Der Corsi Block-Tapping Test

Der Corsi Block-Tapping Test (CBT) ist ein weit verbreitetes neuropsychologisches Instrument, das entwickelt wurde, um visuell-räumliche Fähigkeiten und die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses zu bewerten. Der Test besteht aus einer Sequenz von Blöcken, die ein Teilnehmer in derselben Reihenfolge antippen muss, wie sie präsentiert wurden. Seit seiner Entwicklung sind verschiedene Variationen des CBT entstanden, was ihn zu einer wichtigen Methode zur Bewertung verschiedener kognitiver Funktionen und Anwendungen in verschiedenen Forschungssettings macht.

Geschichte der Corsi Block-Tapping Aufgabe

Der Corsi Block-Tapping Test wurde erstmals von Milner (1971) beschrieben und später von ihrem Doktoranden Corsi (1972) in seiner Dissertation skizziert. Der ursprüngliche CBT-Test bestand aus 9 Holzwürfeln, die von dem Versuchsleiter in einer bestimmten Reihenfolge mit einem Stock angetippt wurden, und der Teilnehmer sollte die genaue Sequenz wiedergeben, während nur der Versuchsleiter die Zahlnummern darauf sehen konnte.

Beispielaufbau von 3D-Würfeln, wie sie im ursprünglichen Corsi Block-Test angeordnet sind, wobei die Nummern nur vom Prüfer gesehen werden (Arce & McMullen, 2021).

Die Inspiration hinter dem Corsi Block-Tapping Test stammt von der Hebb wiederkehrenden Ziffern-Aufgabe (Hebb, 1961). In der Hebb-Ziffern-Aufgabe hört das Subjekt 24 Sequenzen von Ziffern, die nacheinander präsentiert werden. Wenn ein Subjekt also 5 Ziffern in der richtigen Reihenfolge wiedergeben kann, wechselt es zur 6-Ziffern-Bedingung und wird mit 24 weiteren Sequenzen von jeweils 6 Ziffern konfrontiert. In Corsis eigenen Worten zur Beschreibung der Aufgabe: Die Block-Tapping-Aufgabe „ist im Design identisch zur Hebb-Ziffern-Aufgabe, aber die Elemente sind räumlich und nicht numerisch“ (Corsi, 1972). In der Hebb-Ziffern-Aufgabe gibt es von den 24 Sequenzen 16 verschiedene Anordnungen mit den Ziffern 1 bis 9; die anderen 8 Anordnungen sind Wiederholungen, die bei jedem dritten Versuch wiederholt werden (McKelvie, S. J., 1987).

Seit seiner Entwicklung hat der CBT eine Reihe von Anpassungen und Modifikationen durchlaufen. Mit dem Fortschritt der Technologie und der zunehmend häufigen Verwendung von Computergeräten, kamen digitale Versionen des CBT ins Spiel, sowie eine wachsende Beliebtheit bei der Durchführung des Corsi Block-Tapping Tests online. Die Standardisierung und Digitalisierung des Tests führte zu einer Reihe von neuropsychologischen Batteries (Arce & McMullen, 2021).

Beschreibung des Corsi Block-Tapping Tests online

Eine digitale Version des Corsi Block-Tapping Tests besteht aus neun identischen Quadraten, die asymmetrisch auf einem Raster präsentiert werden. Die Quadrate sind ungleichmäßig verteilt und räumlich auf dem Bildschirm positioniert, basierend auf der räumlichen Anordnung in Corsis physischer Würfelbasierten Aufgabe.

Anstatt angetippt zu werden, wie in der physischen Version, werden einige der Quadrate in einer bestimmten Sequenz 'beleuchtet' oder 'blitzen' und der Teilnehmer muss sich merken, welche Quadrate blitzen und in welcher Reihenfolge. Nach einem Hinweis wird erwartet, dass der Teilnehmer das gleiche Sequenzpattern nachstellt, indem er auf die Quadrate klickt.

Die räumliche Anordnung von 2D-Quadraten der Corsi Block-Tapping-Aufgabe online, wie sie in Kessels et al. (2000) präsentiert wird. Die Maße sind in mm (Arce & McMullen, 2021).

Der Corsi Block-Tapping Test online verlangt von den Teilnehmern, auf die Quadrate zu klicken, und dies kann gefolgt von Feedback darüber sein, ob die Antwort korrekt war oder nicht.

Vorwärts- und Rückwärts-Corsi-Aufgaben

Es ist wichtig zu beachten, dass es zwei Bedingungen oder Verwaltungsmodi gibt, für die der CBT durchgeführt werden kann. Nämlich:

Vorwärts-Bedingung / Corsi-F

Der Teilnehmer muss die Sequenz in der genauen Reihenfolge zeigen, in der sie präsentiert wurde. Wenn also die Quadrate 3-4-7 aufleuchten, wird erwartet, dass ihre Antwort in dieser Reihenfolge erfolgt.

Rückwärts-Bedingung / Corsi-B

Der Teilnehmer muss die Sequenz in umgekehrter Reihenfolge reproduzieren (d. h. mit dem letzten Quadrat, das aufgeleuchtet hat, beginnen). Wenn also die Quadrate 9-8-4-5 aufleuchten, wird vom Teilnehmer erwartet, dass er seine Antwort als 5-4-8-9 eingibt.

Beispiel für Stimuli, Versuchsstruktur, Timing und Darstellung der Vorwärts (A) und Rückwärts (B) Bedingungen in einer digitalen Version des Corsi Block-Tapping Tests; Formoso et al. (2018).

Je nach Version und Parametern der Aufgabe ist es möglich, in der Literatur zu sehen, dass ein CBT sofort endet, wenn der Teilnehmer die Zielanordnung nicht reproduzieren kann; in einigen anderen Versionen hat ein Teilnehmer zwei Versuche, um die Länge der korrekten Zielsequenz zu erraten. Um zur nächsten Stufe überzugehen, d. h. zu einer längeren Zielsequenz, muss ein Teilnehmer eine Zielsequenz korrekt eingeben (Özer, D., Özyürek, A., & Göksun, T., 2025).

Für weitere Informationen über Variationen des Corsi Block-Tapping Tests online siehe den Abschnitt über Variationen.

Daten, die im Corsi Block-Tapping Test gesammelt werden

Während des Corsi Block-Tapping Tests werden mehrere wichtige Kennzahlen aufgezeichnet, darunter:

• Corsi Span: Die maximale Sequenzlänge, die ein Teilnehmer korrekt reproduziert.
• Span Limit (CB Span): Das höchste Niveau, bei dem mindestens eine Sequenz korrekt wiedergegeben wird (Bereich: 0 bis 9).
• Genauigkeitsprozentsatz: Der Anteil der korrekt reproduzierten Sequenzen über die Versuche hinweg.
• Positionsfehler: Tritt auf, wenn Teilnehmer einen Block auswählen, der in der ursprünglichen Sequenz nicht hervorgehoben wurde.
• Reihenfolge-Fehler: Tritt auf, wenn Teilnehmer den richtigen Block, aber in einer falschen seriellen Position wiedergeben.
• Reaktionszeit: Die Zeit, die ein Teilnehmer benötigt, um nach der Präsentation der Sequenz zu reagieren.
• Augenbewegungen: Aufgezeichnete Metriken zur Augenverfolgung wie Blickmuster, Fixierungsdauer, Fixierungssequenz, Interessensgebiete, Sakkaden, Pupillenerweiterung und mehr. Bei online Versionen ist es auch möglich, Labvanceds peer-reviewed Webcam-Augenverfolgung zu aktivieren, um Blickdaten zu sammeln.

In dem Bild unten sehen Sie eine Vorschau, wie die Daten aus einem Corsi Block-Test online aussehen, wenn sie in Labvanced aufgezeichnet werden. Die ersten beiden Spalten zeigen Werte für Mausverfolgung, die in jedem Experiment in Labvanced aktiviert werden können. Dann:

• Mausverfolgung X- & Y-Koordinaten sind die ersten beiden Spalten, die Werte der Mausverfolgung zeigen, die in jedem Experiment in Labvanced aktiviert werden können.
• Fehler insgesamt zeigt, wie viele Fehler insgesamt aufgetreten sind.
• Blitz-Sequenz zeigt die Blöcke, die im jeweiligen Versuch aufgeblitzt sind.
• Länge der Sequenz ist die Länge der Blocksequenz für diesen Versuch.
• Reaktionszeit ist die Zeit in Millisekunden, um den Versuch abzuschließen.
• Antwort enthält das Array der Antwort des Teilnehmers, d. h. die Reihenfolge der Blöcke, auf die sie geklickt haben.

Daten, die aus einer Version des Corsi Block-Tapping Tests online in Labvanced aufgezeichnet wurden.

Mögliche Störfaktoren, die zu berücksichtigen sind

• Alter: Das Alter wurde als ein wichtiger Störfaktor identifiziert, der bei der Durchführung der Corsi Block-Tapping Aufgabe und bei der Datenanalyse berücksichtigt werden sollte. Zum Beispiel erwähnt eine Studie von D’Aurizio et al. (2023), dass die Leistung von Kindern im CBT mit dem Alter zunimmt, was darauf hinweist, dass die Reifung von Funktionen, die mit dem Arbeitsgedächtnis verbunden sind, zu dieser Verbesserung beiträgt. Darüber hinaus berichteten Lin et al. (2021) in ihrer Studie, dass ältere Probanden im Vergleich zu jüngeren Probanden schlechtere Spannweiten aufwiesen.
• Eigenschaften von Blöcken und Grundplatte: Faktoren wie die Farbe der Blöcke oder deren Positionierung auf der Platte können mögliche Störvariablen sein, die von den Forschern kontrolliert werden sollten. Variationen in den Abmessungen der Platte, der Größe und Form der Blöcke können möglicherweise mit der Leistung interagieren und die Leistung der Teilnehmer beeinflussen, insbesondere in Bezug auf visuelle Unordnung und die Perspektive des Teilnehmers (Arce & McMullen, 2021).
• Geometrische Komplexität der Sequenz: CBT erfordert von den Teilnehmern, sich an Sequenzen von Blöcken zu erinnern und diese in unterschiedlichen Positionen zu wiederholen. Die Art und Weise, wie diese Blöcke angeordnet sind, kann die Aufgabe erleichtern oder erschweren. Um genaue Ergebnisse zu erzielen, müssen Forscher die Komplexität der Anordnung kontrollieren, sodass der Test Gedächtnisstrategien messen kann und nicht nur die Schwierigkeit der Sequenzen (de Sardenberg Schmid & Hardiess, 2024).
• Motorische Fähigkeiten: Forschungen zeigen, dass motorische Fähigkeiten und räumliches Gedächtnis miteinander verbunden sind und körperliche Bewegungen die kognitive Leistung beeinflussen können. Da die Antipp-Version des CBT-Tests weniger körperlich anspruchsvoll ist als die Gehversion (die weiter unten ausführlich beschrieben wird), könnte eine bessere Leistung beim Antippen auf leichtere motorische Anforderungen zurückzuführen sein, anstatt auf ein besseres Gedächtnis. Um das räumliche Arbeitsgedächtnis genau zu messen, müssen Forscher die motorischen Anforderungen in ihrem Studiendesign kontrollieren (Röser et al., 2016).

Variationen des Corsi Block-Tapping Tests

Im Laufe der Zeit haben Forscher mehrere Variationen des CBT-Tests entwickelt, um verschiedene Aspekte von Gedächtnis und Kognition zu untersuchen. Zahlreiche Variationen wurden in Bezug auf Anzeigeeigenschaften wie die Anzahl, Farbe und Größe der Blöcke, die Platzierung der Blöcke sowie die Größe und Farbe der Platte implementiert. Variationen wurden auch in den Methoden zur Durchführung des Tests vorgenommen, wie z. B. die Blocksequenzen, Präsentationsrate, Erinnerungsreihenfolge, Bewertungstechnik (Vandierendonck et al., 2004). Im Folgenden diskutieren wir die am häufigsten verwendeten Variationen des CBT-Tests in der Forschung.

Variationen des computerisierten Corsi Block-Tapping Tests

Der computerisierte CBT umfasst eine Reihe von Quadraten, die in einem bestimmten Muster angeordnet sind. Die Teilnehmer müssen eine Sequenz von Blöcken beobachten, die aufleuchten, und dann die Sequenz durch Klicken auf die Blöcke in derselben Reihenfolge nachstellen (Kessels et al., 2000).

Beispiele von Variationen digitaler 2D Corsi Block-Tapping Tests online (Arce & McMullen, 2021).

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass auch computerisierte Versionen in den Einzelheiten ihrer Implementierung variieren (Gibeau, 2021; Berch, et al., 1998). Zum Beispiel:

• Quadratgröße und -farbe: Variationen in der Quadratgröße umfassen typischerweise Dimensionen wie 25 mm x 25 mm oder 22 mm x 22 mm, je nach Studie. Einige Studien haben auch die Quadratgröße der traditionellen Version berücksichtigt, d. h. 20 cm x 25 cm. Was die Farben betrifft, so umfasst es Blau, Grau, Weiß, Gelb und Schwarz, die sich beim Antippen ändern.
• Quadratposition: Bei computerisierten Versionen verwenden Studien unterschiedliche Positionen für die Quadrate. Die meisten Studien verwenden die gleichen Positionen wie beim ursprünglichen Corsi-Test und halten sie während der gesamten Aufgabe fix, wobei nur die hervorgehobene Sequenz ändert. In einigen Fällen positionieren Forscher die Quadrate jedoch zufällig auf dem Bildschirm.
• Sequenz: Einige Forscher verwenden konsistente Sequenzen, die von etablierten Tests abgeleitet sind (z. B. Wechsler Gedächtnisskala), während andere benutzerdefinierte Sequenzen erstellen.
• Hervorhebung der Quadrate: Einige Studien haben die Farben der Quadrate geändert, wenn sie hervorgehoben wurden, während es eine andere gab, die ein 'X' in der Mitte des Blocks zeigte, wenn dieser hervorgehoben wurde.
• Präsentationsrate: Die Geschwindigkeit, mit der die Quadrate aufblitzen, kann unter den Studien variieren. Während einige Forscher Sequenzen mit einer Standardrate von einem Block pro Sekunde präsentieren, könnten andere diese Rate auf einen Block jede 1,5 oder 3 Sekunden variieren.
• Versuchsprogression: Die meisten Studien begannen die Aufgabe mit einer Sequenzlänge von zwei und einer maximalen Sequenzlänge von neun. Einige Studien begannen jedoch mit einer Sequenzlänge von eins, und es gibt Studien, die eine maximale Länge von sechs, sieben oder acht hatten.
• Erlaubte Fehler: Einige beenden nach einem falschen Antwortversuch, andere nach zwei.
• Erinnerungsreihenfolge: Wie bereits erwähnt, gibt es auch Variabilität in der Erinnerungsreihenfolge der Blöcke. Einige Aufgaben können von den Teilnehmern verlangen, die Blöcke in der gleichen Reihenfolge, in der sie präsentiert wurden, wiederzugeben (Vorwärtsabruf), während andere das Rückwärtsabrufen erlauben, bei dem die Teilnehmer die Sequenz in umgekehrter Reihenfolge wiedergeben müssen.
• Bewertungstechniken: Die Anzahl der in jedem Niveau durchgeführten Versuche und die Kriterien für den Abbruch (z. B. wie viele falsche Versuche zum Beenden der Sequenz führen) können unterschiedlich sein.

In Bezug auf die Leistung wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den digitalen und physischen Versionen der Corsi-Aufgabe festgestellt; jedoch wird geraten, weitere Studien durchzuführen, um 2D mit 3D-Versionen des CBT zu vergleichen (Arce & McMullen, 2021). Insgesamt ermöglicht die digitalisierte Version des Corsi-Tests eine effiziente Datensammlung und -analyse, die detaillierte Leistungskennzahlen liefert, die für die Forschung verwendet werden können (Schaefer et al., 2022).

Zusätzliche Variationen des Corsi Block-Tapping Tests

• Physischer Corsi Block-Test (CBT): Wie bereits erwähnt, ist der Physische CBT die erste Form des CBT, die entwickelt wurde. Alle anderen Variationen, die entwickelt wurden, basieren auf dieser. Der physische CBT besteht normalerweise aus neun unterschiedlichen Holzwürfeln, die auf einer Platte angeordnet sind. Die Blöcke sind auf einer Seite nummeriert, sodass nur der Prüfer sie sehen kann. Der Prüfer verwendet einen Holzstock, um eine Sequenz auf den Blöcken anzutippen. Die Teilnehmer beobachten diese Sequenz und versuchen dann, sie zu reproduzieren.
• Der Geh-Corsi Block-Test (WalCT): Dies ist eine Variation des Corsi Block-Tests (CBT), die das räumliche Gedächtnis der Route in einer größeren, realen Umgebung bewertet. Im Gegensatz zum statischen CBT erfordert der WalCT, dass die Teilnehmer physisch zwischen den Blöcken auf einem Teppich gehen. Während beide Tests das räumliche Gedächtnis messen, konzentriert sich der CBT auf peripersonalen Raum (das unmittelbare Umfeld einer Person, typischerweise innerhalb der Reichweite), während sich der WalCT auf Navigationsraum konzentriert (Bereiche, die Bewegung und Navigation erfordern) (Arce & McMullen, 2021).
• Audio-Corsi-Tests: Eine Variation des CBT-Tests, die akustische Stimuli anstelle von visuellen Hinweisen verwendet, um das räumliche Gedächtnis zu bewerten. In dieser Variation hören die Teilnehmer Geräusche, die von virtuellen auditiven Quellen um ihren Kopf herum erzeugt werden. Nach dem Hören der Geräusche werden die Teilnehmer aufgefordert, sich an die Reihenfolge der Geräusche zu erinnern. Sie tun dies, indem sie die Tasten auf einer maßgeschneiderten Tastatur drücken, die die Positionen der Geräusche in der Reihenfolge, in der sie präsentiert wurden, repräsentiert. Wenn z. B. ein Geräusch von der linken Seite gehört wurde, drückt der Teilnehmer die Taste, die dem entsprechenden Ort entspricht (Setti et al., 2021).

Zugehörige kognitive Funktionen

Der Corsi Block-Tapping Test gibt Einblicke in die zugrunde liegenden kognitiven Funktionen.

Hier sind die Schlüsselfunktionen:

• Visuospatial Processing: Visuospatial Fähigkeiten umfassen das Verwalten visueller und räumlicher Informationen sowie die Lokalisierung von Objekten im Raum (Oscar-Berman et al., 2014; Castro-Alonso et al., 2019). Im CBT-Test müssen die Teilnehmer verstehen, wie die Blöcke relativ zueinander positioniert sind, und nutzen somit ihre visuell-räumlichen Fähigkeiten.
• Arbeitsgedächtnis: Arbeitsgedächtnis ist die kleine Menge an Informationen, die im Gedächtnis gehalten und zur Durchführung verschiedener kognitiver Aufgaben verwendet werden kann (Cowan, 2013). Der CBT-Test erfordert von den Teilnehmern, räumliche Informationen in Echtzeit zu speichern und zu bearbeiten, um die Sequenz der Blöcke nachzustellen.
• Räumliche Navigation: Es ist der Prozess, einen Kurs von einem räumlichen Standort zu einem anderen zu bestimmen und aufrechtzuerhalten (Parra-Barrero et al., 2023). Der CBT bewertet die Fähigkeit der Teilnehmer, die Anordnung von Objekten im Raum zu verstehen und sich daran zu erinnern.
• Aufmerksamkeit: Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit, seine Aufmerksamkeit auf wichtige Umweltstimuli zu richten und irrelevante Stimuli zu ignorieren. Sie wird aktiv in CBT-Tests eingesetzt, um die Sequenzen korrekt zu beobachten und zu erinnern (Callahan & Terry, 2015).

Anwendungen in der Forschung

Der Corsi Block-Tapping Test wird in verschiedenen Disziplinen weithin eingesetzt, um Einblicke in kognitive und Gedächtnisprozesse zu geben. Nachfolgend finden sich einige Beispiele, wie der CBT-Test in mehreren Forschungsbereichen angewendet wurde:

• Klinische Psychologie: Seit seiner Entwicklung wird der Corsi Block-Tapping-Test in verschiedenen klinischen Bedingungen wie ADHS (Abou Sleiman & Kechichian Khanji, 2021), Parkinson-Krankheit (Liebermann-Jordanidis et al., 2022), Mild Cognitive Impairment (MCI) (Gerbasi et al., 2021) und mehr häufig verwendet. Beispielsweise verwendete eine Studie von Iachini et al. (2021) den CBT-Test als Maß für das visuo-spatial Arbeitsgedächtnis und dessen Rolle in räumlichen Aufgaben bei Teilnehmern mit frühen Alzheimer-Krankheit (AD). Die Ergebnisse zeigten, dass Patienten mit AD im Corsi-Test, insbesondere in der Rückwärts-Version, signifikant schlechter abschnitten, was andeutet, dass Defizite im aktiven visuo-spatialen Gedächtnis ein frühes Anzeichen von AD sind.

• Neuropsychologie: Orrego et al. (2024) hatten das Ziel, die Veränderungen in den Komponenten des Arbeitsgedächtnisses (WM) mittels des Corsi Block-Tapping Tests zu bestimmen, und die Forscher bewerteten darüber hinaus, wie verschiedene Hirnverletzungen (insbesondere in der rechten oder linken Hemisphäre) die Leistung der verschiedenen Komponenten des Arbeitsgedächtnisses beeinflussten. Die Ergebnisse zeigten, dass Patienten zwar keine nennenswerten Unterschiede in der WM-Leistung basierend auf der betroffenen Hemisphäre aufwiesen, jedoch dennoch eine erkennbare Beeinträchtigung des selbstberichteten WM festgestellt wurde. Dies deutet auf die Notwendigkeit einer neuropsychologischen Bewertung und Rehabilitation für WM bei Schlaganfallpatienten hin, unabhängig von der betroffenen Hirnregion.

• Entwicklungspsychologie: Mit einer computerisierten Version des CBT zielte die Studie darauf ab, zu bewerten, wie eine einzelne Sitzung von koordinativer motorischer Schulung (CMT) die Entwicklung räumlicher Fähigkeiten bei gesunden Kindern beeinflussen könnte. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass eine einzelne Sitzung von CMT die Leistungen in räumlichen Fähigkeiten bei gesunden Kindern nicht signifikant verbessert, was darauf hinweist, dass kurzfristige Interventionen möglicherweise nicht ausreichen, um die kognitive Entwicklung bei Kindern zu beeinflussen (Morawietz et al., 2024).

• Sportwissenschaft: Durch die Einbeziehung kognitiver Bewertungen wie den Corsi-Test versuchte eine aktuelle Studie zu bestimmen, wie kognitive Fähigkeiten, insbesondere das Arbeitsgedächtnis, die Agilitätsleistung (Fähigkeit, die Körperrichtung schnell zu ändern, zu beschleunigen oder zu verlangsamen) bei leistungsstarken Jugendfußballspielern beeinflussen, und das Verständnis der kognitiven Komponenten, die zur Gesamtleistung im Sport beitragen, zu verbessern. Die Ergebnisse zeigten, dass die Leistung der Spieler in Agilitätstests mehr von ihren kognitiven Fähigkeiten als von ihren motorischen Fähigkeiten abhängt (Friebe et al., 2024).

• Mensch-Computer-Interaktion (HCI): Der Corsi-Test hat sogar den Weg in den Bereich der HCI gefunden. Eine Gruppe von Forschern wollte bestimmen, inwieweit virtuelle Realität (VR) zur Testung von Gedächtnisfähigkeiten verwendet werden kann, und nutzte den Corsi-Test zu diesem Zweck. Die Forscher wollten herausfinden, ob die VR-Methode besser ist als traditionelle Methoden der Implementierung des Corsi-Tests. Teilnehmer, die den VR-basierten Corsi-Test verwendeten, wiesen eine reduzierte physiologische Stressreaktion auf, was auf eine angenehmere Testumgebung hinweist. Insgesamt hebt die Studie die verbesserte Flexibilität und Genauigkeit bei der Verwendung von VR-Technologie in kognitiven Bewertungen hervor (Szabó et al., 2024).

Fazit

Auch nach so vielen Jahren seit seiner Entwicklung bleibt der Corsi Block-Tapping Test eines der effektivsten Werkzeuge zur Untersuchung des visuell-räumlichen Gedächtnisses und der Kapazität des Arbeitsgedächtnisses. Mit seinen vielfältigen Anwendungen in verschiedenen Bereichen spielt der CBT-Test weiterhin eine entscheidende Rolle beim Verständnis vieler wichtiger kognitiver Funktionen und Fähigkeiten!

Referenzen

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