第八节　剑桥自动化成套神经心理测验

剑桥自动化成套神经心理测验（CANTAB）是由剑桥大学基于动物模型的表现并在健康人类志愿者和患者群体中测试，逐渐建立完善起来的。在测量和评估与神经网络相关的认知功能方面具有较高的敏感性和客观性。CANTAB是一个高度电脑化的测量工具，是一系列认知能力测量项目的集合，具有不依赖语言、文化无关、非侵入性的特点，对受试者使用电脑的熟练程度没有严格要求，已广泛应用于神经系统疾病和精神疾病的研究。健康受试者常模的年龄范围覆盖4～90岁，适用于一些大型、多采样点、不同参与样本的研究。

一、概述

到目前为止，CANTAB是最有效和使用最广泛的计算机化认知成套测验，其认知测验维度包括：注意力和心理运动速度、执行功能、记忆、情绪与社会认知四部分。

注意力和心理运动速度：注意力的认知维度是指选择性关注特定信息，同时忽视无关信息的能力。同时可以测量持续注意的亚维度，观察持续操作和视觉性持续注意。心理运动能力是认知功能和生理运动之间的关系。测试中，心理运动速度主要观察个体对环境中的快速变化（如一个刺激的出现）进行侦查和反应的能力。基于此，该测验可评估反应时间、运动速度和警觉性。测验项目包括：反应时间（reaction time，RTI）、快速视觉信息处理（rapid visual information processing，RVP）和运动扫视任务（motor screening task，MOT）。

执行功能：执行功能的认知维度覆盖了高水平的思维和决定。执行功能可分为以下亚维度：心理灵活性、计划、策略和反应抑制。心理灵活性是指在思考不同概念之间转换；计划是心理选择一个适当动作从而获得想要结果的能力；策略是完成问题解决的策略性思考的能力；反应抑制是抑制不恰当反应的能力。测验项目包括：剑桥赌博任务（Cambridge gambling task，CGT）、内外维度设置转换（intra-extra dimensional set shift，IED）、多任务测验（multitasking test，MTT）、空间广度（spatial span，SSP）、一触式剑桥袜（one touch stockings of Cambridge，OTS）、剑桥袜（SOC）和停止信号任务（stop signal task，SST）。

记忆：记忆的认知维度是指储存长程或者短程信息的能力。记忆可以分解为以下亚维度：情景记忆、识别记忆和工作记忆。情景记忆是将事件与地点、时间相联系的记忆；识别记忆是指识别视觉、物体或者空间信息的记忆；工作记忆是指在头脑中保留和处理信息记忆的能力。测验项目包括：样本的延迟配对（delayed matchingto sample，DMS）、配对关联学习（paired associates learning，PAL）、模式识别记忆（pattern recognition memory，PRM）、空间工作记忆（spatial working memory，SWM）和词语识别记忆（verbal recognition memory，VRM）。

情绪与社会认知：社会认知任务评估的是对情绪负荷刺激的反应。社会认知可以分为情绪识别和情绪偏向。情绪识别是确认脸部表情情绪的能力；情绪偏向是加工信息偏向于积极刺激或消极刺激的表现。测验项目包括：情绪偏向任务（emotional bias task，EBT）和情绪识别任务（emotion recognition task，ERT）。

不同测验项目的测验目标、耗时见表14-8-1。

表14-8-1　不同测验项目测量目标与耗时

续表

CANTAB是一个电脑化的成套认知测验，最初的CANTAB版本就采用了电脑主机的形式，也称为传统的CANTAB版本（legacy CANTAB）。目前，CANTAB已经开发了平板和网络的使用形式（CANTAB connect），可以通过联网实现在线测量。CANTAB尚无官方中文版，但可以通过网络获得CANTAB的技术支持。

在测试之前，研究者需要对受试者读出指导语。传统版本的CANTAB中，研究者需要念出各项测验项目指导语的标准脚本，这些任务脚本在“测验管理指导”（test administrationguide）中，最初是英文版的，也有一些其他语言的版本，用户可以根据情况选择。而CANTAB connect的指导语则可通过自动画外音功能，翻译成35种语言输出。在CANTAB的测验过程当中，多项测验任务（除VRM、CGT任务）的刺激物都是抽象的图案、与语言无关，因此，大多数测验项目在不同的文化背景中并不影响受试者的表现。另外一些包含语言成分的任务包括情感Go/No Go（affective Go/No Go）测 验、VRM 和视觉模拟评分法（visual analogue scales），已被翻译成多语言版本。

图14-8-1　SOC测验示意图

根据需要评估的角度，上述测验项目各自采集一个或者多个数据。以SOC测验为例（图14-8-1，见文末彩图），该测验类似于汉诺塔任务，要求受试者以最简洁的步骤，将下一层图片移动至上一层图片的排列样式（只有上层的图片可以移动）。该测验采集的数据包括：最小问题解决移动次数——指个体成功完成测验所需的最少移动次数；2步SOC任务平均移动步数（3步、4步、5步）——指最少移动2步可以解决问题的时候，个体解决问题的平均移动步数；2步SOC平均起始思考时间（3步、4步、5步）——指解决同一个问题的两个状态（即“复制”和“跟随”）下，选择第一个球的时间差；2步SOC平均随后思考时间（3步、4步、5步）——指个体在起始移动之后的移动速度。

二、评分方法

CANTAB的常模数据库来自4～90岁的健康人群，在传统CANTAB中，这些计算过程已储存在CANTAB的主机中，研究者可直接获得每个测验项目各测量维度的原始分数，是测验过程中直接获得的值，可能是百分比、可能性、延迟时间或者受试者完成任务达到的程度。同时计算机也能直接计算出标准分数，以方便使用者给出初步的判断。标准分数是修正后的分数，以z-score或均数/SD的形式给出。通过修正，该分数可以与其他测验中的分数进行比较；而通过百分位数给出的形式，可以了解受试者在人群中所处的位置。

三、操作要求

CANTAB的测验内容是计算机化的测验项目，采用“人-机”对话式的方式完成，尤其是受试者主要通过触屏和鼠标、反应键与计算机进行互动。因此，对施测者并没有特定的资质要求，也没有特殊的培训或者认证过程，对测验项目规则熟悉的个体经过简单培训就可以对受试者施测。传统的CANTAB是以计算机为载体的测验工具，所有的测验项目、计分方法、统计参数均由计算机完成，获得CANTAB的主机需要向创办部门购买，附操作手册。目前，“CANTAB connect”也需要通过网络与创办部门联络。

测验耗时可能因版本不同而不同。在传统CANTAB中，不同测验项目在不同的受试者当中完成的时间也不尽相同。不少项目的耗时需要根据受试者的表现而定。例如，RTI测验任务中，屏幕当中出现一个刺激，要求受试者尽快点击，从而计算当中的时间差。反应越快的受试者，实际上完成整个测验的时间也越短。再以SSP测验任务（图14-8-2，见文末彩图）为例，要求受试者按照顺序点击之前出现的位置点。如果受试者连续多次无法通过3个视觉空间广度的测验，则计算机不会再增加难度，而是直接结束任务。表14-8-1提供官方报告的“CANTABconnect”部分测验项目的耗时，仅供参考。

图14-8-2　SSP测验示意图

四、信度和效度

（一）信度

Lyttle（1998）以60～80岁人群为样本，时隔4周，对CANTAB的多个项目进行重测信度的研究^［1］。在该研究中，重测信度在0.75～0.8之间或者更高的项目主要包括：样本-视觉搜索任务、双选择识别任务正确率和配对关联任务的平均成功数。高淑芬（2010）进行CANTAB的重测信度（组内相关）研究，发现其稳定性可（平均22天），其中IED组内相关系数为 0.78～1，SSP 组内相关系数为 0.55～1，SWM 组内相关系数为 0.94～0.99，SOC组内相关系数为 0.72～1^［2］。Syväoja（2015）对 230 名儿童进行信度和效度研究，结果提示PRM、RTI、RVP的1年稳定性为中度到良好，SSP和IED的多个测量参数呈中度相关^［3］。

（二）效度

CANTAB由多项测验、多种基本数据采集组成。研究者将这些测验与传统神经心理测验进行了相关性分析，提示二者中度相关^［4］。

研究者对儿童和老年人群进行CANTAB研究，探索其在神经心理发育和神经心理退行过程的测试适用性^［5］。Luciana（2002）对不同母语4～12岁儿童的CANTAB项目适用性进行测试，结果提示不同母语对儿童的CANTAB表现没有影响，后者主要与智力水平相关；同时，结果还提示12岁之前儿童的大脑成熟度不足^［6］。Luciana（2003）的后期研究结果支持CANTAB应用于儿童的神经心理能力测验^［7］。Fray（1996）和Robbins（2002）就CANTAB的应用和效度进行讨论，认为CANTAB的测验内容可以分为相互影响的三大成分：视觉记忆、注意力、空间工作记忆和计划性^［8］。CANTAB在神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病中较为敏感。Robbins（1994）测试787名55～80岁老年志愿者的认知功能，结果提示在普通老年人群中，CANTAB的测验结果与年龄、智商水平相关^［9］。

在临床应用中，不同疾病采用的测验项目各不相同。Kim（2014）以精神分裂症和双相障碍患者为研究对象，与众多经典神经心理测验进行比较，探索CANTAB在执行功能测量中的结构和同时效度^［10］。结果提示IED与威斯康星卡片分类测验显著相关，SOC与连线测验、斯特鲁普色词测验正相关（r=0.35，p ＜0.05），SWM与斯特鲁普色词测验显著相关；CANTAB的基本测验数据也与疾病症状量表得分具有一定的相关性（r=0.345～0.679）。CANTAB官方网站列举了不同疾病在不同测验项目下的相关效度，如有需要，可进行查询。

五、临床应用

（一）国外应用

如前所述，CANTAB适用于各类神经系统和精神疾病的研究。在官方介绍中，CANTAB已在以下疾病当中积累了丰富的经验和数据：物质滥用、阿尔茨海默病、注意缺陷障碍、孤独症谱系障碍、抑郁和情感障碍、唐氏综合征、癫痫、亨廷顿病、多发性硬化、神经肌肉疾病、强迫障碍、帕金森病、精神分裂症、卒中或血管意外、创伤性脑外伤等。

关于临床问题的CANTAB应用报告众多。研究者需根据所研究内容涉及的认知过程，选择备选的测验项目进行施测。临床疾病的推荐测验维度和测验项目可参考表14-8-2。由于各测验项目独立，研究者可根据疾病特定的神经心理损害，选择性地纳入测验项目，创建测量集。不同临床问题的推荐测验内容见表14-8-2。

表14-8-2　临床疾病推荐CANTAB测验项目

续表

以抑郁症为例，CANTAB测验项目应包括：快速视觉信息加工（RVP）、样本的延迟配对（DMS）、空间工作记忆（SWM）、一触式剑桥袜（OTS）和情绪识别任务（ERT）。Rock（2014）的meta分析发现CANTAB测验对抑郁患者认知功能紊乱的敏感性高，抑郁患者在注意力（RVP测验效应值为0.6）、记忆（DMS测验效应值为0.5）和执行功能（SOC测验效应值为0.4，SWM测验效应值为0.5）的测验中存在中度损害^［11］。

（二）国内应用

CANTAB已经有了中文广东话版本和中文台湾地区的指导语，但尚无基于大陆地区人群的标化CANTAB测验。高淑芬曾对CANTAB进行信度和效度研究，并应用于注意缺陷多动障碍等相关疾病^{［2，12-14］}。到目前为止，CANTAB已被国内多家研究机构引进和使用，研究范围主要集中在精神疾病，包括：精神分裂症、双相障碍、抑郁障碍、焦虑障碍、强迫障碍、品行障碍以及注意缺陷多动障碍。

六、总结

CANTAB是旨在促进对跨物种认知认识的神经心理测量工具，对个体的认知能力测量覆盖面广，适用于所有中枢神经系统疾病、神经肌肉疾病和精神障碍的研究领域。编制至今的30多年里，CANTAB已被广泛应用于全球的神经科学研究，累计发表的文献超过2200篇。在全球药理和学术研究当中，CANTAB被认为是标准评估工具之一。

CANTAB的测验内容多为抽象的图示和信号，与言语的关联性低，因此较少受文化的影响，在各语言背景下都可使用，适用性好。CANTAB包含多个认知测量维度，而每个测量维度又包含多个测验项目，使用者可以根据各自测量的需求选择测量内容。由于各测验项目之间相互独立，使用者可以更加灵活地将这些测验项目重新组合，形成更适用的测验序列。CANTAB的最直接数据是各个测验项目的每一个直接测量数据，包括时间、数量等。这些直接数据的常模数据已经过标化，在传统CANTAB机器中，受试者的原始数据会直接输出为标准分数，提供总体水平上的解释；而在“CANTAB connect”中可以通过联网获得数据支持。

综上所述，任何有相关需求的研究者都可以将CANTAB作为可信的选择之一。

（江文庆　杜亚松）

参考文献

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