Utforskningar av de normala neurala beteendena och patologiska baserna för metakognition (METASENS)

PROVTAGNINGSPLAN

1. Befintlig data Registrering före skapandet av data: Från och med datumet för inlämning av denna forskningsplan för förregistrering har data ännu inte samlats in, skapats eller realiserats.
2. Förfaranden för datainsamling. Friska volontärer kommer att rekryteras från den allmänna befolkningen. Individer med schizofreni kommer att rekryteras från kommunala mentalvårdscenter och öppenvårdskliniker i Versailles-området och bland FACE-SZ (FondaMental Academic Centers of Expertise for Schizophrenia) i Versailles. Alla deltagare kommer att vara naiva till syftet med studien, ge informerat samtycke i enlighet med institutionella riktlinjer och Helsingforsdeklarationen, och erhålla en monetär ersättning (10 €/h).
3. Provstorlek Maximalt 50 friska kontroller kontra 50 personer med schizofreni.

4. Rational för provstorlek De uppskattade provstorlekarna tillåter testeffekter av medelstora mellan individer med schizofreni och friska kontroller med en potens av 0,8, baserat på ensidig två-provs t-test effektberäkning med Cohens d = 0,5, α = 0,05. De tillåter mätning av mediumkorrelationer inom grupper med en potens av 0,7, baserat på ungefärlig korrelations-effektberäkning med r = 0,3, α = 0,05.

   Provstorlekar för elektrofysiologiska registreringar är baserade på tidigare en studie, med 20 patienter mot 20 kontroller, vilket resulterade i 13 mot 13 efter exkludering av extremvärden.

5. Stoppregel Valfri stopp kommer att undvikas genom att använda sekventiella Bayes faktoranalyser. Datainsamlingen stoppas när en kritisk jämförelse når tröskeln BF = 3 eller BF = 1/3.

   DESIGNPLAN

6. Studiedesign Utredarna kommer att be deltagarna att urskilja rörelseriktningen för ett slumpmässigt punktkinetogram (uppgift typ 1). De kommer att använda en mus för att indikera om prickarna mestadels rörde sig åt höger eller vänster, genom att klicka på den sida som de tror motsvarar ett korrekt svar (röda och blå cirklar, se figur 1). Musbanan som motsvarar uppgiften av typ 1 kommer att spelas in och analyseras. Rörelsevariansen kommer att anpassas för varje försöksperson före experimentet med en trappa 1 upp/2 ner för att nå en genomsnittlig prestanda på 71 %. En auditiv feedback kommer att spelas om deltagarna svarar på mer än 6s. Vid varje försök kommer deltagarna sedan att ange på en visuell analog skala förtroendet för deras svar (typ 2 uppgift). Skalan kommer att sträcka sig från 0 % ("Visst att mitt svar är rätt") till 100% ("Visst att mitt svar är fel"). Markörens initiala position kommer alltid att motsvara 50 % konfidens ("Osäker på mitt svar)". Experimentet kommer att bestå av 10 block med 30 försök och pågå i cirka 1 timme.

7. Randomisering Rörelseriktning (vänster eller höger) kommer att pseudo-randomiseras, med inte mer än 4 på varandra följande försök med samma riktning.

   ANALYS PLAN

8. Statistiska modeller 8.1. Beteendedata Alla analyser kommer att utföras med R, särskilt med användning av afex, BayesFactor, ggplot2, lme4, lmerTest och effektpaketen. I alla ANOVA kommer frihetsgrader att korrigeras med Greenhouse-Geisser-metoden.

   Gruppernas sociodemografiska (ålder, kön, utbildning), kognitiva (premorbida och nuvarande IQ, och verkställande prestation med planering och arbetsminne) och humör (depression) egenskaper kommer att jämföras med hjälp av Student t-test eller Χ²-test när så är lämpligt. Endast variabler som skiljer sig signifikant mellan de två grupperna kommer att inkluderas som kovariater i följande analyser.

   Den metakognitiva prestandan kommer i första hand att analyseras med binomiala blandeffektsmodeller mellan noggrannhet och konfidens, med grupp (patient vs. kontroll) och flera kovariater (premorbid och aktuell IQ, depression och executive performance med planering och arbetsminne) som mellan-subjektsfaktorer . Regressionslutning kommer att tas som en indikator på metakognitiv prestation och asymptoter som en markör för konfidensbias, det vill säga tendensen att rapportera höga eller låga konfidensbetyg oberoende av uppgiftsutförande. Sannolikhetsförhållandetester kommer att bedöma signifikans.

   Predecisionella beteendevariabler (reaktionstider, musbana parametrar) kommer att läggas till modellen i en sekundär analys efter att huvudsakliga skillnader mellan patienter och kontroller har fastställts. Geometriska egenskaper hos musbanor (rörelseentropi på x-axeln) kommer att kvantifieras med hjälp av EMOT- och Mousetrap-paketen. Korrelationer mellan rörelseentropi och konfidens kommer att kvantifieras med R², justerad för antalet beroende variabler i förhållande till antalet datapunkter.

   8.2. Korrelation mellan metakognitiv prestation och kliniska egenskaper vid schizofreni

   Utredarna kommer att köra korrelationsanalyser mellan metakognitiv prestation (regressionslutning mellan metakognitiva bedömningar och noggrannhet av första ordningens uppgift) och flera kliniska variabler. De kliniska variablerna kommer att vara:

   • De positiva och desorganiserade poängen för Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS), enligt den 5-faktormodell som föreslagits av van der Gaag et al.
   • Totalpoängen på Birchwood Insight Scale (BIS) för insikt om sjukdom
   • Totalpoängen på Beck Cognitive Insight Scale (BCIS) för kognitiv insikt
   • Totalpoängen på Personal and Social Performance Scale (PSP) för social funktion. Utredarna kommer att använda ett Spearman-korrelationstest med rangordning med falsk upptäcktsfrekvens för att korrigera för flera jämförelser.

   8.3. Elektrofysiologiska data Förbehandling: kontinuerlig EEG kommer att inhämtas vid 1200 Hz med ett 64-kanalers Gtec HIamp-system. Signalförbehandling kommer att utföras med hjälp av anpassade Matlab (Mathworks) skript med funktioner från EEGLAB verktygslådan. Efter visuell inspektion kommer artefaktkontaminerade elektroder att tas bort för varje deltagare, och epokering kommer att utföras vid typ 1-responsstart. För varje epok kommer signalen från varje elektrod att centreras till noll och genomsnittsreferens. Efter visuell inspektion och avvisande av epoker som innehåller artefaktuella signaler kommer en oberoende komponentanalys att tillämpas på individuella datamängder, följt av en halvautomatisk detektering av artefaktuella komponenter baserat på mått på autokorrelation, fokalkanaltopografi och generisk diskontinuitet. Efter avvisning av artefakter kommer artefaktkontaminerade elektroder att interpoleras med sfäriska splines.

   Statistisk analys: spänningsamplituden beräknas i medeltal inom temporala fönster (t.ex. 20ms) och analyseras med linjära blandade effektmodeller med användning av R tillsammans med lme4- och lmerTest-paketen. Denna metod gör det möjligt att analysera data från enstaka försök, utan medelvärde för tillstånd eller deltagare, och ingen diskretisering av konfidensklassificeringar. Modeller kommer att utföras på varje latens och elektrod för individuella försök, inklusive rå konfidensklassificering och noggrannhet som fasta effekter, och slumpmässiga avlyssningar för försökspersoner. Statistisk signifikans för elektrofysiologiska data inom områden av intresse (t.ex. frontocentral och vänster parietal hårbotten) kommer att bedömas efter korrigering för falsk upptäcktsfrekvens. Om möjligt kommer klusterbaserat permutationstest att användas.

9. Transformationer Data kommer att omvandlas om de bryter mot antagandet om normalitet (t.ex. omvända reaktionstider).

10. Uppföljningsanalyser Förutom blandade logistiska regressioner kommer metakognitiv prestanda att analyseras med hjälp av andra ordningens signaldetekteringsteori: meta-d' kommer att återspegla mängden perceptuella bevis som är tillgängliga när man gör förtroendebedömningar. Konfidensbias kommer också att beräknas med mottagarens funktionskarakteristikkurvor (ROC): arean mellan ROC och huvuddiagonal kommer att delas med mindre diagonal, och konfidensbias kommer att definieras som logförhållandet för den nedre och övre arean. En ANOVA med grupp- och lämpliga kovariater som mellan-subjektsfaktorer kommer att testa för en minskning av metakognitiv effektivitet och en ökning av konfidensbias hos patient kontra kontrolldeltagare.

    Drift-diffusionsmodellering kommer att göra det möjligt för oss att bestämma vilka aspekter av reaktionstider under typ 1-uppgiften som skiljer sig mellan schizofrena patienter och friska kontroller (t.ex. drifthastighet och gränsseparation), och bedöma hur sådana skillnader kan avgöra förtroendebedömningar, vilket gör det möjligt att testa förekomsten av metakognitiva brister på ett beslutsställe.

11. Slutledningskriterier Tvåsidiga test med grupp som mellanämnesfaktor kommer att användas. Tröskeln för signifikans kommer att sättas till alfa = 5 %. När det är möjligt kommer Bayes-faktorer att beräknas för att stödja nollfynd och ställa in stoppregler (se ovan).

12. Datauteslutning De första försöken av varje tillstånd kommer att exkluderas från analys om de innehåller stora variationer av den perceptuella signalen.

    Endast försök med reaktionstider mellan 100 ms och 6 s för typ 1-uppgiften kommer att behållas.

    Deltagare kommer att uteslutas om de inte kan nå 71 % noggrannhet på typ 1-uppgiften, svara på mer än 6 s i en majoritet av försöken, eller om de inte använder konfidensskalan korrekt (t.ex. inga avvikelser i konfidensrapporter) .

13. Saknade data Användningen av blandade modeller som tillämpas på beteendemässiga och elektrofysiologiska data kommer att göra det möjligt att hantera obalanserade datauppsättningar så att dataimputation inte kommer att behövas.
14. Explorativ analys (valfritt) 14.1. Korrelation mellan metakognitiv bias och kliniska egenskaper vid schizofreni. Utredarna kommer att köra explorativa Spearman rank-order korrelationsanalyser mellan metakognitiv bias (asymptoter på regressionslinjen mellan metakognitiva bedömningar och noggrannheten i första ordningens uppgift) och flera kliniska variabler (positiva och desorganiseringspoäng) PANSS, totalpoängen för BIS, BCIS och PSP).

14.2. Puls Hjärtfrekvens kommer att mätas med en Gtec pletysmografisk pulssensor och kvantifieras som en funktion av typ 2-prestanda. Baserat på tidigare fynd hos friska deltagare förväntar sig forskarna att större tillförsikt är associerad med snabbare hjärtfrekvens mellan stimulansstart och typ 2-svar. Utredarna kommer att försöka replikera dessa fynd enligt samma metoder som Allen och kollegor och utöka det till patienter.

14.3. galvanisk hudrespons (GSR) När det gäller hjärtfrekvens kommer GSR att mätas med en dedikerad Gtec-sensor och kvantifieras som en funktion av typ 2-prestanda med hjälp av Ledalab-verktygslådan under Matlab. Såvitt vi vet har ingen studie kvantifierat sambandet mellan GSR och metakognition så att utredarna kommer att genomföra explorativa analyser.