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実行機能スキルの評価 | タスクとバッテリー

実行機能スキルは、個人が自らの行動を制御し、監視し、最終的に目標を達成するのを助ける一連の精神的及び認知的プロセスです。これらのスキルを評価するための特定のタスクや包括的なバッテリーがあります。

  1. 実行機能スキルとは？
  2. 実行機能を評価するためのタスク
  3. 実行機能を評価するためのバッテリー
  4. オンラインでの実行機能スキルの評価

実行機能スキルとは？

実行機能（EF）は、時折「脳の制御センター」と表現され、目標指向の行動の開始、計画、制御に必要なさまざまな認知プロセスを調整するのを助けるための傘のような用語として使用されます（Reimers, 2019）。

実行機能スキルは、実行機能から生じる実用的なスキルや能力です。一般的に研究されている3つの実行機能スキルは次のとおりです：

  • 抑制（Inhibition）： 不要な反応や気を散らす情報の抑制。
  • シフト（Shifting）： 異なるタスクの間を切り替えること。
  • 作業記憶（Working memory）： 脳内の情報の監視と操作（Cragg, 2014）。

実行機能スキルを評価するために一般的に使用されるタスクとバッテリーのリスト。

実行機能を評価するためのタスク

実行機能タスクは、作業記憶や抑制など、実行機能内の特定のスキルを評価するために設計された個別のテストです。

2016年に行われた106の実証研究の体系的レビューは、実行機能スキルが実証研究でどのように概念化され、運用化されるかを理解することを目的としていました。著者らは、実行機能スキルを測定するために文献中で使用されてきた109の異なるタスクを特定しました。これらの109のタスクのうち、56は一度だけ使用されており、これは研究者が特定の研究の文脈で使用するために独自のタスクを開発したことを示唆しています。残りの53タスクは複数回使用されました（Baggetta, P., & Alexander, P. A., 2016）。私たちは、そのリストから最も一般的に使用される実行機能タスクを選びました（詳細は表S5-補足情報を参照）し、人気の順に以下に示します：

  1. ストループタスク
  2. 数字スパンタスク（前方向、後方向）
  3. ゴー/ノーゴータスク（数字、図形）
  4. トレイルメイキングタスク（TMT）
  5. Nバックタスク
  6. スパンタスク
  7. 持続性能タスク（CPT）
  8. プラス・マイナスタスク
  9. 次元変化カードソート（DCCS）
  10. フランカータスク
  11. 文字記憶タスク（LMT）

ストループタスク

  • タスクの説明： ストループタスクは、古典的な認知タスクであり、参加者は単語の色を名付けるよう指示され、単語を読むのではなく、その色に集中する必要があります。試行では、色の名前が提示されますが、それが対立する色で書かれています。たとえば、参加者は「BLUE」と書かれた刺激を見ますが、赤色のフォントで表示され、参加者は単語の色（すなわち赤）を名付けることが期待されます。
  • 実行機能とストループタスク： ストループタスクは、参加者の選択的注意、認知の柔軟性、および認知の抑制スキルの優れた測定方法であり、参加者は単語を読む自動反応を抑制せずにその色を特定することに焦点を当てる必要があります。反応時間（RT）は、ストループタスクで一般的に測定されるものです。（Bjekić, 2017; Timmeren, 2018）。

数字スパンタスク（前方向、後方向）

  • タスクの説明： 数字スパンタスクは、特定の順序で提示された数字のシーケンスを思い出すことを含みます。数字スパン前方向では、参加者は提示されたのと同じ順序で数字を繰り返すことが期待され、数字スパン後方向では、参加者は逆の順序でシーケンスを繰り返す必要があります（Wahlstrom, 2016）。
  • 実行機能と数字スパンタスク： 数字スパンタスクは、主に作業記憶、注意、認知の柔軟性、および強い短期記憶の維持能力を測定します（Watanabe, 2023; Weiss, 2016）。

ゴー/ノーゴータスク（数字、図形）

  • タスクの説明： ゴー/ノーゴータスクでは、参加者は特定の刺激（主に「ゴー」サイン）に応答し、他の刺激（「ノーゴー」信号）には応答しないことが求められます。参加者は通常、「ゴー」刺激に対してボタンを押し、「ノーゴー」刺激には応答を控えることで反応します。このタスクは、数字や図形の形で刺激を使用するようにカスタマイズできます。
  • 実行機能とゴー/ノーゴータスク： このタスクは、反応の抑制や衝動の制御などのスキルを評価し、参加者は自動反応を抑制し、制御する必要があります。また、注意の調整は、タスク中に示される別の実行機能スキルです（Weidacker, 2017; Bezdjian, 2009）。

トレイルメイキングタスク（TMT）

  • タスクの説明： トレイルメイキングタスクは、実行機能の良く知られた測定方法です。2つの部分からなり、数字を昇順で接続する（パートA）ことと、数字とアルファベットを交互に昇順で接続する（パートB）ことが含まれます。数字とアルファベットは円の中に書かれ、参加者は線を引いて円を接続することが期待されます。
  • 実行機能とトレイルメイキングタスク： TMTは、精神運動速度、集中注意、視空間探索、目標指向の運動追跡、および応答者の更新などの実行機能を測定します。パートBは、加えて抑制制御やセットスイッチングスキルも測定します（Lähde, 2024; Gajewski, 2018）。

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Nバックタスク

  • タスクの説明： Nバックタスクは、刺激のシーケンスが提示され、参加者は現在の刺激が「N」試行前と同じであるかどうかを決定する必要があります。「N」は1、2などです。
  • 実行機能とNバックタスク： このタスクでは、参加者が自らの記憶を継続的に調整することが求められ、作業記憶の容量、更新、持続的注意、認知の柔軟性などの実行機能スキルに関する洞察を提供します（Gajewski, 2018）。

スパンタスク

  • タスクの説明： メモリスパンタスクは、特定の順序で異なる刺激（言語的、算術的、操作的、または視空間的）を提示し、回答者は提示された順序でこれらの刺激を記憶し、思い出す必要があります。
  • 実行機能とスパンタスク： これらのタスクは、主に特定のドメインにおける作業記憶や注意能力を測定します。特に言語的および視空間的作業記憶スパンタスクにおいて、更新能力も重要な実行機能スキルであると考えられています（McCabe, 2010; St Clair-Thompson, 2006）。

持続性能タスク（CPT）

  • タスクの説明： 持続性能タスク（CPT）では、参加者は特定の刺激に正しく反応することが求められます。たとえば、参加者は「A」以外のすべての文字や特定の単語や画像を見たり聞いたりしたときにスペースを押すことが期待されます。
  • 実行機能とCPT： CPTは、持続的な注意や反応の抑制を主に評価します。これは、参加者が継続的な刺激のストリームに集中し、無関係な刺激に対する衝動性を制御/抑制する必要があるためです（Clark, 2023）。

プラスマイナス課題

  • 課題の説明: プラスマイナス課題は3つの条件を含んでいます: ブロック1では参加者が加算の算術演算を行う必要があり、ブロック2では減算の条件が提供されます。しかし、ブロック3では参加者は加算と減算を交互に行う必要があります。
  • 執行機能とプラスマイナス課題: この課題は、認知の柔軟性とシフティングの執行機能を測定する一般的な手段です（Chainay, 2021）。

次元変更カードソート（DCCS）

  • 課題の説明: 次元変更カードソート（DCCS）は、執行機能の評価に広く使用される標準的な測定法です。特定の方法（例: 形）でカードや画像を分類し、その後異なる方法（例: 色）での分類に切り替えることを含みます。DCCSはウィスコンシンカードソーティングテストの簡略版です。
  • 執行機能とDCCS: DCCSは、タスクスイッチングと認知の柔軟性を測定します。参加者は新しいルールに自発的に適応する必要があります（Beaucage, 2020）。

フランカー課題

  • 課題の説明: フランカー課題では、参加者に中央のターゲット刺激（矢印や文字のような）を提示し、その周囲にフランカー（同調または非同調刺激）が配置されます。参加者は、フランカー（異なる方向を指す矢印）を無視しながら、中央のターゲットの特定の特徴（左を指す矢印）にのみ応答することが期待されています。
  • 執行機能とフランカー課題: この課題は、選択的注意と反応抑制を主にテストします。参加者は無関係な刺激をフィルタリングしながらターゲットに集中しようとします。課題が活性化する他の執行機能には、作業記憶、時間知覚、開始、運動制御があります（Rusnáková, 2011）。

レターメモリ課題（LMT）

  • 課題の説明: レターメモリ課題は、子音文字を刺激として使用し、各試行は5つ、7つ、または9つの子音のシリーズで構成され、1回に1文字ずつ表示されます。参加者は遅延後に常に最後の3文字を思い出す必要があります（Golsteijn, 2021）。
  • 執行機能とレターメモリ課題: LMTは作業記憶を測定し、特に作業記憶の更新と監視を評価します（Mielicki, 2018; Miyake, 2000）。

執行機能を評価するためのバッテリー

執行機能バッテリーは、執行機能を評価するための包括的なアプローチを提供します。それらは、参加者の執行機能プロファイルの広範な視野を提供する複数のタスクと尺度を含んでいます。これらの「公式」バッテリーは、著作権で保護されていることが多く、特に研究や臨床目的での使用には許可が必要です。これらの制限のため、多くの研究者は上記の実験タスクを使用・組み合わせることを好むか、自分自身のものを作成します。

タスクは執行機能スキルを評価するためのバッテリーの代わりに使用できます。

これらのバッテリーに含まれるすべての尺度とタスクは、パフォーマンスベースのタスクと行動評価（他者によるまたは自己報告）に分類できます。2016年にBaggetta & Alexanderによる系統的レビューでは、執行機能を測定するいくつかの一般的なバッテリーが特定されました。ここにいくつかの例があります：

  1. デリス-カプラン執行機能システム（D-KEFS）
  2. 執行機能の行動評価インベントリ（BRIEF）
  3. ウッドコック・ジョンソン認知能力テスト
  4. NEPSY-II

デリス-カプラン執行機能システム（D-KEFS）

デリス-カプラン執行機能システム（D-KEFS）は、8歳から89歳までの大人と子供の両方における高位の認知機能を評価するための最初の全国標準化テストセットです。

  • サブテスト: D-KEFSには9つのサブテストがあります: トレイルメイキングテスト、言語流暢性テスト、デザイン流暢性テスト、色-単語干渉テスト、並べ替えテスト、20の質問テスト、単語文脈テスト、タワーテスト、ことわざテスト。すべての9つのテストを含む標準記録フォームと、並べ替えテスト、言語流暢性テスト、20の質問テストの代替バージョンを含む代替記録フォームの2つの形式で提供されます。
  • 評価される執行機能: D-KEFSは、認知の柔軟性、デザイン流暢性、言語流暢性、抑制、カテゴリー処理、問題解決、演繹的推論、空間計画、言語的抽象の9つの執行機能要素を評価します。
  • 応用: D-KEFSは、ADHD、自閉症、ディスレクシアを含む神経心理状況を評価するために臨床集団などの設定で広く使用されています。また、子供と大人の認知的パフォーマンスと執行機能の研究にも使用されています（Cahill, 2019; MacDonald, 2024; Ehtesabi, 2022）。

執行機能の行動評価インベントリ（BRIEF）

執行機能の行動評価インベントリ（BRIEF）は、執行機能を評価するバッテリーであり、さまざまな対象群と年齢層用のいくつかのバージョンがあります。この測定は、教師や親による報告と行動評価によって行われます（Mcauley et al, 2010）。

  • サブテスト: BRIEFは、合計8つの尺度を持つ3つの指標を含んでいます: 行動調整指標（BRI）: 抑制、シフティング、感情コントロールを評価します。 メタ認知指標（MI）: 開始、作業記憶、計画/整理、材料の整理、監視を評価します。 グローバル執行要素: BRIとMIの組み合わせによって計算されます（Wolrich, 2008）。
  • 評価される執行機能: 評価される執行機能スキルには、衝動の制御、行動の修正、認知の柔軟性、移行、感情の調整、タスク/活動の開始、自発的にアイデアを生み出すこと、情報を心に留めること、持続、未来のイベントの予測、目標の設定、作業空間、遊び場、秩序、作業の確認、行動が他者に与える影響の追跡が含まれます（Wolrich, 2008）。
  • バリエーション: 執行機能の行動評価インベントリ（BRIEF）には、さまざまな年齢層や特定の評価ニーズに合わせた数多くのバージョンがあります。
    • BRIEF2: 5から18歳の子供（親、教師、自己報告フォームに改訂された規範を伴う）。
    • BRIEF-P: 2から5歳の幼児向けの幼稚園版。
    • BRIEF-SR: 11から18歳の年長子供および青年向けの自己報告版。
    • BRIEF2 ADHD形式: 子供のADHD症状を特定するためのもの。
    • BRIEF-A: 18から90歳の個人のための大人版（ScienceDirect Topics. (n.d.-b).

ウッドコック・ジョンソン認知能力テスト

ウッドコック・ジョンソン認知能力テストは、広範な認知能力と知的能力を評価するために設計された標準化されたアセスメントのセットです。最新の第4版 - ウッドコック・ジョンソンIV認知テスト（WJ-IV COG）で提供されています。2歳から90歳までの子供と大人に対して実施することができます。

  • サブテスト: WJ-IV COGは、10の標準バッテリーと8の拡張バッテリーテストで構成され、多様なテストが含まれます: 口頭語彙、数列、言語注意、文字-パターンマッチング、音韻処理、ストーリー再呼、視覚化、一般情報、概念形成、番号反転、数-パターンマッチング、非単語再生、視覚-聴覚学習、画像認識、分析-合成、オブジェクト-数シーケンシング、ペアキャンセルおよび単語の記憶（Dumont, 2016）。
  • 評価される執行機能: WJ-IV COGは、理解-知識、流動的推論、短期記憶、情報処理速度、聴覚処理、視覚-空間能力、長期記憶と再生を含む様々な執行機能スキルを評価します（Bulut, 2021）。
  • 応用: WJ-IV COGは、教育、臨床、および研究分野などの複数の設定で広く使用されています。知的障害や子供の認知的強みと弱みを診断するのに役立つことが判明しています。また、特別支援教育サービスの資格を決定するためにも使用されています。WJ-IV COGは認知能力に関する研究に貢献し、評価実践の向上に役立ちます（Floyd, 2016）。

NEPSY-II

NEPSY-IIは、幼児、子供、青年（3〜12歳）向けの神経心理学的バッテリーです（Hooper, S.R. (2013)。バッテリーのサブテストは、その使用者が子供のニーズや評価の要件に応じて組み合わせて実施することを可能にします。

  • サブテスト: NEPSY-IIには、32のサブテストと4つの遅延タスクが含まれ、これらはさらに6つの内容領域に分類されます：注意と実行機能、言語、社会的知覚、記憶と学習、感覚運動、および視覚空間処理（Davis, 2010）。
  • 評価される実行機能: NEPSY-IIによって評価される実行機能には、抑制、モニタリング、自己調整、警戒、選択的および持続的注意プロセス、応答セットの作成、保持、および適応の能力、非言語的問題解決、多面的な応答の準備と管理、および図形流暢性（Davis, 2010）が含まれます。
  • 適用: NEPSY-IIは、さまざまな臨床条件の診断および学校ベースの介入に広く使用されています。それは、子供の認知、学業、社会、および行動の問題に関する洞察を提供します（Davis, 2010）。

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オンラインでの実行機能スキル評価

技術と研究の進展により、参加者への評価の実施が教育機関、研究施設、臨床設定で世界中に採用されるようになりました。その広範な使用にもかかわらず、オンラインでの実行機能の評価には依然として課題があります。ただし、適切な措置と安全策が整っていれば、これらの課題はリモート環境で考慮され、管理することができます。実行機能タスクをオンラインで実施する際の実験デザイン段階で留意すべき一般的な課題は以下の通りです：

  • 技術的障壁: 信頼性が低く遅いインターネット接続などの技術的障壁は、考慮すべき重要な課題です。遅い接続は、さまざまな刺激の提示や反応時間データの記録に遅れを引き起こし、結果の精度を低下させます。低所得（SES）背景の人々には、より遅いインターネット接続が一般的かもしれませんが、より高いSESの層でも予期しないインターネット接続の切断が発生する可能性があります（Ahmed, 2022; Biagianti, 2019; Ernst, 2024; Segura, 2021）。
  • 機器のアクセス: 研究によると、参加者は可動式カメラや文書カメラなどの特定の機器へのアクセスに制限がある場合があります（Ahmed, 2022; Segura, 2021）。これは、実行機能バッテリーがコンピュータ化されていない場合、参加者が手動でテストを受けることが期待される場合に特に関連します。
  • デバイスと技術的専門知識: 研究は、参加者がテストを行うために使用したデバイスの種類や参加者のコンピュータスキルに基づいて、認知機能スコアの観察可能な変動が見られることを示しています（Liu, 2022）。技術的専門知識が低い参加者は、タスクを完了するのにより多くの時間を要します（Ernst, 2024）。
  • 環境の気晴らしと参加者の関与: リモート評価は、騒音、ペット、周囲の他の要因などの環境の気晴らしによって大きく影響されます。これにより、参加者の注意と関与が妨げられ、タスクの成果にバイアスを生じる可能性があります（Ahmed, 2022; Liu, 2022; Ernst, 2024; Segura, 2021）。監督が不足している場合に参加者の関与が影響を受けることもある（Biagianti, 2019）。

実行機能タスクやバッテリーの実施にはさまざまな課題が存在しますが、研究はその効果を高めるさまざまな方法を提案しています。これには、評価者（存在する場合）と被験者の両方に信頼できるインターネット接続を使用し、参加者に周囲の気晴らしを最小限に抑えることを促し、参加者が評価に対して精神的に準備ができており、気晴らしから解放されていることを確認する要件を実施することが含まれます（Ahmed, 2022; Liu, 2022）。自宅などの馴染みのある環境から評価を行うことは、評価中の不安を軽減することが証明されています（Segura, 2021）。

リモート評価の設計に関しては、その効果を高めるのに役立ついくつかの戦略があります。以下はその一部です：

  • 使いやすいプラットフォーム: ナビゲートが容易な使いやすいプラットフォームの活用（Ahmed, 2022）。
  • 明確でシンプルなタスクデザイン: シンプルな提示と指示を持つ検証済みのタスクを選択すること（Ahmed, 2022）。
  • 制御されたタスク進行: 評価者がタスクの進行を制御できるようにする（例、キーボード入力の場合）、評価者が不在の場合は、実験が適切に読み込まれ進行することを確認してから公開すること（Ahmed, 2022）。
  • 関連資料の適応: リモート環境で扱いやすい形式でタスクを提示すること（例、必要に応じてPDFではなくPowerPointプレゼンテーションを使用する）や、コンピュータ化されたタスクが元のペンと紙のタスクを代表するものであることを確認すること（Ahmed, 2022）。
  • 情報のチャンク化: 特に子供に対して注意を維持するために、情報を小さく管理しやすいチャンクで提示すること（Ahmed, 2022）。たとえば、長いタスクの指示がある場合は、1つのビューですべてを表示するのではなく、2ステップに分けることを検討してください。
  • 短い時間: 参加者の関与を高めるために、短時間のタスクを設計すること（Biagianti, 2019）。
  • 多様なタスクの含有: 参加者の興味を維持するために異なるタスクを組み合わせること（Biagianti, 2019）。
  • 複数のデバイスとの互換性: 設計されたウェブベースのタスクが標準化された実施のために複数のデバイスで互換性があることを確認すること（Liu, 2022）。
  • テストの適応性: 異なる社会経済的および文化的グループや文脈に適応可能なテストバッテリーを使用すること（Segura, 2021）。
  • 休憩の取り入れ: 評価中に休憩を取り入れること（Ernst, 2024）。

これらの戦略に加えて、評価中に明確なコミュニケーションを維持することが重要です。ラポールを築き、評価前に期待を伝え、包括的な指示を提供することは、リモート評価には不可欠です（Ahmed, 2022; Liu, 2022; Segura, 2021; Ernst, 2024）。

ほとんどの戦略（デバイスの互換性や環境設定を制御するなど）は、Labvancedがどのように実験的制御を扱うかによって対処されています。


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結論

実行機能は認知発達と目標指向行動の向上に不可欠です。特定のタスクや実行機能を評価するために設計された包括的なバッテリーは、個人が目標を達成するためにどのように環境と相互作用するかを理解するのに役立ちます。技術の進歩により、これらの評価は今や多様な集団や年齢層に対して効果的にリモートで実施できるようになり、研究および臨床応用の新たな機会を提供します！

参考文献

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