Beeinträchtigungen der sozialmotorischen Koordination bei Schizophrenie | Tanger

Diskussion

In der aktuellen Studie mit der dynamical systems methodology untersuchten wir die sozialmotorische Koordination bei Patienten mit Schizophrenie, um die motorische Natur ihrer zwischenmenschlichen Interaktionen besser zu charakterisieren und zu verstehen. Wir untersuchten ihre unbeabsichtigte und absichtliche sozialmotorische Koordination anhand einer Aufgabe, bei der sie das Schwingen eines Pendels mit jemand anderem koordinierten.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass die sozialmotorische Koordination bei Schizophrenie beeinträchtigt ist. Diese Ergebnisse erweitern frühere Forschungen, die auf Beeinträchtigungen des nonverbalen Verhaltens bei Schizophrenie hinweisen, und zeigen, dass die Bewegungen von Patienten bei der Interaktion mit einer anderen Person abnormal koordiniert sind –, . Unsere Ergebnisse zeigen jedoch, dass nur die absichtliche Koordination beeinträchtigt ist und dass die spontane, unbeabsichtigte Koordination unberührt bleibt. Dieses Ergebnis steht im Einklang mit früheren Untersuchungen, die gezeigt haben, dass explizite Verarbeitungsmechanismen bei Schizophrenie im Allgemeinen stärker betroffen sind als implizite Verarbeitungsmechanismen. Zum Beispiel sind implizite kognitive und emotionale Prozesse bei Menschen mit Schizophrenie im Vergleich zu expliziten Prozessen relativ erhalten. Zusätzlich, Eine solche Dissoziation wurde auch für Beeinträchtigungen sozialer Prozesse berichtet , .

In der intentionalen Koordinationsaufgabe zeigte unsere Analyse der relativen Phasenlage der Pendelschwingungen, dass die Dyaden, in denen ein Patient anwesend war, eine geringere Stabilität aufwiesen und dass der Patient nie in der Koordination führte. Diese Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, Patienten mit Schizophrenie von Kontrollteilnehmern zu unterscheiden, indem sie ihre absichtliche sozialmotorische Koordination betrachten. Solche objektiven und quantitativen Unterschiede könnten möglicherweise als Marker für die Krankheit verwendet werden und die subjektiveren Bewertungen, die normalerweise von Klinikern durchgeführt werden, gut ergänzen. Im Einklang mit dieser Erwartung steht das Fehlen von Korrelationen zwischen den Koordinationsstörungen der Patienten und der Schwere ihrer Symptome bewertet durch die Positive und negative Syndromskala (PANSS) . Unabhängig vom beabsichtigten Koordinationsmuster und der Pendelkombination war keine Korrelation zwischen der mittleren oder zirkulären Varianz der relativen Phase und der PANSS-positiven, PANSS-Negativen, PANSS-Psychopathologie sowie der PANSS-Summe signifikant für die Schizophrenie-Gruppe (alle ps>.05). Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Untersuchung der absichtlichen sozialmotorischen Koordination von Patienten objektiv und quantitativ abnormale soziale Merkmale bewerten könnte, die nicht vom PANSS erfasst werden. Da soziale motorische Störungen das früheste Anzeichen einer Schizophrenie sein können, können solche Marker eine frühere Diagnose und damit ein besseres Patientenmanagement ermöglichen. Wir betrachten diese Fragen als entscheidende Richtungen für die zukünftige Forschung.

Wir haben Beeinträchtigungen der sozialmotorischen Koordination bei Schizophrenie gezeigt, aber unsere Studie zielte auch darauf ab, die beeinträchtigten zugrunde liegenden Prozesse zu verstehen. Wir gingen zunächst davon aus, dass Beeinträchtigungen die Folge von Aufmerksamkeits- und visuellen Wahrnehmungsdefiziten sein könnten, die die visuomotorischen Prozesse beeinflussen können, die der Aufrechterhaltung der Koordination zugrunde liegen. Genauer gesagt, in Bezug auf gekoppelte Oszillatoren, die für die soziale rhythmische Koordination verantwortlich sind, sagten wir eine Abnahme der Kopplungsstärke voraus, was einer geringeren Empfindlichkeit gegenüber den Bewegungen des anderen entspricht. Wir fanden eine Abnahme der Stabilität der absichtlichen Koordination in der Schizophrenie–Gruppe, die mit dieser Hypothese kompatibel ist -. Eine Kopplungsstärkebilanz reicht jedoch nicht aus, um das für das Phasenverschiebungsmaß beobachtete Ergebnismuster zu erklären. Eine geringere Kopplungsstärke für die schizophrene Gruppe würde eine übertriebene Phasenverschiebung relativ zur Kontrollgruppe für beide Bedingungen vorhersagen, bei denen die Teilnehmer unterschiedliche Pendel schwangen (positiver als die Kontrolle für P1_P2 und negativer als die Kontrolle für P2_P1), aber Null Phasenverschiebung, wenn die Pendel identisch waren (P1_P1) , . Wie jedoch in Abbildung 1C zu sehen ist, ist die schizophrene Gruppenphasenverschiebung durch eine absolute Absenkung gekennzeichnet, was darauf hindeutet, dass sie dazu neigten, die Koordination nicht zu führen.Langsamere bevorzugte Bewegungsfrequenzen bei Schizophrenie könnten erklären, dass Patienten, die an Schizophrenie leiden, die Koordination nie anführten ; Die oben durchgeführte Analyse der bevorzugten Frequenzen zeigte jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den bevorzugten Frequenzen der beiden Gruppen. Eine überzeugendere Erklärung für dieses Ergebnis ist, dass Patienten mit Schizophrenie eine Verzögerung bei der Verarbeitung von Informationen für die visuomotorische Steuerung haben. Aufmerksamkeits- und visuelle Wahrnehmungsdefizite können neben ihrem Beitrag zur Verringerung der Kopplungsstärke auch die Informationsübertragung beeinträchtigen und als Erhöhung der Zeitverzögerung der Kopplungsfunktion verstanden werden . Diese Hypothese wird durch frühere Untersuchungen gestützt, die langsamere Reaktionszeiten bei Schizophrenie zeigten, und insbesondere durch anatomische Korrelate wie eine Verschlechterung des Myelinisierungsgrades .Um diese Hypothesen weiter zu untersuchen und zu bestimmen, wie eine Abnahme der Stärke oder / und eine Verzögerung der Informationsübertragung von Patienten ihre Beeinträchtigungen der absichtlichen sozialmotorischen Koordination erklären könnte, verglichen wir unsere Phasenverschiebungsergebnisse mit denen, die in Simulationen eines gekoppelten Oszillatormodells erhalten wurden, das in der Vergangenheit zum Verständnis der sozialmotorischen Koordination verwendet wurde. Das Modell verwendet eine nichtlineare Kopplung zweier Grenzzyklusoszillatoren:

(1)

wobei x1 und x2 die Positionen der beiden Oszillatoren darstellen und die Punktnotation die Ableitung in Bezug auf die Zeit darstellt. Die linke Seite der Gleichungen stellt die Grenzzyklusdynamik jedes Oszillators dar, die durch lineare Steifigkeitsparameter (ω) und Dämpfungsparameter (δ, λ, γ) bestimmt wird, und die rechte Seite stellt die Kopplungsfunktion dar, die durch Parameter a und b bestimmt wird. Um Beeinträchtigungen durch Schizophrenie zu simulieren, haben wir die Parameter K1 und K2 entsprechend den Kopplungsstärken der Oszillatoren 1 und 2, und entsprechend der Position und der Geschwindigkeit des Oszillators 2 zu einem früheren Zeitpunkt und die Parameter und entsprechend der Position und der Geschwindigkeit des Oszillators 1 zu einem früheren Zeitpunkt .

Eine Abnahme der Stärke und eine Zunahme der Verzögerung der Kopplungsfunktion von Patienten wurden zuerst separat getestet und dann kombiniert, um zu untersuchen, ob sie experimentelle Ergebnisse der Schizophrenie-Gruppe erfassen konnten. Wir verwendeten die Parameter K = 1,6 und τ = 0, um das Verhalten der Kontrollteilnehmer zu simulieren, und die Parameter K = 0,6 und τ = 3, um Beeinträchtigungen von Personen mit Schizophrenie zu simulieren. Eine solche Zeitverzögerung (τ = 3) repräsentierte 1% der simulierten Periode von P1 und 1% der experimentellen Periode von P1 repräsentierte eine Zunahme von 75 ms im Vergleich zu Kontrollteilnehmern, was plausiblen physiologischen Verzögerungen entsprach . Die Ergebnisse der experimentellen und simulierten Phasenverschiebungen sind in Abbildung 2 dargestellt. Für die simulierten Daten stellen die Phasenverschiebungen in Weiß die Ergebnisse dar, die für die simulierte Koordination der Kontrollgruppe (τ1 = τ2 = 0, K1 = K2 = 1,6) und in Schwarz der Kontrollgruppe mit einer Abnahme der Kopplungsstärke (τ1 = τ2 = 0, K1 = 1,6, K2 = 0) erhalten wurden.6) (Bild 2B), mit einer Zunahme der Zeitverzögerung (τ1 = 0, τ2 = 3, K1 = K2 = 1,6) (Bild 2C) und mit einer Abnahme der Kopplungsfestigkeit und einer Zunahme der Zeitverzögerung (τ1 = 0, τ2 = 3, K1 = 1,6, K2 = 0,6) (Bild 2D).

Wie in Abbildung 2B dargestellt, kann eine Abnahme der Kopplungsstärke bei Schizophrenie, wie zunächst angenommen, nicht erklären, dass Patienten mit Schizophrenie die Koordination nie führten. Eine Zunahme der Zeitverzögerung kann vorhersagen, dass Patienten die Koordination nie führten, kann aber nicht erklären, dass die beiden Gruppen eine ähnliche Phasenverschiebung für die Pendelkombination P1_P2 aufweisen (Abbildung 2C). Abbildung 2D zeigt, dass die beiden Parametrisierungen, wenn sie kombiniert werden, experimentelle Phasenverschiebungen erfassen, die für die Schizophrenie-Gruppe erhalten wurden, was darauf hindeutet, dass absichtliche Beeinträchtigungen der sozialmotorischen Koordination sowohl aus einer Abnahme der Stärke als auch aus einer Zunahme der Zeitverzögerung in der Kopplungsfunktion von Patienten resultieren. Darüber hinaus deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass das Fehlen eines Unterschieds zwischen den beiden Gruppen von Teilnehmern für die Pendelkombination P1_P2 resultierte nicht aus einem fehlenden Defizit von Patienten in diesem experimentellen Zustand, sondern war eine Folge der beiden gestörten Prozesse, die in entgegengesetzter Richtung wirkten.Obwohl wir gezeigt haben, dass eine Erhöhung der Verzögerung und eine Verringerung der Stärke der visuomotorischen Kontrolle das absichtliche Koordinationsmuster der schizophrenen Gruppe erfassen, können weitere Untersuchungen das Verständnis der beteiligten Prozesse verbessern. Die Untersuchung, ob solche Störungen spezifisch für die soziale visuelle Koordination oder für die visuelle Koordination im Allgemeinen sind, ist eine wichtige Forschungsrichtung. Tatsächlich könnten Modifikationen der absichtlichen Koordination bei Schizophrenie auf Beeinträchtigungen von Mechanismen zurückzuführen sein, die sowohl die visuelle als auch die soziale visuelle Koordination vermitteln, oder spezifisch für Mechanismen sein, die nur die soziale visuelle Koordination vermitteln. Es wurde gezeigt, dass Patienten, die an Schizophrenie leiden, Beeinträchtigungen der visuellen Wahrnehmung biologischer Bewegungen aufweisen, die von ihren allgemeinen visuellen Wahrnehmungsdefiziten unterschieden werden können . Insbesondere Störungen des Spiegelneuronensystems, die dem Gehirnbereich entsprechen, der auch die sozialmotorische Koordination moderieren kann, können bei einem solchen Defizit und bei sozialen Interaktionsdefiziten im Allgemeinen eine entscheidende Rolle spielen.

Wir haben die Beeinträchtigungen von Schizophrenie-Patienten hier durch Änderungen auf der Ebene der Kopplungsfunktion modelliert und nicht durch Änderungen in der natürlichen Dynamik der einzelnen Oszillatoren, da unsere experimentellen Ergebnisse keine Unterschiede zwischen den bevorzugten Frequenzen von Patienten und Kontrollteilnehmern zeigten. Obwohl wir keine Unterschiede gefunden haben, haben frühere Untersuchungen eine Langsamkeit der Bewegungen von Patienten mit Schizophrenie berichtet –. Solche Effekte können von der ausgeführten Bewegung abhängen, und unser Fehlen eines Effekts kann spezifisch für die Handgelenkpendelaufgabe sein, bei der die Trägheitsbelastung von Pendeln die Langsamkeit der Patienten verdeckt hat. Es ist möglich, dass bei verschiedenen Aufgaben (z. B. Koordination von Haltungsschwankungen ) Defizite der Bewegung selbst sowie auf der Ebene der visuomotorischen Steuerung beobachtet werden. Diese Fragen ermutigen zu Erkundungen, um die verschiedenen Ursachen einer gestörten Koordination von Schizophrenie-Patienten im Umgang mit anderen Menschen weiter zu bestimmen.Allgemeiner, durch die Untersuchung der Koordinationsdynamik des Schwingens von Handheld-Pendeln, zeigt dieses Experiment, dass die zwischenmenschliche Koordination bei Schizophrenie beeinträchtigt ist, ohne explizit die Konsequenzen solcher Modifikationen auf alltägliche soziale Interaktionen von Patienten aufzuzeigen. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass die in dieser Laboraufgabe beobachtete Koordinationsdynamik die zum Beispiel zwischen Hand–, Arm- oder Haltungsbewegungen in ökologischeren Situationen beobachteten widerspiegelt, die nachweislich den Erfolg unserer sozialen Interaktionen direkt beeinflussen -, . Eine solche Koordination moderiert die sozialen kognitiven Funktionen interagierender Menschen, indem sie beispielsweise ihre Gefühle der Verbundenheit und des zwischenmenschlichen Verhältnisses beeinflusst –, oder die Effizienz ihrer Kommunikation -. In Übereinstimmung mit diesen bisherigen Ergebnissen zeigt die aktuelle Studie, dass eine motorische Koordinationsstörung ein wichtiger Faktor für die alltäglichen sozialen Interaktionsdefizite von Patienten mit Schizophrenie sein kann.Daher wird es neben der zukünftigen Forschung, die darauf abzielt, besser zu verstehen, wie Schizophrenie die Prozesse beeinflusst, die der sozialmotorischen Koordination zugrunde liegen, wichtig sein, Rehabilitationsprotokolle zu entwickeln, die dazu beitragen können, die sozialmotorische Koordination von Patienten zu verbessern. Obwohl unseres Wissens noch keine Untersuchungen das Lernen und die Rehabilitation der sozialmotorischen Koordination untersucht haben, können frühere Forschungen, die das motorische Lernen untersucht haben, interessante Forschungsrichtungen liefern –. Zum Beispiel wurde gezeigt, dass motorisches Lernen mit Echtzeit-Feedback effizienter gestaltet werden kann. Dementsprechend können zukünftige Therapieprotokolle, die solche Rückmeldungen verwenden, dazu beitragen, die motorische Koordination im Allgemeinen und die sozialmotorische Koordination im Besonderen von Patienten zu verbessern und somit ihre Fähigkeit zur Interaktion mit anderen Menschen im Alltag zu erhöhen.Abschließend lieferte unsere Studie klare Beweise für sozialmotorische Koordinationsstörungen bei Schizophrenie, die uns helfen können, ihre sozialen Defizite zu verstehen, die in alltäglichen zwischenmenschlichen Interaktionen beobachtet werden. Unsere Ergebnisse zeigen Unterschiede zwischen schizophrenen und Kontrolldyaden in einer absichtlichen Koordinationsaufgabe — eine Aufgabe, die von Klinikern als Marker für Schizophrenie für eine bessere Diagnose verwendet werden kann. Darüber hinaus ergab unsere dynamische Modellierung der Ergebnisse, dass eine solche pathologische absichtliche Koordination auf eine Abnahme der Informationsmenge sowie auf eine Verzögerung der über Bewegungen anderer Personen übertragenen Informationen zurückzuführen sein kann. Schließlich können solche Erkenntnisse zur Entwicklung von Rehabilitationsprotokollen führen Verbesserung der sozialmotorischen Koordination und des erfolgreichen sozialen Austauschs von Patienten.