Der Corsi Block-Tapping Test

Der Corsi Block-Tapping Test (CBT) ist ein weit verbreitetes neuropsychologisches Instrument zur Bewertung von visuospatialen Fähigkeiten und Arbeitsgedächtniskapazitäten. 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, die es zu einer entscheidenden Methode zur Bewertung verschiedener kognitiver Funktionen und Anwendungen in unterschiedlichen Forschungskontexten machen.

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, wobei der Teilnehmer die genaue Reihenfolge nachtippen sollte und nur der Versuchsleiter die Blocknummern sehen konnte, die darauf geschrieben waren.

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

Seit ihrer Entwicklung hat die CBT eine Reihe von Anpassungen und Modifikationen erfahren. Mit dem Fortschritt der Technologie und der zunehmenden Verwendung von Computern entstanden digitale Versionen des CBT, sowie eine steigende Beliebtheit der Durchführung des Corsi Block-Tapping Tests online. Die Standardisierung und Digitalisierung des Tests führte zu einer Vielzahl von neuropsychologischen Testbatterien (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 Gitter präsentiert werden. Die Quadrate sind ungleichmäßig angeordnet und räumlich auf dem Bildschirm positioniert, basierend auf der räumlichen Anordnung in Corsis physischer würfelbasierten Aufgabe.

Anstelle von Antippen, wie in der physischen Version, werden einige der Quadrate in einer bestimmten Reihenfolge „beleuchtet“ oder „aufgeblitzt“, und der Teilnehmer muss sich merken, welche Quadrate aufblitzen und in welcher Reihenfolge. Nach einem Hinweis wird erwartet, dass der Teilnehmer das gleiche Sequenzmuster reproduziert, indem er auf die Quadrate klickt.

Der Corsi Block-Tapping Test online erfordert, dass die Teilnehmer auf die Quadrate klicken, und dies kann eventuell mit Feedback darüber erfolgen, ob die Antwort korrekt war oder nicht.

Vorwärts- und Rückwärts-Corsi-Aufgaben

Es ist wichtig zu beachten, dass es zwei Bedingungen oder Modi der Durchführung gibt, in denen der CBT durchgeführt werden kann. Nämlich sind dies die:

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 beginnen, das aufleuchtete). Wenn also die Quadrate 9-8-4-5 aufleuchten, wird erwartet, dass der Teilnehmer seine Antwort als 5-4-8-9 eingibt.

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

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

Daten, die im Corsi Block-Tapping Test gesammelt werden

Mehrere wichtige Kennzahlen werden während des Corsi Block-Tapping Tests erfasst, einschließlich:

• Corsi Span: Die maximale Sequenzlänge, die ein Teilnehmer korrekt reproduziert.
• Span Limit (CB Span): Der höchste Wert, bei dem mindestens eine Sequenz korrekt reproduziert wird (Bereich: 0 bis 9).
• Genauigkeitsquote: 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.
• Reihenfolgefehler: Tritt auf, wenn Teilnehmer den richtigen Block, aber in einer falschen Serienposition abrufen.
• Reaktionszeit: Die Zeit, die ein Teilnehmer benötigt, um nach der Präsentation der Sequenz zu antworten.
• Augenbewegungen: Augenverfolgungsmetriken, die wie Blickmuster, Fixierungsdauer, Fixierungssequenz, Interessensgebiete, Sakkaden, Pupillenerweiterung und mehr aufgezeichnet werden. Für Online-Versionen ist es auch möglich, Labvanceds begutachtete Webcam-Augenverfolgung zu aktivieren, um Blickdaten zu sammeln.

Im Bild unten gibt es eine Vorschau, wie die Daten aus einem Corsi Block Test online aussehen, wenn sie in Labvanced aufgezeichnet werden. Die ersten zwei Spalten zeigen mouse tracking Werte, die in jedem Experiment in Labvanced aktiviert werden können. Dann:

• Mouse Tracking X- & Y-coordinates sind die ersten zwei Spalten, die Mausverfolungswerte anzeigen, die in jedem Experiment in Labvanced aktiviert werden können
• Errors Total zeigt, wie viele Fehler insgesamt gemacht wurden
• Flash Sequence zeigt die Blöcke, die im jeweiligen Versuch aufgeleuchtet sind
• Length of Sequence ist die Länge der Blocksequenz für diesen Versuch
• Reaction Time ist die Zeit in Millisekunden, um den Versuch abzuschließen
• Response enthält die Anordnung der Antworten 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 Verwirrungen zu berücksichtigen

• Alter: Das Alter wurde als wichtiger Verwirrfaktor identifiziert, der bei der Durchführung der Corsi Block Tapping Aufgabe und 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 hindeutet, 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 schlechtere Spannweiten im Vergleich zu jüngeren Probanden aufweisen.
• Eigenschaften von Blöcken und Platten: Faktoren wie die Farbe der Blöcke oder ihre Anordnung auf der Platte können mögliche Verwirrungsvariablen sein, die Forscher kontrollieren sollten. Variationen bei den Abmessungen der Platten, Blockgröße und -form können potenziell mit der Leistung interagieren und die Leistung der Teilnehmer beeinflussen, insbesondere in Bezug auf visuelle Unordnung und Perspektive der Teilnehmer (Arce & McMullen, 2021).
• Geometrische Komplexität der Sequenz: CBT erfordert von den Teilnehmern, sich an Sequenzen von Blöcken zu erinnern und diese in verschiedenen Positionen zu wiederholen. Die Art und Weise, wie diese Blöcke angeordnet sind, kann die Aufgabe erleichtern oder erschweren. Um genaue Ergebnisse zu erhalten, müssen Forscher die Komplexität der Anordnung kontrollieren, damit der Test Gedächtnisstrategien und nicht nur die Schwierigkeit der Sequenzen misst (de Sardenberg Schmid & Hardiess, 2024).
• Motorische Fähigkeiten: Forschungen zeigen, dass motorische Fähigkeiten und räumliches Gedächtnis miteinander verbunden sind und körperliche Bewegung die kognitive Leistung beeinflussen kann. Da die Antippversion des CBT-Tests weniger körperlich anspruchsvoll ist als die Laufversion (die im Folgenden im Detail beschrieben wird), könnte eine bessere Leistung beim Antippen auf weniger motorische Anforderungen und nicht auf ein besseres Gedächtnis zurückzuführen sein. Um das räumliche Arbeitsgedächtnis genau zu messen, müssen Forscher motorische 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 des Gedächtnisses und der Kognition zu erkunden. Zahlreiche Variationen wurden in Bezug auf die Anzeigecharakteristika wie die Anzahl, Farbe und Größe der Blöcke, die Platzierung der Blöcke sowie die Größe und Farbe des Bretts implementiert. Variationen wurden auch in den Methoden zur Testdurchführung eingeführt, wie z.B. die Blockfolgen, Präsentationsrate, Abrufreihenfolge und Bewertungstechnik (Vandierendonck et al., 2004). Im Folgenden diskutieren wir die häufigsten Variationen des CBT-Tests, die in der Forschung verwendet werden.

Variationen des computerisierten Corsi Block-Tapping-Tests

Der computerisierte CBT beinhaltet 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 nachstellen, indem sie auf die Blöcke in derselben Reihenfolge klicken (Kessels et al., 2000).

Beispiele für Variationen digitaler 2D Corsi Block-Tapping-Tests online
(Arce & McMullen, 2021). CC BY-NC-ND 4.0

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

• Quadratgröße und Farbe: Variationen in der Quadratgröße umfassen typischerweise Dimensionen wie 25 mm × 25 mm oder 22 mm × 22 mm, abhängig von der Studie. Einige Studien haben auch die Quadratgröße der traditionellen Version einbezogen, d.h. 20 cm × 25 cm. Was die Farben betrifft, umfasst es Blau, Grau, Weiß, Gelb und Schwarz, die die Farbe wechseln, wenn sie angetippt werden.
• Quadratposition: Bei computerisierten Versionen verwenden Studien unterschiedliche Positionen für die Quadrate. Die meisten Studien nutzen die gleichen Positionen wie der ursprüngliche Corsi-Test und halten sie während der Aufgabe fix, wobei nur die hervorgehobene Sequenz wechselt. In einigen Fällen positionieren Forscher die Quadrate jedoch zufällig auf dem Bildschirm.
• Sequenz: Einige Forscher verwenden konsistente Sequenzen, die aus etablierten Tests abgeleitet sind (z.B. Wechsler Gedächtnisskala), während andere benutzerdefinierte Sequenzen erstellen.
• Quadrathervorhebung: Einige Studien änderten die Farben der Quadrate, wenn sie hervorgehoben wurden, während eine andere ein "X" in der Mitte des Blocks anzeigte, wenn sie hervorgehoben wurden.
• Präsentationsrate: Die Geschwindigkeit, mit der die Quadrate aufblitzen, kann zwischen den Studien variieren. Während einige Forscher Sequenzen mit einem Standard von einem Block pro Sekunde präsentieren, können andere diese Rate auf einen Block alle 1,5 oder 3 Sekunden variieren.
• Versuchsverlauf: 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 enden nach einer falschen Antwort und einige nach zwei.
• Abrufreihenfolge: Wie bereits erwähnt, gibt es auch Variabilität in der Abrufreihenfolge der Blöcke. Einige Aufgaben können von den Teilnehmern verlangen, die Blöcke in der genauen Reihenfolge, in der sie präsentiert wurden, abzurufen (Vorwärtsabruf), während andere einen Rückwärtsabruf erlauben, bei dem die Teilnehmer sich die Sequenz in umgekehrter Reihenfolge merken müssen.
• Bewertungstechniken: Die Anzahl der auf jedem Level durchgeführten Versuche und die Kriterien für die Unterbrechung (z.B. wie viele falsche Versuche zum Ende der Sequenz führen) können unterschiedlich sein.

In Bezug auf die Leistung wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den digitalen und physischen Versionen der Corsi-Aufgabe gefunden, jedoch wird empfohlen, 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 Datenerfassung 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 typischerweise aus neun unterschiedlichen Holzblöcken, die auf einem Brett platziert sind. Die Blöcke sind auf einer Seite nummeriert, sodass nur der Prüfer sie sehen kann. Der Prüfer verwendet einen Holzstab, um eine Sequenz auf den Blöcken anzutippen. Die Teilnehmer beobachten diese Sequenz und versuchen dann, sie nachzustellen.
• Der Gehende Corsi Block-Test (WalCT): Es handelt sich um eine Variation des Corsi Block-Tests (CBT), die das räumliche Gedächtnis in einer größeren, realen Umgebung bewertet. Im Gegensatz zum statischen CBT erfordert der WalCT von den Teilnehmern, dass sie physisch zwischen auf einem Teppich platzierten Blöcken gehen. Während beide Tests das räumliche Gedächtnis messen, konzentriert sich der CBT auf den peripersonalen Raum (den unmittelbaren Bereich um eine Person, typischerweise innerhalb der Reichweite der Arme), während sich der WalCT auf den navigationalen Raum 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 audiovisuellen Quellen erzeugt werden, die um ihre Köpfe angeordnet sind. Nachdem sie die Geräusche gehört haben, werden die Teilnehmer aufgefordert, die Sequenz der Geräusche abzurufen. Sie tun dies, indem sie die Tasten auf einer maßgeschneiderten Tastatur drücken, die die Positionen der Geräusche in der Reihenfolge angeben, in der sie präsentiert wurden. Wenn ein Geräusch beispielsweise von der linken Seite gehört wurde, würde der Teilnehmer die Taste drücken, die dieser Position entspricht (Setti et al., 2021).

Assoziierte kognitive Funktionen

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

Hier sind die wichtigsten Prozesse:

• Visuospatiale Verarbeitung: Visuospatiale Fähigkeiten beinhalten 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 zueinander positioniert sind, und nutzen dabei ihre visuospatialen Fähigkeiten.
• Arbeitsgedächtnis: Arbeitsgedächtnis ist die geringe Menge an Informationen, die im Gedächtnis gehalten werden können und verwendet werden, um verschiedene kognitive Aufgaben auszuführen (Cowan, 2013). Der CBT-Test erfordert von den Teilnehmern, räumliche Informationen in Echtzeit zu halten und zu manipulieren, um die Sequenz von Blöcken 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, das Arrangement von Objekten im Raum zu verstehen und sich daran zu erinnern.
• Aufmerksamkeit: Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit, seine Aufmerksamkeit auf wichtige Umweltstimuli zu fokussieren, während irrelevante Stimuli ignoriert werden. Sie wird aktiv in CBT-Tests eingesetzt, um die Sequenzen korrekt zu beobachten und abzurufen (Callahan & Terry, 2015).

Anwendungen in der Forschung

Der Corsi Block-Tapping-Test wird in verschiedenen Disziplinen häufig verwendet, um Einblicke in Kognition und Gedächtnisprozesse zu geben. Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt, wie der CBT-Test in verschiedenen Forschungsbereichen angewendet wurde:

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

• Neuropsychologie: Orrego et al. (2024) wollten die Veränderungen in den Komponenten des Arbeitsgedächtnisses (WM) mithilfe des Corsi Block-Tapping-Tests bestimmen. Die Forscher untersuchten ferner, wie sich verschiedene Hirnläsionen (insbesondere in der rechten oder linken Hirnhälfte) auf die Leistung der verschiedenen Komponenten des Arbeitsgedächtnisses auswirkten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Patienten keine bemerkenswerten Unterschiede in der WM-Leistung je nach betroffener Hemisphäre zeigten, jedoch wurde eine Beeinträchtigung des selbstberichteten WMs festgestellt. Dies deutet auf die Notwendigkeit einer neuropsychologischen Bewertung und Rehabilitation für WM bei Schlaganfallpatienten hin, unabhängig von der betroffenen Hirnregion.

• Entwicklungspsychologie: Durch die Verwendung einer computerisierten Version des CBT sollte in der Studie untersucht werden, wie eine einzelne Sitzung koordinatorischer motorischer Übungen (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 hindeutet, 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 dem Corsi-Test wollte eine aktuelle Studie bestimmen, wie kognitive Fähigkeiten, insbesondere das Arbeitsgedächtnis, die Agilitätsleistung (Fähigkeit, die Richtung des Körpers schnell zu ändern, zu beschleunigen oder zu verlangsamen) bei talentierten Jugendfußballspielern beeinflussen. Dies trägt dazu bei, das Verständnis der kognitiven Komponenten zu verbessern, die zur Gesamtathletikleistung beitragen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Leistung der Spieler in Agilitätsprüfungen mehr von ihren kognitiven Fähigkeiten als von ihren motorischen Fähigkeiten abhängt (Friebe et al., 2024).

• Mensch-Computer-Interaktion (HCI): Der Corsi-Test hat sogar seinen Weg in das Reich der HCI gefunden. Eine Gruppe von Forschern wollte bestimmen, inwieweit virtuelle Realität (VR) genutzt werden kann, um Gedächtnisfähigkeiten zu testen, und verwendete den Corsi-Test zu diesem Zweck. Die Forscher wollten herausfinden, ob die VR-Methode besser ist als traditionelle Methoden der Umsetzung des Corsi-Tests. Bei den Teilnehmern, die den VR-basierten Corsi-Test verwendeten, wurde eine verringerte physiologische Stressreaktion festgestellt, 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

Selbst nach so vielen Jahren seit seiner Entwicklung bleibt der Corsi Block-Tapping-Test eines der effektivsten Werkzeuge zur Untersuchung des visuo-spatialen Gedächtnisses und der Arbeitsgedächtniskapazität. Mit seinen vielfältigen Anwendungen in verschiedenen Bereichen spielt der CBT-Test weiterhin eine zentrale Rolle im Verständnis vieler wichtiger kognitiver Funktionen und Fähigkeiten!

Referenzen

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