Reliabilität und Validität kognitiver Smartphone-Tests bei der frontotemporalen Lobärdegeneration

In diesem Artikel stellt der Forscher Antonio Javier Sutil Jiménez die wichtigsten Daten der Studie «Reliabilität und Validität kognitiver Smartphone-Tests bei der frontotemporalen Lobärdegeneration» vor.

Warum ist diese Studie zu kognitiven Tests bei der frontotemporalen Lobärdegeneration wichtig?

Die frontotemporale Lobärdegeneration (FTLD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die Demenzsyndrome verursacht. FTLD betrifft die Frontallappen und Temporallappen des Gehirns und führt zu Beeinträchtigungen des Verhaltens, der Kognition, der Sprache und/oder der Motorik.

Obwohl sie die häufigste Demenzform bei Menschen unter 60 Jahren ist, wird sie nur unzureichend verstanden, da jede individuelle Erfahrung mit FTLD einzigartig ist und sich nur schwer vorhersagen lässt, wie sich die Erkrankung entwickeln wird.

ALLFTD-Konsortium

Aus diesem Bedarf heraus entstand das ALLFTD-Konsortium, aus dem diese Studie hervorgegangen ist. Das ALLFTD-Konsortium ist ein Projekt mit dem Ziel, an spezialisierten Zentren eine Kohorte von Patienten mit FTLD aufzubauen, die für die Untersuchung möglicher Behandlungen in klinischen Studien zur Verfügung stehen können. Konkret sollen Daten zu kognitiven und Verhaltensbeurteilungen, Neurobildgebung, Blut und Liquor gesammelt werden. Damit sollen folgende Ziele erreicht werden:

• Klinische Messwerte und Biomarker identifizieren, die für die Verlaufsbeobachtung von Patienten mit FTLD in Therapiestudien nützlich sein können.
• Klinische Messwerte und Biomarker identifizieren, die anzeigen, wann eine Person mit hohem Risiko für die Entwicklung von FTLD aufgrund einer Mutation Symptome entwickeln wird.
• Daten, Bilder und Proben der Teilnehmenden mit anderen Forschenden teilen, um das Wissen über die Erkrankung zu erweitern.

Auf Grundlage der vom ALLFTD-Konsortium erhobenen Daten entstand diese Studie, die mithilfe der Smartphone-Technologie (Mobiltelefon) einige bestehende Hürden überwinden soll.

Zu diesen Einschränkungen gehören:

• die Notwendigkeit häufiger Besuche bei Betreuungspersonen oder Ärzten, die bei der Durchführung klinischer Studien einen hohen Kostenaufwand verursachen;
• die geografische Verteilung der für diese Studien geeigneten Teilnehmenden;
• oder das Fehlen sensibler neuropsychologischer Tests, die die Erkrankung in einem frühen Stadium erkennen.

Als Lösung wird vorgeschlagen, Smartphones zur ortsunabhängigen Erhebung zuverlässiger und valider Daten einzusetzen. Auch wenn dies überraschend erscheinen mag, sprechen erste Ergebnisse für die Verwendung von Smartphones zur ortsunabhängigen Durchführung kognitiver und motorischer Untersuchungen bei älteren Erwachsenen mit dem Risiko für andere Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Huntington.

In dieser konkreten Studie wurde die mobile Anwendung ALLFTD (ALLFTD-mApp) eingesetzt, um ihre Validität bei der Untersuchung exekutiver Funktionen und des Gedächtnisses in einer Kohorte mit FTLD zu prüfen.

Was wurde durchgeführt?

Für die Studie wurde eine Stichprobe von 360 der 1160 infrage kommenden Patienten untersucht. Diese Stichprobe wurde in zwei Kohorten aufgeteilt, die sich hinsichtlich Demografie, Schweregrad der Erkrankung und Kognition nicht signifikant unterschieden. Die Kohorten umfassten die Identifikationskohorte (n = 258) und die Validierungskohorte (n = 108). 

Durchgeführte kognitive Aufgaben

Die Teilnehmenden richteten die Anwendung mit anfänglicher Unterstützung der Forschenden ein, führten die kognitiven Aufgaben jedoch in drei halbstündigen Sitzungen ohne Aufsicht selbstständig durch. Alle Tests wurden alle sechs Monate wiederholt, um die Test-Retest-Reliabilität zu beurteilen.

Zu den durchgeführten Aufgaben gehörten:

• eine adaptive assoziative Gedächtnisaufgabe und spielerische Versionen der Flanker-Aufgabe, von Stroop,
• 2-Back,
• go/no-go
• und der Kartensortiertest (die Aufgaben finden Sie in Abbildung 1 des Originalartikels).

Klinische und neuropsychologische Untersuchungen

Zusätzlich zu diesen Aufgaben absolvierten die Patienten mehrere klinische und neuropsychologische Untersuchungen sowie neurobildgebende und genetische Untersuchungen. Besonders hervorzuheben sind zwei neuropsychologische Tests, die in der Testphase zur Validierung der Technologie eingesetzt werden:

• die Montreal Cognitive Assessment (MoCA), ein Screeningtest,
• und der UDS3-EF-Wert, ein kombiniertes Maß für exekutive Funktionen und Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Analysen

Zur Erreichung des gesetzten Ziels wurden drei verschiedene Analysen durchgeführt.

Reliabilitätsanalyse

Die erste war eine Analyse der Aufgabenkonsistenz, die anhand der ersten Durchführung des Tests durch die Teilnehmenden mittels interner Konsistenz geschätzt wurde, sowie der Test-Retest-Reliabilität, die bei denjenigen gemessen wurde, die die Aufgabe mindestens zweimal durchführten.

Die geschätzte Reliabilität wird als niedrig (<0.50), moderat (0.50–0.74), gut (0.75–0.89) und exzellent (>0.90) beschrieben. Eine ausführliche Darstellung der Ergebnisse findet sich in Tabelle 1, die eine vereinfachte Zusammenfassung der Ergebnisse für die Gesamtstichprobe (kombiniert) und die beiden Kohorten (Identifikation und Validierung) zeigt.

Aufgaben	Interne Konsistenz (Cronbachs Alpha)	Test-Retest-Reliabilität (ICC, interclass correlation coefficient)
Flanker
Kombiniert	0.99	0.95
Identifikation	0.99	0.95
Validierung	0.99	0.95
Stroop
Kombiniert	0.84	0.84
Identifikation	0.83	0.84
Validierung	0.88	0.84
2-Back
Identifikation	0.92	0.77
Detektion	0.92	0.80
Validierung	0.92	0.64

Validierungsanalyse

Der zweite Teil der Analyse war die Validierung, die in einer Untergruppe von 57 symptomfreien Teilnehmenden durchgeführt wurde.

Es zeigte sich, dass ein höheres Alter mit einer schlechteren Leistung bei den meisten kognitiven Tests verbunden war, außer beim Kartensortiertest und bei der go/no-go-Aufgabe, was zu erwarten war. Die Zusammenhänge mit Geschlecht und Bildungsniveau waren nicht signifikant.

Die über die Anwendung durchgeführten kognitiven Tests zeigten Hinweise auf konvergente und divergente Validität mit sehr ähnlichen Ergebnissen in der Identifikations- und Validierungskohorte.

Die auf der ALLFTD-mApp basierenden Messwerte der exekutiven Funktionen korrelierten im Allgemeinen mit Standardmaßen dieser Bereiche und in geringerem Maße mit Messwerten anderer kognitiver Bereiche.

Beispielsweise war die Flanker-Aufgabe mit einem zusammengesetzten Maß exekutiver Funktionen sowie mit Maßen der visuo-konstruktiven Fähigkeiten und der Benennleistung verbunden. Die Gedächtnisaufgabe der ALLFTD-mApp war ebenfalls mit Standardtests des Gedächtnisses und der exekutiven Funktionen assoziiert.

Flächenanalyse

Schließlich wurde eine Analyse der Fläche unter der Kurve (AUC, englische Abkürzung) durchgeführt, bei der die Validität der Anwendung zur Unterscheidung zwischen symptomfreien Teilnehmenden und Personen in einem prodromalen oder symptomatischen Stadium untersucht wurde.

	Asymptomatisch vs. Prodromalstadium (Identifikation)	Asymptomatisch vs. Prodromalstadium (Validierung)
ALLFTD-mAPP	0.82	0.81
UDS3-EF	0.80	0.83
MoCA	0.69	0.67

Was sind die wichtigsten Schlussfolgerungen dieser Studie zu kognitiven Tests bei der frontotemporalen Lobärdegeneration?

Zusammenfassend lässt sich schließen, dass die Verwendung eines Smartphones potenziell ein valides und zuverlässiges Instrument zur Untersuchung der frontotemporalen Demenz bereits in frühen Stadien darstellt. Dies wird durch frühere Studien und die Ergebnisse dieser Untersuchung gestützt, die für die meisten Aufgaben exzellente Werte bei Reliabilitäts- und Validitätsmaßen zeigen.

Wie Tabelle 2 zeigt, erzielt die mobile Anwendung bei der Unterscheidung zwischen asymptomatischen und prodromalen Gruppen gleiche oder bessere Ergebnisse als andere Methoden der kognitiven Untersuchung, wie UDS3-EF oder MoCA.

Da diese Studie nur einige kognitive Bereiche untersucht, könnte eine Ausweitung auf weitere Messwerte künftig von Interesse sein, um die diagnostische Genauigkeit in frühen Stadien zu verbessern.

Daher wird vorgeschlagen, dass Smartphones traditionelle Forschungsansätze, etwa Untersuchungen vor Ort, ergänzen können. Sie können den Zugang für Menschen erleichtern, die Schwierigkeiten haben, Untersuchungszentren zu erreichen, und außerdem die Kosten persönlicher Untersuchungen senken.

Im weiteren Sinne deuten die Skalierbarkeit, Benutzerfreundlichkeit, Reliabilität und Validität der ALLFTD-mApp darauf hin, dass sie ein nützliches Instrument für die Durchführung digitaler Untersuchungen aus der Ferne in klinischen Demenzstudien ist.

Wie könnte NeuronUP zu einer solchen Studie beitragen?

NeuronUP kann auf verschiedene Weise zu dieser Studie beitragen.

1. Erstens bei der Übertragung dieser Ergebnisse auf geografisch und psychosozial vielfältigere Kohorten als in dieser Studie: eine überwiegend weiße, im Durchschnitt universitär gebildete und größtenteils englischsprachige Population. Der Zugang von NeuronUP zu einer soziodemografisch vielfältigeren Population und die fehlende Beschränkung auf englischsprachige Personen gehören zu den Stärken, in denen die Plattform nützlich sein könnte, da sie mehr Vielfalt und Chancengleichheit beim Zugang ermöglicht. Darüber hinaus kann die große Vielfalt an NeuronUP-Materialien (mehr als 3000 verschiedene), die nach mehreren kognitiven Funktionen gruppiert sind, zu einem umfassenderen Verständnis der kognitiven Leistungsfähigkeit beitragen.
2. Andererseits könnte die Ausweitung dieser Arbeit auf andere Demenzformen sehr bereichernd sein. Dadurch ließe sich die diagnostische Genauigkeit in frühen Stadien verbessern, in denen sie besonders entscheidend, aber auch besonders schwer zu bestimmen ist.

*ALLFTD ist ein Projekt, das gemeinsam von Dr. Brad Boeve von der Mayo Clinic in Rochester, Minnesota, sowie Drs. Adam Boxer und Howard Rosen von der University of California, San Francisco (UCSF), geleitet wird. 

Literaturverzeichnis

• All FTD. (o. J.). All FTD. https://www.allftd.org/
• Staffaroni AM, Clark AL, Taylor JC, Heuer HW, Sanderson-Cimino M, Wise AB, Dhanam S, Cobigo Y, Wolf A, Manoochehri M, Forsberg L, Mester C, Rankin KP, Appleby BS, Bayram E, Bozoki A, Clark D, Darby RR, Domoto-Reilly K, Fields JA, Galasko D, Geschwind D, Ghoshal N, Graff-Radford N, Grossman M, Hsiung GY, Huey ED, Jones DT, Lapid MI, Litvan I, Masdeu JC, Massimo L, Mendez MF, Miyagawa T, Pascual B, Pressman P, Ramanan VK, Ramos EM, Rascovsky K, Roberson ED, Tartaglia MC, Wong B, Miller BL, Kornak J, Kremers W, Hassenstab J, Kramer JH, Boeve BF, Rosen HJ, Boxer AL; ALLFTD Consortium. Reliability and Validity of Smartphone Cognitive Testing for Frontotemporal Lobar Degeneration. JAMA Netw Open. 2024 Apr 1;7(4):e244266. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2024.4266. PMID: 38558141; PMCID: PMC10985553.

Wenn Ihnen dieser Blogbeitrag über die Reliabilität und Validität kognitiver Smartphone-Tests bei der frontotemporalen Lobärdegeneration gefallen hat, interessieren Sie vielleicht auch diese NeuronUP-Artikel: