Сбор данных
Исследование позиционировалось как бесплатный способ проверить себя, чтобы выяснить, в чем заключаются наиболее выраженные когнитивные способности респондента. Опрос состоял из девяти последовательных тестов из более широкой библиотеки, доступной в серверной системе
Авторы опирались на предшествующие данные, которые показали возможность использования данных тестов для оценки различных аспектов когнитивной деятельности человека, включая планирование/рассуждение, рабочую память, внимание и способность распознавать эмоции. Тест сконструирован таким образом, чтобы быть чувствительным к интересующим когнитивным параметрам и быть независимым от типа устройства, на котором человек проходит тестирование
Данный набор тестов не следует рассматривать как IQ-тест в его привычном понимании: тесты авторов исследования предназначены для более дифференцированной оценки когнитивных способностей. Тесты были оптимизированы для использования пожилыми и людьми с легкими когнитивными и двигательными нарушениями. Данное исследование было одобрено Этическим комитетом Имперского колледжа Лондона (17IC4009). Участники предоставили информированное согласие на веб-сайте исследования до начала тестирования.
Все тесты Cognitron были написаны на языках HTML5 и JavaScript Адамом Хэмпширом и Уильямом Трендером. Тесты были размещены на специальной серверной системе (Cognitron) хостинга Amazon EC2, которая поддерживает различные исследования с помощью пользовательских веб-сайтов. Система разработана специально для того, чтобы выдержать пиковые нагрузки — это характерно для исследований, которые связаны со СМИ. Когда потребность в обработке данных быстро меняется, система автоматически подбирает необходимое количество серверов.
Максимальное одномоментное количество участников, посетивших информационную страницу веб-сайта, составило ~ 36 000 пользователей, причем это произошло во время показа документального фильма на канале BBC2 в мае.
После девяти когнитивных тестов участникам была представлена подробная анкета с вопросами, охватывающими широкий спектр социально-демографических, экономических, профессиональных и прочих характеристик образа жизни . В мае, в результате набирающей обороты пандемии COVID-19 в анкету были включены вопросы, касающиеся прямого и косвенного воздействия вируса, а также ранее существовавших заболеваний (табл. S1) и 12 пунктов самостоятельной оценки настроения, включая вопросы о депрессии, беспокойстве, бессоннице, усталости (табл. S2). Респондентам, указывающим, что у них есть подозрение на COVID-19, были заданы дополнительные вопросы: были ли у них проблемы с дыханием, чем именно характеризовалось их нарушение дыхания, и было ли получено лабораторное подтверждение инфицирования (табл. S1). Не были исключены из опроса и люди младше 16 лет: им была представлена сокращенная анкета, которая не включала вопросы, связанные с COVID-19, и в данном исследовании она не использовалась. Это решение было принято авторами, чтобы обеспечить ускоренное одобрение исследования советом по этике.
После заполнения анкеты участникам был предоставлен сводный отчет об их состоянии по сравнению со всеми другими людьми, которые прошли каждый из опросников, в котором были выделены когнитивные тесты, по которым они справились лучше всего, опять же, относительно других людей. Этот отчет использовался как способ мотивировать население принять участие в исследовании, выясняя, в чем заключаются их когнитивные способности. Описанный выше порядок тестирования и анкетирования был установлен для того, чтобы уменьшить предвзятость респондентов. В частности, в рекламе исследования не упоминался опросник о COVID-19, чтобы избежать набора предубежденных людей, которые были обеспокоены тем, что болезнь снизила их когнитивные функции. Кроме того, перед анкетированием участникам не показывали, как их результаты когнитивных тестов соотносятся с остальной популяцией, что предотвратило предвзятое отношение при ответах на вопросы анкеты.
Продвижение исследования
Авторы собирали данные преимущественно у граждан Великобритании, которые заполнили расширенную анкету (включая вопросы о COVID-19) и решили когнитивные задачи из Большого британского теста интеллекта — совместного научного проекта с коллективом документального сериала Horizon на канале BBC2. Проект запущен в конце декабря 2019 года. В начале января статьи о грядущем исследовании разместили на сайте телепередачи Horizon, на главной странице BBC News и на главной домашней странице BBC, а также распространялись через новостные метаприложения. В течение января рекламные посты оставались на заметных позициях. Отчет о первоначальных результатах показал интерес публики, поэтому в мае, во время эпизодов документального сериала BBC2 Horizon, проводилась дальнейшая реклама исследования. Это привело к широкому охвату аудитории в январе и в мае. В период между этими датами и после них количество участников уменьшилось, но все же было значительным. Анализируемые в этом исследовании данные включают ответы с января по декабрь 2020 года.
Статистические методы
Все этапы обработки и анализа были выполнены в MATLAB Адамом Хэмпширом при участии Уильяма Тренера. Визуализация проводилась в R (v4.0.2) Джозефом Бэрнби и Эми Джолли. Этапы предварительной обработки описаны далее. Участники, не заполнившие расширенную анкету, или в возрасте до 16 лет были исключены из анализа. Каждый тест был разработан для получения одного основного показателя эффективности, основанного на точности (подробности о тестах приведены ниже). Значения, превышающие пять стандартных отклонений от среднего, были винзорированы (значения не отбрасывают, а заменяют на ближайшие к ним из оставшихся — прим. ред.). Побочные переменные были исключены путем применения обобщенной линейной модели и использования стандартизованных остатков относительно переменных для преимущественного анализа. Этот двухэтапный подход был выбран, так как он позволяет обрабатывать очень большие объемы данных при наличии множества побочных переменных (например, возраст). При этом подходе модель для изучения интересующих эффектов имела минимально возможную сложность. Также это снижало вероятность переобучения модели (англ. model overfitting — прим. ред.) при использовании модели для различных по характеристикам небольших подгрупп. Побочными переменными были возраст, пол, расовая принадлежность, пол, преобладание правой или левой руки, родной язык (английский по сравнению с другими), страна проживания (Великобритания по сравнению с другими), уровень образования, профессиональный статус и годовой заработок. Носители английского языка, проживающие за пределами Великобритании, были исключены при редактировании статьи на основании отзывов рецензентов. Возраст в годах был взят в модели до третьего порядка, чтобы точно соответствовать нелинейным кривым возраста. В анализ были включены только полные наборы данных без восстановления пропущенных значений.
Общий итоговый балл, баллы по компонентам и девять баллов по отдельным тестам с исключенными побочными переменными были взяты для анализа с помощью общего линейного моделирования. Первый анализ искал различия в баллах когнитивных тестов между людьми, которые не болели и теми, кто сообщил, что, по их мнению, они уже перенесли COVID-19. Эти участники были классифицированы по шкале тяжести на:
- тех, у кого не было нарушения дыхания;
- тех, у кого были проблемы с дыханием, но они не получали медицинской помощи;
- тех, у кого были проблемы с дыханием и которые получали медицинскую помощь на дому;
- тех, кого доставили в больницу, но не находились на ИВЛ;
- тех, кто находился на ИВЛ.
Затем следующие модели, сфокусированные на суммарном балле тестирования, оценивали, как на когнитивный дефицит влияют другие факторы. Они были включены в качестве дополнительных факторов в общую линейную модель (далее — ОЛМ):
- лабораторное подтверждение инфекции COVID-19;
- сообщения об остаточных симптомах COVID-19;
- распространенные ранее существовавшие медицинские состояния, которые влияют на дыхательную или иммунную систему и могут быть связаны с когнитивным дефицитом;
- ранее существовавшие психические состояния;
- 12 пунктов по шкале самостоятельной оценки настроения NHS, касающиеся частоты депрессии, тревожности, бессонницы, усталости и проблем с концентрацией внимания;
- количество месяцев от появления симптомов до оценки когнитивных функций.
Дизайн тестов
Когнитивные тесты, включенные в это исследование (и еще три добавленных недавно), можно посмотреть на https://gbit.cognitron.co.uk. Основное исследование включало девять тестов, которые, как было известно на основании предыдущего анализа, являются надежными для прохождения с разных устройств, чувствительными к интересующим авторов параметрам, таким как возраст, пол и уровень образования, подходят для пожилых людей и пациентов с умеренными когнитивными или двигательными нарушениями и не настолько сильно коррелируют, чтобы оценить только одну ведущую когнитивную способность (рис. 1). Более подробную информацию о тестах можно найти в дополнительных материалах.
Рисунок 1 | Когнитивные тесты, включенные в Большой британский тест интеллекта (ББТИ, англ. Great British Intelligence Test)
1. Тест складывания кубиков оценивает способность к решению пространственных задач. 2. Тест «Лондонский Тауэр», предназначенный для проверки пространственного ориентирования. 3. Порядок цифр — тест для измерения рабочей памяти. 4. Оценка зрительно-пространственной памяти — тест, предназначенный для измерения объема кратковременной пространственной памяти. 5. Определение цели — исследование, предназначенное для измерения пространственного визуального внимания. 6. Тест на мысленное вращение — тест, предназначенный для измерения способности пространственно располагать объекты в уме. 7. Поиск аналогий — оценка способности к семантическому рассуждению. 8. Выбор значения слова — оценка способности людей находить правильные определения малоупотребимых слов. 9. Распознавание эмоций — тест, направленный на измерение способности человека определять эмоции и различать их.
