Neurovedci používajú VR okuliare na odhalenie zákernej choroby. Herná technológia ju odhalí skôr ako tradičné metódy

Vedci využívajú okuliare pre virtuálnu realitu (VR) na identifikáciu rizika Alzheimerovej choroby. Tento inovatívny prístup hľadá neinvazívne metódy na včasnú diagnostiku závažného ochorenia, ktoré postihuje milióny ľudí po celom svete.

„Vieme, že včasné odhalenie Alzheimerovej choroby a iných demencií môže významne ovplyvniť kvalitu života postihnutých osôb prostredníctvom zmien životného štýlu a liekov, ktoré dokážu spomaliť progresiu ochorenia. Diagnostika sa však musí robiť prostredníctvom zberu biomarkerov, ktoré sú drahé a invazívne, a preto vyžadujú dostatočnú indikáciu funkčného poškodenia,“ vysvetľuje Manu Madhav, neurológ z Univerzity v Britskej Kolumbii, pre web news-medical.

Práve tu sa vytvára priestor pre neinvazívne behaviorálne a kognitívne hodnotenia, ktoré môžu poskytnúť lekárom ďalší nástroj na včasnú diagnostiku – a tu vstupuje do hry virtuálna realita. Informoval o tom aj web carents.

Priestorová pamäť ako kľúč k diagnostike

Kognitívni neurovedci sa čoraz viac obracajú na VR technológie. Vyvíjajú inovatívne spôsoby hodnotenia kognitívneho poklesu. Túto informáciu prezentovali na výročnej konferencii Spoločnosti pre kognitívne neurovedy (CNS) v Bostone. Ich práca nadväzuje na predchádzajúci výskum úlohy priestorovej pamäti pri Alzheimerovej chorobe. Transformuje tradičné 2D úlohy na high-tech, 3D imerzívne zážitky.

Nové údaje nachádzajú významné rozdiely súvisiace s vekom a ochorením. Rozdiely sa týkajú toho, ako jednotlivci dokážu navigovať a lokalizovať objekty vo virtuálnom priestore. V niektorých prípadoch vedci prepojili kognitívne poruchy s hromadením proteínov. Tieto proteíny sú typické pre Alzheimerovu chorobu v mozgu.

Podľa Národného inštitútu pre starnutie približne 1 z 13 ľudí vo veku od 65 do 84 rokov ochorie na Alzheimerovu chorobu. Toto číslo stúpa s predlžovaním očakávanej dĺžky života. Pre Tammy Tran, kognitívnu neurovedkyňu, znamená štúdium pamäti a Alzheimerovej choroby osobnú záležitosť. Sama má blízkych, ktorí trpia poruchami pamäti.

„Epizodická pamäť ma fascinuje, pretože tvoje skúsenosti a spomienky ťa formujú a definujú ako jednotlivca,“ hovorí Tran zo Stanfordskej univerzity. Vedie sympózium o VR a pamäti na stretnutí CNS. „Čo sa stane, keď zabudneš a stratíš tieto zážitky?“

Inovatívne testovanie vo virtuálnom prostredí

Tran predstavila novú prácu vedenú Hadim Hosseinim (Stanford). Práca ukazuje využitie hodnotení pamäti založených na VR v kombinácii s biomarkermi Alzheimerovej choroby. Pomáhajú predpovedať riziko rozvoja ochorenia. Jej tím pracoval s mladými dospelými, klinicky nenarušenými staršími dospelými a pacientmi s miernym kognitívnym postihnutím. Toto postihnutie často predznamenáva Alzheimerovu chorobu.

Účastníci mali za úlohu zapamätať si umiestnenie rôznych predmetov. Išlo napríklad o televízny ovládač alebo okuliare v rámci virtuálnej obývačky. Neskôr tiež zrekonštruovali prostredie obývačky v samostatnej úlohe.

„Zistili sme zníženú pamäť na umiestnenie objektov, ako aj zníženú presnosť pre pamäť umiestnenia objektov medzi mladými dospelými a staršími dospelými. Rovnaké rozdiely sme pozorovali medzi nenarušenými účastníkmi a tými s miernym kognitívnym postihnutím,“ vysvetľuje Tran.

Pre lepšie kontextualizovanie týchto hodnotení vedci spolupracovali s neurológmi. Zbierali biomarkery z biofluidu Alzheimerovej choroby. Konkrétne išlo o plazmatické Aβ42/Aβ40 a pTau217 od starších účastníkov. „Zistili sme, že pTau217 predpovedal výkon pamäti umiestnenia objektov aj presnosť umiestnenia v celej našej vzorke,“ hovorí Tran.

„Tieto zistenia naznačujú významný vplyv proteínov Alzheimerovej choroby na výkon pamäti. Platí to pre klinicky nenarušených starších dospelých aj pacientov s miernym kognitívnym postihnutím.“

Prelomenie bariér pomocou technológie

Táto práca potvrdzuje nový výskum o vplyve proteínov Alzheimerovej choroby na funkciu pamäti. Ovplyvňujú ju subtílnymi, ale zistiteľnými spôsobmi ešte pred nástupom klinických príznakov. Prepojenie týchto biomarkerov s kognitívnymi funkciami pomocou imerzívnej VR by výskumníci pred piatimi rokmi považovali za nepredstaviteľné. O tom hovorí Tran.

Pokrok umožnil výskum financovaný NIH a práca organizácií ako Alzheimerova asociácia. Transformovali diagnostiku ochorenia – od posmrtnej analýzy biomarkerov cez zobrazovanie a cerebrospinálnu tekutinu až po zber proteínov z krvnej plazmy.

Táto práca tiež mení zábavnú technológiu na nástroj s klinickým využitím. „Pracujem v oblasti Alzheimerovej choroby približne 10 rokov a nikdy som nevidela také nadšenie účastníkov počas experimentu,“ hovorí Tran. „Pre mnohých ľudí znamená táto skúsenosť prvé stretnutie s imerzívnou virtuálnou realitou. Keďže pohyb napodobňuje reálny život, účastníci dokážu pozoruhodne ľahko zdvihnúť predmet, prechádzať sa po miestnosti a interagovať s virtuálnym svetom.“

Budúcnosť diagnostiky a výskumu

Inovatívne využitie VR technológie v kognitívnej neurovede prilákalo k výskumu Manu Madhava. Ako inžiniera a robotika ho fascinovali paralely medzi robotmi a ľudským mozgom. Zaujímali ho podobnosti v spracovaní a integrácii zmyslových informácií.

„Vytvorenie pohodlného a intuitívneho VR prostredia pre starších účastníkov predstavovalo najväčšiu výzvu,“ hovorí Madhav. „Našli sme malé, ale významné vylepšenia pre účastníkov v imerzívnom VR prostredí. Vydržia tam viac ako hodinu s minimálnymi obavami z nevoľnosti alebo dezorientácie.“ Tieto VR systémy integrujú senzory na sledovanie hlavy a očí. Obsahujú tiež ovládače pre bohatý a expresívny vstup.

Práca Madhavovho tímu prebieha v počiatočnej fáze so zdravými staršími a mladými dospelými. Už ukázala sľubné výsledky. Účastníci sa pohybovali sériou chodieb vo VR priestore. Pritom sledovali svoju počiatočnú polohu a miesta periodicky skrytých orientačných bodov.

„Zdraví mladší a starší dospelí sa líšia vo svojich navigačných schopnostiach. To vytvára priestor pre nábor účastníkov s včasnou Alzheimerovou chorobou. Začneme tento rok,“ vysvetľuje. „Očakávame, že rôzne úrovne zložitosti v rámci testov zosilnia rozdiely medzi mladšími a staršími účastníkmi. Rovnako predpokladáme viditeľné rozdiely medzi staršími účastníkmi a tými s diagnostikovanou včasnou Alzheimerovou chorobou.“

Madhav vníma VR ako vzrušujúci nástroj nielen na pochopenie a diagnostiku Alzheimerovej choroby. Môže pomôcť aj pri skúmaní iných kognitívnych otázok a porúch. „Nedávny, bezprecedentný nárast dostupnosti VR systémov pomôže laboratóriám kognitívnej neurovedy s menšími skúsenosťami. Umožní im vstúpiť do tohto priestoru. Môžu využívať VR na zodpovedanie komplexných kognitívnych otázok. Tie vyžadujú ponorenie a multimódnu spätnú väzbu.“

V budúcnosti diagnostika Alzheimerovej choroby pravdepodobne ponúkne prístupnejšie metódy. Budú menej invazívne a zaujímavejšie. Technológia, doteraz vnímaná prevažne ako zábava, môže zmeniť životy miliónov ľudí. Umožní včasné odhalenie tejto zákernej choroby.

Čítajte viac z kategórie: Štúdie, prieskumy a analýzy