能包括但不限于对比敏感度(47,66年,67年),信息处理速度49,67年),视觉空间的和规划能力47,48,65年),注意54,55],机动灵活性[48,50),视觉和口头记忆(49,50,55]。一般文献中缺乏共识的特定功能可能在PD可能反映了影响驾驶能力差异驱动措施用于相关性和样品的大小和疾病特征在研究利用。也可能表明一个内在的困难,确定受损功能的独立预测因子在多因子的任务在一个异构临床人口。不过,与先前的研究相比,只有一个例外(59),目前的样品PD司机执行相对控制所有认知任务除了Trail-Making测试也许强调更高的认知信息处理的重要性和set-shifting能力驾驶在PD的轻度至中度阶段的表现。当审判做测试似乎有独特价值与驾驶相关性能的措施,进一步研究更大的样本和PD的临床亚型可能需要确定这个测试是否合适的筛查工具健身开车。此外,这样的研究将需要超越相关分析和专门为预测分析为了解决问题的敏感性和特异性。

使用驾驶模拟器有很多优势,包括增加安全,更大的实验控制,并降低成本;然而,它应该承担记住,模拟驾驶性能并不完全等同于行车驾驶性能。此外,一个相对较小的样本大小是本研究利用。未来的研究应采用大样本大小与更大的变异在疾病指标探讨PD异质性的影响对驾驶性能和相关的认知功能。当前结果尤其值得注意考虑到主要比较两组认知功能,尽管模拟驾驶任务的要求相对较低,利用一个保守的速度限制(50公里/小时),直路,简单的视觉环境和使用一个驾驶事件只有不同的线索和响应要求。因此,与一般的共识在PD文献,认知和运动困难最有可能出现在复杂的和认知要求的情况;已经表明,患者可能会经历困难推动即使在低速度的快速反应时间并不重要。总体而言,目前的结果表明,患者驱动下明显比健康的年龄组noncued和无用地暗示条件和驾驶性能显著提高,提供有效的预警信号。预计这些和未来的结果将帮助在发展中补偿策略,从而改善PD患者的司机安全。