Alzheimerin havaitsemisen tuominen digitaaliajalle (2023)

09 joulukuuta 2021

COVID-19:n myötä dementiatutkijat ovat nopeuttaneet pyrkimyksiään vaihtaa henkilökohtaisen kognitiivisen testauksen verkkoversioihin. Clinical Trials on Alzheimer's Disease -konferenssissa, joka pidettiin verkossa ja Bostonissa 9.–12. marraskuuta, nähtiin edistysaskel kahdella osa-alueella: olemassa olevien arvioiden siirtäminen verkkoon ja täysin uusien älypuhelinsovelluksina toimivien digitaalisten testien luominen. Säännöllisillä etäkirjautumisilla pyritään havaitsemaan lieviä kognitiivisia häiriöitä ja jopa prekliinisiä kognitiivisia muutoksia ilman, että ihmisten tarvitsee tulla klinikalle.

Tutkijat esittivät tietoja useista digitaalisista testeistä. Elektroninen kliininen dementialuokitus (CDR) on ensimmäinen yritys siirtää tämä vakiintunut työhevonen dementian vaiheistamiseen verkossa. Muut testit olivat uusia. Saksalainen yritys neotiv väitti, että sen älypuhelinsovellus mittaa episodista muistia ja tunnistaa varhaisen kognitiivisen heikkenemisen lähes yhtä hyvin kuin kliinisen arvioinnin. Samoin kanadalaisen Cognicitin kehittämä testi korreloi hyvin Montrealin kognitiivisen arvioinnin kanssa. Roche raportoi alustavat käyttötiedot älypuhelinsovelluksestaan, joka yhdistää kognitiivisen testauksen elämäntapatutkimuksiin ja puhelimen käytön seurantaan luodakseen täydellisemmän kuvan kognitiosta. Kaksi muuta testiä, Computerized Cognitive Composite (C3) ja Boston Remote Assessment for Neurocognitive Health (BRANCH), kehitetään Brigham and Women’s Hospitalissa Bostonissa. C3 ennusti kognitiivisen heikkenemisen vuoden aikana; alustavat tiedot BRANCHista viittaavat siihen, että se seuraa kuinka hyvin osallistujat oppivat ja muistivat tehtäviä. Molempia voidaan käyttää kliinisten tutkimusten esiseulonnassa.

Digitaalisesti menossa
Yan LiWashingtonin yliopiston St. Louisissa ja kollegat tuovat CDR:n verkkoon. Tämän arvioinnin aikana kokenut kliinikko kysyy osallistujilta ja erikseen heidän ensihoidon kumppaneilta kysymyksiä arvioidakseen kolmea kognitiivista ja kolmea toiminnallista aluetta. Tämä vaatii tyypillisesti yli 90 minuuttia kestävän klinikkakäynnin.

Sähköisen version luomiseksi tutkijat valitsivat CDR:stä kysymyksiä, jotka voidaan helposti mukauttaa automaattiseen pisteytykseen. He pitivät sanatarkasti ne, jotka vaativat kyllä/ei-vastauksia, ja muuttivat avoimet kysymykset monivalintakysymyksiksi mahdollisuuksien mukaan. Kaiken kaikkiaan eCDR:ssä on 47 kysymystä osallistujille ja 66 informanteille, jotka voidaan vastata puoleen ja kolmannekseen henkilökohtaisen version ajasta (katso kuva alla). Li raportoi aiemmin, että tällainen lyhennetty versio CDR:stä säilytti suuren osan perinteisestä tarkkuudesta ja luotettavuudesta (Li ym., 2021).

Seuraavaksi Li aikoo verrata eCDR:ää suoraan CDR:ään antamalla molempia 700 tutkimuksen vapaaehtoiselle, jotka ovat joko kognitiivisesti normaaleja tai joilla on MCI, ja heidän kumppaneilleen neljällä yhdysvaltalaisella klinikalla. Tähän mennessä 204 paria on liittynyt tähän nelivuotiseen tutkimukseen, jossa he ottavat CDR:n klinikalla vuosittain ja eCDR:n kotonaan puolen vuoden välein. Osallistujia ja yhteistyökumppaneita kehotetaan ottamaan annoksensa erikseen. Li myönsi, että ei ole mahdollista varmistaa, ettei osallistuja saa apua.

CTADissa Li näytti alustavat tulokset kahdeksasta ihmisestä, joilla oli MCI, ja 39 kontrollista Kalifornian yliopistosta, San Franciscosta. Hän vertasi 49 eCDR-vastausta vastaaviin CDR-vastauksiin. Heistä 35:llä korrelaatio oli tiukka, ja 11:llä oli täydellinen vastaavuus. Muiden 14 vastauksen osalta eCDR:n ja CDR:n väliset erimielisyydet saattavat johtua ainakin osittain teknisistä seikoista, Li sanoi. Kaikki nämä erimielisyydet sisälsivät kirjallisia vastauksia, jotka edellyttävät, että osallistuja on samaa mieltä kumppaninsa kanssa, jotta se arvostettaisiin oikein. Muut kysymykset paljastivat kliikon harkintavallan vangitsemisen vaikeuden. Esimerkiksi kysymykseen "Missä synnyit?" kliinikko saattaa merkitä oikean kaupungin pelkän kirjoitusvirheen, kun taas eCDR merkitsee vastauksen virheelliseksi. Tärkeää on, että kaikki 14 ristiriitaisimmasta vastauksesta yhtä lukuun ottamatta liittyivät muistiin, mikä teki tämän tärkeän alueen digitaalisten ja konkreettisten testien välisestä korrelaatiosta heikoimman (katso kuva alla).

Kaiken kaikkiaan eCDR korreloi CDR-pisteiden kanssa käyrän alapuolella olevan alueen ollessa 0,86 – AUC on tilastollinen korrelaation mitta, ja 1,0 on täydellinen vastaavuus.

CDR vs eCDR.Sopimus verkkotunnuspisteiden välillä CDR:ssä ja eCDR:ssä. [Yan Li:n luvalla, Washingtonin yliopisto, St. Louis.]

eCDR:ien muistialueen suorituskyky on ongelma, jonka Li ja kollegat toivovat parantavansa testaamalla erilaisia ​​kysymyksiä.Randall Bateman, myös Wash U:ssa, pohtii, voisiko subjektiivisen muistin tutkiminen eCDR:ssä auttaa. "Subjektiivisen vaikutelman vangitseminen yksilön muutoksesta ajan myötä on erittäin tärkeä osa sitä, mikä tekee CDR:stä vahvasti ennustavan", hän sanoi. Toistaiseksi Li on sulkenut pois kysymyksiä, jotka herättävät subjektiivisen vastauksen, koska automaattinen pisteytysalgoritmi ei pysty analysoimaan avoimia vastauksia, mutta hän toivoo, että tekoäly voi muuttaa tilanteen. Luonnonkieliset prosessointialgoritmit voivat pystyä tunnistamaan avainsanoja tai lauseita vastauksissa ja arvioimaan niiden laatua ja tarkkuutta.

Eric SiemersSiemers Integration LLC:stä pitää sähköisen CDR:n käsitteestä, koska se saattaa voittaa henkilökohtaisten istuntojen rajoitukset. "Uskon, että eCDR voisi poistaa osan CDR:n subjektiivisuudesta, minkä vuoksi tarvitset niin paljon koulutusta voidaksesi antaa sen tehokkaasti", hän kertoi Alzforumille.

Entä uudet testit?
Emrah DuzelSaksan neurodegeneratiivisten sairauksien keskus (DZNE), Magdeburg, ja hänen kollegansa neotiv-yhtiössä, jonka hän oli perustamassa, kehittävät älypuhelinsovellusta, joka tutkii episodista muistia. Se käyttää kolmea tehtävää (katso kuva alla). Mnemoninen kohteiden ja kohtausten erottelu (MDT-OS) pyytää osallistujia näkemään, eroavatko kaksi kolmiulotteisen huoneen kuvaa ja miten ne. Object-in-Room Recall (ORR) -toiminnossa testin suorittaja näkee kaksi kohdetta kolmiulotteisessa huoneessa ja hänen on tunnistettava ne ja missä ne olivat välittömästi ja uudelleen 30 minuutin kuluttua. CSR (Complex Scene Recognition) tarkoittaa, että kuvat tunnistetaan sisä- tai ulkokohtauksiksi ja muistetaan tunnin kuluttua, mitkä niistä on jo näytetty. Jokainen testi kestää 15 minuuttia.

Muistikolmio. Neotiv-sovellus mittaa episodista muistia kolmella testillä. [LuoksillaBerron et al., Rxiv, 2021.]

Viime vuoden CTAD:ssa Düzel ilmoitti, että ORR-pisteet korreloivat klinikan neuropsykologisten testien tulosten kanssa 58 osallistujalla DZNE Longitudinal Cognitive Impairment and Dementia Study -tutkimuksessa, eli DELCODE. Nämä vapaaehtoiset ovat terveitä AD:lle, ja he ovat käyneet läpi laajan kliinisen kognitiivisen testauksen, mikä tekee heistä ihanteellisia ehdokkaita arvioimaan älypuhelintestiä.David BerronDZNE, neotivin perustaja, oli sanonut, että ORR-pisteet seurattiin tau:lla CSF:n ja PET:n mukaan (Marraskuun 2020 konferenssiuutiset).

Tänä vuonna Düzel esitti tietoja 102 DELCODE-osallistujalta, mukaan lukien 25 kognitiivisesti normaalia ihmistä, seitsemän kognitiivisesti normaalia AD-potilaiden ensimmäisen asteen sukulaista, 48 henkilöä, joilla oli subjektiivinen kognitiivinen heikkeneminen (SCD) ja 22 henkilöä, joilla on MCI CERAD-neuropsykologisen testin mukaan. taikina (Berron ym., 2021). Tutkijat vertasivat kolmen testinsä yhdistelmää Prekliinisen Alzheimerin kognitiivisen komposiitti 5:n osiin, jotka testaavat episodista muistia. Perustason PACC5-pisteet luokittelivat 29 vapaaehtoista kognitiivisesti heikentyneeksi ja 73 normaaliksi.

Osallistujat latasivat sovelluksen älypuhelimeen tai tablettiin, ja heitä pyydettiin suorittamaan yksi testeistä kahden viikon välein vuoden ajan. Kolmen syklin jälkeen he olisivat ottaneet kaikki kolme, mikä tuottaisi yhdistelmäpisteen. Tutkimus on käynnissä. Analyysin aikaan 87 osallistujalla oli vähintään kaksi yhdistelmäpistettä. Nämä korreloivat lähtötason PACC5-pisteiden kanssa ja erottivat PACC5:n määrittämän normaalin kognitiivisesti heikentyneestä ihmisestä, jonka AUC oli 0,9, herkkyys 83 ja spesifisyys 74 prosenttia (katso kuva alla).

Tutkijat seuraavat, kuinka heidän sovelluksensa mittaama vuotuinen kognitiivinen heikkeneminen kestää PACC5-mittauksiin asti DELCODEssa. "PACC5 on herkkä pitkittäismuutokselle, ja digitaalisilla testeillämme on vahva uudelleentestauksen luotettavuus, mikä on avainasemassa havaittaessa laskua ajan myötä", Berron kertoi Alzforumille.

Myös torontolainen Cogniciti kehittää digitaalisia testejä. Pyrkiessään vastaamaan tuloksia vakiintuneisiin kliinisiin testeihin,Theone PatersonKanadan Victorian yliopiston tutkija raportoi, että osa Cognicitin kognitiivisesta testistä korreloi hyvin kliinisen Montrealin kognitiivisen arvioinnin tulosten kanssa 40:llä kognitiivisesti normaalilla aikuisella ja 51:llä amnestisella MCI:llä. Digitaaliset kasvojen nimet ja spatiaaliset työmuistitehtävät ennustivat aMCI:n yhtä tarkasti kuin MoCA:n AUC-arvoilla 0,76 ja 0,71, Paterson raportoi CTAD:ssa.

Ja nyt prekliinisen Alzheimerin taudista
Digitaaliset testit voidaan tehdä useammin, koska ne ovat kätevämpiä kuin klinikkatestit.Kate Papp,Roos Jutten, ja kollegat Brigham and Women's Hospitalissa, Bostonissa, haluavat tietää, voivatko kuukausittaiset tarkastukset selvittää hienovaraisen kognitiivisen heikkenemisen, joka vuosittaisissa testeissä jäisi huomiotta. Papp pyysi 114 kognitiivisesti tervettä vapaaehtoista Harvard Aging Brain Study -tutkimuksesta ottamaan tablettipohjaisen tietokonepohjaisen kognitiivisen yhdistelmän (C3), joka on yhdistelmä Cogstaten lyhytakkua, kasvojen nimiyhdistelmiä ja esineen muistutustehtävää. HABS-vapaaehtoiset tekivät tämän kerran kuukaudessa vuoden ajan (Elokuun 2019 konferenssiuutiset). Heille tehtiin amyloidi- ja tau-PET-skannaukset ja kliiniset PACC5-testit lähtötilanteessa ja vuotta myöhemmin.

Tämän tutkimuksen uutiset liittyivät kognitiivisen testauksen tunnettuun ja nokkosihoiseen ilmiöön, käytännön vaikutuksiin. Kaikki osallistujat paranivat kolmen ensimmäisen testauskuukauden aikana, kun he tutustuivat tehtäviin, mutta nämä harjoitusvaikutukset olivat pienempiä ihmisillä, joilla oli korkea amyloidi- ja tau-taakka, ja niillä, joiden kognitio liukastui nopeammin PACC5: ssä. Itse asiassa pienempi parannus kolmen ensimmäisen kuukauden aikana C3:ssa ennusti, kuka laskisi enemmän kuin 0,10 standardipoikkeaman PACC5:ssä AUC:lla 0,91 (katso kuva alla).

Haluamatta odottaa kuukausia kognitiivisen aukon ilmaantumista, Papp jaDaniel SoberanesBrigham and Women's siirtyi päivittäiseen älypuhelinpohjaiseen testaukseen. Viikon ajan 101 kognitiivisesti normaalia 65-vuotiasta ja sitä vanhempaa HABS-osallistujaa suoritti BRANCH-testin, joka sisältää kasvojen nimien yhdistämisen, päivittäistavaratuote- ja hinnanpalautustehtävät sekä numero-symbolien yhdistämistehtävät (Papp ym., 2021). Tässäkin kaikki osallistujat suorittivat tehtävät tarkemmin viikon edetessä. Kuitenkin vanhemmat ihmiset ja ne, joilla oli huonompi PACC5-pistemäärä, oppivat huonommin kuin nuoremmat ja paremmat PACC5-pisteet. "Biomarkkeritietojen varhainen analyysi on myös osoittanut oppimiskäyrän eroja amyloiditilan perusteella, joita olemme innoissamme tutkimassa lisää", Soberanes kirjoitti sähköpostitse. Neuropsykologit uskovat, että nämä lyhyen aikavälin käytännölliset vaikutukset voivat merkitä osallistujia, joilla on hienovaraista kognitiivista heikkenemistä varhaisissa ehkäisytutkimuksissa.

Enemmän kuin testausta
Sen lisäksi, että näytölle pudotetaan kynää ja paperia, jotkut tutkijat luovat uusia arvioita, jotka kattavat laajempia mittareita, kuten henkilön unen laadun, sosiaalisen sitoutumisen tai mielialan.Foteini OrfaniotouRochesta, Baselista, Sveitsistä, osoitti alustavia tuloksia konseptitutkimuksesta. Rochen sovellus yhdistää kognitiiviset ja motoriset toimintatestit yrityksen vapaaehtoisille älypuhelimella tehtyihin elämäntapatutkimuksiin (katso kuva alla). Orfaniotou sanoi, että kyselyt lisäävät käsitystä siitä, miksi osallistujan suorituskyky saattaa vaihdella päivästä toiseen.

Paljon dataa. Roche-sovellus mittaa, kuinka elämäntapatekijät (vihreä) vaikuttavat kognitiivisiin ja toiminnallisiin aktiviteetteihin (oranssi). Passiivisen seurannan avulla tutkijat voivat seurata henkilön sitoutumista älypuhelimeen ja hänen fyysistä aktiivisuuttaan (sininen). [Foteini Orfaniotoun, Rochen luvalla.]

Tavoitteenaan lopulta tutkia 120 vapaaehtoista, tutkijat ovat tähän mennessä ottaneet mukaan 10 kognitiivisesti normaalia ihmistä, joista 51 sairastaa SCD:tä ja 26, joilla on varhainen AD kolmesta klinikalta Yhdysvalloissa ja kahdesta Espanjasta. Täydelliset tiedot on tarkoitus lukea vuoden 2022 ensimmäisellä puoliskolla.

Osallistujille määrätään seitsemän päivittäistä tehtävää/kyselyä kuukauden ajaksi. Useimmilla ei ollut ongelmia sovelluksen käytössä; kaksi, joilla oli varhainen AD, ei lopettanut tutkimusta teknisten ongelmien tai ahdistuksen vuoksi. Kognitiivisesta tilasta riippumatta kaikki suorittivat vähintään yhden aktiviteetin 96 prosentilla päivistä. DZNE:n Berron oli iloinen nähdessään tämän sitoutumisen ja ajatteli, että se lupasi hyvää digitaalisille testeille. "Olen optimistinen, että voimme toteuttaa [näitä testejä] pitkällä aikavälillä ja suuremmissa ryhmissä, varsinkin jos arvioinnit ovat harvempia", hän sanoi.

Digitaalinen etätekniikka terapeuttina?
COVID-aikakaudella nuoremmat ja keski-ikäiset aikuiset kääntyivät nopeasti teknologian puoleen säilyttääkseen sosiaaliset siteensä fyysisestä etäisyydestä huolimatta. Vanhemmat ihmiset, jotka ovat olleet hitaampia sopeutumaan, huomaavat olevansa sosiaalisesti eristäytyneempiä, mikä lisää heidän dementiariskiään (Elokuun 2017 konferenssiuutiset;Toukokuun 2019 uutiset). Voisiko tekniikka todella hidastaa dementiaa, ei vain seurata sitä?

Hiroko DodgeOregon Health & Science Universityssä, Portland, ajattelee niin. Hänen aikaisemmassa pilottitutkimuksessaan todettiin, että 30 minuutin päivittäinen videokeskustelu kuuden viikon ajan paransi kielipohjaista toimeenpanotoimintaa kognitiivisesti normaaleilla 80-vuotiailla.Dodge ym., 2015). CTADissa Dodge osoitti varhaisia ​​tuloksia suuremmasta Internet-pohjaisestaKeskustelevan sitoutumisen kliininen tutkimus. I-CONECTissa 86 kognitiivisesti normaalia 75-vuotiasta ja sitä vanhempaa ihmistä ja 100 samanikäistä MCI-potilasta ilmoittautui neljään 30 minuutin strukturoituun videochattiin viikossa kuuden kuukauden ajan, sitten kahteen viikossa vielä kuuden kuukauden ajan (Yu ym., 2021). Koulutetut haastattelijat saivat keskusteluun kuvien avulla ja pyysivät osallistujia keskustelemaan aiheeseen liittyvistä muistoista (katso kuva alla).

Keskustelua kognition puolesta. Mukana olevan kannettavan tietokoneen (vasemmalla) yksinkertaisen käyttöliittymän kautta vanhemmat aikuiset kävivät videokeskusteluja koulutettujen haastattelijoiden kanssa, jotka saivat keskusteluun kuvien avulla (oikealla). [Oregonin terveys- ja tiedeyliopiston Hiroko Dodgen luvalla.]

Niistä 31:stä MCI:stä kärsivästä henkilöstä, joiden kuuden kuukauden arvio oli saatavilla analysointihetkellä, videokeskustelut säilyttivät MoCA-tason lähtötasonsa, kun taas ne, jotka saivat viikoittaista puhelinsisäänkirjautumista kontrollina, laskivat. Tutkijat analysoivat nyt yhden vuoden seurantatietoja ja muita tulosmittauksia, mukaan lukien kielipohjaisten toimeenpanotoimintojen ja puheen ominaisuuksien muutoksia. 25 kognitiivisesti normaalin vapaaehtoisen joukossa videokeskustelut paransivat kategorian sujuvuutta, mikä on merkki paremmasta toimeenpanotoiminnasta.

Dodge uskoo, että etätutkimuksissa, kuten I-CONECT, tulisi yhdistää digitaaliset kognitiiviset testit digitaalisiin biomarkkereihin, ja puhemallien analysointi I-CONECTin tallennettujen videokeskustelujen avulla on käynnissä. "Kognition varhaisen heikkenemisen tunnistaminen puhemuutoksia seuraamalla olisi hienoa", Dodge kertoi Alzforumille. (KatsoOsa 8tästä sarjasta).

Koti vai klinikka vai koti ja klinikka?
Korvaako mikään näistä koskaan klinikkatestejä?Alexandra Atkins, VeraSci, Durham, North Carolina ja kollegat eivät usko. He pyysivät 20 vanhempaa aikuista, joilla oli SCD ja 41 ikään sopivaa normaalia kontrollia, ottamaan tablettipohjaisen lyhyen kognition arvioinnin (BAC), joka sisältää symbolien koodauksen, sanallisen muistin, visuospatiaalisen työmuistin ja verbaalisen sujuvuuden tehtäviä. Vapaaehtoiset tekivät testejä sekä klinikalla että kotona. Jotkut kontrollit onnistuivat yllättäen paremmin suullisessa muistitestissä kotona, kun taas kaikki osallistujat suoriutuivat samalla tavalla kolmessa muussa tehtävässä riippumatta siitä, missä ne suoritettiin. Atkins ei spekuloinut, miksi ihmiset pärjäsivät paremmin kotona.

Tämä oli tietysti vain pieni tilannekuva BAC:sta, joka puhuu toistaiseksi digitaalisten kognitiivisten arvioiden rajoituksista - liian vähän tietoa, etenkin pitkittäismuotoista.Rhoda AuBostonin yliopisto, totesi, että suuri osa nykyisestä työstä yrittää edelleen kiusoitella malleja. "Jotta päästään digitaalisiin biomarkkereihin, meidän on investoitava yhtä paljon kuin olemme tehneet nestemäisiin markkereihin", hän kirjoitti Alzforumille.

Li huomautti, että useimmat tutkimukset nykyään ovat konseptin todisteita saadakseen käsityksen siitä, mikä voisi olla mahdollista ja luotettavaa. "Validointia laajemmassa populaatiossa tarvitaan edelleen testin suorituskyvyn arvioimiseksi", hän kirjoitti.Sandra Weintraub, Northwestern University, Chicago, suostui. "Vaikka työ on kannattavaa, paljon työtä on vielä tehtävä näiden näyttöjen käyttöönottamiseksi", hän kirjoitti. (Chelsea Weidman Burke)