形、色、数によって異なるカードの模式図で、WCSTベースの研究で使用されるソート基準を示しています。

ウィスコンシンカードソーティングテスト

ウィスコンシンカードソーティングテストは、心理学の分野で長い伝統を持ち、今日、研究者たちが認知の柔軟性を研究する方法に影響を与え続けています。この記事では、WCSTの起源、測定するもの、およびこのパラダイムがコンピュータ化およびデジタル管理のためにどのように適応されたかを説明します。

オリジナルテストについての注釈：「ウィスコンシンカードソーティングテスト」と「WCST」は、Berg（1948）が最初に説明し、以来心理学文献で広く研究されてきた古典的な神経心理学的パラダイムを指します。

ウィスコンシンカードソーティングタスクの歴史

では、なぜウィスコンシンカードソーティングテスト（WCST）には「ウィスコンシン」という名前が付いているのでしょうか？それは視覚刺激とは関係なく、その起源の物語にすべて関係しています。WCSTは1948年にウィスコンシン大学にさかのぼります。研究者のエスタ・バーグは、論文『A Simple Objective Technique for Measuring Flexibility in Thinking』を書いており、これがWCSTの始まりです。ウィスコンシン大学霊長類研究所で行われた実験に基づき、リスザルは刺激対象の報酬が問題の変更を示す唯一の手がかりであるというポジティブおよびネガティブ刺激の変化に反応しました。これは、抽象化とシフトセットを定量的に測定する手段として人間に移行可能な技術を示唆しました。これにより、WCSTがインスパイアされました。特にこの論文では、バーグは研究者のデイビッド・グラントとハリー・ハーロー（愛着理論で有名）に感謝しています。

ウィスコンシンカードソーティングテストについて

ウィスコンシンカードソートタスクとは何でしょうか？WCSTでは、参加者にいくつかのカードが提示されます。カードには、3つの基準によって決定される異なる視覚刺激があります。これらの基準には：

  1. シンボル（形）
  2. 形の数
  3. 色

以下の画像では、次のようなカードが示されています：

  • 正方形
  • 数字の2
  • 青色

ウィスコンシンカードソーティングタスクで使用されるカードの特性と基準の説明。

タスク中、参加者は「ルール」を定義するターゲットカードを持っています。そのカードの下には、基準に変化のある3枚のカードがあります（すなわち、形、数、色の異なる可能性を表しています）。参加者は、‘Correct’フィードバック応答を得るためにターゲット基準が何であるかを推測しなければなりません。 以下の例では、ウィスコンシンソーティングカードテストのサンプルトライアルを示しています。参加者はターゲットカードを見て、3つの選択肢から選ばなければなりません。

  • ルールが色であれば、選択肢1が正しい
  • ルールが形であれば、選択肢2が正しい
  • ルールが数であれば、選択肢3が正しい

ルールが何であるかの唯一の手がかりは、選択時に提示されるフィードバックから得られます。

認知機能

WCSTを使用して認知機能を評価する研究では、次のような関連性が示されています：

  • 執行機能
  • タスクスイッチング
  • 認知推論
  • 認知の柔軟性
  • 作業記憶
  • 問題解決能力
  • 反応維持

上記の認知機能を研究する上での関連性に加えて、ウィスコンシンカードソーティングタスクを使用するいくつかの利点には、言語に基づいていないため、指示が明確で、必要とされる指示のレベルが最小限で済むことが含まれています（Gomez-de-Regil, 2020）。

WCSTからの測定とデータ

ウィスコンシンカードソートタスクを実施すると、テスト特有の特定の指標と測定が収集されます。これには以下が含まれますが、これに限定されません：

  1. **概念的レベルの応答：**連続して発生した3回以上の正しいトライアルの数。
  2. **持続的応答：**持続的行動を伴うトライアルの数。持続的応答または行動は、参加者が前のトライアルで使用したのと同じ基準に基づいてカードを一致させる場合として定義されます（応答が正しいかどうかに関係なく）。
  3. **持続的エラー：**持続的行動を伴う間違ったトライアルの数。
  4. **非持続的エラー：**持続的行動を伴わない間違ったトライアルの数。

上記から、持続的エラーと応答は、認知の柔軟性を示すために最も一般的に使用されます。WCSTを使用した広範な研究があるため、以下の指標も使用されることがあります（Chiu & Lee, 2019）：

  • **総エラー：**正解が間違っていたトライアルの合計数
  • **総正解：**正解が正しかったトライアルの合計数
  • **カテゴリー：**特定のルールが適用されるカテゴリーの数
  • **完了したカテゴリーの数：**成功裏に完了したカテゴリーの合計数；時折「達成されたカテゴリー」と呼ばれます
  • **最初のカテゴリーを完了するためにかかったトライアル数：**最初のカテゴリーを成功裏に完了させるのにかかったトライアルの数
  • **セット維持の失敗：**5回以上の連続正解の後に発生した間違ったトライアルの数。
  • **学習に対する学習：**連続するカテゴリー間での参加者の概念的効率の平均的変化
  • **視線および/または頭の動き：**眼球追跡および/または頭追跡が含まれる場合、視線や頭の位置に関する生理学的測定も収集できます。

WCSTから報告される異なる測定および指標、概念レベルの応答や持続的応答などに関するインフォグラフィック。

考慮すべき可能な混乱因子

すべての測定と同様に、テストの結果に影響を与える可能性のある混乱因子を制御することが重要です。WCSTに関連する可能性のある混乱因子には、年齢や教育的関連効果が含まれ、若い参加者の方が良い結果を示すことが報告されています（Miranda et al., 2019）。年齢に関しては、WCSTは子供の執行機能を測定するために最も一般的に使用されるパラダイムの一つであることに注意が必要です。ウィスコンシンカードソーティングテストは、5歳以上の子供に使用されています。それでも、発達の観点から、より若い子供たちは1つのルールから別のルールへと切り替えることができます。形や色のようにルールや次元が少ない幼児用のテストや1つの切り替えが存在します（Czapka & Festman, 2021）。

WCSTが文化に左右されないテストであるかどうかを判断することにも増大する関心があることも言及する価値があります。特定のバリエーションを考慮に入れるために、特定のバージョンを開発することの重要性を強調する研究者もいます。もう一つ考慮すべきポイントは、管理方法であり、一部の研究者が手動版とコンピュータ化された/オンライン版のウィスコンシンカードソーティングタスクの間に健康な集団間で違いがないことを示す一方で、他の人はこれに異議を唱え、臨床集団にこのパラダイムを適用する際に、さらに大きな差異がある可能性もあると述べています（Aran Filippetti, Krumm, & Raimondi, 2019）。さらに、研究者が知能のような変数を制御することが一般的であり、これは執行機能の重要な予測因子であり、社会経済的地位や語彙サイズにも関係しています（Czapka & Festman, 2021）。

WCSTスコア：使用

研究の目的はさまざまであるため、ウィスコンシンカードソートタスクから得られるスコアの最も一般的な使用法は以下の通りです：

  1. **参加者の臨床プロフィールの記述：**特定の臨床プロフィールの認知プロセスを定量化するため。
  2. **グループ内の臨床プロフィールの比較：**特定の臨床プロフィールの認知プロセスを定量化し、比較するため（例えば、軽度の外傷性脳損傷（TBI）を持つ患者と中等度から重度のTBI患者との比較）。
  3. **治療結果：**治療と介入の効果に主に焦点を当て、ウィスコンシンソーティングカードテストを使用して認知処理の変化を定量化するため。
  4. **含まれる基準：**WCSTの特定のスコアを使用して、特定の参加者を研究に含めたり除外したりすることができます。

ウィスコンシンカードソーティングタスクを使用した発見と実験

WCSTは、認知プロセスを評価するために臨床および健康な集団の両方で使用されています。この古典的な実験パラダイムを利用した大量の研究があります。以下に実験や発見のいくつかの例を示します。以下で述べた分野に加えて、ウィスコンシンカードソーティングテストは、注意欠陥/多動性障害（ADHD）、胎児アルコール症候群、てんかん、水頭症、自閉スペクトラム障害、学習障害、前頭葉損傷、外傷後ストレス障害などの障害を研究するために実施されてきました。

ストローク患者

WCSTは、ストローク患者の実行機能を評価するために最も一般的に使用される測定の1つです。2017年にChiu、Wu、Hung、& Tsengによって発表された研究では、ストロークを患う患者におけるウィスコンシンカードソート課題の妥当性が、日常生活活動の測定中にこのテストの生態、識別、収束の妥当性に特に焦点を当てて評価されました。研究者たちは、WCSTがストローク患者にとって生態的妥当性が低いにもかかわらず、識別妥当性と収束妥当性はどちらも許容できるものであることを発見しました。課題の指標から、著者たちは「完了したカテゴリーの数」と「正解の合計数」が、ストローク患者の自立生活レベルを判断する際に最適な指標であることを見出しました。

物質乱用障害

2019年、Faustino、Oliveira、Lopesは、物質乱用障害を持つ参加者の実行機能を測定するための尺度としてのWCSTの診断精度を調査しました。具体的には、物質乱用障害を持つ参加者と一般人口の健康な対照群を比較する際の、この神経心理学的測定の特異性と感度を調べました。サンプルは587人の参加者で構成され、物質乱用参加者は3つのグループに分かれていました: 治療中のオピオイド使用障害、ハームリダクションとメタドン維持療法を受けているオピオイド使用障害、及び治療コミュニティでのアルコール使用障害。研究者たちは、グループ間でWCSTの結果が有意に異なり、このテストの強い識別妥当性を示すことが分かりました。

統合失調症

統合失調症患者において、実行機能の障害は顕著な認知的問題です。推定68-85%の統合失調症患者が実行機能に障害を持つとされています。したがって、WCSTはこの臨床集団における実行機能を評価するための一般的な測定法です。研究者や臨床医は、治療の進捗を追跡するために定期的にテストを行う必要があり、また実行機能を改善するための効果的な治療計画を策定する必要があります。このような認知テストを複数回実施する必要があるため、テスト－再テストの信頼性は、統合失調症患者にWCSTを実施する際の重要な議論のテーマです。Chiu & Leeの研究では、ウィスコンシンカードソートテストが彼らのサンプル研究において許容できるテスト－再テストの信頼性を持っていることが指摘されました。彼らは、三つの指標が優れたテスト－再テストの信頼性を持つことを見出しました（すなわち、「完了したカテゴリーの数」、「正解の合計数」、および「概念的レベルの反応」）及びもう2つの指標が良好なテスト－再テストの信頼性を持っていること（すなわち、「持続的な反応」と「持続的エラー」）を発見しました。著者たちは自らの研究の限界に言及しましたが、そのような発見はウィスコンシンカードソート課題のような繰り返し測定評価のためにテスト－再テストの信頼性を考慮する重要性を示しています。

TBI

レビューにより、WCSTはさまざまなTBI集団で実行機能を評価するための一般的な測定であることが示されています。TBIが発生した後、ケーススタディでの患者の平均時間は4年から62年の範囲であり、複数の参加者による研究では、発生後の平均時間は6週間から23.5年の範囲でした。無作為化対照試験でも、医療処置の影響を評価する際にウィスコンシンカードソーティングテストが使用されています。WCSTを使用して介入の効果を判断するためにTBI患者を評価した臨床試験では、セルトラリン、成長ホルモン療法、または神経フィードバック、CogSmart、または職業的問題解決のようなリハビリ治療が焦点となりました。さらに、スコアに関して、TBI患者で報告された最も一般的な指標は、持続的エラー、完了したカテゴリー、及び持続的反応です。レビューには、TBI患者の研究におけるWCSTの持続的エラーとカテゴリーの平均スコアを比較する結果も含まれています。たとえば、軽度のTBI患者は平均22.10の持続的エラーを示し、健康な対照群の16.34の持続的エラーに対し、軽度から重度のTBI患者群では41.7の持続的エラーが見られました（Gomez-de-Regil, 2020）。

OCD

Bohon、Weinbach & Lockは、強迫性障害（OCD）を持つ女子 adolescentsの神経反応と認知能力を測定するために、WCSTのコンピューターバージョンと機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を使用しました。結果は、OCD群が健康な対照群に対して有意に多くの持続的エラーを示したことを示しました。神経的相関に関しては、ウィスコンシンカードソート課題を行っている際に、OCD群で下前頭回、右前極及び中前頭回の活動がより大きく見られ、対照のマッチング課題と比較されました。この活動は、WCSTを行っている健康な対照には観察されませんでした。右下前頭回は抑制に関与しています。研究者たちは、OCD群におけるこの領域でのより大きな活動は、彼らのパフォーマンスが失敗したにもかかわらず、反応を抑制するためのより大きな努力を示唆する可能性があることを指摘しました。

多言語主義

ウィスコンシンカードソート課題は、健常な集団において認知スキルを研究するためにも使用されます。CzapkaとFestmanの研究では、多言語主義と認知の関係がWCSTを利用して評価されました。バイリンガリズムが実行機能を向上させる可能性があるという証拠があるため、研究者たちは、WCSTでのパフォーマンスを比較することで、多言語（バイリンガルおよびトリリンガル）子供にこれがどの程度当てはまるかを調べたいと考えました。研究者たちは、多言語参加者が有意に低いモニタリング（スイッチ前の反応時間として定義）スコアを持つことを発見し、これはWCST中のモニタリングにおける処理速度に多言語主義が影響を与えるという理論を支持するものであると結論づけました。

結論

WCSTは、認知的柔軟性と推論を測定するための広く知られた評価ツールです。一部の著者は、WCSTのスコア付けに関して誤解がある可能性がある（Miles et al., 2021）と、臨床設定での使用に関して指摘していますが、他の研究者はWCSTが臨床実践およびテストにおいて非常に信頼できるものであると考えています（Kopp, Lange, & Steinke, 2021）。さらに、WCSTが評価する主要な認知機能は認知機能であるものの、複雑なタスクであるため、学習、記憶、注意など、関連する他のプロセスが関与することは確実です（Miles et al., 2021）。ウィスコンシンカードソート課題に関する研究は、OCDや統合失調症のような臨床的条件の研究だけでなく、複数の言語を話すことの影響を研究するために健康な参加者でも広く使用されているため、今日でも成長を続けています。全体として、WCSTは依然として強力なパラダイムであり、コンピュータ化およびデジタル形式への継続的な適応は、21世紀の研究におけるその持続的な関連性を反映しています。

参考文献

  1. Arán Filippetti, V., Krumm, G. L., & Raimondi, W. (2020). Computerized versus manual versions of the Wisconsin Card Sorting Test: Implications with typically developing and ADHD children. Applied Neuropsychology: Child, 9(3), 230-245.
  2. Berg, E. A. (1948). A simple objective technique for measuring flexibility in thinking. The Journal of general psychology, 39(1), 15-22.
  3. Bohon, C., Weinbach, N., & Lock, J. (2020). Performance and brain activity during the Wisconsin card sorting test in adolescents with obsessive–compulsive disorder and adolescents with weight-restored anorexia nervosa. European child & adolescent psychiatry, 29, 217-226.
  4. Chiu, E. C., & Lee, S. C. (2021). Test–retest reliability of the Wisconsin Card Sorting Test in people with schizophrenia. Disability and rehabilitation, 43(7), 996-1000.
  5. Chiu, E. C., Wu, W. C., Hung, J. W., & Tseng, Y. H. (2018). Validity of the Wisconsin Card Sorting Test in patients with stroke. Disability and rehabilitation, 40(16), 1967-1971.
  6. Czapka, S., & Festman, J. (2021). Wisconsin Card Sorting Test reveals a monitoring advantage but not a switching advantage in multilingual children. Journal of Experimental Child Psychology, 204, 105038.
  7. Faustino, B., Oliveira, J., & Lopes, P. (2021). Diagnostic precision of the Wisconsin Card Sorting Test in assessing cognitive deficits in substance use disorders. Applied Neuropsychology: Adult, 28(2), 165-172.
  8. Gómez-de-Regil, L. (2020). Assessment of executive function in patients with traumatic brain injury with the Wisconsin card-sorting test. Brain Sciences, 10(10), 699.
  9. Kopp, B., Lange, F., & Steinke, A. (2021). The reliability of the Wisconsin card sorting test in clinical practice. Assessment, 28(1), 248-263.
  10. Miles, S., Howlett, C. A., Berryman, C., Nedeljkovic, M., Moseley, G. L., & Phillipou, A. (2021). Considerations for using the Wisconsin Card Sorting Test to assess cognitive flexibility. Behavior research methods, 53(5), 2083-2091.
  11. Miranda, A. R., Franchetto Sierra, J., Martínez Roulet, A., Rivadero, L., Serra, S. V., & Soria, E. A. (2020). Age, education and gender effects on Wisconsin card sorting test: standardization, reliability and validity in healthy Argentinian adults. Aging, Neuropsychology, and Cognition, 27(6), 807-825.