Vyv C. Huddy
Tim L. Hodgson
Masuma Kapasi,
Isobel Harrison, and Thomas R. E. Barnes
Eileen M. Joyce
Eye movements were measured during the performance of a computerized
specify the source of planning abnormalities in patients with 1st-episode schizophrenia or schizoaffective
disorder. Subjects viewed 2 arrays of colored balls in the upper and lower parts of the screen. They were
asked to plan the shortest sequence of moves required to rearrange the balls in the lower screen to match
the upper arrangement. Compared with healthy controls, patients made more planning errors, and
decision times were longer. However, the patients showed the same gaze biases as controls prior to
making a response, indicating that they understood the requirements of the task, approached the task in
a strategic manner by identifying the nature of the problem, and used appropriate fixation strategies to
plan and elaborate solutions. The patients showed increased duration of long-gaze periods toward both
parts of the screen. This suggests that the patients had difficulty in encoding the essential features of the
stimulus array. This finding is compatible with slowing of working memory consolidation.
Keywords: schizophrenia, eye movements,
working memory
Patients with schizophrenia show pronounced deficits on tests of
executive function at all stages of the illness (e.g., Elliott, Mc-
Kenna, Robbins, & Sahakian, 1998; Hutton et al., 1998; Owen,
Roberts, Polkey, Sahakian, & Robbins, 1991; Pantelis et al., 1997).
The term executive function encompasses several discrete cognitive
processes, such as working memory, response inhibition, and
attentional set shifting, which interact to optimize performance
under changing or novel conditions. Such impairments have clinical
relevance, as they have been shown to impact on everyday
community function (Green, Kern, Braff, & Mintz, 2000). However,
it is often not clear whether executive performance decrements
reflect disturbances of specific executive processes or more
general impairments (see Joyce & Huddy, 2004; MacDonald &
Carter 2002). Patients with schizophrenia tend to perform poorly
whatever the cognitive domain being tested (e.g., Bilder et al.,
2000; Mohamed, Paulsen, O’Leary, Arndt, & Andreasen, 1999),
and possible influences on performance range from problems with
early information processing to the inability to understand task
requirements. Residual symptoms, causing poor motivation or
distractibility, might also contribute to apparent executive dysfunction
because of the failure to engage with the task.
The study of natural eye movements during the execution of
complex tasks is a promising means of specifying the cognitive
operations used and how these relate to performance proficiency.
Evidence suggests that when a task is structured so that performance
requirements are explicit, the eye movements generated can
be interpreted as purposeful shifts of attention (Hayhoe & Ballard,
2005; Land & Furneaux, 1997; Liversedge & Finlay, 2000). For
example, Ballard, Hayhoe, and Pelz (1995; Hayhoe, Bensinger, &
Ballard, 1998) found that the location and duration of fixations
during the performance of visuospatial matching tasks reflected
different cognitive operations depending on when they occurred
during task solution. That is, subjects appeared to use fixations to
acquire relevant information about the visual problem—for example,
color or location—at the time that they needed it rather than
rely on an internal memory of the global visual scene to guide
responses. The researchers concluded that fixations can be used
strategically to relieve the burden on visuospatial working memory.
In support of this, Epelboim et al. (1995), using a task in
which subjects were required to look at an array of targets in a
specified order, found that when visual search was used to locate
targets on each trial, performance was faster than when subjects
relied on memory for target locations. Other task-specific gaze
biases have been shown to correlate with cognitive operations that
distinguish efficient from inefficient problem solvers. For example,
Suppes, Cohen, Laddage, and Floyd (1983) found that during
Vyv C. Huddy, Masuma Kapasi,
Thomas R. E. Barnes, Division of Neuroscience and Mental Health, Imperial
College
Neuroscience,
Portions of this study were presented at the International Congress on
Schizophrenia Research,
supported by a Wellcome Trust program grant. We are grateful to the
consultants and nurses of
George’s Mental Health National Health Service Trusts for greatly facilitating
the study. We thank Chris Kennard for use of the oculomotor
laboratory and Clare Foster for administrative support.
Correspondence concerning this article should be addressed to Eileen
M. Joyce,
& Neurosurgery,
e.joyce@ion.ucl.ac.uk
Journal of Abnormal Psychology Copyright 2007 by the American Psychological Association
2007, Vol. 116, No. 3, 589–598 0021-843X/07/$12.00 DOI: 10.1037/0021-843X.116.3.589
589
the solution of arithmetic problems, success was related to the use
of certain sequences of eye movements and that within the subject
group, the less able subjects made more out-of-sequence eye
movements.
These studies demonstrate that when the requirements of a task
are highly specified, the study of eye movements during performance
can reveal the cognitive strategies used by subjects to aid
performance. Hodgson, Bajwa, Owen, and Kennard (2000; Hodgson,
Tiesman, Owen, & Kennard, 2002) used this paradigm to
examine the strategic control of gaze during planning using a
computerized version of the
1995; Shallice, 1982). In the original Cambridge Automated Neuropsychological
Test Battery (CANTAB) version of this task
(Owen, Downes, Sahakian, Polkey, & Robbins. 1990), subjects are
shown two different arrays of balls on a computer screen, one
above the other, and are asked to solve the problem by planning
and executing the shortest sequence of moves so that the balls in
the bottom array (the work space) match the pattern of balls in the
top array (the goal space). The problems are graded in difficulty in
that they require between one and five moves. Because of the
constrained arrangement of the balls into three “pockets,” some of
the more difficult four- and five-move problems require certain
critical balls to be shunted into temporary locations to free up
space for the movement of other balls (see Figure 1). Therefore,
this is more than a visuospatial matching task, because to reach a
perfect solution, one needs to plan the sequence of moves ahead
before response initiation. In the “one touch” version (Owen et al.
1995) used by Hodgson et al. (2000, 2002), the subjects are not
required to execute the task manually but must indicate the number
of moves required to solve the problem by a single touch of a key.
In this case, it can be inferred that eye movements prior to the
response reflect the planning process.
The gaze shifts performed by healthy subjects on this task
correlated with discrete phases of problem solving. There was a
strong bias for fixations to occur in the goal space at the beginning
of the trial, no matter how difficult the problem. During the
remainder of the trial, the bias was for fixations to occur mostly in
the work space. As problem complexity increased, progressively
more time was spent fixating the work space, and sampling of the
goal space occurred throughout the trial as well as at the beginning.
This suggests that on easier problems, the initial fixations directed
toward the goal space reflected the acquisition of task-relevant
information, which was held in working memory while possible
solutions were worked out or elaborated through fixations in the
work space. The increasing time spent in the work space as
problems’ solutions require more moves can be seen as reflecting
the elaboration of more complex solutions. Furthermore, because
the number of possible alternative moves increase at the harder
levels, subjects appeared to refixate the goal space during solution
elaboration as a strategy to relieve the increasing burden on working
memory (Hodgson et al., 2000, 2002). In addition, the planners
who made very few errors selectively biased their gaze in the work
space to the balls that were critical to the problem in hand, whereas
the error makers directed their gaze to irrelevant balls or to the
location of balls that were relevant in the previous problem (Hodgson
et al., 2000). The finding that planning skill was related to the
locus of fixations in the work space supports the view that work
space fixations reflect the planning of solutions.
Patients with schizophrenia are impaired on manual and one touch
computerized versions of the
1998; Hutton et al., 1998; Morris, Rushe, Woodruffe, & Murray,
1995; Pantelis et al., 1997). Patients with schizoaffective disorder are
equally as impaired as patients with schizophrenia (Stip et al., 2005).
In general, patients solve fewer problems than healthy control subjects
and take more moves to solve problems correctly. The aim of the
Figure 1. Example X–Y plots of subjects planning solutions to one-move
(A) or four-move (B) one touch Tower of
panel is the goal space, and the lower panel is the work space. The more
complex, four-move problem is associated with more saccades and fixations,
particularly in the work space.
590 HUDDY ET AL.
current study is to elucidate whether specific executive or more
general abnormalities underlie the planning impairment in schizophrenia
and schizoaffective disorder by examining gaze strategies
during performance of the one touch
On the basis of the previous studies using this paradigm, several
predictions can be made that implicate specific executive deficits
of working memory or attentional set shifting as underlying planning
impairments. Hodgson et al. (2002) found that patients with
Parkinson’s disease made more errors and spent equivalent
amounts of time in the goal space and work space across all levels
of problem difficulty, in contrast to healthy controls, who increasingly
biased their gaze toward the work space as problem complexity
increased. This absence of gaze bias to the work space was
considered to represent a transsaccadic failure of working memory.
In other words, the Parkinson’s disease patients were unable to
maintain the goal position of balls in working memory sufficiently
to elaborate the problems in the work space, and this resulted in the
need to spend more time fixating the goal space than controls. One
of the most consistently reported cognitive abnormalities in
schizophrenia is impaired working memory (see Lee & Park,
2005). This can be present in the absence of other cognitive
impairments, and working memory performance has been found to
correlate with planning impairments on the CANTAB version of
the
Joyce, Hutton, Mutsatsa, & Barnes, 2005). One prediction that
follows from the observation of patients with Parkinson’s disease
is that patients with schizophrenia will also fail to show a gaze bias
toward the work space as problems become more complex.
A second possibility is that patients will be unable to shift between
optimum gaze strategies for the solution of different problems. Hodgson
et al. (2000) found that the healthy subjects who made errors
tended to bias their gaze in the same way for each trial irrespective of
the location of task-critical balls. In addition, when the optimum gaze
strategy changed between two successive trials, response times were
significantly longer on the second of the trials, indicative of an
interference effect from the previous trial in the error makers. Such an
abnormality would be expected if subjects have difficulty in disengaging
from one response set and shifting to another. Problems with
response inhibition and set shifting have been well demonstrated in
schizophrenia, especially during the performance of the
Card Sorting Task (Grant & Berg, 1948), when patients characteristically
perseverate with a previously successful response when this is
no longer correct. In the current study, this impairment would be
shown as a failure to bias gaze toward the problem-critical balls across
trials.
A third possible pattern of impairment is of abnormal or restricted
visual scanning of the stimulus array. This would be predicted if more
nonspecific impairments, such as poor motivation or distractibility,
impacted on performance. This pattern has been previously observed
when patients with schizophrenia perform cognitive tasks such as
feature detection paradigms with simple or complex targets (Kojima
et al., 2001; Kurachi et al., 1994) or Rorschach inkblot interpretation
(Minassian, Granholm, Verney, & Perry, 2005).
Method
Subjects
The patients were recruited as part of a prospective, longitudinal
study of first-episode psychosis in
for the study were screened with the World Health Organization
Psychosis Screen (Jablensky et al., 1992) and were recruited if
they were between 16 and 50 years old, were presenting with a
psychotic illness for the first time, and had received no more than
12 weeks of antipsychotic medication. The diagnosis was ascertained
by means of a structured interview, the diagnostic module of
the Diagnostic Interview for Psychosis (Jablensky et al., 2000),
which includes items from the Operational Criteria Checklist for
Psychosis (OPCRIT; McGuffin, Farmer, & Harvey, 1991) and the
World Health Organization Schedules for Clinical Assessment in
Neuropsychiatry (Wing et al., 1990). Two psychiatric research
nurses were trained to a consistent level in the use of the diagnostic
instrument by an experienced psychiatrist (Thomas R. E. Barnes).
A computerized algorithm generates diagnoses under several classification
systems, including the Diagnostic and Statistical Manual
of Mental Disorders (3rd ed., rev.; American Psychiatric
Association, 1987) and International Statistical Classification of
Diseases and Related Health Problems (10th ed.; World Health
Organization, 2006), and these diagnoses were verified against
DSM–IV (American Psychiatric Association, 1994) criteria via
OPCRIT for Windows (http://sgdp.iop.kcl.ac.uk/opcrit/). The subjects
participating in the present study received DSM–IV diagnoses
of schizophrenia (n _ 10), schizophreniform disorder (n _ 6), or
schizoaffective disorder (n _ 4) at the time of testing.
As part of our longitudinal study, all participants are routinely
contacted 1 year later for repeat assessments. Fourteen patients
agreed to undergo a repeat diagnostic interview. The diagnostic
outcome of the remaining 6 patients was established by two
psychiatrists (Thomas R. E. Barnes and Eileen M. Joyce) using the
OPCRIT checklist to compile information from the psychiatrists
and community psychiatric nurses of the responsible clinical team
and from the clinical notes. The follow-up diagnoses were verified
against DSM–IV criteria via OPCRIT for Windows. Nineteen
patients were still under the care of their community team and
taking medication 1 year after study participation. One patient was
nonadherent with treatment but agreed to a face-to-face diagnostic
interview with our research team. The DSM–IV diagnoses remained
the same for the patients with an initial diagnosis of
schizophrenia or schizoaffective disorder. All patients with an
initial diagnosis of schizophreniform disorder subsequently fulfilled
the DSM–IV criteria for schizophrenia at 1 year because they
had endured either psychotic symptoms or a psychotic relapse. As
part of the structured interview, patients are asked about drug and
alcohol intake, and this is factored into the algorithm that generates
diagnoses.
These patients were compared with 20 healthy volunteers recruited
from the same catchment area as patients through advertisements
in local colleges and hospitals. Exclusion criteria were a
history of psychiatric illness in subjects or their first-degree relatives;
previous head injury, neurological illness, or endocrine
disorder affecting brain function, such as epilepsy and thyroid
disease; and drug or alcohol abuse. Permission to conduct the
study was obtained from Merton, Sutton and Wandsworth,
and Ealing research ethics committees. All subjects gave
written informed consent and were paid an honorarium for their
time.
Symptom type and severity were assessed in patients at the time
of recruitment via the Scales for the Assessment of Positive
Symptoms (Andreasen, 1983) and Negative Symptoms (An-
GAZE STRATEGIES DURING PLANNING IN PSYCHOSIS 591
dreasen, 1981). Scores for the three syndromes of schizophrenia
(Liddle & Barnes, 1990) were calculated (positive: sum of Scale
for the Assessment of Positive Symptoms Hallucinations and
Delusions global subscale scores; disorganization: sum of Scale
for the Assessment of Positive Symptoms Bizarre Behaviour and
Positive Thought Disorder global subscale scores; negative: sum
of all Scale for the Assessment of Negative Symptoms global
subscale scores) and expressed as the ratio of the maximum
possible score. Cognitive assessments were performed when the
patients were clinically stable and able to cooperate with the
procedure, as judged by the clinical team and research nurses, a
median of 30 days after clinical assessment. All patients were
being prescribed antipsychotic medication: Eighteen patients were
receiving second-generation and 2 were receiving first-generation
antipsychotics.
Neuropsychological Assessments
Premorbid IQ was assessed with the Wechsler Test of Adult
Reading (Wechsler, 2001). Current IQ was estimated from the four
subtest forms of the Wechsler Adult Intelligence Scale III (Wechsler,
1999), validated for use in schizophrenia (Blyler, Gold, Iannone,
& Buchanan, 2000). Executive and memory tests were taken
from the CANTAB as follows.
Spatial span (Owen et al., 1990). This test measures the ability
to remember the order of sequences of squares presented on the
screen in increasing number.
Pattern recognition memory (Sahakian et al., 1988). Twelve
abstract visual stimuli are presented sequentially on the screen.
Each stimulus is then presented along with a novel stimulus, and
patients are asked to touch the familiar stimulus. This is repeated
with 12 different stimuli, giving a maximum possible score of 24.
Spatial working memory (Owen et al., 1990). Patients are
required to open sets of boxes, varying between three and eight in
number, to find tokens. Errors are recorded when boxes in which
tokens have been found are reopened.
Planning (Owen et al., 1990). Subjects move colored balls in
an arrangement displayed on the screen to match a goal arrangement.
Subjects are asked to attempt the solution in the minimum
number of moves, which could be two, three, four, or five. Accuracy
is measured by the proportion of problems solved in the
minimum number of moves. Response times are recorded during
execution of the problems and also during execution of a yoked
control task that mimics the exact sequence of moves generated by
the subject during problem solution. Subtraction of the copying
times from the execution times gives a measure of thinking time,
calculated both before the solution is attempted (initial thinking
time) and during the subsequent period (subsequent thinking time).
Attentional set shifting (Owen et al., 1991). Subjects are required
to learn a series of visual discriminations. One of two
stimulus dimensions (shape or line) is relevant. Once correct
responding is established, subjects are introduced to different
exemplars of the same dimension for correct responding, which
tests their ability to generalize the rule they have just learned
(intradimensional shift). At the later, extradimensional shift stage,
the rule is reversed, so that a previously irrelevant dimension now
becomes relevant. This assesses the ability to inhibit the previously
correct response set by shifting attention from one dimension to
another.
Planning With Eye Movement Recording
This was adapted from the one touch
(Owen et al., 1995). The stimuli were identical in configuration to
those presented in the CANTAB planning task described above.
Each subject viewed 20 pictures in which the arrangement of balls
in the lower field was fixed and the upper ball configuration varied
from trial to trial (see Figure 1). Subjects viewed each picture
twice, for a total of 40 trials. Problems differed in difficulty in that
they required a minimum of one move to a maximum of five.
Subjects were instructed to plan the movements of the colored
balls in the imaginary pockets so that the pattern of balls in the
upper array matched the pattern of those in the lower array. Special
effort was made to ensure that subjects understood that they would
now be planning the moves in their head rather than touching the
screen and moving balls by hand. For each trial, a central fixation
dot was first displayed. This was extinguished when the experimenter
was satisfied that fixation had occurred, and the problem
picture was then displayed. Once the subjects thought they had
worked out the correct solution to each problem, they pressed the
mouse key and gave a verbal response to indicate the minimum
number of moves required. Error trials occurred when subjects
indicated the wrong number of moves.
Eye movements were recorded with the Eyelink system (Sensorimotoric
Systems
pupil tracker, with head movement compensation system sampling
at 250 Hz. Subjects were seated in front of the display monitor
approximately 60 cm from the screen. Pupil position was monitored
via two miniature infrared charge-coupled device video
cameras mounted on an adjustable headband. Subjects were instructed
to keep head movements to a minimum, and no active
restraint of head movements was required to obtain sufficiently
accurate gaze position recordings. Online parsing of saccades,
fixations, and blinks was performed by Eyelink parser software.
Individual saccades were defined as positions in the eye position
signal where absolute velocity information rose above 30° per
second for more than two consecutive samples. Eye movement
data for which the pupil was very small or missing were detected
by the parsing software and removed from analysis. The Eyelink
parsing software identified fixations as pauses between saccades.
To exclude short fixations preceding corrective saccades, we included
only fixations of over 50 ms in analysis.
Analysis of Eye Movements
Visual scanning. This was considered separately for the goal
space and work space. Visual scanning measures were the number
and duration of fixations, the number and amplitude of saccades,
and the total scan path length in degrees of visual angle. In
addition, the number of shifts of gaze that occurred from fixations
in the work space to fixations in the goal space, and vice versa, was
determined.
Analysis of gaze periods. Hodgson et al. (2000) demonstrated
that whereas gaze is largely directed toward the work space on
complex trials, throughout these trials the subject regularly makes
shifts in gaze to the goal space. Thus, gaze directed toward the goal
space or work space can be divided into short periods during which
only a single fixation occurs or longer periods of many saccades
and fixations. To determine the number and duration of these
592 HUDDY ET AL.
periods, we identified three types of gaze period: (a) check periods,
when the particular spell in either the work space or the goal space
was characterized by a single fixation (e.g., the subject may be
fixating in the work space, then look up to the goal space to check
the location of a particular ball and, without making another
saccade within the goal space, immediately return to the work
space); (b) short-gaze periods, when a single horizontal saccade
within the work space or goal space occurred; and (c) long-gaze
periods, when a succession of more than one saccade was made
within the goal space or work space. The boundaries of each gaze
period were defined as the period between the start of the first
fixation and the end of the last fixation.1 Hence, in addition to the
total number of check, short-gaze, and long-gaze periods during
the trial, it was also possible to measure the total duration of each
type of gaze period. Furthermore, the total number of saccades that
occurred during long-gaze periods within a trial was established.
Problem-dependent gaze shifts. Hodgson et al. (2000) found
that gaze was not distributed evenly across all locations within the
work space region but was biased to certain problem-relevant
items. To examine this bias, we categorized fixations according to
where they landed on a 3 _ 2 grid, which divided pictures into
sectors of equal area (Figure 1). For four-move problems, blue ball
trials always require a shunting maneuver in which the central blue
ball is moved to a temporary location while other, intervening
moves are performed. Hence, analysis of the left and central
regions of the lower portion of the screen allows any selectivity of
gaze to be determined.
Statistical Methods
Comparison between patient and control groups on behavioral
and eye movement measures were analyzed with separate analyses
of variance, t tests, and chi-square tests when appropriate, via
SPSS Version 13.0. Effect sizes (_p
2) are given for group comparisons.
Results
The means (and standard deviations) for the schizophrenia syndrome
scores were as follows: positive syndrome, M _ 0.78
(SD _ 0.27); disorganization syndrome, M _ 0.42 (SD _ 0.36);
and negative syndrome, M _ 0.38 (SD _ 0.25). Patients and
control subjects were matched for sex ratio, but controls were
significantly older than patients (see Table 1).
Neuropsychology
The pattern of impairment on the neuropsychological tasks was
similar to that previously reported in a different, larger group of
first-episode patients (Joyce et al., 2002, 2005). There was no
significant difference in the estimated premorbid IQ between the
groups, but the controls had a significantly higher current IQ
(Table 1). Further analysis revealed that current IQ had fallen from
estimated premorbid values in patients, t(19) _ 2.92, p _ .01, but
not controls, t(19) _ _1.26, ns. Table 1 also shows that the
patients were significantly impaired on the CANTAB pattern
recognition memory, spatial working memory, spatial span, and
planning tasks and made more errors on the attentional set shifting
task, although this failed to reach significance.
Planning With Eye Movement Recordings
General performance. Accuracy and response times are
shown in Figures 2 and 3. Accuracy decreased significantly as
problem difficultly increased, F(4, 152) _ 80.63, p _ .001. Patients
made more errors than controls, F(1, 38) _ 5.70, p _ .05
(_p
2 _ .13), and the effect of problem difficulty tended to be
greater in patients, F(4, 152) _ 2.16, p _ .08 (_p
2 _ .05).
Response times increased significantly with problem length, F(4,
152) _ 82.50, p _ .01. The patients took significantly longer to
execute a response overall, F(1, 38) _ 4.13, p _ .05 (_p
2 _ .10),
with no interaction effect between subject group and problem
difficulty, F(4, 152) _ 0.22 (_p
2 _ .006).
Scanning and eye movements. There were no significant group
differences on any of the measures of visual scanning, including
scan path length, F(1, 38) _ 0.43 (_p
2 _ .01); amplitude of
saccades, F(1, 38) _ 0.01 (_p
2 _ .00); and number of saccadic
shifts between the goal space and work space, F(1, 38) _ 0.08
(_p
2 _ .00). Taken together, these results indicate that the scan
paths of the patient group were not abnormal or restricted compared
with those of the controls. For both groups, scan path length
significantly increased with problem difficulty, F(4, 152) _ 55.39,
p _ .01, and these were longer in the work space than in the goal
space, F(1, 152) _ 46.21, p _ .01.
Number of gaze periods. There was a significant increase in
the numbers of check periods in the goal space compared with the
work space as problem difficulty increased (Figure 4, top panel),
F(4, 152) _ 25.93, p _ .01. This effect did not interact with
subject group, F(4, 152) _ 0.43 (_p
2 _ .01), which suggests that
this gaze bias was intact in patients. The opposite pattern occurred
for the number of long-gaze periods (see Figure 4, bottom panel),
with an increase in the work space compared with the goal space,
F(4, 152) _ 48.55, p _ .01. Again, this did not interact with
subject group, F(4, 152) _ 1.46 (_p
2 _ .04). To clarify this effect
further, we performed separate analyses for patient and control
groups. This revealed that patients directed more long-gaze periods
to the work space compared with the goal space with increasing
problem difficulty, F(4, 76) _ 18.12, p _ .01 (_p
2 _ .49), with the
control group showing a slightly stronger effect, F(4, 76) _ 32.03,
p _ .01 (_p
2 _ .63). The short-gaze periods showed a pattern
similar to that for the check periods, as these were directed more
to the goal space than the work space as the problems increased in
difficulty, F(4, 152) _ 11.92, p _ .01.
Duration of gaze periods. The total duration of long-gaze
periods increased with problem difficulty, F(4, 152) _ 61.20, p _
.01, and was significantly longer when directed to the work space
compared with the goal space, F(1, 152) _ 63.10, p _ .01. The
absence of a three-way interaction of goal space versus workspace,
problem difficulty, and group, F(4, 152) _ 0.50, ns (_p
2 _ .01),
indicates that these effects were equivalent in both groups. When
correct and error trials were separated out in the analysis, the
patient group showed the same gaze bias on correct, F(1, 19) _
16.53, p _ .05 (_p
2 _ .47), and error trials, F(1, 19) _ 9.26, p _
.05 (_p
2 _ .33). This pattern was also found in the control group
on correct, F(1, 19) _ 14.31, p _ .05 (_p
2 _ .43), and error trials,
F(1, 19) _ 9.27, p _ .05 (_p
2 _ .33). The patients showed
1 For check periods, this would correspond to the fixation duration.
GAZE STRATEGIES DURING PLANNING IN PSYCHOSIS 593
significantly increased total duration of long-gaze periods compared
with controls, F(1, 38) _ 6.93, p _ .05 (_p
2 _ .11; see
Figure 5), but not for the check, F(1, 38) _ 0.77, ns (_p
2 _ .02),
or short-gaze periods, F(1, 38) _ 1.54, ns (_p
2 _ .04). Within the
long-gaze periods, there was a tendency for the increase in duration
to be accompanied by an increase in the number of fixations
in the patient group, F(1, 38) _ 2.96, p _ .09 (_p
2 _ .07).
Problem-dependent gaze shifts. Examining the total duration
of fixations in the left and middle regions of the work space on
blue ball and nonblue ball problems revealed a significant gaze
bias to the central area on blue ball trials that was not present on
nonblue ball trials (see Figure 6), evidenced by an interaction
between problem type (blue ball vs. nonblue ball) and location (left
or middle), F(1, 38) _ 13.98, p _ .01. There was no group
interaction, indicating that the gaze bias to the central location on
blue ball trials was found equally in both patient and control
groups, F(1, 38) _ 2.63, ns (_p
2 _ .07). To clarify this effect
further, individual group analyses confirmed intact gaze biases in
both control subjects, F(1, 38) _ 6.21, p _ .05 (_p
2 _ .23), and
patients, F(1, 38) _ 8.76, p _ .01 (_p
2 _ .32).
Subgroup analysis of schizophrenia patients. Analysis of the
16 subjects in the sample who received a diagnosis of schizophrenia
1 year after presentation revealed the same pattern of effects as
the larger group that included patients with schizoaffective disorder.
There were no significant differences between the patient
group and the controls on scan path length, F(1, 34) _ 0.27 (_p
2 _
.01); number of shifts, F(1, 34) _ 0.01 (_p
2 _ .00); or amplitude
of saccades, F(1, 34) _ 0.01, (_p
2 _ .00). In addition, the schizophrenia
subgroup showed the same increase as did controls in the
number of check periods directed to the goal space with increasing
difficulty, F(4, 136) _ 0.01, ns (_p
2 _ .00). Similarly, there was
an increased number of long-gaze periods directed to the work
space compared with the goal space, F(4, 136) _ 48.99, p _ .001,
and this did not interact with group, F(4, 136) _ 0.64, (_p
2 _ .03).
As before, analysis of this effect in each group confirmed this gaze
bias in both control subjects, F(4, 76) _ 21.11, p _ .001 (_p
2 _
.53), and patients, F(4, 60) _ 18.10, p _ .001 (_p
2 _ .55). The
increased duration of longer gaze periods overall was also significant
in this subgroup, F(1, 34) _ 4.96, p _ .05 (_p
2 _ .13). These
patients also directed their gaze to problem-critical balls in the
same manner as did the control group, F(1, 34) _ 1.43, ns (_p
2 _
.04). These findings indicate a preserved pattern of gaze biases in
patients with a diagnosis of schizophrenia.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1 2 3 4 5
Problem Difficulty (Moves)
Accuracy (p)
Figure 2. Accuracy for both patients (black squares) and healthy controls
(white squares) on the one touch
problem difficulty.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 2 3 4 5
Problem Difficulty (Moves)
Response Time (s)
Figure 3. Response time for both patients (black squares) and healthy
controls (white squares) on the one touch
level of problem difficulty.
Table 1
Comparison of Patient and Control Groups on Demographic and Neuropsychological Variables
Variable
Control group Patients
t df M
Age 29.0 27.0 7.5 17–51 23.5 22.0 5.1 17–34 2.7 38 _.05 0.7
Premorbid IQ: WTAR 94.4 95.5 6.1 80–103 90.1 85.5 12.8 73–109 1.3 38 ns 0.4
Current IQ: WAIS–III 97.0 97.5 9.1 78–111 83.6 78.0 16.6 62–112 3.2 38 _.01 0.9
Spatial span 6.4 6.0 1.1 5–8 4.9 5.0 1.1 3–7 4.2 38 _.01 1.1
Spatial working memory: errors 21.5 17.5 14.3 3–53 34.3 40.5 21.6 0–81 2.2 36 _.05 0.7
Pattern recognition memory 21.4 22.0 2.6 16–24 18.8 19.0 2.8 14–24 3.1 38 _.01 0.9
Attentional set shifting: total errors 35.9 25.5 39.7 1–179 54.4 50.1 48.0 9–177 1.3 38 ns 0.4
Note. In the control group, there were 10 men and 10 women; in the patient group, there were 12 men and 8 women, _2(1) _ 0.4, ns. For pattern
recognition, the maximum score is 24. WTAR _ Wechsler Test of Adult
594 HUDDY ET AL.
Discussion
In this study we have measured eye movements during the
performance of a computerized version of the
task to specify the source of planning abnormalities in patients
with schizophrenia or schizoaffective disorder (Hodgson et al.,
2000, 2002; Owen et al., 1995). In comparison to healthy control
subjects, the patients were impaired on the task, as demonstrated
by significantly longer response times and more decision errors.
However, the patients showed the same gaze biases as the controls
prior to making a response, which indicates that they understood
the requirements of the task, approached the task in a strategic
manner by identifying the nature of the problem, and used appropriate
fixation strategies to plan and elaborate solutions. Thus,
when gaze periods were parsed into single glances between the
goal space and the work space (check periods), single shifts within
the work space or goal space (short-gaze periods) and long-gaze
periods during which a number of successive eye movements were
made within the goal space or work space, we found both groups
directed their gaze in the same manner and that this corresponded
to similar planning strategies identified in previous studies of
healthy subjects (Hodgson et al., 2000, 2002).
As the problems became more difficult, both groups showed a
progressive increase in the number of long-gaze periods in the
work space and more short-gaze and check periods directed at the
goal space. The increased number of long sequences of eye movements
directed at the work space on more difficult problems is
compatible with the idea that both groups used this space to plan
the sequence of moves needed to solve the task. Mirroring this, the
increasing number of single glances and single eye movements
directed at the goal space suggests that both groups were checking
the goal array more frequently as problems became more difficult.
When planning proficiency was examined, patients were no different
from controls in the way they directed their gaze during the
solution of different problems. During some problems requiring
four or five moves, a specific ball needs initially to be shunted to
an intermediate position to enable the execution of other, intermediate
moves (see Figure 1). It has previously been shown that
planners who make very few errors locate and focus on these
problem-critical balls in the work space, whereas error makers tend
to direct their gaze in the same way for each problem irrespective
of where the problem-critical ball is located (Hodgson et al., 2000).
In the current study, patients correctly directed their gaze at
problem-critical balls to the same degree as healthy controls. This
suggests that the patients were able to shift between optimum gaze
strategies for the solution of different problems and excludes
difficulties with response inhibition and attentional set shifting as
an explanation of patients’ planning impairment.
The general pattern of gaze biases during planning was remarkably
similar in patients and healthy controls, but the use of these
cognitive strategies was not sufficient to match control performance
on the one touch
longer to make decisions and were less accurate. We were able to
specify further the prolonged response times in the patients by
analyzing the gaze periods, which revealed a specific increase in
the duration of the long-gaze periods in the goal space and work
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
1 2 3 4 5
Problem Difficulty
Number of CH periods
Control - goal Patient - goal
Control - work Patient - work
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
1 2 3 4 5
Problem Difficulty
Number of LG periods
Control - goal Patient - goal
Control - work Patient - work
Figure 4. Total number of check periods (CH; top panel) and longer
periods of gaze (LG; bottom panel) for patients and controls. The periods
directed to the goal space are marked as squares, and periods directed to the
work space are marked as triangles.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1 2 3 4 5
Problem Difficulty
Total duration of LG periods (ms)
Control - goal Patient - goal
Control - work Patient - w ork
Figure 5. Total duration of long periods of gaze (LG) for each level of
problem difficulty for both patients and controls. Duration of periods of
gaze directed to the goal space are marked as squares, and those directed
to the work space are marked as triangles.
GAZE STRATEGIES DURING PLANNING IN PSYCHOSIS 595
space. Although this pattern of abnormality was not predicted, it
may allow for a resolution of the apparent contradiction that
patients show performance abnormalities yet show intact gaze
biases.
A recent study by Fuller, Luck, McMahon, and Gold (2005),
using a change detection paradigm, provided evidence relevant to
the interpretation of this finding. The authors found that when
schizophrenia patients were required to search and make decisions
about a simple, three-item array of squares, they showed slowing
of postperceptual consolidation processes in working memory.
That is, in a pattern-masking working memory paradigm that
included a perceptual control condition, the authors found that
patients with schizophrenia never reached control performance
even when the interval between the target and the mask was twice
that needed for controls to perform at ceiling. This finding demonstrates
that patients with schizophrenia are impaired even at the
very early encoding stage of working memory, in which perceptions
are consolidated for better maintenance in working memory.
On the basis of their finding, Fuller et al. (2005) predicted that on
visual tasks, schizophrenia patients will try to compensate by
increasing the amount of time they spend inspecting an array of
targets. Consistent with this, our patients showed increased duration
of longer periods of gaze directed to both the goal space and
the work space. The lack of an interaction effect with trial type can
be explained by the fact that the visual complexity of the stimuli
does not vary across trials—the requirement for internal manipulation
of the balls determines task difficulty. Fuller et al. (2005)
also predicted that under conditions of high working memory load,
when there is a need for rapid updating of information in working
memory, slow consolidation will render perceptual representations
vulnerable to interference. In our paradigm, it might be predicted
that patients will check the goal space more often than controls as
the problems become more complex. The fact that we did not find
this pattern suggests the possibility that the patients failed to adopt
this compensatory strategy and thus made more errors. One could
explore this explanation further with this task by examining the
effect of direct instruction and cuing (see Unterrainer, Rahm,
Leonhart, Ruff, & Halsband, 2003) on the use of compensatory
gaze strategies and subsequent performance.
It is important to note that the increase in duration of long-gaze
periods was not indicative of generalized slowing. The duration of
check and short periods of gaze did not differ between groups.
Furthermore, on the CANTAB version of the
task, in which subjects were actually required to move the balls on
a touch screen, response latencies were not increased. Thus, the
increased duration of long-gaze periods appears to represent a
response to slowed working memory consolidation specifically
rather than generalized slowing. Two further observations support
this conclusion. First, the extended long-gaze periods were a
consistent facet of the way the patients performed the Tower of
problems were solved correctly. Second, extended long-gaze periods
were present at all levels of problem difficulty, whereas
increased decision errors only became apparent from the threemove
level of difficulty upward.
This interpretation of our findings is also compatible with a
study by Hartman, Steketee, Silva, Lanning, and McCann (2003),
who found that slowing of the speed of encoding in working
memory was the strongest explanatory factor for poor performance
on another executive task, the
a recent meta-analysis of working memory studies found that
working memory impairment was consistently reported even at
very short delays, suggesting that impaired encoding of visual
targets in working memory is a fundamental abnormality in patients
with schizophrenia (Lee & Park, 2005). Our findings might
also be analogous to those of Minassian et al. (2005), who found
that patients with schizophrenia displayed staring episodes when
inspecting Rorschach inkblots, and those of Wolwer and Gaebel
(2002), who found increased planning fixations during the performance
of the Trail Making Test.
However, other abnormalities of working memory processes,
such as the maintenance of task-relevant information, are also
present in patients with schizophrenia (Barch et al., 2001; Braver,
Barch, & Cohen, 1999). In fact, we originally predicted a pattern
of abnormality that would be more compatible with this hypothesis
on the basis of previous findings with Parkinson’s disease patients
on this task. Hodgson et al. (2002) found that patients with Parkinson’s
disease failed to bias their gaze toward the work space as
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Blue Non Blue Blue Non Blue
Patients Controls
Gaze time (s)
Left
Middle
Figure 6. Mean total gaze time spent by patients and controls in left and middle locations for blue and nonblue
problem types.
596 HUDDY ET AL.
problem complexity increased and spent equivalent amounts of
time in the goal space and the work space across all levels of
problem difficulty. The favored explanation was that this was an
exaggeration of the finding that healthy subjects use fixations in
the goal space to relieve the burden of having to hold the goal array
in working memory during planning in the work space. In other
words, Parkinson’s disease patients “keep forgetting the arrangement
of the balls in the Goalspace every time they look away”
(Hodgson et al., 2002, p. 419) and consequently look at the goal
space more often. This abnormality was considered to reflect
reduced dopamine neurotransmission in the frontostriatal processes
mediating working memory (Hodgson et al., 2002), a conclusion
compatible with accumulating evidence from animal studies
suggesting that dopamine acts to determine how strongly
representations are maintained in working memory (see Seamans
& Yang, 2004). Our data do not allow us to understand the
differences between the performance of the schizophrenia and
Parkinson’s disease patients on this task with respect to working
memory processing but presumably reflect the task requirements
and the degree of dopamine dysfunction in frontostriatal processes
in the two disorders.
These findings of generally intact gaze biases exclude an explanation
of the planning impairment in terms of more general impairments,
such as poor motivation or distractibility. Furthermore,
more basic impairments of oculomotor function seen in the disorder,
such as impaired smooth pursuit and saccadic eye movements
(e.g., Hutton et al., 2004) or restricted visual scanning of objects
(e.g., Koijma et al., 2001), also do not account for planning errors,
as we found no differences between patients and controls on global
measures of scanning, such as scan path length, and there was no
evidence of a reduced number of saccades or saccadic hypometria.
A possible explanation of the intact aspects of performance is
that the patients were tested following their first presentation of
psychosis and may be a high-functioning group, especially as a
proportion of the patients received a diagnosis of schizophreniform
disorder, not schizophrenia. However, when we followed up with
the patients 1 year later and reassessed the diagnoses, we found
that all patients had an enduring mental illness corresponding to
DSM–IV schizophrenia or schizoaffective disorder and that all but
1 were actively under the care of community mental health teams;
the remaining patient, having disengaged, was psychotic when
reassessed. Furthermore, the background neuropsychological profile
of the patients at the time of the current study indicated that
this group was impaired on a wide range of cognitive functions,
including spatial span, spatial working memory, and recognition
memory, to a similar degree as other first-episode groups with
confirmed schizophrenia that we have tested (Joyce et al., 2002).
Furthermore, although the patient and control groups were
matched for premorbid IQ, the patients showed a small but significant
fall in current IQ from premorbid levels, another finding
previously reported by us in a different group (Joyce et al., 2005),
which again suggests that we were not testing an atypical group of
patients. We also examined whether the inclusion of patients with
schizoaffective disorder might have biased the results. When we
excluded these cases, the profile of results remained the same for
the subgroup with a diagnosis of schizophrenia. The similarity in
planning performance by patients with schizophrenia and schizoaffective
disorder is supported by a recent study that compared the
two diagnostic groups on the CANTAB version of the planning
task and found no differences in performance (Stip et al., 2005).
Furthermore, Gooding and Tallent (2002) found no differences in
the executive performance of these two diagnostic groups on a
spatial working memory task and the Wisconsin Card Sorting Test.
Our finding that impaired planning in schizophrenia could not
be accounted for by abnormal gaze strategies or other, more
general impairments does not preclude such explanations being
relevant for other patient groups and settings. However, our findings
suggest that patients with schizophrenia, despite having generalized
cognitive impairments, can approach complex tasks and
develop strategies in a perfectly normal manner but are compromised
by slowing of information processing in working memory.
This finding adds to the growing body of evidence suggesting that,
whatever other cognitive impairments are present in individuals
with schizophrenia, working memory impairment is a central feature
of the disorder.
References
American Psychiatric Association. (1987). Diagnostic and statistical manual
of mental disorders (3rd ed., text rev.).
American Psychiatric Association. (1994). Diagnostic and statistical manual
of mental disorders (4th ed.).
Andreasen, N. C. (1981). Schedule for the Assessment of Negative Symptoms
(SANS).
Andreasen, N. C. (1983). Schedule for the Assessment of Positive Symptoms
(SAPS).
Badcock, J. C., Michie, P. T., & Rock, D. (2005). Spatial working memory
and planning ability: Contrasts between schizophrenia and bipolar disorder.
Cortex, 41, 753–763.
Ballard, D., Hayhoe, M., & Pelz, J. (1995). Memory representations in
natural tasks. Journal of Cognitive Neuroscience, 7, 66–80.
Barch, D. M., Cartet, C. S., Braver, T. S., Macdonald, A., Sabb, F. W.,
Noll, D. C., & Cohen, J. D. (2001). Selective deficits in prefrontal
regions in medication naive schizophrenia patients. Archives of General
Psychiatry, 50, 280–288.
Bilder, R. M., Goldman, R. S., Robinson, D., Reiter, G.,
J. A., et al. (2000). Neuropsychology of first-episode schizophrenia:
Initial characterization and clinical correlates. American Journal of
Psychiatry, 157, 549–559.
Blyler, C. R., Gold, J. M., Iannone, V. N., & Buchanan, R. W. (2000).
Short form of the WAIS-III for use with patients with schizophrenia.
Schizophrenia Research, 46, 209–215.
Braver, T. S., Barch, D. M., & Cohen, J. D. (1999). Cognition and control
in schizophrenia: A computational model of dopamine and prefrontal
function. Biological Psychiatry, 46, 312–328.
Elliott, R., McKenna, P. J., Robbins, T. W., & Sahakian, B. J. (1998).
Specific neuropsychological deficits in schizophrenic patients with preserved
intellectual function. Cognitive Neuropsychiatry, 3, 45–70.
Epelboim, J., Steinman, R. M., Kowler, E., Edwards, M., Pizlo, Z., Erkelens,
C. J., & Collewijn, H. (1995). The function of visual search and
memory in sequential looking tasks. Vision Research, 35, 3401–3422.
Fuller, R. L., Luck, S. J., McMahon, R. P., & Gold, J. M. (2005). Working
memory consolidation is abnormally slow in schizophrenia. Journal of
Abnormal Psychology, 114, 279–290.
Gooding, D. C., & Tallent, K. A. (2002). Spatial working memory performance
in patients with schizoaffective psychosis versus schizophrenia:
A tale of two disorders? Schizophrenia Research, 53, 209–218.
Grant, D. A., & Berg, E. A. (1948). A behavioral analysis of the degree of
reinforcement and ease of shifting to new responses in a Weigl-type
card-sorting problem. Journal of Experimental Psychology, 38, 404–
411.
Green, M. F., Kern, R. S., Braff, D. L., & Mintz, J. (2000). Neurocognitive
GAZE STRATEGIES DURING PLANNING IN PSYCHOSIS 597
deficits and functional outcome in schizophrenia: Are we measuring the
“right stuff”? Schizophrenia Bulletin, 26, 119–136.
Hartman, M., Steketee, M. C., Silva, S., Lanning, K., & McCann, H.
(2003). Working memory and schizophrenia: Evidence for slowed encoding.
Schizophrenia Research, 59, 99–113.
Hayhoe, M., & Ballard, D. (2005). Eye movements in natural behaviour.
Trends in Cognitive Science, 9, 188–194.
Hayhoe, M. M., Bensinger, D. G., & Ballard, D. H. (1998). Task constraints
in visual working memory. Vision Research, 38, 125–137.
Hodgson, T. L., Bajwa, A., Owen, A. M., & Kennard, C. (2000). The
strategic control of gaze direction in the
of Cognitive Neuroscience, 12, 894–907.
Hodgson, T. L., Tiesman, B., Owen, A. M., & Kennard, C. (2002).
Abnormal gaze strategies during problem solving in Parkinson’s disease.
Neuropsychologia, 40, 411–422.
Hutton, S. B., Huddy, V., Barnes, T. R. E., Robbins, T. W., Crawford, T. J.,
Kennard, C., et al. (2004). The relationship between antisaccades,
smooth pursuit, and executive dysfunction in first-episode schizophrenia.
Biological Psychiatry, 56, 553–559.
Hutton, S. B., Puri, B. K., Duncan, L. J., Robbins, T. W., Barnes, T. R. E.,
& Joyce, E. M. (1998). Executive function in first-episode schizophrenia.
Psychological Medicine, 28, 463–473.
Jablensky, A., McGrath, J., Herrman, H., Castle, D., Gureje, O., Evans, M.,
et al. (2000). Psychotic disorders in urban areas: An overview of the
Study on Low Prevalence Disorders. Australian and
of Psychiatry, 34, 221–236.
Jablensky, A., Sartorius, N., Ernberg, G., Anker, M., Korten, A., Cooper,
J. E., et al. (1992). Schizophrenia—manifestations, incidence and course
in different cultures—A World Health Organization ten-country study.
Psychological Medicine, Suppl. 20.
Joyce, E. M., & Huddy, V. (2004). Defining the cognitive impairment in
schizophrenia. Psychological Medicine, 34, 1151–1155.
Joyce, E. M., Hutton, S. B., Mutsatsa, S., & Barnes, T. (2005). Cognitive
heterogeneity in first-episode schizophrenia. British Journal of Psychiatry,
187, 516–522.
Joyce, E., Hutton, S., Mutsatsa, S., Gibbins, H., Webb, E., Paul, S., et al.
(2002). Executive dysfunction in first-episode schizophrenia and relationship
to duration of untreated psychosis: The West London Study.
British Journal of Psychiatry, 181, S38–S44.
Kojima, T., Matsushima, E., Ohta, K., Toru, M., Han, Y. H., Shen, Y. C.,
et al. (2001). Stability of exploratory eye movements as a marker of
schizophrenia—a WHO multi-center study. Schizophrenia Research, 52,
203–213.
Kurachi, M., Matsui, M., Kiba, K., Suzuki, M., Tsunoda, M., & Yamaguchi,
N. (1994). Limited visual-search on the WAIS Picture Completion
test in patients with schizophrenia. Schizophrenia Research, 12, 75–80.
Land, M., & Furneaux, S. (1997). The knowledge base of the oculomotor
system. Philosophical Transactions of the Royal Society of
Series B: Biological Sciences, 352, 1231–1239.
Lee, J., & Park, S. (2005). Working memory impairments in schizophrenia:
A meta-analysis. Journal of Abnormal Psychology, 114, 599–611.
Liddle, P. F., & Barnes, T. R. (1990). Syndromes of chronic schizophrenia.
British Journal of Psychiatry, 157, 558–561.
Liversedge, S. P., & Finlay, J. M. (2000). Saccadic eye movement and
cognition. Trends in Cognitive Science, 4, 6–14.
MacDonald, A. W., & Carter, C. S. (2002). Cognitive experimental approaches
to investigating impaired cognition in schizophrenia: A paradigm
shift. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 24,
873–882.
McGuffin, P., Farmer, A., & Harvey,
of operational criteria in studies of psychotic illness: Development
and reliability of the Opcrit System. Archives of General Psychiatry, 48,
764–770.
Minassian, A., Granholm, E., Verney, S., & Perry, W. (2005). Visual
scanning deficits in schizophrenia and their relationship to executive
functioning impairment. Schizophrenia Research, 74, 69–79.
Mohamed, S., Paulsen, J. S., O’Leary, D., Arndt, S., & Andreasen, N.
(1999). Generalized cognitive deficits in schizophrenia: A study of
first-episode patients. Archives of General Psychiatry, 56, 749–754.
Morris, R. G., Rushe, T., Woodruffe, P. W. R., & Murray, R. M. (1995).
Problem solving in schizophrenia: A specific deficit in planning ability.
Schizophrenia Research, 14, 235–246.
Owen, A. M., Downes, J., Sahakian, B. J., Polkey, C. E., & Robbins, T. W.
(1990). Planning and spatial working memory following frontal lobe
lesions in man. Neuropsychologia, 28, 1021–1034.
Owen, A. M., Roberts, A. C., Polkey, C. E., Sahakian, B. J., & Robbins,
T. W. (1991). Extra-dimensional versus intra-dimensional set shifting
performance following frontal lobe excisions, temporal lobe excisions or
amygdalo-hippocampectomy in man. Neuropsychologia, 29, 993–1006.
Owen, A. M., Sahakian, B. J., Hodges, J. R., Summers, B. A., Polkey,
C. E., & Robbins, T. W. (1995). Dopamine-dependent frontostriatal
planning deficits in early Parkinson’s disease. Neuropsychology, 9,
126–140.
Pantelis, C., Barnes, T. R. E., Nelson, H. E., Tanner, S., Weatherley, L.,
Owen, A. M., et al. (1997). Frontal-striatal cognitive deficits in patients
with chronic schizophrenia. Brain, 120, 1823–1843.
Sahakian, B. J., Morris, R. G., Evenden, J. L., Heald, A., Levy, R., Philpot,
M., et al. (1988). A comparative-study of visuospatial memory and
learning in Alzheimer-type dementia and Parkinson’s disease. Brain,
111, 695–718.
Seamans, J. K., & Yang, C. R. (2004). The principal features and mechanisms
of dopamine modulation in the prefrontal cortex. Progress in
Neurobiology, 74, 1–57.
Shallice, T. (1982). Specific impairments of planning. Philosophical
Transactions of the Royal Society of
Sciences, 298, 199–209.
Stip, E., Sepehry, A. A., Prouteau, A., Briand, L. N., Lalonde, P., &
Lesage, A. (2005). Cognitive discernible factors between schizophrenia
and schizoaffective disorder. Brain and Cognition, 59, 292–296.
Suppes, P., Cohen, M., Laddage, R., & Floyd, H. (1983). A procedural
theory of eye movements in doing arithmetic. Journal of Mathematical
Psychology, 27, 341–369.
Unterrainer, J. M., Rahm, B., Leonhart, J., Ruff, C. C., & Halsband, U.
(2003). The Tower of London: The impact of instructions, cueing, and
learning on planning abilities. Cognitive Brain Research, 17, 675–683.
Wechsler, D. (1999). Wechsler Adult Intelligence Scale—Third Edition.
Wechsler, D. (2001). Wechsler Test of Adult
Corporation.
Wing, J. K., Babor, T., Brugha, T., Burke, J., Cooper, J. E., Giel, R., et al.
(1990). SCAN: Schedules for Clinical Assessment in Neuropsychiatry.
Archives of General Psychiatry, 47, 589–593.
Wolwer, W., & Gaebel, W. (2002). Impaired Trail-Making Test-B performance
in patients with acute schizophrenia is related to inefficient
sequencing of planning and acting. Journal of Psychiatric Research, 36,
407–416.
World Health Organization. (2006). International statistical classification
of diseases and related health problems (10th ed.).
Author.
Received December 16, 2005
Revision received November 30, 2006
Accepted December 11, 2006 _
598 HUDDY ET AL.
Pandangan Perencanaan Strategi Selama di First-Episode Psikosis
Vyv C. Huddy
Imperial College London
Tim L. Hodgson
University of Exeter
Masuma Kapasi, Stanley H. Mutsatsa,
Isobel Harrison, dan Thomas R. E. Barnes
Imperial College London
Eileen M. Joyce
University College London
Gerakan mata diukur selama kinerja terkomputerisasi Tower of London tugas untuk
menentukan perencanaan sumber kelainan pada pasien dengan 1st-episode skizofrenia atau schizoaffective
gangguan. Subyek dilihat 2 array bola berwarna di bagian atas dan bawah dari layar. Mereka
diminta untuk merencanakan urutan terpendek bergerak yang diperlukan untuk mengatur ulang bola di layar bawah untuk menyesuaikan
pengaturan atas. Dibandingkan dengan kontrol sehat, pasien membuat perencanaan lebih banyak kesalahan, dan
keputusan kali lebih panjang. Namun, pasien menunjukkan bias pandangan yang sama sebagai kontrol sebelum
membuat respon, menunjukkan bahwa mereka memahami persyaratan tugas, mendekati tugas
cara strategis dengan mengidentifikasi sifat dari masalah, dan digunakan sesuai strategi fiksasi
rencana dan solusi yang rumit.
bagian layar. Hal ini menunjukkan bahwa pasien mengalami kesulitan dalam penyandian fitur penting dari
rangsangan array. Temuan ini kompatibel dengan memori bekerja memperlambat konsolidasi.
Kunci: skizofrenia, gerakan mata, Tower of London perencanaan tugas, kognitif,
memori kerja
Pasien dengan skizofrenia menunjukkan defisit diucapkan pada tes
fungsi eksekutif pada semua tahap dari penyakit (misalnya, Elliott, Mc -
Kenna, Robbins, & Sahakian, 1998; Hutton et al., 1998; Owen,
Roberts, Polkey, Sahakian, & Robbins, 1991; Pantelis et al., 1997).
Istilah fungsi eksekutif kognitif meliputi beberapa diskrit
proses, seperti memori kerja, respons inhibisi, dan
attentional menetapkan pergeseran, yang berinteraksi untuk mengoptimalkan kinerja
di bawah kondisi yang berubah atau novel. Gangguan seperti itu telah klinis
relevansi, karena mereka telah terbukti berdampak pada sehari-hari
fungsi masyarakat (Green, Kern, Braff, & Mintz, 2000). Akan tetapi,
sering tidak jelas apakah kinerja eksekutif decrements
gangguan mencerminkan proses eksekutif tertentu atau lebih
kerusakan umum (lihat Joyce & Huddy, 2004; MacDonald &
Carter 2002). Pasien dengan skizofrenia cenderung berkinerja buruk
apa pun kognitif domain yang diuji (misalnya, Bilder et al.,
2000; Mohamed, Paulsen, O'Leary, Arndt, & Andreasen, 1999),
dan kemungkinan pengaruh terhadap kinerja beragam, mulai dari masalah dengan
pengolahan informasi awal ketidakmampuan untuk memahami tugas
persyaratan. Residual gejala, menyebabkan miskin motivasi atau
distractibility, mungkin juga berkontribusi terhadap eksekutif jelas disfungsi
karena kegagalan untuk terlibat dengan tugas.
Studi gerakan mata alami selama pelaksanaan
tugas kompleks adalah sarana yang menjanjikan menetapkan kognitif
operasi yang digunakan dan bagaimana ini berkaitan dengan kemampuan kinerja.
Bukti menunjukkan bahwa ketika suatu tugas terstruktur sehingga kinerja
persyaratan eksplisit, gerakan mata yang dihasilkan dapat
ditafsirkan sebagai pergeseran tujuan perhatian (Hayhoe & Ballard,
2005; Tanah & Furneaux, 1997; Liversedge & Finlay, 2000). Untuk
Misalnya, Ballard, Hayhoe, dan Pelz (1995; Hayhoe, Bensinger, &
Ballard, 1998) menemukan bahwa lokasi dan durasi fiksasi
selama kinerja tugas pencocokan visuospatial tercermin
operasi kognitif yang berbeda-beda tergantung pada kapan terjadinya
tugas selama solusi. Yaitu, subjek muncul untuk menggunakan fiksasi untuk
memperoleh informasi yang relevan tentang masalah visual-misalnya,
warna atau lokasi-pada saat mereka membutuhkan dan bukan
mengandalkan pada memori internal dari adegan visual global untuk membimbing
tanggapan.
strategis untuk meringankan beban kerja visuospatial memori.
Untuk mendukung hal ini, Epelboim et al. (1995), menggunakan tugas di
subjek yang diperlukan untuk melihat serangkaian target dalam
urutan tertentu, menemukan bahwa ketika pencarian visual digunakan untuk mencari
target pada setiap persidangan, kinerja lebih cepat daripada ketika subjek
bergantung pada memori untuk lokasi target. Tugas yang lain pandangan khusus
bias telah terbukti berkorelasi dengan operasi kognitif yang
membedakan efisien dari pemecah masalah yang tidak efisien. Misalnya
Suppes, Cohen, Laddage, dan Floyd (1983) menemukan bahwa selama
Vyv C. Huddy, Masuma Kapasi, Stanley H. Mutsatsa, Isobel Harrison,
RE Thomas Barnes, Division of Neuroscience and Mental Health, Imperial
College London; Tim L. Hodgson, School of Psychology, Universitas
Exeter, Exeter, Inggris; Eileen M. Joyce, Wellcome Departemen Imaging
Neuroscience, Institute of Neurology, University College London.
Bagian dari studi ini dipresentasikan pada Kongres Internasional
Skizofrenia Penelitian,
didukung oleh program hibah Wellcome Trust. Kami berterima kasih kepada para
konsultan dan perawat dari London Barat dan South West London dan St
Kesehatan Mental George Layanan Kesehatan Nasional sangat Trust untuk memfasilitasi
studi. Kami berterima kasih Chris Kennard untuk penggunaan oculomotor
laboratorium dan Clare Foster untuk dukungan administratif.
Korespondensi mengenai artikel ini harus ditujukan kepada Eileen
M. Joyce,
& Neurosurgery,
e.joyce @ ion.ucl.ac.uk
Journal of Abnormal Psychology Copyright 2007 oleh American Psychological Association
2007, Vol. 116, No 3, 589-598 0021 -843X/07 / $ 12,00 DOI: 10.1037/0021-843X.116.3.589
589
pemecahan masalah aritmatika, kesuksesan adalah berkaitan dengan penggunaan
urutan tertentu gerakan mata dan bahwa dalam subjek
kelompok, mata pelajaran yang kurang mampu membuat lebih out-of-urutan mata
gerakan.
Studi-studi ini menunjukkan bahwa ketika persyaratan tentang tugas
sangat ditentukan, studi tentang gerakan mata kinerja selama
dapat mengungkapkan strategi kognitif yang digunakan oleh rakyat untuk membantu
kinerja. Hodgson, Bajwa, Owen, dan Kennard (2000; Hodgson,
Tiesman, Owen, & Kennard, 2002) digunakan paradigma ini untuk
memeriksa kontrol strategis pandangannya selama perencanaan menggunakan
versi terkomputerisasi
1995; Shallice, 1982). Dalam Cambridge asli Automated Neuropsychological
Test Battery (CANTAB) versi tugas ini
(Owen, Downes, Sahakian, Polkey, & Robbins. 1990), subjek
menunjukkan dua array yang berbeda dari bola di layar komputer, satu
di atas yang lain, dan diminta untuk memecahkan masalah dengan perencanaan
dan melaksanakan urutan terpendek bergerak sehingga bola di
array bagian bawah (ruang kerja) cocok dengan pola bola di
atas array (tujuan spasi). Masalah-masalah yang dinilai dalam kesulitan dalam
bahwa mereka membutuhkan antara satu dan
susunan terkendala bola menjadi tiga "saku," beberapa
yang lebih sulit empat dan lima-masalah bergerak tertentu memerlukan
bola kritis akan didorong ke lokasi sementara untuk membebaskan
ruang bagi gerakan bola lainnya (lihat Gambar 1). Oleh karena itu,
ini lebih dari pencocokan visuospatial tugas, karena untuk mencapai suatu
solusi sempurna, orang perlu untuk merencanakan urutan langkah ke depan
sebelum inisiasi respons. Dalam "satu sentuhan" versi (Owen et al.
1995) digunakan oleh Hodgson et al. (2000, 2002), subjek tidak
diperlukan untuk melaksanakan tugas secara manual tetapi harus menunjukkan jumlah
dari bergerak yang diperlukan untuk memecahkan masalah dengan satu sentuhan tombol.
Dalam kasus ini, dapat disimpulkan bahwa gerakan mata sebelum
Tanggapan mencerminkan proses perencanaan.
Pergeseran pandangan yang dilakukan oleh subjek sehat pada tugas ini
berkorelasi dengan fase diskrit pemecahan masalah.
bias kuat untuk fiksasi terjadi di tempat tujuan pada awal
persidangan, tidak peduli betapa sulitnya masalah. Selama
sisa dari persidangan, bias adalah untuk fiksasi terjadi terutama di
ruang kerja. Sebagai kompleksitas masalah meningkat, semakin
lebih banyak waktu dihabiskan terpaku ruang kerja, dan sampling dari
Tujuan terjadi di seluruh ruang sidang maupun di awal.
Ini menunjukkan bahwa pada masalah lebih mudah, fiksasi awal diarahkan
menuju ruang tujuan mencerminkan akuisisi tugas-relevan
informasi, yang diselenggarakan di memori kerja, sementara mungkin
solusi tersebut dicoba untuk dilaksanakan atau dijabarkan melalui fiksasi dalam
ruang kerja. Meningkatnya waktu yang dihabiskan di ruang kerja sebagai
masalah 'solusi memerlukan lebih banyak bergerak dapat dilihat sebagai refleksi
perluasan solusi yang lebih kompleks. Lebih jauh, karena
jumlah alternatif yang mungkin bergerak meningkat pada semakin keras
tingkat, subjek tampak tujuan refixate solusi ruang selama
elaborasi sebagai strategi untuk meringankan beban kerja meningkat
memori (Hodgson et al., 2000, 2002). Selain itu, para perencana
yang membuat sangat sedikit kesalahan selektif bias pandangan mereka dalam pekerjaan
ruang untuk bola yang penting untuk masalah di tangan, sedangkan
pembuat kesalahan mereka mengarahkan pandangannya ke bola yang tidak relevan atau ke
lokasi bola yang relevan dalam masalah sebelumnya (Hodgson
et al., 2000). Temuan bahwa keterampilan perencanaan berhubungan dengan
lokus fiksasi di ruang kerja mendukung pandangan bahwa kerja
ruang fiksasi mencerminkan perencanaan solusi.
Pasien dengan skizofrenia adalah gangguan pada manual dan satu sentuhan
versi terkomputerisasi
, 1998; Hutton et al., 1998; Morris, Rushe, Woodruffe, & Murray,
1995; Pantelis et al., 1997). Pasien dengan gangguan schizoaffective adalah
sama seperti pasien dengan gangguan seperti skizofrenia (Stip et al., 2005).
Secara umum, pasien memecahkan masalah yang lebih sedikit dibandingkan subyek kontrol sehat
dan mengambil lebih banyak bergerak untuk memecahkan masalah dengan benar. Tujuan
Gambar 1. Contoh X-Y bidang perencanaan subjek solusi untuk satu-bergerak
(A) atau empat-move (B) satu
panel adalah tujuan ruang, dan panel bawah adalah ruang kerja. Lebih
kompleks, empat-masalah bergerak dikaitkan dengan lebih saccades dan fiksasi,
terutama di ruang kerja.
590 HUDDY ET AL.
studi saat ini adalah untuk menjelaskan apakah eksekutif atau lebih spesifik
kelainan umum mendasari penurunan perencanaan skizofrenia
dan schizoaffective disorder dengan mengkaji strategi tatapan
kinerja selama satu sentuhan Tower of London tugas.
Berdasarkan studi sebelumnya menggunakan paradigma ini, beberapa
prediksi dapat dibuat yang melibatkan defisit eksekutif tertentu
memori kerja atau pergeseran attentional ditetapkan sebagai dasar perencanaan
kerusakan. Hodgson et al. (2002) menemukan bahwa pasien dengan
Penyakit Parkinson membuat lebih banyak kesalahan dan menghabiskan setara
jumlah waktu di ruang tujuan dan ruang kerja di semua tingkatan
masalah kesulitan, berbeda dengan kontrol yang sehat, yang semakin
bias pandangan mereka ke arah ruang kerja sebagai kompleksitas masalah
meningkat. Adanya pandangan ini bias ke ruang kerja
dianggap mewakili kegagalan transsaccadic memori kerja.
Dengan kata lain, para pasien penyakit Parkinson tidak mampu
mempertahankan posisi tujuan bola dalam memori kerja cukup
menguraikan masalah di ruang kerja, dan ini mengakibatkan
perlu menghabiskan lebih banyak waktu terpaku ruang tujuan dari kontrol. Satu
yang paling konsisten melaporkan kelainan kognitif
skizofrenia adalah gangguan memori kerja (lihat Lee & Taman,
2005). Hal ini dapat hadir dalam ketiadaan kognitif lain
kerusakan, dan kinerja memori kerja telah ditemukan untuk
berkorelasi dengan perencanaan kerusakan pada versi CANTAB
The Tower of London tugas (Badcock, Michie, & Rock, 2005;
Joyce, Hutton, Mutsatsa, & Barnes, 2005). Satu prediksi bahwa
berikut dari pengamatan pasien dengan penyakit Parkinson
adalah bahwa pasien dengan skizofrenia juga akan gagal untuk menunjukkan pandangan bias
menuju ruang kerja sebagai masalah menjadi lebih kompleks.
Kemungkinan kedua adalah bahwa pasien tidak akan mampu bergeser antara
tatapan optimal strategi untuk pemecahan masalah yang berbeda. Hodgson
et al. (2000) menemukan bahwa subyek yang sehat yang membuat kesalahan
cenderung bias pandangan mereka dengan cara yang sama untuk setiap percobaan terlepas dari
lokasi tugas-bola kritis. Selain itu, ketika pandangan yang optimal
strategi berubah di antara dua sidang berturut-turut, waktu tanggap yang
secara signifikan lebih lama di kedua dari pencobaan, menandakan sebuah
gangguan efek dari sidang sebelumnya dalam pembuat kesalahan. Seperti
kelainan diharapkan jika subyek mengalami kesulitan dalam melepaskan
dari satu respons menetapkan dan beralih ke yang lain. Masalah
respons inhibisi dan menetapkan baik pergeseran telah ditunjukkan dalam
skizofrenia, terutama selama kinerja Wisconsin
Sorting kartu Tugas (Grant & Berg, 1948), ketika pasien khas
perseverate dengan respons yang sukses sebelumnya bila hal ini
tidak lagi benar. Dalam studi saat ini, gangguan ini akan
ditampilkan sebagai kegagalan untuk bias pandangannya terhadap masalah-bola kritis di
persidangan.
Ketiga yang mungkin adalah gangguan pola yang abnormal atau dibatasi
visual stimulus scanning array. Ini akan diperkirakan jika lebih
kerusakan spesifik, seperti miskin motivasi atau distractibility,
berdampak pada kinerja. Pola ini telah diamati sebelumnya
ketika pasien dengan skizofrenia melakukan tugas-tugas kognitif seperti
fitur deteksi paradigma dengan target yang sederhana atau kompleks (Kojima
et al., 2001; Kurachi et al., 1994) atau interpretasi Rorschach inkblot
(Minassian, Granholm, Verney, & Perry, 2005).
Metode
Subjects
Para pasien direkrut sebagai bagian dari calon, membujur
studi tentang psikosis episode pertama di
untuk studi diputar dengan World Health Organization
Psikosis Screen (Jablensky et al., 1992) dan direkrut jika
mereka adalah antara 16 dan 50 tahun, yang menyajikan dengan
penyakit psikotik untuk pertama kalinya, dan telah menerima tidak lebih dari
12 minggu obat antipsikotik. Dipastikan diagnosis
dengan cara wawancara terstruktur, modul diagnostik
Wawancara yang Diagnostik untuk Psikosis (Jablensky et al., 2000),
yang mencakup item dari Kriteria Operasional Daftar Periksa
Psikosis (OPCRIT; McGuffin, Petani, & Harvey, 1991) dan
Organisasi Kesehatan Dunia Jadwal untuk Klinis Penilaian dalam
Neuropsychiatry (Wing et al., 1990). Dua penelitian psikiatri
perawat dilatih untuk tingkat yang konsisten dalam penggunaan diagnostik
instrumen oleh psikiater yang berpengalaman (RE Thomas Barnes).
Sebuah algoritma terkomputerisasi menghasilkan diagnosa dalam beberapa klasifikasi
sistem, termasuk Diagnostik dan Statistik Manual
Mental Disorders (3rd ed., rev.; American Psychiatric
Association, 1987) dan International Statistical Classification of
Diseases and Related Health Problems (10th ed.; World Health
Organization, 2006), dan diagnosa ini sedang diverifikasi terhadap
DSM-IV (American Psychiatric Association, 1994) kriteria melalui
OPCRIT untuk Windows (http://sgdp.iop.kcl.ac.uk/opcrit/). Subyek
berpartisipasi dalam studi ini menerima diagnosa DSM-IV
skizofrenia (n? 10), schizophreniform gangguan (n? 6), atau
schizoaffective disorder (n? 4) pada waktu pengujian.
Sebagai bagian dari studi longitudinal kami, semua peserta secara rutin
dihubungi 1 tahun kemudian untuk mengulangi penilaian. Empat belas pasien
setuju untuk menjalani wawancara diagnostik mengulangi. Diagnostik
hasil dari sisa 6 pasien didirikan oleh dua
psikiater (RE Thomas Barnes dan Eileen M. Joyce) dengan menggunakan
OPCRIT checklist untuk mengumpulkan informasi dari psikiater
dan kejiwaan masyarakat yang bertanggung jawab perawat dari tim klinis
dan dari catatan klinis. Lanjutan diagnosis diverifikasi
terhadap DSM-IV kriteria melalui OPCRIT untuk Windows. Sembilanbelas
pasien yang masih di bawah perawatan tim komunitas mereka dan
minum obat 1 tahun setelah studi partisipasi. Satu pasien
nonadherent dengan pengobatan tetapi sepakat untuk face-to-face diagnostik
wawancara dengan tim riset kami. The DSM-IV diagnosa tetap
yang sama untuk pasien dengan diagnosis awal
schizoaffective skizofrenia atau gangguan. Semua pasien dengan
diagnosis awal gangguan schizophreniform kemudian terpenuhi
the DSM-IV kriteria untuk skizofrenia pada 1 tahun karena mereka
telah mengalami salah satu gejala psikotik atau gila kambuh. Sebagai
bagian dari wawancara terstruktur, pasien akan ditanya tentang narkoba dan
asupan alkohol, dan ini merupakan faktor dalam algoritma yang menghasilkan
diagnosis.
Pasien-pasien ini dibandingkan dengan 20 sukarelawan yang sehat direkrut
dari daerah tangkapan yang sama sebagai pasien melalui iklan
perguruan tinggi lokal dan rumah sakit. Pengecualian kriteria adalah
sejarah penyakit jiwa dalam mata pelajaran atau kerabat tingkat pertama;
cedera kepala sebelumnya, penyakit saraf, atau endokrin
gangguan yang mempengaruhi fungsi otak, seperti epilepsi dan tiroid
penyakit; dan penyalahgunaan obat atau alkohol. Izin untuk melakukan
studi ini diperoleh dari Merton, Sutton dan Wandsworth,
dan Ealing komite etika penelitian. Semua mata pelajaran memberi
persetujuan tertulis dan dibayar honor untuk
waktu.
Jenis dan tingkat keparahan gejala dinilai pada pasien pada saat
perekrutan melalui Scales Pengkajian Positif
Gejala (Andreasen, 1983) dan negatif Gejala (An -
Gaze PERENCANAAN STRATEGI SELAMA DI psychosis 591
dreasen, 1981). Skor untuk tiga sindrom skizofrenia
(Liddle & Barnes, 1990) dihitung (positif: jumlah Skala
Pengkajian Positif Gejala Halusinasi dan
Delusions skor subskala global; disorganisasi: sum of Skala
Pengkajian Bizarre Positif Gejala Perilaku dan
Pemikiran positif Disorder skor subskala global; negatif: sum
semua Skala Pengkajian global Gejala Negatif
subskala skor) dan dinyatakan sebagai rasio maksimum
mungkin skor. Kognitif penilaian dilakukan ketika
klinis pasien stabil dan mampu bekerja sama dengan
prosedur, sebagaimana dinilai oleh tim dan penelitian klinis perawat, seorang
rata-rata 30 hari setelah penilaian klinis. Semua pasien
sedang resep obat antipsikotik: Delapan belas pasien
menerima generasi kedua dan 2 adalah generasi pertama menerima
antipsikotik.
Neuropsikologi Penilaian
IQ Premorbid dinilai dengan Ujian Wechsler Adult
Membaca (Wechsler, 2001). IQ saat ini diperkirakan dari empat
subset bentuk Skala Kecerdasan Dewasa Wechsler III (Wechsler,
1999), divalidasi untuk digunakan dalam skizofrenia (Blyler, Gold, Iannone,
& Buchanan, 2000). Eksekutif dan tes memori diambil
dari CANTAB sebagai berikut.
Spatial span (Owen et al., 1990). Tes ini mengukur kemampuan
untuk mengingat urutan urutan kotak disajikan pada
layar dalam meningkatkan angka.
Pengenalan pola memori (Sahakian et al., 1988). Belas
abstrak rangsangan visual disajikan secara berurutan pada layar.
Setiap stimulus kemudian disajikan bersama dengan sebuah novel stimulus, dan
pasien diminta untuk menyentuh akrab rangsangan. Ini diulang
dengan 12 rangsangan yang berbeda, memberikan nilai maksimal 24.
Spatial memori kerja (Owen et al., 1990). Pasien
diharuskan untuk membuka kotak set, bervariasi antara tiga dan delapan di
nomor, untuk menemukan bukti. Kesalahan dicatat ketika kotak di mana
tanda telah ditemukan yang dibuka kembali.
Perencanaan (Owen et al., 1990). Subyek bergerak bola berwarna di
pengaturan ditampilkan pada layar untuk menyesuaikan pengaturan tujuan.
Subyek diminta untuk mencoba solusi dalam minimum
jumlah pergerakan, yang bisa dua, tiga, empat, atau
diukur dengan proporsi masalah diselesaikan dalam
jumlah minimum bergerak. Respon kali dicatat selama
pelaksanaan masalah-masalah dan juga selama pelaksanaan sebuah dicampuradukkan
mengendalikan tugas yang meniru persis urutan bergerak yang dihasilkan oleh
subjek dalam pemecahan masalah. Pengurangan dari menyalin
kali dari eksekusi kali memberikan ukuran waktu berpikir,
dihitung baik sebelum solusi yang dicoba (awal pemikiran
waktu) dan selama periode berikutnya (waktu berpikir berikutnya).
Set Attentional menggeser (Owen et al., 1991). Pelajaran yang diperlukan
mempelajari serangkaian diskriminasi visual. Satu dari dua
rangsangan dimensi (bentuk atau garis) adalah relevan. Setelah benar
menanggapi didirikan, subjek diperkenalkan ke berbagai
contoh-contoh dari dimensi yang sama untuk menanggapi benar, yang
tes kemampuan mereka untuk menggeneralisasi aturan yang baru mereka pelajari
(intradimensional shift). Di kemudian, pergeseran extradimensional panggung,
aturan dibalik, sehingga dimensi yang sebelumnya tidak relevan sekarang
menjadi relevan. Ini menilai kemampuan untuk menghambat sebelumnya
respon yang benar yang ditetapkan oleh mengalihkan perhatian dari satu dimensi ke
lainnya.
Perencanaan Dengan Gerakan Eye Recording
Ini diadaptasi dari satu sentuhan
(Owen et al., 1995). Rangsangan itu identik dalam konfigurasi untuk
yang disajikan dalam tugas perencanaan CANTAB dijelaskan di atas.
Setiap subjek dilihat 20 foto di mana susunan bola
di lapangan lebih rendah tetap dan bola atas konfigurasi bervariasi
dari pengadilan ke pengadilan (lihat Gambar 1). Subjects dilihat setiap gambar
dua kali, dengan total 40 percobaan. Masalah berbeda dalam kesulitan dalam
mereka membutuhkan minimal satu pindah ke maksimum
Subjek diinstruksikan untuk merencanakan gerakan berwarna
bola di kantong imajiner sehingga pola bola di
array atas cocok dengan pola yang ada di bawah array. Khusus
upaya telah dilakukan untuk menjamin bahwa subyek memahami bahwa mereka akan
sekarang dapat merencanakan bergerak di kepala mereka daripada menyentuh
layar dan memindahkan bola dengan tangan. Untuk setiap percobaan, pusat fiksasi
titik ini pertama kali ditampilkan. Ini padam ketika eksperimen
fiksasi puas bahwa telah terjadi, dan masalah
gambar itu kemudian ditampilkan. Setelah subjek mengira mereka telah
bekerja keluar solusi yang tepat untuk setiap masalah, mereka menekan
tombol mouse dan memberikan tanggapan secara lisan untuk mengindikasikan minimum
jumlah pergerakan yang diperlukan. Kesalahan terjadi ketika subjek percobaan
menunjukkan jumlah yang salah bergerak.
Gerakan mata yang direkam dengan sistem Eyelink (Sensorimotoric
Systems GmbH, Berlin, Jerman), berbasis video
murid tracker, dengan gerakan kepala sistem kompensasi sampling
pada 250 Hz. Subjek duduk di depan layar monitor
sekitar 60 cm dari layar. Posisi murid dimonitor
melalui dua miniatur inframerah perangkat ditambah biaya-video
kamera yang dipasang pada ikat kepala yang dapat diatur. Subyek diinstruksikan
untuk menjaga gerakan kepala ke minimum, dan tidak aktif
menahan diri dari gerakan kepala diperlukan untuk memperoleh cukup
akurat posisi menatap rekaman. Online parsing dari saccades,
fiksasi, dan berkedip ini dilakukan oleh parser Eyelink perangkat lunak.
Saccades individu didefinisikan sebagai posisi dalam posisi mata
sinyal dimana informasi kecepatan mutlak naik di atas 30 ° per
kedua selama lebih dari dua sampel berturut-turut. Gerakan mata
data yang murid sangat kecil atau hilang terdeteksi
oleh parsing dihapus dari perangkat lunak dan analisis. The Eyelink
lunak parsing fiksasi diidentifikasi sebagai jeda antara saccades.
Untuk mengecualikan fiksasi pendek korektif saccades sebelumnya, kami termasuk
hanya fiksasi dari lebih dari 50 ms dalam analisis.
Eye Analisis Pergerakan
Visual pemindaian. Hal ini dianggap terpisah untuk tujuan
ruang dan ruang kerja. Visual langkah-langkah pemindaian nomor
dan durasi fiksasi, jumlah dan amplitudo saccades,
dan scan total panjang jalan dalam derajat sudut visual. Di
Selain itu, jumlah pergeseran pandangan yang terjadi dari fiksasi
di ruang kerja untuk fiksasi dalam ruang tujuan, dan sebaliknya, adalah
ditentukan.
Analisis tatapan periode. Hodgson et al. (2000) menunjukkan
Pandangan bahwa sementara sebagian besar diarahkan ke ruang kerja
kompleks cobaan, sepanjang subjek uji coba ini secara teratur membuat
pergeseran dalam pandangannya ke ruang tujuan. Demikian, pandangan diarahkan ke arah tujuan
ruang atau ruang kerja dapat dibagi ke dalam periode singkat selama
fiksasi hanya terjadi satu atau lebih periode dari banyak saccades
dan fiksasi. Untuk menentukan jumlah dan durasi ini
592 HUDDY ET AL.
periode, kami mengidentifikasi tiga jenis pandangan periode: (a) cek periode
ketika mantra tertentu baik di dalam ruang kerja atau tempat tujuan
dicirikan oleh satu fiksasi (misalnya, subjek dapat
terpaku di ruang kerja, lalu menengadah ke ruang tujuan untuk memeriksa
lokasi bola tertentu, dan tanpa membuat lain
saccade dalam ruang tujuan, segera kembali ke pekerjaan
space); (b) periode pandangannya pendek, ketika satu horisontal saccade
di dalam ruang kerja atau ruang tujuan terjadi; dan (c) lama-tatapan
periode, ketika berturut-turut lebih dari satu saccade dibuat
tujuan dalam ruang atau ruang kerja. Batas-batas setiap tatapan
periode didefinisikan sebagai periode antara awal pertama
fiksasi dan akhir terakhir fixation.1 Oleh karena itu, di samping
jumlah cek, pendek-pandangannya, dan tatapan panjang periode selama
sidang, itu juga mungkin untuk mengukur total durasi dari masing-masing
periode tatapan jenis. Selain itu, jumlah total yang saccades
terjadi selama periode panjang pandangannya dalam sidang didirikan.
Soal-tatapan tergantung shift. Hodgson et al. (2000) menemukan
bahwa pandangan ini tidak didistribusikan secara merata di semua lokasi dalam
wilayah ruang kerja tapi bias masalah tertentu yang relevan
item. Untuk memeriksa bias ini, kita fiksasi dikategorikan menurut
di mana mereka mendarat di atas 3? 2 grid, yang membagi gambar ke
sektor daerah yang sama (Gambar 1). Untuk memindahkan empat masalah, bola biru
cobaan selalu memerlukan manuver shunting di mana pusat biru
bola tersebut akan dipindahkan ke lokasi sementara sementara lain, intervensi
bergerak dilakukan. Oleh karena itu, analisis kiri dan tengah
daerah di bagian bawah layar memungkinkan setiap selektivitas dari
Pandangan yang akan ditentukan.
Metode Statistik
Perbandingan antara pasien dan kelompok kontrol pada perilaku
dan langkah-langkah gerakan mata dianalisis dengan analisis terpisah
varians, t tes, dan tes chi-kuadrat jika diperlukan, melalui
SPSS Versi 13,0. Efek ukuran (? P
2) kelompok diberikan untuk perbandingan.
Hasil
Yang berarti (dan standar deviasi) untuk sindrom skizofrenia
skor adalah sebagai berikut: sindrom positif, M? 0,78
(SD? 0,27); disorganisasi sindrom, M? 0,42 (SD? 0,36);
sindrom negatif, M? 0,38 (SD? 0,25). Pasien dan
DNS subjek cocok untuk rasio seks, tetapi kontrol yang
secara signifikan lebih tua dari pasien (lihat Tabel 1).
Neuropsikologi
Pola kerusakan pada tugas neuropsikologi ini
serupa dengan yang sebelumnya dilaporkan dalam yang berbeda, kelompok yang lebih besar dari
episode pertama pasien (Joyce et al., 2002, 2005).
perbedaan yang signifikan dalam perkiraan IQ antara premorbid
kelompok, tetapi kontrol memiliki IQ lebih tinggi secara nyata saat ini
(Tabel 1). Analisis lebih lanjut mengungkapkan bahwa IQ saat ini telah jatuh dari
diperkirakan nilai premorbid pada pasien, t (19)? 2,92, p? ,01, Tetapi
tidak kontrol, t (19)? ? 1.26, ns. Tabel 1 juga menunjukkan bahwa
pasien gangguan signifikan pada pola CANTAB
pengakuan memori, memori kerja spasial, spasial span, dan
tugas-tugas perencanaan dan membuat lebih banyak kesalahan pada set attentional pergeseran
tugas, meskipun gagal mencapai signifikansi.
Perencanaan Dengan Gerakan Eye Rekaman
Kinerja umum. Akurasi dan waktu respon
ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3. Akurasi menurun secara signifikan sebagai
difficultly masalah meningkat, F (4, 152)? 80,63, p? .001. Pasien
membuat lebih banyak error dibandingkan kontrol, F (1, 38)? 5,70, p? .05
(? p
2? .13), Dan efek masalah kesulitan cenderung
lebih besar pada pasien, F (4, 152)? 2,16, p? ,08 (? P
2? .05).
Respon kali masalah meningkat secara signifikan dengan panjang, F (4,
152)? 82,50, p? ,01.
mengeksekusi keseluruhan tanggapan, F (1, 38)? 4,13, p? ,05 (? P
2? .10),
tanpa efek interaksi antara subjek dan masalah kelompok
kesulitan, F (4, 152)? 0,22 (? P
2? .006).
Scanning dan gerakan mata.
perbedaan pada salah satu dari langkah-langkah pemindaian visual, termasuk
scan jalan panjang, F (1, 38)? 0,43 (? P
2? .01); Amplitudo
saccades, F (1, 38)? 0,01 (? P
2? .00); Dan jumlah saccadic
perubahan di antara ruang tujuan dan ruang kerja, F (1, 38)? 0,08
(? p
2? .00). Secara bersama-sama, hasil ini menunjukkan bahwa pemindaian
jalan dari kelompok pasien tidak normal atau terbatas dibandingkan
dengan orang-orang dari kontrol. Untuk kedua kelompok, scan jalan panjang
masalah meningkat secara signifikan dengan kesulitan, F (4, 152)? 55,39,
p? ,01, Dan ini lagi di ruang kerja daripada di tujuan
ruang, F (1, 152)? 46,21, p? ,01.
Jumlah tatapan periode.
cek jumlah periode dalam ruang tujuan dibandingkan dengan
ruang kerja sebagai kesulitan masalah meningkat (Gambar 4, panel atas),
F (4, 152)? 25,93, p? ,01. Efek ini tidak berinteraksi dengan
kelompok subjek, F (4, 152)? 0,43 (? P
2? .01), Yang menunjukkan bahwa
Pandangan ini bias masih utuh pada pasien. Berlawanan terjadi pola
untuk jumlah mata panjang periode (lihat Gambar 4, panel bawah),
dengan peningkatan dalam ruang kerja dibandingkan dengan tempat tujuan,
F (4, 152)? 48,55, p? ,01. Sekali lagi, ini tidak berinteraksi dengan
kelompok subjek, F (4, 152)? 1,46 (? P
2? .04). Untuk menjelaskan efek ini
lebih lanjut, kita melakukan analisis terpisah untuk pasien dan kontrol
kelompok. Hal ini menunjukkan bahwa pasien diarahkan pandangannya lebih panjang periode
ke ruang kerja dibandingkan dengan tempat tujuan dengan meningkatnya
masalah kesulitan, F (4, 76)? 18,12, p? ,01 (? P
2? .49), Dengan
kelompok kontrol menunjukkan efek yang sedikit lebih kuat, F (4, 76)? 32,03,
p? ,01 (? P
2? .63). Pandangan pendek periode menunjukkan pola
serupa dengan yang untuk periode cek, karena ini lebih diarahkan
ke ruang tujuan daripada ruang kerja sebagai masalah peningkatan
kesulitan, F (4, 152)? 11,92, p? ,01.
Durasi tatapan periode. Durasi total panjang tatapan
masalah periode meningkat dengan kesulitan, F (4, 152)? 61,20, p?
,01, Dan secara signifikan lebih lama ketika diarahkan ke ruang kerja
dibandingkan dengan tempat tujuan, F (1, 152)? 63,10, p? ,01. Itu
tidak adanya interaksi tiga arah tujuan versus ruang kerja,
masalah kesulitan, dan grup, F (4, 152)? 0,50, ns (? P
2? .01),
menunjukkan bahwa efek ini adalah setara pada kedua kelompok. Kapan
benar dan kesalahan persidangan terpisah dalam analisis, yang
kelompok pasien menunjukkan pandangan yang sama bias pada benar, F (1, 19)?
16,53, p? ,05 (? P
2? .47), Dan kesalahan percobaan, F (1, 19)? 9,26, p?
,05 (? P
2? .33). Pola ini juga ditemukan dalam kelompok kontrol
pada benar, F (1, 19)? 14.31, p? ,05 (? P
2? .43), Dan kesalahan persidangan,
F (1, 19)? 9,27, p? ,05 (? P
2? .33). Pasien menunjukkan
1 Untuk memeriksa periode, ini akan sesuai dengan fiksasi durasi.
Gaze PERENCANAAN STRATEGI SELAMA DI psychosis 593
meningkat secara signifikan total durasi panjang dibandingkan periode tatapan
dengan kontrol, F (1, 38)? 6,93, p? ,05 (? P
2? ,11; Lihat
Gambar 5), tapi tidak untuk memeriksa, F (1, 38)? 0,77, ns (? P
2? .02),
atau tatapan periode pendek, F (1, 38)? 1,54, ns (? P
2? .04). Dalam
Pandangan periode panjang, ada kecenderungan peningkatan durasi
harus disertai dengan peningkatan jumlah fiksasi
dalam kelompok pasien, F (1, 38)? 2,96, p? ,09 (? P
2? .07).
Soal-tatapan tergantung shift. Meneliti total durasi
dari fiksasi di tengah kiri dan daerah di ruang kerja
biru bola bola dan masalah nonblue mengungkapkan pandangan yang signifikan
bias ke daerah pusat pada bola biru cobaan yang tidak hadir pada
bola nonblue uji (lihat Gambar 6), yang dibuktikan oleh interaksi
masalah antara tipe (nonblue vs bola biru bola) dan lokasi (kiri
atau tengah), F (1, 38)? 13,98, p? ,01. Tidak ada grup
interaksi, menunjukkan bahwa pandangan bias ke lokasi pusat
Itu
Ini
Soal Kesulitan (Bergerak)
Akurasi (p)
Gambar 2. Akurasi untuk kedua pasien (kotak hitam) dan kontrol sehat
(kotak putih) di satu sentuhan
masalah kesulitan.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 2 3 4 5
Soal Kesulitan (Bergerak)
Response Time (s)
Gambar 3. Response time untuk kedua pasien (kotak hitam) dan sehat
kontrol (kotak putih) di satu sentuhan
masalah tingkat kesulitan.
Tabel 1
Perbandingan Pasien dan Kontrol Groups on Kependudukan dan Neuropsychological Variabel
Variabel
Kelompok kontrol Pasien
t df M mdn SD Rentang M mdn SD Range p d
Umur 29,0 27,0 7,5 17-51 23,5 22,0 5,1 17-34 2,7 38 _.05 0,7
Premorbid IQ: WTAR 94,4 95,5 6,1 80-103 90,1 85,5 12,8 73-109 1,3 38 ns 0,4
Current IQ: WAIS-III 97,0 97,5 9,1 78-111 83,6 78,0 16,6 62-112 3,2 38 _.01 0,9
Span spasial 6,4 6,0 1,1 5-8 4,9 5,0 1,1 3-7 4,2 38 _.01 1,1
Spasial memori kerja: kesalahan 21,5 17,5 14,3 3-53 34,3 40,5 21,6 0-81 2,2 36 _.05 0,7
Tower of London:% solusi sempurna 8,6 8,5 1,2 6-11 6,9 7,0 2,2 2-11 3,0 38 _.01 0,9
Pengenalan pola memori 21,4 22,0 2,6 16-24 18,8 19,0 2,8 14-24 3,1 38 _.01 0,9
Pergeseran Attentional menetapkan: total kesalahan 35,9 25,5 39,7 1-179 54,4 50,1 48,0 9-177 1,3 38 ns 0,4
Catatan. Pada kelompok kontrol, terdapat 10 pria dan 10 perempuan; dalam kelompok pasien, ada 12 pria dan 8 wanita, _2 (1) _ 0,4, ns. Untuk pola
pengakuan, nilai maksimum adalah 24. _ WTAR Ujian Wechsler Adult Membaca; WAIS-III _ Wechsler Adult Intelligence Scale-III.
594 HUDDY ET AL.
Diskusi
Dalam studi ini kami telah mengukur gerakan mata selama
Kinerja versi terkomputerisasi Tower of London
tugas untuk menentukan perencanaan sumber kelainan pada pasien
dengan skizofrenia atau gangguan schizoaffective (Hodgson et al.,
2000, 2002; Owen et al., 1995). Dibandingkan dengan kontrol sehat
mata pelajaran, para pasien mengalami gangguan pada tugas, seperti yang ditunjukkan
secara signifikan waktu tanggap lebih lama dan lebih keputusan kesalahan.
Namun, pasien menunjukkan bias pandangan yang sama sebagai kontrol
sebelum membuat respons, yang menunjukkan bahwa mereka mengerti
persyaratan tugas, mendekati tugas strategis
cara dengan mengidentifikasi sifat dari masalah, dan digunakan sesuai
fiksasi strategi untuk merencanakan dan solusi rumit. Jadi,
ketika pandangannya periode yang diuraikan ke dalam satu pandang antara
tujuan ruang dan ruang kerja (cek periode), satu pergeseran dalam
ruang kerja atau ruang tujuan (pandangan periode pendek) dan lama-tatapan
periode di mana sejumlah gerakan mata berturut-turut
tujuan dibuat di dalam ruang atau ruang kerja, kami menemukan kedua kelompok
mengarahkan pandangan mereka dengan cara yang sama dan bahwa berkirim surat ini
strategi perencanaan serupa yang diidentifikasikan dalam penelitian sebelumnya
subyek sehat (Hodgson et al., 2000, 2002).
Ketika masalah menjadi semakin sulit, kedua kelompok menunjukkan
peningkatan progresif jumlah periode tatapan panjang dalam
ruang kerja dan lebih pendek pandangannya dan memeriksa diarahkan pada periode
ruang tujuan. Peningkatan jumlah sekuens panjang dari gerakan mata
diarahkan pada ruang kerja pada masalah lebih sulit adalah
kompatibel dengan gagasan bahwa kedua kelompok menggunakan ruang ini untuk merencanakan
urutan langkah-langkah yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas. Mirroring ini,
peningkatan jumlah tunggal lirikan dan gerakan mata tunggal
diarahkan pada ruang tujuan menunjukkan bahwa kedua kelompok memeriksa
array tujuan lebih sering sebagai masalah menjadi lebih sulit.
Ketika merencanakan kemahiran diperiksa, pasien tidak berbeda
dari kontrol dalam cara mereka mengarahkan pandangan mereka selama
pemecahan masalah yang berbeda. Selama beberapa masalah yang membutuhkan
empat atau
posisi menengah untuk memungkinkan pelaksanaan lain, menengah
bergerak (lihat Gambar 1). Hal ini sebelumnya telah menunjukkan bahwa
perencana yang membuat sangat sedikit kesalahan mencari dan fokus pada ini
kritis masalah-bola di ruang kerja, sedangkan pembuat kesalahan cenderung
untuk mengarahkan pandangan mereka dengan cara yang sama untuk setiap masalah tanpa
di mana masalah-bola kritis terletak (Hodgson et al., 2000).
Dalam studi saat ini, pasien benar diarahkan pandangan mereka pada
kritis masalah-bola ke tingkat yang sama sebagai kontrol sehat. Ini
menunjukkan bahwa pasien mampu pergeseran antara pandangan optimal
strategi untuk pemecahan masalah yang berbeda dan tidak termasuk
kesulitan dengan respons inhibisi dan bergeser attentional ditetapkan sebagai
penjelasan tentang pasien 'perencanaan kerusakan.
Pola umum pandangannya bias selama perencanaan ini sangat
serupa pada pasien dan kontrol sehat, namun penggunaan ini
strategi kognitif tidak cukup untuk mengontrol kinerja sesuai
di satu
lama untuk membuat keputusan dan kurang akurat. Kami mampu
menentukan lebih lanjut berkepanjangan waktu respon pada pasien dengan
menganalisis pandangan periode, yang menunjukkan peningkatan tertentu
durasi dari periode tatapan panjang di ruang tujuan dan bekerja
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
1 2 3 4 5
Soal Kesulitan
Jumlah periode CH
DNS - Patient tujuan - tujuan
DNS - Patient pekerjaan - pekerjaan
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
1 2 3 4 5
Soal Kesulitan
Jumlah LG periode
DNS - Patient tujuan - tujuan
DNS - Patient pekerjaan - pekerjaan
Gambar 4. Total jumlah cek periode (CH; panel atas) dan lagi
periode pandangannya (LG; panel bawah) untuk pasien dan kontrol. Periode
diarahkan ke tempat tujuan tersebut ditandai dengan kotak, dan periode diarahkan ke
ruang kerja tersebut ditandai dengan segitiga.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1 2 3 4 5
Soal Kesulitan
Total durasi dari LG periode (ms)
DNS - Patient tujuan - tujuan
Control - pekerjaan Patient - w ork
Gambar 5. Total durasi dari periode panjang pandangannya (LG) untuk setiap tingkat
masalah kesulitan untuk kedua pasien dan kontrol. Lama periode
Pandangan diarahkan ke tempat tujuan tersebut ditandai dengan kotak, dan mereka yang diarahkan
ke ruang kerja tersebut ditandai dengan segitiga.
Gaze PERENCANAAN STRATEGI SELAMA DI psychosis 595
ruang. Meskipun kelainan pola ini tidak diprediksi, itu
memungkinkan untuk resolusi kontradiksi yang
pasien menunjukkan kelainan kinerja utuh belum menunjukkan pandangan
bias.
Sebuah studi baru-baru ini oleh Fuller, Luck, McMahon, dan Gold (2005),
menggunakan deteksi perubahan paradigma, memberikan bukti yang relevan
interpretasi temuan ini. Para penulis menemukan bahwa ketika
pasien skizofrenia yang diperlukan untuk mencari dan membuat keputusan
tentang sederhana, tiga-item array kuadrat, mereka menunjukkan perlambatan
dari proses konsolidasi postperceptual dalam memori kerja.
Artinya, dalam pola-mask paradigma bahwa memori kerja
termasuk kondisi kontrol persepsi, para penulis menemukan bahwa
pasien dengan skizofrenia tidak pernah mencapai kinerja kontrol
bahkan ketika interval antara target dan topeng itu dua kali
yang diperlukan untuk kontrol untuk tampil di langit-langit. Temuan ini menunjukkan
bahwa pasien dengan skizofrenia adalah gangguan bahkan pada
sangat awal tahap penyandian memori kerja, di mana persepsi
dikonsolidasi untuk pemeliharaan yang lebih baik dalam memori kerja.
Berdasarkan temuan mereka, Fuller et al. (2005) meramalkan bahwa pada
tugas visual, pasien skizofrenia akan mencoba untuk mengimbanginya dengan
meningkatkan jumlah waktu yang mereka gunakan untuk memeriksa sebuah array
target. Konsisten dengan hal ini, pasien kami menunjukkan peningkatan durasi
periode lebih panjang pandangan diarahkan ke tujuan baik ruang dan
ruang kerja. Tidak adanya efek interaksi dengan tipe pengadilan dapat
dapat dijelaskan oleh fakta bahwa kompleksitas visual rangsangan
tidak bervariasi di antara pengadilan-syarat untuk manipulasi internal
dari tugas kesulitan menentukan bola. Fuller et al. (2005)
juga meramalkan bahwa dalam kondisi beban memori kerja tinggi,
ketika ada kebutuhan untuk memperbarui informasi cepat dalam bekerja
memori, lambat persepsi konsolidasi akan membuat representasi
rentan terhadap gangguan. Dalam paradigma kita, itu mungkin diperkirakan
bahwa pasien akan memeriksa ruang tujuan lebih sering daripada kontrol sebagai
masalah menjadi lebih kompleks. Fakta bahwa kami tidak menemukan
pola ini menunjukkan kemungkinan bahwa pasien gagal untuk mengadopsi
strategi kompensasi ini dan dengan demikian dibuat lebih kesalahan. Orang bisa
penjelasan ini mengeksplorasi lebih lanjut dengan tugas ini dengan memeriksa
efek instruksi langsung dan cuing (lihat Unterrainer, Rahm,
Leonhart, Ruff, & Halsband, 2003) terhadap penggunaan kompensasi
pandangan strategi dan kinerja selanjutnya.
Penting untuk dicatat bahwa peningkatan durasi panjang tatapan
periode ini tidak menunjukkan perlambatan umum. Durasi
cek dan periode pendek pandangannya tidak berbeda antara kelompok.
Selanjutnya, pada versi CANTAB Tower of London
tugas, di mana subjek benar-benar dibutuhkan untuk menggerakkan bola di
layar sentuh, tanggapan latency tidak meningkat. Jadi,
peningkatan durasi panjang periode tatapan muncul untuk mewakili
tanggapan terhadap konsolidasi memori kerja melambat secara khusus
bukan umum melambat. Dua dukungan pengamatan lebih lanjut
kesimpulan ini. Pertama, tatapan diperpanjang periode panjang adalah
konsisten segi cara pasien melakukan Menara
London tugas dalam arti bahwa mereka sekarang terlepas dari apakah
Masalah-masalah terpecahkan dengan benar. Kedua, diperpanjang periode tatapan panjang
hadir di semua tingkat kesulitan masalah, sedangkan
kesalahan keputusan hanya meningkat menjadi jelas dari threemove
tingkat kesulitan ke atas.
Penafsiran ini temuan kami juga kompatibel dengan
studi yang dilakukan oleh Hartman, Steketee, Silva, Lanning, dan McCann (2003),
yang menemukan bahwa memperlambat kecepatan pengkodean dalam bekerja
memori terkuat adalah faktor penjelas kinerja yang buruk
tugas eksekutif lain, Wisconsin Card Sorting Test. Juga,
yang baru analisis meta-memori kerja studi menemukan bahwa
gangguan memori kerja secara konsisten bahkan dilaporkan
penundaan yang sangat singkat, menunjukkan bahwa pengkodean gangguan visual
target dalam memori kerja adalah kelainan mendasar pada pasien
dengan skizofrenia (Lee & Park, 2005). Temuan kami mungkin
juga akan analog dengan orang-orang yang Minassian et al. (2005), yang menemukan
bahwa pasien dengan skizofrenia episode ditampilkan menatap ketika
memeriksa Rorschach inkblots, dan orang-orang Wolwer dan Gaebel
(2002), yang menemukan fiksasi perencanaan peningkatan kinerja selama
dari Trail Making Test.
Namun, kelainan lain proses memori kerja,
seperti pemeliharaan tugas-informasi yang relevan, juga
hadir pada pasien dengan skizofrenia (Barch et al., 2001; Braver,
Barch, & Cohen, 1999). Bahkan, kami awalnya memperkirakan pola
dari kelainan yang akan lebih kompatibel dengan hipotesis ini
berdasarkan temuan sebelumnya dengan pasien penyakit Parkinson
pada tugas ini. Hodgson et al. (2002) menemukan bahwa pasien dengan Parkinson
penyakit gagal untuk bias pandangan mereka ke arah ruang kerja sebagai
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Non Biru Biru Biru Biru Non
Pasien Kontrol
Pandangan waktu (s)
Kiri
Tengah
Gambar 6. Berarti total waktu yang dihabiskan oleh tatapan pasien dan kontrol di kiri dan tengah lokasi untuk biru dan nonblue
jenis masalah.
596 HUDDY ET AL.
kompleksitas masalah meningkat dan menghabiskan jumlah yang setara
waktu di tempat tujuan dan ruang kerja di semua tingkat
masalah kesulitan. Penjelasan yang disukai adalah bahwa ini merupakan
membesar-besarkan temuan bahwa penggunaan subjek sehat fiksasi dalam
ruang tujuan untuk meringankan beban harus memegang tujuan array
dalam memori kerja selama perencanaan di ruang kerja. Lain
kata-kata, pasien penyakit Parkinson "selalu lupa susunan
dari Goalspace bola di setiap kali mereka berpaling "
(Hodgson et al., 2002, hal 419) dan karena itu melihat tujuan
ruang lebih sering. Kelainan ini dianggap untuk mencerminkan
dopamin berkurang neurotransmisi dalam proses frontostriatal
mediasi memori kerja (Hodgson et al., 2002), sebuah kesimpulan
kompatibel dengan mengumpulkan bukti-bukti dari studi hewan
menunjukkan bahwa dopamin berfungsi untuk menentukan seberapa kuat
representasi dipelihara dalam memori kerja (lihat Seamans
& Yang, 2004). Data-data kami tidak memungkinkan kita untuk memahami
perbedaan antara kinerja skizofrenia dan
Pasien penyakit Parkinson pada tugas ini dengan hormat untuk bekerja
pemrosesan memori tetapi mungkin mencerminkan persyaratan tugas
dan derajat disfungsi dopamin dalam proses frontostriatal
dalam dua gangguan.
Temuan ini utuh secara umum mengecualikan pandangan bias penjelasan
kerusakan perencanaan dalam hal kerusakan yang lebih umum,
seperti motivasi atau distractibility miskin. Terlebih lagi,
lebih mendasar dari oculomotor gangguan fungsi terlihat dalam kekacauan,
gangguan halus seperti mengejar dan gerakan mata saccadic
(misalnya, Hutton et al., 2004) atau Pembatasan scanning objek visual
(misalnya, Koijma et al., 2001), juga tidak memperhitungkan kesalahan perencanaan,
karena kami tidak menemukan perbedaan antara pasien dan kontrol global
ukuran scanning, seperti scan jalan panjang, dan tidak ada
bukti dari sejumlah dikurangi saccades atau saccadic hypometria.
Sebuah penjelasan tentang aspek utuh kinerja
bahwa pasien diuji mengikuti presentasi pertama
psikosis dan dapat berfungsi tinggi kelompok, terutama sebagai
proporsi pasien menerima diagnosis schizophreniform
kelainan, tidak skizofrenia. Namun, ketika kita ditindaklanjuti dengan
pasien 1 tahun kemudian dan diagnosa ulang, kami menemukan
bahwa semua pasien memiliki penyakit mental abadi sesuai dengan
DSM-IV skizofrenia atau gangguan schizoaffective dan bahwa semua tapi
1 yang aktif di bawah perawatan dari tim kesehatan mental masyarakat;
pasien yang tersisa, setelah melepaskan, adalah psikotik ketika
ulang. Selanjutnya, latar belakang profil neuropsikologi
pasien pada saat penelitian ini menunjukkan bahwa
grup ini telah rusak di berbagai fungsi kognitif,
termasuk span spasial, spasial memori kerja, dan pengakuan
memori, untuk tingkat yang sama seperti yang lain-episode pertama kelompok dengan
skizofrenia menegaskan bahwa kami telah diuji (Joyce et al., 2002).
Lebih jauh lagi, meskipun pasien dan kelompok kontrol
cocok untuk premorbid IQ, pasien menunjukkan kecil tapi signifikan
IQ saat jatuh dari tingkat premorbid, temuan lain
sebelumnya dilaporkan oleh kami dalam kelompok yang berbeda (Joyce et al., 2005),
yang lagi-lagi menunjukkan bahwa kami tidak menguji sebuah kelompok atipikal
pasien. Kami juga memeriksa apakah dimasukkannya pasien dengan
schizoaffective kelainan mungkin bias hasilnya. Ketika kita
dikecualikan kasus ini, profil hasil tetap sama selama
subkelompok dengan diagnosis skizofrenia. Kesamaan
perencanaan kinerja dengan pasien dengan skizofrenia dan schizoaffective
gangguan ini didukung oleh sebuah studi yang baru-baru ini membandingkan
dua kelompok diagnostik pada versi CANTAB perencanaan
tugas dan tidak menemukan perbedaan dalam kinerja (Stip et al., 2005).
Selain itu, Gooding dan Tallent (2002) menemukan tidak ada perbedaan
kinerja eksekutif dari kedua kelompok diagnostik pada
ruang memori kerja tugas dan Wisconsin Card Sorting Test.
Kami menemukan bahwa perencanaan dirugikan skizofrenia tidak bisa
dapat dijelaskan oleh pandangan abnormal strategi atau lainnya, lebih
kerusakan umum tidak menghalangi penjelasan seperti yang
relevan untuk kelompok pasien lain dan pengaturan. Namun, temuan kami
menunjukkan bahwa pasien dengan skizofrenia, walaupun memiliki umum
kognitif, pendekatan dapat tugas kompleks dan
mengembangkan strategi-strategi dalam cara normal tetapi terganggu
dengan memperlambat pemrosesan informasi dalam memori kerja.
Temuan ini semakin menambah bukti tubuh yang menunjukkan bahwa,
apa pun kognitif lain yang hadir di individu
dengan skizofrenia, gangguan memori kerja adalah ciri utama
dari gangguan.
Referensi
American Psychiatric Association. (1987). Diagnostik dan statistik manual
mental disorders (3rd ed., teks rev.). Washington, DC: Author.
American Psychiatric Association. (1994). Diagnostik dan statistik manual
mental disorders (4th ed.). Washington, DC: Author.
Andreasen, N. C. (1981). Jadwal Penilaian Negatif Gejala
(SANS). Iowa City: University of Iowa Press.
Andreasen, N. C. (1983). Jadwal Penilaian Gejala Positif
(Menguras). Iowa City: University of Iowa Press.
Badcock, J. C., Michie, P. T., & Rock, D. (2005). Spasial memori kerja
dan kemampuan perencanaan: Kontras antara skizofrenia dan gangguan bipolar.
Korteks, 41, 753-763.
Ballard, D., Hayhoe, M., & Pelz, J. (1995). Memori representasi dalam
tugas alam. Journal of Cognitive Neuroscience, 7, 66-80.
Barch, DM, Cartet, CS, Braver, TS, Macdonald, A., Sabb, FW,
Noll, D. C., & Cohen, J. D. (2001). Selektif defisit dalam prefrontal
daerah di naif pengobatan pasien skizofrenia. Archives of General
Psychiatry, 50, 280-288.
Bilder, RM, Goldman, RS, Robinson, D., Reiter, G., Bell, L., Bates,
J. A., et al. (2000). Neuropsikologi pertama-episode skizofrenia:
Awal karakterisasi dan berkorelasi klinis. American Journal of
Psychiatry, 157, 549-559.
Blyler, CR, Gold, JM, Iannone, VN, & Buchanan, RW (2000).
Bentuk pendek WAIS-III untuk digunakan dengan pasien dengan skizofrenia.
Skizofrenia Research, 46, 209-215.
Berani, TS, Barch, DM, & Cohen, JD (1999). Kognisi dan pengendalian
dalam skizofrenia: Sebuah model komputasi dopamin dan prefrontal
fungsi. Biological Psychiatry, 46, 312-328.
Elliott, R., McKenna, PJ, Robbins, TW, & Sahakian, BJ (1998).
Khusus defisit neuropsikologi pasien skizofrenia dengan terpelihara
fungsi intelektual. Kognitif Neuropsychiatry, 3, 45-70.
Epelboim, J., Steinman, RM, Kowler, E., Edwards, M., Pizlo, Z., Erkelens,
C. J., & Collewijn, H. (1995). Visual fungsi pencarian dan
memori yang berurutan mencari tugas. Visi Research, 35, 3.401-3.422.
Fuller, RL, Luck, SJ, McMahon, RP, & Gold, JM (2005). Bekerja
konsolidasi memori abnormal lambat skizofrenia. Journal
Abnormal Psychology, 114, 279-290.
Gooding, D. C., & Tallent, K. A. (2002). Spasial kinerja memori kerja
pada pasien dengan psikosis schizoaffective versus skizofrenia:
Sebuah kisah dua gangguan? Skizofrenia Research, 53, 209-218.
Grant, D. A., & Berg, E. A. (1948). Sebuah analisis perilaku tingkat
penguatan dan kemudahan perpindahan ke tanggapan baru dalam tipe Weigl
menyortir kartu-masalah. Journal of Experimental Psychology, 38, 404 --
411.
Hijau, MF, Kern, RS, Braff, DL, & Mintz, J. (2000). Neurokognitif
Gaze PERENCANAAN STRATEGI SELAMA DI psychosis 597
defisit dan hasil fungsional dalam skizofrenia: Apakah kita mengukur
"Benar stuff"? Skizofrenia Bulletin, 26, 119-136.
Hartman, M., Steketee, MC, Silva, S., Lanning, K., & McCann, H.
(2003). Memori kerja dan skizofrenia: Bukti untuk melambat encoding.
Skizofrenia Research, 59, 99-113.
Hayhoe, M., & Ballard, D. (2005). Gerakan mata perilaku alam.
Tren di Cognitive Science, 9, 188-194.
Hayhoe, MM, Bensinger, DG, & Ballard, DH (1998). Tugas kendala
dalam memori kerja visual. Visi Research, 38, 125-137.
Hodgson, TL, Bajwa, A., Owen, AM, & Kennard, C. (2000). Itu
kontrol strategis arah tatapan di Tower of London tugas. Journal
dari Cognitive Neuroscience, 12, 894-907.
Hodgson, TL, Tiesman, B., Owen, AM, & Kennard, C. (2002).
Pandangan abnormal strategi pemecahan masalah selama dalam penyakit Parkinson.
Neuropsychologia, 40, 411-422.
Hutton, SB, Huddy, V., Barnes, TRE, Robbins, TW, Crawford, TJ,
Kennard, C., et al. (2004). Hubungan antara antisaccades,
halus pengejaran, dan eksekutif disfungsi dalam skizofrenia episode pertama.
Biological Psychiatry, 56, 553-559.
Hutton, SB, Puri, BK, Duncan, LJ, Robbins, TW, Barnes, TRE,
& Joyce, E. M. (1998). Fungsi eksekutif pertama-episode skizofrenia.
Psychological Medicine, 28, 463-473.
Jablensky, A., McGrath, J., Herrman, H., Castle, D., Gureje, O., Evans, M.,
et al. (2000). Gangguan psikotik di daerah perkotaan: Suatu ikhtisar
Studi Prevalensi Rendah Disorders. Australia dan Selandia Baru Journal
of Psychiatry, 34, 221-236.
Jablensky, A., Sartorius, N., Ernberg, G., Anker, M., Korten, A., Cooper,
J. E., et al. (1992). Skizofrenia-manifestasi, kejadian dan tentu saja
dalam kebudayaan yang berbeda-A Organisasi Kesehatan Dunia sepuluh negara studi.
Psikologis Medicine, Suppl. 20.
Joyce, E. M., & Huddy, V. (2004). Mendefinisikan penurunan kognitif
skizofrenia. Psychological Medicine, 34, 1151-1155.
Joyce, EM, Hutton, SB, Mutsatsa, S., & Barnes, T. (2005). Kognitif
heterogenitas dalam skizofrenia episode pertama. British Journal of Psychiatry,
187, 516-522.
Joyce, E., Hutton, S., Mutsatsa, S., Gibbins, H., Webb, E., Paul, S., et al.
(2002). Disfungsi eksekutif pertama-episode skizofrenia dan hubungan
untuk durasi yang tidak diobati psikosis: Study The West London.
British Journal of Psychiatry, 181, S38-S44.
Kojima, T., Matsushima, E., Ohta, K., Toru, M., Han, YH, Shen, YC,
et al. (2001). Stabilitas eksplorasi gerakan mata sebagai penanda
skizofrenia-WHO multi-pusat studi. Skizofrenia Research, 52,
203-213.
Kurachi, M., Matsui, M., Kiba, K., Suzuki, M., Tsunoda, M., & Yamaguchi,
N. (1994). Visual-pencarian terbatas pada WAIS Picture Penyelesaian
pengujian pada pasien dengan skizofrenia. Skizofrenia Research, 12, 75-80.
Tanah, M., & Furneaux, S. (1997). Pengetahuan dasar oculomotor
sistem. Philosophical Transactions dari Royal Society of London,
Seri B: Biological Sciences, 352, 1231-1239.
Lee, J., & Park, S. (2005). Kerusakan memori kerja di skizofrenia:
Sebuah meta-analisis. Journal of Abnormal Psychology, 114, 599-611.
Liddle, P. F., & Barnes, T. R. (1990). Sindrom skizofrenia kronis.
British Journal of Psychiatry, 157, 558-561.
Liversedge, S. P., & Finlay, J. M. (2000). Saccadic gerakan mata dan
kognisi. Tren di Cognitive Science, 4, 6-14.
MacDonald, A. W., & Carter, C. S. (2002). Eksperimental pendekatan kognitif
untuk menyelidiki gangguan kognisi dalam skizofrenia: Sebuah paradigma
geser. Journal of Clinical and Experimental neuropsikologi, 24,
873-882.
McGuffin, P., Petani, A., & Harvey, I. (1991). Sebuah aplikasi polydiagnostic
kriteria operasional dalam studi tentang penyakit psikotik: Pembangunan
dan keandalan dari Sistem Opcrit. Archives of General Psychiatry, 48,
764-770.
Minassian, A., Granholm, E., Verney, S., & Perry, W. (2005). Visual
pemindaian defisit dalam skizofrenia dan hubungan mereka dengan eksekutif
gangguan fungsi. Skizofrenia Research, 74, 69-79.
Mohamed, S., Paulsen, JS, O'Leary, D., Arndt, S., & Andreasen, N.
(1999). Defisit kognitif umum dalam skizofrenia: Sebuah studi tentang
episode pertama pasien. Archives of General Psychiatry, 56, 749-754.
Morris, RG, Rushe, T., Woodruffe, PWR, & Murray, RM (1995).
Pemecahan masalah dalam skizofrenia: Sebuah defisit spesifik kemampuan perencanaan.
Skizofrenia Research, 14, 235-246.
Owen, AM, Downes, J., Sahakian, BJ, Polkey, CE, & Robbins, TW
(1990). Perencanaan dan tata ruang memori kerja lobus frontal berikut
lesi pada manusia. Neuropsychologia, 28, 1021-1034.
Owen, PM, Roberts, AC, Polkey, CE, Sahakian, BJ, & Robbins,
T. W. (1991). Ekstra-dimensi-dimensi versus intra set pergeseran
kinerja berikut excisions lobus frontal, lobus temporal excisions atau
amygdalo-hippocampectomy dalam manusia. Neuropsychologia, 29, 993-1.006.
Owen, AM, Sahakian, BJ, Hodges, JR, Summers, BA, Polkey,
C. E., & Robbins, T. W. (1995). Dopamin tergantung pada frontostriatal
perencanaan defisit pada awal penyakit Parkinson. Neuropsikologi, 9,
126-140.
Pantelis, C., Barnes, TRE, Nelson, HE, Tanner, S., Weatherley, L.,
Owen, A. M., et al. (1997). Frontal-striatal defisit kognitif pada pasien
skizofrenia kronis. Otak, 120, 1823-1843.
Sahakian, BJ, Morris, RG, Evenden, JL, Heald, A., Levy, R., Philpot,
M., et al. (1988). Sebuah studi komparatif-visuospatial memori dan
pembelajaran di demensia tipe Alzheimer dan penyakit Parkinson. Otak
111, 695-718.
Seamans, J. K., & Yang, C. R. (2004). Fitur utama dan mekanisme
modulasi dopamin di prefrontal cortex. Kemajuan
Neurobiologi, 74, 1-57.
Shallice, T. (1982). Kerusakan spesifik perencanaan. Filosofis
Transaksi dari Royal Society of London, Series B: Biological
Sciences, 298, 199-209.
Stip, E., Sepehry, AA, Prouteau, A., Briand, LN, Lalonde, P., &
Lesage, A. (2005). Kognitif dilihat faktor antara skizofrenia
dan schizoaffective disorder. Brain and Cognition, 59, 292-296.
Suppes, P., Cohen, M., Laddage, R., & Floyd, H. (1983). A prosedural
teori gerakan mata dalam melakukan aritmatika. Journal of Mathematical
Psychology, 27, 341-369.
Unterrainer, JM, Rahm, B., Leonhart, J., Ruff, CC, & Halsband, U.
(2003). Tower of London: Dampak instruksi, isyarat, dan
pembelajaran pada kemampuan perencanaan. Cognitive Brain Research, 17, 675-683.
Wechsler, D. (1999). Wechsler Adult Intelligence Scale-Third Edition.
London: Psychological Corporation.
Wechsler, D. (2001). Ujian Wechsler Adult Reading. London: Psikologis
Corporation.
Wing, JK, Babor, T., Brugha, T., Burke, J., Cooper, JE, Giel, R., et al.
(1990). SCAN: Jadwal untuk Klinis Penilaian di Neuropsychiatry.
Archives of General Psychiatry, 47, 589-593.
Wolwer, W., & Gaebel, W. (2002). Diburukkan Trail-Membuat-B Uji kinerja
pada pasien dengan skizofrenia akut berhubungan dengan efisien
sequencing perencanaan dan bertindak. Journal of Psychiatric Research, 36,
407-416.
World Health Organization. (2006). Klasifikasi statistik internasional
penyakit dan masalah-masalah kesehatan yang terkait (10th ed.). Jenewa, Swiss:
Pengarang.
Diterima 16 Desember 2005
Revisi diterima November 30, 2006
Diterima 11 Desember 2006 _
598 HUDDY ET AL.
