アルツハイマーの人々のためのVRニューロインターフェース





エキサイティングなコンピューターゲームをプレイし、有用なスキルを習得し、新しいレベルを通過し、ゲームカードを研究し、報酬を獲得し、翌日再びゲームに参加したが、スキルの一部が失われ、レベルを再度完了する必要があり、カードがすでに変更されていると想像してください。賞が選ばれました。失われた成果を復元し、もう少し移動して、翌日再びロールバックします。そして毎回。さらに、徐々にあなたのキックバックは進歩を上回ります-結局、あなたはすでに最初の段階にあり、あなたが何を経験したかを覚えておらず、プレーする方法さえ知りません。このようなことが、アルツハイマー病(AD)と診断された人々の実生活で起こります。



アルツハイマー病について簡単に



これは、認知機能障害、認知症の発症、社会的不適応、および期待寿命の低下を特徴とする神経変性疾患です。 ADに特徴的な病態生理学的変化は、疾患の臨床的確認の数年前、さらには数十年前に始まります。





それでも映画「TheDiaryof Memory」から、



病気は高齢者の影響を受けやすくなっていますが、まれにそれがはるかに早く現れることがあります。さらに、60を超えるほど、病気を発症する可能性が高くなります。これがおそらく、アルツハイマーがすべての人にやってくると広く信じられている理由です。誰もがそれを見るために生きるわけではありません。



最初、この病気は微妙な症状で現れ、ストレス反応や通常の老化と混同されることがよくあります。たとえば、人々は日常のタスクを完了するのが難しいと感じたり、新しい情報を吸収してそれを覚えるのが難しいと感じるかもしれません。初期の段階では、計画、焦点、抽象的な思考などの実行機能の問題も発生し始める可能性があります。初期のAD症状は、いわゆる軽度認知障害(MCI)とも呼ばれます。このとき、無関心がしばしば起こり、それが病気の最も持続的な症状になります。時間が経つにつれて、長期的な記憶の喪失、言語および認知機能の障害、脳組織の破壊があり、それは患者が周囲の世界に独立して存在することができないことを伴う。





アルツハイマー病における脳組織の神経変性アルツハイマー病の



発症の根本的な原因はまだ不明であり、現在、治療法はなく、病気を止めることさえまだ可能ではありません。しかし、喘息の素因が最初の症状の発症の10年前に決定され、認知および運動機能のさらなる発達が始まる場合、正気の心の寿命を大幅に延ばし、病気の症状を軽減することが可能です!ここですぐに疑問が生じます。AD開発の可能性を事前に診断する方法と、その後に何をすべきか。



神経生理学的方法



他の人や患者自身に気付かれるずっと前に、機能レベルで認知障害を検出することを可能にする神経生理学的方法にますます注意が払われています。したがって、近年の神経生理学的研究は、提示された音刺激に対する脳の反応の変化(イベント関連電位(ERP))により、今後10年間のAD発症のリスクを正確に検出できることを示しています。既知の





ERP登録手順



難聴は初期の段階で発生し、認知症の発症の前​​兆となる可能性があります。さらに、ここにもフィードバックがあります。聴覚の問題が重大であるほど、人は自分の言っていることを理解して覚えるのに多くの努力を費やします。つまり、脳に大きな構造変化が起こり、ADの発症につながります。被験者が2つの異なる周波数の信号を迅速かつ正確に区別する必要がある、音刺激を伴うオッドボールパラダイムの研究では、N100、P200、N200、特にP300などのERPコンポーネントのレイテンシー(レイテンシー)の増加と振幅の減少が示されています(P300について読むことができます)ここで)、刺激の提示後それぞれ約100、200、および300ミリ秒で発生し、皮質処理の機能の低下を示します(詳細はこちら)そしてここで)違反が現れる10年前。さらに、ERP登録法 使用した診断では、87%の感度と90%の特異性が示されました。これは、かなり正確な方法と見なすことができます。





MCIとBAによるP300波の特性の変化



最も興味深いのは、このような調査に数分しかかからず、非常に簡単に合格できることです。人がさまざまな音を聞いている間、電極付きのキャップをかぶって脳からの信号を登録するだけです。トモグラフィー(PETMRI)や認知テストを実行するよりも何倍も快適で、簡単で、高速であり、予防方法としてはさらに優れています。



BCIリハビリテーション



神経生理学的方法は、脳領域の機能における障害を検出することを可能にするだけでなく、それらの効果的な回復の機会も提供します。これは、現在人気のあるBCI(脳とコンピューターのインターフェイス)、またはロシア語では脳とコンピューターのインターフェイスであり、ニューロインターフェイスでもあります。このテクノロジーは、脳活動の特定の信号を検出し、それをさまざまなデバイスを制御するためのコマンドに変換することに基づいていることを思い出させてください(詳細はこちらをご覧ください)。



BCIは、脳卒中、麻痺および麻痺、外傷性脳損傷、ADHD、認知障害および認知症を含む自閉症後の運動障害のある人々のリハビリテーションのための優れたツールとしてすでに確立されています。









EEGでの動きBCIの表現に関する神経リハビリテーションには、他のリハビリテーション方法に比べて多くの利点があります。



  • 使いやすさ(帽子をかぶるだけ);
  • 高効率;
  • 神経可塑性の活性化。


ただし、いくつかの制限があります。



  • いくつかの方法は、それらをどのように扱うかを学ぶのに時間がかかります(動きの表現、リズム)。
  • トレーニング条件は実際のイベントとはかけ離れています(画面上の点滅する写真、ボートの制御)。
  • 診療所で使用される多くのシステムは、患者に不快感を引き起こします(ウェットキャップ、電極の束、髪の毛のゲル、長い設置)。


BCIは、アルツハイマー病の患者にも効果的であることが示されています。たとえば、このレビューでは、ERPとSMR(感覚運動リズム)を使用して、注意力、空間的方向性、短期記憶の認知機能を改善する可能性が示されています。



VRリハビリ



アルツハイマーを扱うためのもう1つの有望な方法はVRです。もちろん、VRの主な利点は、任意の環境を作成し、条件を制御できることです。たとえば、アルツハイマー病の最初の症状が現れる前の初期の研究結果によると、科学者は仮想博物館でタスクを完了するときに、病気を診断する際に最高の精度(感度100%、特異性98%)を達成することができました。脳脊髄液(腰椎穿刺)、断層撮影装置(PETおよびMRI)の怖くて不快なサンプリングはありませんが、VRヘルメットだけです。





空間オリエンテーション



トレーニング仮想店舗でのトレーニング



仮想現実を使用することで、空間的および一時的な記憶、実行機能と注意、運動機能とバランス、および日常業務の遂行に対する非常に正確かつ早期の違反を明らかにすることができます。さらに、さまざまな条件のユーザーにとって単純なゲームタスクであるVRトレーニングは、ADの人々のこれらすべての機能を大幅に改善できることが研究によって示されています(ここで読むことができます)。



人工知能とアルツハイマーの



そしてもちろん、人工知能(AI)の使用やさまざまなモダリティのデータに基づく機械学習などの早期診断の方法を回避することはありません。それらを組み合わせなかったもの、トレーニング用のアルゴリズムにフィードしなかったデータ、そして結局のところ、それらは良い結果を達成しました!Habréに関する



この記事は、AIを使用したPET画像を使用して、症状の発症の6年前に発症した症例の98%を認識することができた研究について説明しています。





PET



スキャンでの脳の変化AIは、MRIスキャンでアルツハイマー病を診断するために広く研究されています。それで、彼らは88%の精度で初期段階で病気を検出する可能性示しました、そしてこの研究では98.9%の精度で、AIはMCIの患者のどれがアルツハイマー病に進行するかを決定しました。



機械学習とEEGデータの組み合わせも脇にありませんでした。穏やかな状態でのわずか数分のEEG記録で、I-FAST法は、アルツハイマーの患者をMCIから94〜98%の精度で、MCIの患者を健康な患者から98.25%の精度で区別することできました



チェリーオンザケーキ-BCI + VR + AI



ここで、BCIから最高のもの、VRから最高のものをすべて取り出し、それをAIと組み合わせて1つのシステムにしたと想像してみましょう。そして今、私たちは絶対にどんなVR条件でも神経変性変化と神経リハビリテーションの可能な限り早い検出を得ました!必要に応じて、実際の生活(ショップ、美術館、アパートなど)からケースを再現し、必要に応じて、エキサイティングなゲームや、認知機能の回復に役立つ何かを実行します。





仮想現実研究における神経制御のトレーニング



、モニターとVRで作業するときのBCIの有効性を比較すると、後者と組み合わせると、ユーザーエンゲージメントが10%も増加することがわかりました。これは、かなり単純な視覚化ではありますが、すでに非常に重要です。BCI-VRの組み合わせは、SSVEP運動表現を伴う脳卒中後の患者、麻痺自閉症ADHD伴う患者のリハビリテーションおよび高齢者の正常な認知レベルの維持にすでに成功裏に使用されています..。VRでのトレーニング中のEEG記録により、患者の認知機能と感情的反応の変化をリアルタイムで検出し、トレーニングをより快適で効率的な通過に適応させることもできます。



BCI、VR、AIを組み合わせると、あらゆる角度から有望に見えますが、これらの手法を組み合わせた研究はまだほとんどありません。最近、Impulse Neiryは、アルツハイマー病、軽度の認知障害、認知症、早期の認知障害を診断するための迅速で便利で効果的な方法の開発を開始しました。また、病気の存在下で認知機能と運動機能を維持するためのトレーニングも開始しました。医療センターや家庭での診断、監視、リハビリのための興味深いゲームコンテンツを作成する計画があります。



あなたはそれを避けることができますか?



これまで読んだにもかかわらず、60〜70歳で医療従事者の世話をしたくない、自分がどこにいるのか、誰がいるのかを理解したくないと判断した場合は、可能な方法で積極的に認知機能を開発する必要があります。 、本を読んだり、クロスワードをしたり、ボードゲームをしたり、認知トレーニングのようなもっと面白いことをしたり(NeiryCogniFitなど)。また、健康的な食事と毎日の身体活動と可動性を忘れないでください。







すべての健康と長年の健全な心!



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