《npj Digital Medicine》：Remote digital cognitive assessment for aging and dementia using the Oxford Cognitive Testing Portal OCTAL
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本文介绍牛津认知测试门户（OCTAL），一个基于浏览器的远程认知评估平台。为解决全球痴呆症流行背景下传统纸笔测试可及性差、耗时且难以大规模部署的问题，研究人员开发了OCTAL，包含记忆、注意、执行功能和视空间处理等领域的任务。四项验证研究（N=1,749）表明，OCTAL具有跨文化适用性、生命周期敏感性和临床效用。在记忆诊所队列中，5分钟OCTAL筛查区分阿尔茨海默病痴呆与主观认知下降的效能（AUC=0.92）媲美标准纸基测试，20分钟子集更优（AUC=0.97）。OCTAL为大规模研究和筛查提供了可持续、可演化的远程评估工具。
随着全球人口老龄化，痴呆症患病率持续上升，给医疗系统带来沉重负担。然而，记忆评估服务的容量却未能同步增长。在美国，约有720万65岁及以上成年人患有阿尔茨海默病（AD），这一数字预计到2060年将翻倍。与此同时，初级保健和专科记忆诊所的人力短缺，加之语言和文化障碍，使得许多人无法获得及时的认知评估和纵向监测。公众对早期认知评估的需求同样迫切，一项针对1702名45岁以上美国成年人的调查显示，99%的人认为AD的早期诊断重要，59%的人认为常规认知筛查是预防性护理的关键部分。这既构成了伦理上的迫切要求，也催生了对新型认知测试的需求：这些测试需要（i）以金标准精度检测损伤，（ii）可重复实施而无天花板效应或练习效应，（iii）能够通过无人监督、基于浏览器的交付方式进行扩展，并被不同文化用户所接受。
然而，当前的金标准认知筛查测试——简易精神状态检查（MMSE）、蒙特利尔认知评估（MoCA）和Addenbrooke's认知检查-III（ACE-III）——几乎完全是纸笔形式。每次施测需要占用临床医生15-20分钟时间，限制了本已超负荷服务的患者吞吐量，并关键性地延长了患者的等待时间。尽管这些测试具有临床效用，但其粗粒度的评分在追踪细微衰退方面能力有限，特别是对于基线功能较高的个体。此外，其形式不适合人群水平的筛查和纵向监测；要求现场施测阻碍了与新兴液体生物标志物流程的无缝整合，而这些流程正日益为可扩展的远程部署而设计。
远程、基于浏览器的测试可以规避这些限制，同时丰富心理测量学数据。数字平台能够捕捉毫秒级的反应时间精度，并记录任务执行过程中的每一次交互，提供完整的行为轨迹，从而实现精细的认知分层，并支持检测个体内变化所需的高频采样。
在此背景下，牛津大学的研究团队开发了牛津认知测试门户（OCTAL），这是一个完全远程、基于浏览器的认知评估平台，针对个人设备进行了优化。OCTAL包含一套测量记忆、注意、执行功能和视空间处理的任务；可选的次级模块可以附加用以解决特定的研究问题。
为了验证OCTAL在不同人群和情境下的有效性，研究人员进行了四项互补性研究。这些研究的设计旨在从基本可行性（跨文化可比性）逐步推进到规范性特征描述（生命周期数据），再到临床敏感性，最后是纵向稳定性。具体包括：（1）研究1：跨文化普适性（N=365），比较英国和中国的英汉语年轻成人（18-45岁），以检验其在不同语言和文化背景下的表现是否可比。（2）研究2：生命周期可扩展性（N=905），在一个大型英国样本（45-85岁）中评估跨认知领域的年龄相关变化。（3）研究3：临床效用（N=194），评估OCTAL是否能检测由ACE-III定义的认知损伤，以及是否能区分阿尔茨海默病或轻度认知障碍（MCI）与主观认知下降（SCD）。（4）研究4：重测信度（N=118），在健康参与者和临床参与者中检验六个月内重复评估的性能稳定性。
这些研究共同表明，OCTAL作为一种用于数字筛查和纵向监测的实用工具，具有可行性、可扩展性、敏感性和稳健性，适用于临床和研究应用。重要的是，OCTAL是为研究人员设计的。它产生丰富的数据输出，易于与各种数字平台兼容。OCTAL支持远程和现场部署，能够在不同人群和研究设计中实现高分辨率的认知表型分析。
为开展研究，作者主要应用了以下关键技术方法：基于PsychoJS和Pavlovia平台构建远程浏览器测试环境，确保跨设备兼容性；采用模块化认知任务电池，包括轨迹制作测试（TMT）、数字符号替换测试（DSST）、Corsi方块任务、牛津记忆任务（OMT）、Rey-Osterrieth复杂图形（ROCF）测试、场景中物体记忆任务（OIS）及言语词表回忆（ALF）等，覆盖多认知领域；通过自动化数据采集记录毫秒级反应时和交互轨迹；利用年龄匹配的标准化数据对参与者表现进行校正；采用机器学习特征排序和受试者工作特征曲线分析评估诊断效能；并通过组内相关系数衡量测试重测信度。样本来源包括通过在线平台招募的健康成年人以及记忆诊所的临床队列。
研究结果
研究1：年轻成人的国际可扩展性
研究1旨在检验OCTAL在不同语言和文化群体间是否提供可比较的性能。对363名年轻成人（194名英语母语者，167名汉语母语者）的分析显示，在大多数核心OCTAL指标上，两组认知表现基本相当。中国组在场景中物体任务即时回忆阶段的识别反应时间显著长于英语组，但在轨迹制作测试B部分也较慢，这可能反映了第二语言使用者在字母切换上的额外认知负荷。屏幕尺寸分析表明，虽然较大的显示屏可能略微促进更精确的临摹，但并不影响保留的信息量，OCTAL记忆测量对笔记本电脑和台式机屏幕尺寸的变异性具有稳健性。
研究2：生命周期可扩展性及对年龄差异的敏感性
研究2在1109名英国居民中评估了OCTAL捕获预期年龄与认知表现之间横断面关联的能力。分析显示，大多数指标与年龄显著相关，执行功能关联最强。数字符号替换测试反应时间从45岁左右开始稳步增加，轨迹制作测试完成时间也逐渐减慢。在记忆方面，场景中物体任务的即时识别准确性在成年期大部分时间保持接近天花板水平，但同一物体的延迟回忆准确性从55岁左右开始急剧下降。牛津记忆任务和Rey-Osterrieth复杂图形延迟回忆的表现直到70多岁仍保持在正常范围内。言语记忆显示与年龄相关的差异最小。探索性因子分析揭示了与经典领域对应的清晰双因子结构：记忆和执行功能。网络分析进一步将认知指标划分为六个不同的模块，反映了任务特异性效应和更广泛的认知功能。
研究3：远程测试表现与现场标准认知评估的一致性
研究3评估了OCTAL表现是否与广泛使用的现场筛查工具Addenbrooke's认知检查-III（ACE-III）一致，以及简短的OCTAL组合能否在区分主观认知下降、轻度认知障碍和阿尔茨海默病痴呆方面匹配或超越ACE-III。对194名个体的分析显示，OCTAL指标与ACE-III总分之间存在强关联。机器学习特征排序算法确定Rey-Osterrieth复杂图形即时回忆得分、场景中物体任务延迟回忆中的物体识别准确性和完成轨迹制作测试A部分所需时间是ACE-III定义认知损伤的三个最具信息性的预测因子。结合这三个任务（总计约20分钟测试）的曲线下面积达到0.96。一个快速的5分钟组合也表现良好。重要的是，20分钟OCTAL组合在区分AD/MCI与SCD方面显著优于ACE-III总分。
研究4：三次访视的六个月重测信度
研究4旨在确定OCTAL是否随时间提供稳定测量。对118名参与者（包括健康对照和临床组）在基线、三个月和六个月时进行的评估表明，OCTAL指标在六个月内保持稳定，组内相关系数≥0.79，表明具有良好的重测信度。ACE-III总分表现出优异的稳定性。
研究结论与意义
本研究表明，牛津认知测试门户（OCTAL）作为一种远程、基于浏览器的认知评估工具，具有良好的跨文化适用性、生命周期敏感性、临床效用性和重测信度。它成功克服了传统纸笔测试在可及性、效率和精细度方面的局限，为大规模认知筛查、去中心化临床试验和个性化纵向监测提供了可行的解决方案。
研究的核心结论在于，OCTAL能够有效区分不同认知状态的个体，其效能甚至可能优于某些传统的临床评估工具。特别是，其数字化的特性使得能够捕获毫秒级精度的高粒度数据，为检测细微的认知变化提供了可能。模块化的架构确保了平台的可持续性和可演化性，便于未来整合新的认知测试或适应不同的研究需求。
该研究的重要意义体现在多个层面：在临床实践上，OCTAL有助于解决记忆诊所资源紧张和等待时间长的问题，使更频繁、更便捷的认知评估成为可能，尤其有利于地理隔离或行动不便的个体。在科学研究上，其产生的高分辨率数据支持更精细的认知表型分析，并可无缝整合新兴的液体生物标志物等管道，加速精准医学发展。在临床试验设计上，OCTAL支持去中心化试验模式，扩大参与者准入，并可能通过高频率测量增加统计效能，减少所需样本量和相关成本。
总之，牛津认知测试门户（OCTAL）代表了认知评估领域的一项重要进展，通过将严谨的神经心理学评估与数字技术的可扩展性相结合，为应对全球痴呆症挑战提供了强有力的工具。其开放、模块化的设计使其成为研究界可持续和可演化的重要资源，有望在未来脑健康研究和临床实践中发挥关键作用。
