Wisconsin Card Sorting Test

Der Wisconsin Card Sorting Test hat eine lange Tradition im Bereich der Psychologie, und das Paradigma, das er eingeführt hat, prägt weiterhin, wie Forscher heute kognitive Flexibilität untersuchen. Dieser Artikel behandelt den Ursprung des WCST, was er misst und wie das Paradigma für computerbasierte und digitale Durchführung angepasst wurde.

Eine Anmerkung zum Originaltest: "Wisconsin Card Sorting Test" und "WCST" beziehen sich auf das klassische neuropsychologische Paradigma, das erstmals von Berg (1948) beschrieben und seitdem in der psychologischen Literatur umfangreich untersucht wurde.

Geschichte der Wisconsin Card Sorting Task

Warum trägt der Wisconsin Card Sorting Test (WCST) den Namen „Wisconsin“? Es hat nichts mit den visuellen Stimuli zu tun und alles mit seiner Entstehungsgeschichte. Der WCST geht auf das Jahr 1948 und die Universität von Wisconsin zurück. Die Forscherin Esta Berg schrieb das Papier A Simple Objective Technique for Measuring Flexibility in Thinking und darin liegt der Beginn des WCST. Basierend auf Experimenten, die im Primate Laboratory der Universität von Wisconsin durchgeführt wurden, zeigten Makaken eine Reaktion auf positive und negative Stimuliwechsel, wobei das Stimulusobjektbelohnung der einzige Hinweis war, dass das Problem geändert wurde. Dies deutete auf eine mögliche Technik hin, die auf Menschen übertragen werden könnte, um Abstraktion und Wechselwirkungen zu messen, um das Denken und die Argumentation quantitativ zu messen. Daraus wurde der WCST inspiriert. Auffällig ist, dass Berg in diesem Papier den Forschern David Grant und Harry Harlow (der für seine Bindungstheorie berühmt ist) dankte.

Über den Wisconsin Card Sorting Test

Worum geht es also bei der Wisconsin Card Sorting Task? Im WCST werden den Teilnehmern mehrere Karten präsentiert. Auf der Karte gibt es verschiedene visuelle Stimuli, die durch drei Kriterien bestimmt werden, die:

1. Symbol (d.h. Form),
2. Anzahl der Formen und
3. die Farbe.

Im Bild unten sehen Sie eine Karte, die folgendes darstellt:

• Ein Quadrat
• Die Zahl 2
• Die Farbe Blau

Während der Aufgabe hat der Teilnehmer eine Zielkarte, die die „Regel“ definiert, nach der er sucht. Unter dieser Karte befinden sich drei weitere Karten mit Variationen in den Kriterien (d.h. die unterschiedliche Möglichkeiten in Form, Anzahl und Farbe darstellen). Der Teilnehmer muss erraten, was das Zielkriterium ist, um eine Rückmeldung „Korrekt“ zu erhalten. Im Beispiel unten sehen Sie einen Beispielversuch für den Wisconsin Sorting Card Test. Der Teilnehmer sieht die Zielkarte und muss aus 3 Optionen auswählen.

• Wenn die Regel Farbe ist, dann ist Option 1 korrekt
• Wenn die Regel Form ist, dann ist Option 2 korrekt
• Wenn die Regel Nummer ist, dann ist Option 3 korrekt

Der einzige Hinweis darauf, was die Regel ist, kommt von der Rückmeldung, die bei der Auswahl der Antwort präsentiert wird.

Kognitive Funktionen

Forschungen, die kognitive Funktionen mit dem WCST bewerten, geben seine Relevanz für folgende Punkte an:

• Exekutive Funktion
• Aufgabenwechsel
• Kognitive Argumentation
• Kognitive Flexibilität
• Arbeitsgedächtnis
• Problemlösungsfähigkeit
• Antwortbeibehaltung

Neben seiner Relevanz für das Studium der oben genannten kognitiven Funktionen sind einige Vorteile der Verwendung der Wisconsin Card Sorting Task, dass sie nicht sprachbasiert ist, sodass die Anweisungen einfach und der nötige Anweisungsgrad minimal sein kann (Gomez-de-Regil, 2020).

Messung und Daten aus dem WCST

Bei der Durchführung der Wisconsin Card Sort Task werden bestimmte Indizes und Messungen erfasst, die spezifisch für den Test sind. Diese umfassen unter anderem:

1. Konzeptionelle Niveau-Reaktionen: Die Anzahl der drei oder mehr richtigen Versuche, die hintereinander auftraten.
2. Perseverative Antworten: Die Anzahl der Versuche, die perseveratives Verhalten beinhalten. Perseverative Antwort oder Verhalten ist definiert als wenn der Teilnehmer eine Karte basierend auf den gleichen Kriterien, die im vorherigen Versuch verwendet wurden, übereinstimmt, unabhängig davon, ob die Antwort richtig ist oder nicht.
3. Perseverative Fehler: Die Anzahl der falschen Versuche, die perseveratives Verhalten beinhalten.
4. Nicht-perseverative Fehler: Die Anzahl der falschen Versuche, die kein perseveratives Verhalten beinhalteten.

Von den oben genannten werden perseverative Fehler und Antworten am häufigsten verwendet, um kognitive Flexibilität anzuzeigen. Da es eine umfangreiche Forschung gibt, die den WCST verwendet, ist es auch möglich, die folgenden Indikatoren zu sehen (Chiu & Lee, 2019):

• Gesamtfehler: Die Gesamtanzahl der Versuche, bei denen die Antwort falsch war.
• Gesamt richtig: Die Gesamtanzahl der Versuche, bei denen die Antwort korrekt war.
• Kategorien: Die Anzahl der Kategorien, auf die eine spezifische Regel zutrifft.
• Anzahl der abgeschlossenen Kategorien: Die Gesamtanzahl der erfolgreich abgeschlossenen Kategorien; manchmal als „erreichte Kategorien“ bezeichnet.
• Anzahl der Versuche, um die erste Kategorie abzuschließen: Die Anzahl der Versuche, die benötigt wurden, um die erste Kategorie erfolgreich abzuschließen.
• Versagen, das Set zu halten: Die Anzahl der falschen Versuche, die nach fünf oder mehr hintereinander korrekten Versuchen auftraten.
• Lernen, um zu lernen: Die durchschnittliche Veränderung der konzeptionellen Effizienz des Teilnehmers über aufeinanderfolgende Kategorien.
• Blick- und/oder Kopfbewegung: Falls Eye-Tracking und/oder Kopf-Tracking einbezogen werden, können auch physiologische Messungen zu Blick- und/oder Kopfposition erfasst werden.

Mögliche Störfaktoren

Wie bei jedem Maß ist es wichtig, potenzielle Störfaktoren zu kontrollieren, die die Ergebnisse des Tests, einschließlich des WCST, beeinflussen können. Mögliche Störfaktoren sind alters- und bildungsbezogene Effekte, da berichtet wurde, dass sie die Ergebnisse beeinflussen, wobei jüngere Teilnehmer besser abschneiden (Miranda et al., 2019). In Bezug auf das Alter ist hier zu beachten, dass der WCST eines der am häufigsten verwendeten Paradigmen zur Messung exekutiver Funktionen bei Kindern ist. Bei der Durchführung des Wisconsin Card Sorting Tests wird er bei Kindern angewendet, die 5 Jahre alt und älter sind. Obwohl aus entwicklungspsychologischer Sicht auch jüngere Kinder von einer Regel zur anderen wechseln können. Es gibt Tests für kleine Kinder mit weniger Regeln oder Dimensionen (wie nur Form und Farbe) und einem Wechsel, wie die Dimensional Change Card Sort (Czapka & Festman, 2021).

Ebenso erwähnenswert ist das wachsende Interesse daran, zu bestimmen, ob der WCST ein kulturfreier Test ist, was bedeutet, dass Kultur die Ergebnisse möglicherweise stören kann, wobei einige Forscher die Wichtigkeit betonen, bestimmte Versionen zu entwickeln, um diese Variation zu berücksichtigen. Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist die Methode der Durchführung, wobei einige Forscher zeigen, dass es keine Unterschiede zwischen manuellen und computerisierten/online Versionen der Wisconsin Card Sort Task in gesunden Populationen gibt, während andere widersprechen und noch weiter gehen, indem sie sagen, dass es möglicherweise noch größere Unterschiede gibt, wenn dieses Paradigma bei klinischen Populationen angewendet wird (Aran Filippetti, Krumm, & Raimondi, 2019). Darüber hinaus ist es auch gängig, dass Forscher Variablen wie Intelligenz kontrollieren, da sie ein wichtiger Prädiktor für exekutive Funktionen, den sozioökonomischen Status und die Lexikongröße sind (Czapka & Festman, 2021).

WCST Werte: Verwendungen

Da die Studienziele variieren können, sind hier die häufigsten Verwendungen der aus der Wisconsin Card Sorting Task erhaltenen Werte:

1. Beschreibung des klinischen Profils der Teilnehmer: um kognitive Prozesse eines spezifischen klinischen Profils zu quantifizieren.
2. Vergleich klinischer Profile innerhalb von Gruppen: um die kognitiven Prozesse eines spezifischen klinischen Profils zu quantifizieren und zu vergleichen, zum Beispiel zwischen Patienten mit leichten traumatischen Hirnverletzungen (TBI) und mäßig bis schwer TBI-Patienten.
3. Behandlungsergebnisse: wobei der Hauptfokus auf den Auswirkungen von Behandlung und Intervention liegt und der Wisconsin Sorting Card Test als Maß verwendet wird, um Veränderungen in der kognitiven Verarbeitung zu quantifizieren.
4. Einschlusskriterium: indem bestimmte Werte des WCST verwendet werden, können bestimmte Teilnehmer in eine Studie ein- oder ausgeschlossen werden.

Ergebnisse und Experimente mit der Wisconsin Card Sorting Task

Der WCST wird sowohl in klinischen als auch in gesunden Populationen verwendet, um kognitive Prozesse zu bewerten. Es gibt eine große Anzahl von Forschungen, die dieses klassische experimentelle Paradigma nutzen. Einige Beispiele für Experimente und Ergebnisse können unten gefunden werden. Zusätzlich zu den unten diskutierten Bereichen wurde der Wisconsin Card Sorting Test durchgeführt, um Störungen wie Aufmerksamkeitsdefizit-/Hiperaktivitätsstörung (ADHS), fetales Alkoholsyndrom, Epilepsie, Hydrozefealus, Autismus-Spektrum-Störungen, Lernstörungen, präfrontalen Schäden, posttraumatische Belastungsstörung und mehr zu untersuchen.

Schlaganfallpatienten

Die WCST ist eines der am häufigsten verwendeten Verfahren zur Bewertung der exekutiven Funktionen von Schlaganfallpatienten. In einer Studie von Chiu, Wu, Hung und Tseng, veröffentlicht im Jahr 2017, wurde die Validität der Wisconsin-Karten-Sortieraufgabe bei Patienten mit Schlaganfällen mit besonderem Fokus auf die ökologische, diskriminative und konvergente Validität des Tests bei der Messung der täglichen Lebensaktivitäten bewertet. Die Forscher fanden heraus, dass die WCST zwar eine schlechte ökologische Validität für Schlaganfallpatienten aufweist, die diskriminative und konvergente Validität jedoch als akzeptabel eingestuft wurde. Aus den Indizes der Aufgabe ergaben die Autoren, dass die „Anzahl der abgeschlossenen Kategorien“ und die „insgesamt richtig beantworteten“ Maße am besten geeignet waren, um die Lebensfähigkeit der Schlaganfallpatienten zur selbstständigen Lebensführung zu bestimmen.

Substanzmissbrauchsstörungen

Im Jahr 2019 untersuchten Faustino, Oliveira und Lopes die diagnostische Präzision der WCST als Instrument zur Messung der exekutiven Funktionen bei Teilnehmern mit Substanzmissbrauchsstörungen. Sie betrachteten insbesondere die Spezifität und Sensitivität dieses neuropsychologischen Instruments, indem sie die Teilnehmer mit Substanzmissbrauchsstörungen mit gesunden Kontrollen aus der Allgemeinbevölkerung verglichen. Die Stichprobe bestand aus 587 Teilnehmern, und die Teilnehmer mit Substanzmissbrauch setzten sich aus drei Gruppen zusammen: Opioidabhängige unter Behandlung in einer therapeutischen Gemeinschaft, opioidabhängige unter Behandlung mit Schadensminderung und Methadonsubstitution sowie alkoholabhängige in einer therapeutischen Gemeinschaft. Die Forscher fanden heraus, dass die Resultate der WCST zwischen den Gruppen signifikant unterschiedlich waren, was die starke diskriminative Validität des Tests demonstriert.

Schizophrenie

Bei schizophrenen Patienten sind beeinträchtigte exekutive Funktionen ein ausgeprägtes kognitives Problem. Schätzungsweise 68-85% der Schizophrenen weisen beeinträchtigte exekutive Funktionen auf. Daher ist die WCST ein gängiges Verfahren zur Bewertung der exekutiven Funktionen in dieser klinischen Population. Forscher und Kliniker müssen von Zeit zu Zeit Tests durchführen, um den Therapieerfolg zu verfolgen, aber auch um effektive Behandlungspläne zu entwickeln, die die exekutiven Funktionen verbessern können. Aufgrund des Bedarfs, solche kognitiven Tests mehrfach durchzuführen, ist die Test-Retest-Reliabilität ein wichtiges Diskussionsthema für die Durchführung der WCST bei schizophrenen Patienten. Eine Studie von Chiu & Lee wies darauf hin, dass der Wisconsin-Karten-Sortier-Test innerhalb ihrer Stichprobe eine akzeptable Test-Retest-Reliabilität aufweist. Sie fanden heraus, dass die drei Indizes eine ausgezeichnete Test-Retest-Reliabilität aufweisen (d.h. „Anzahl der abgeschlossenen Kategorien“, „Insgesamt richtig“ und „Konzeptuelles Reaktionsniveau“) und dass zwei weitere Indizes eine gute Test-Retest-Reliabilität aufweisen (d.h. „Perseverative Responses“ und „Perseverative Errors“). Während die Autoren Einschränkungen in ihrer Studie ansprachen, zeigen solche Ergebnisse die Bedeutung der Berücksichtigung der Test-Retest-Reliabilität für wiederholte Messungen wie die Wisconsin-Karten-Sortieraufgabe.

TBI

Eine Überprüfung hat gezeigt, dass die WCST ein gängiges Verfahren zur Beurteilung der exekutiven Funktionen in verschiedenen TBI-Populationen ist. Nach dem Auftreten des TBI variierte die durchschnittliche Zeit für Patienten mit dieser Erkrankung in Fallstudien zwischen 4 und 62 Jahren, während in Studien mit mehreren Teilnehmern die durchschnittliche Zeit nach dem Auftreten zwischen 6 Wochen und 23,5 Jahren lag. Randomisierte kontrollierte Studien verwenden auch den Wisconsin-Karten-Sortier-Test, um die Auswirkungen einer medizinischen Behandlung zu bewerten. Klinische Studien, die TBI-Patienten mit der WCST zur Bestimmung der Wirksamkeit von Interventionen bewerteten, konzentrierten sich auf Behandlungen wie: Sertralin, Wachstumshormontherapie oder Rehabilitationsprogramme wie Neuro-Feedback, CogSmart oder berufliche Problemlösungen. Darüber hinaus sind hinsichtlich der Ergebnisse die am häufigsten berichteten Indizes bei TBI-Patienten: perseverative Fehler, abgeschlossene Kategorien und perseverative Antworten. Die Überprüfung enthält auch Ergebnisse, die die mittleren Werte der WCST perseverativer Fehler und Kategorien in Studien mit TBI-Patienten vergleichen. Zum Beispiel weisen Patienten mit mildem TBI im Durchschnitt 22,10 perseverative Fehler auf, verglichen mit 16,34 perseverativen Fehlern in einer Gruppe gesunder Kontrollen und 41,7 perseverativen Fehlern in einer Gruppe mit mildem bis schwerem TBI-Patienten (Gomez-de-Regil, 2020).

OCD

Bohon, Weinbach & Lock verwendeten eine computergestützte Version der WCST zusammen mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI), um neuronale Reaktionen und die kognitive Leistung von weiblichen Jugendlichen mit Zwangsstörungen (OCD) zu messen. Die Ergebnisse zeigten, dass die OCD-Gruppe signifikant mehr perseverative Fehler als gesunde Kontrollen aufwies. In Bezug auf neuronale Korrelate wurde eine größere Aktivität in der OCD-Gruppe im inferioren frontalen Gyrus, dem rechten Frontpol und dem mittleren frontalen Gyrus festgestellt, während sie die Wisconsin-Karten-Sortier-Aufgabe im Vergleich zu einer Kontrollaufgabe durchführten. Diese Aktivität wurde bei gesunden Kontrollen, die die WCST durchführten, nicht beobachtet. Der rechte inferioren frontalen Gyrus ist an der Hemmung beteiligt. Die Forscher bemerkten, dass die höhere Aktivität in diesem Bereich bei der OCD-Gruppe, trotz ihrer erfolglosen Leistung, auf ein größeres Bemühen hinweisen könnte, Antworten zu hemmen.

Mehrsprachigkeit

Die Wisconsin-Karten-Sortieraufgabe kann auch in gesunden Populationen zur Untersuchung kognitiver Fähigkeiten verwendet werden. In einer Studie von Czapka und Festman wurde die Beziehung zwischen Mehrsprachigkeit und Kognition unter Verwendung der WCST bewertet. Da es Hinweise gibt, dass Zweisprachigkeit die exekutiven Funktionen verbessern kann, wollten die Forscher herausfinden, inwieweit dies auf mehrsprachige (bi- und trilinguale) Kinder zutrifft, indem sie deren Leistung bei der WCST mit der von normalen monolingualen Kontrollen verglichen. Die Forscher fanden heraus, dass mehrsprachige Teilnehmer signifikant niedrigere Überwachungswerte (definiert als die Reaktionszeit vor dem Wechsel) aufwiesen, und schlussfolgerten, dass dies die Theorie unterstützt, dass Mehrsprachigkeit die Verarbeitungszeit während der Überwachung bei der WCST beeinflusst.

Fazit

Die WCST ist ein weithin bekanntes und anerkanntes Bewertungsinstrument zur Messung kognitiver Flexibilität und Schlussfolgerungen. Während einige Autoren darauf hinweisen, dass es Missverständnisse darüber geben kann, wie die WCST zu bewerten ist (Miles et al., 2021), und wie sie in einem klinischen Umfeld verwendet wird, sind andere Forscher der Meinung, dass die WCST für die klinische Praxis und Tests mehr als nur zuverlässig ist (Kopp, Lange, & Steinke, 2021). Darüber hinaus, obwohl die Hauptfunktion, die die WCST bewertet, die kognitive Funktion ist, da es sich um eine komplexe Aufgabe handelt, sind sicherlich auch andere Prozesse beteiligt, wie Lernen, Gedächtnis und Aufmerksamkeit (Miles et al., 2021). Der Forschungsstand zur Wisconsin-Karten-Sortieraufgabe wächst bis heute, da sie in vielen Anwendungen weit verbreitet ist, wie etwa der Untersuchung klinischer Bedingungen wie OCD oder Schizophrenie, aber auch bei gesunden Teilnehmern, um die Auswirkungen des Sprechens mehrerer Sprachen zu untersuchen. Insgesamt bleibt die WCST ein kraftvolles Paradigma, und ihre fortwährende Anpassung an computerisierte und digitale Formate spiegelt ihre anhaltende Relevanz für die Forschung im 21. Jahrhundert wider.

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