Brain：VR識別早期阿爾茨海默症勝過「金標準」，準確率約為90%

圖片來源：Pixabay

作為一種常見的神經退行性疾病，阿爾茲海默症起病隱匿、多發於中老年群體。自1907年被發現以來，醫學上對阿爾茨海默症的治療一直未取得良好的效果。

VR鏡頭裡的圖像。圖片來源：劍橋大學

近日，英國劍橋大學(University of Cambridge)的一項新研究發現，虛擬現實（VR）可以比目前使用的「黃金標準」認知測試更能準確地識別早期阿爾茨海默症。

VR導航測試

2014年，倫敦大學學院的John O"Keefe教授因「發現構成大腦定位系統的細胞」而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。從本質上講，John O"Keefe教授的發現告訴我們，大腦包含了一個關於我們在哪裡、我們去過哪裡、以及如何找到我們周圍道路的內部「衛星導航系統」。

這個內部衛星導航系統的一個關鍵組成部分是大腦內嗅皮質，而這真是阿爾茨海默症患者首先受損的區域之一，也就可以解釋為什麼「迷路」是阿爾茨海默症的首發癥狀之一。然而，臨床上用於診斷病情的認知測試無法測試「導航」是否有問題的。

Dennis Chan博士

為此，曾是O"Keefe教授的博士生、劍橋大學臨床神經科學系Dennis Chan博士領導團隊與倫敦大學學院的Neil Burgess教授合作，開發了一款VR導航系統，並對有阿爾茨海默症風險的患者進行了試驗。

他們發現，這種新方法在區分阿爾茨海默病患者和因其他原因引起記憶障礙的患者方面準確率約為90%。相比之下，「黃金標準」認知測試的這一比例為55%。相關研究結果發表在《Brain》雜誌上。

https://doi.org/10.1093/brain/awz116

更早識別阿爾茨海默症

研究小組從劍橋大學醫院NHS信託輕度認知障礙和記憶診所（NHS Trust Mild Cognitive Impairment and Memory Clinics）招募了45名患有輕度認知障礙（MCI）的患者。MCI的患者通常表現出記憶障礙，不過雖然MCI可以指示早期阿爾茨海默症，但它也可能由其他疾病引起，例如焦慮甚至正常衰老。因此，確定MCI的原因對於確定受影響的個體將來是否有患阿爾茨海默症的風險至關重要。

在測試中，患者戴著VR耳機，在模擬環境中行走時並進行導航測試。要想成功完成這一任務需要大腦內嗅皮質功能完整，因此Chan博士的團隊假設患有早期阿爾茨海默病的患者在測試中會受到不成比例的影響。

研究人員採集了腦脊液（CSF）樣本，在MCI患者中尋找潛在阿爾茨海默症的生物標誌物，其中12例檢測呈陽性。研究人員還招募了41名年齡匹配的健康對照進行比較。

結果顯示，所有MCI患者在導航任務上的表現都比健康對照組差。而且，該研究還發現了另外兩個關鍵觀察結果。

?首先，腦脊液標誌物呈陽性的MCI患者的表現比腦脊液標誌物呈陰性的MCI患者更差。腦脊液標誌物呈陽性表明存在阿爾茨海默症。

?其次，VR導航任務在區分這些低風險和高風險的MCI患者方面比目前使用的一系列被認為是早期阿爾茨海默症診斷金標準的測試更好。

Chan博士表示，「這些結果表明，VR導航測試可能比我們目前在臨床和研究中使用的認知測試更能識別早期阿爾茨海默症。」

此外，VR導航測試還可以幫助未來藥物的臨床試驗，減緩甚至阻止阿爾茨海默病的進展。

目前，藥物試驗的第一階段是在動物中進行測試，通常是在小鼠模型進行。為了確定治療方法是否有效，科學家會使用水迷宮等測試研究了它們對導航的影響。在水迷宮中，小鼠必須學習不透明水池表面下隱藏平台的位置。如果發現新葯可以改善這項任務的記憶力，研究人員會繼續進行人體試驗。動物模型和人類參與者之間缺乏記憶測試的可比性，這是當前臨床試驗的一個主要問題。

「支持『內部導航』的腦細胞在嚙齒動物和人類中是相似的，因此測VR導航測試可能使我們克服阿爾茨海默症藥物試驗中的這一障礙，並幫助將基礎科學發現轉化為臨床應用，」Chan博士說，「多年來我們一直希望這樣做，但現在只有VR技術可以讓我們隨時在患者身上進行研究。」

事實上，Chan博士認為，VR導航測試可以在診斷和監測阿爾茨海默病中發揮至關重要的作用。目前，他正與劍橋大學移動、可穿戴系統和增強智能中心的Cecilia Mascolo教授合作，開發用於檢測和監測疾病進展的應用程序。這些應用程序可以在智能手機和智能手錶上運行。除了尋找導航方式的變化外，應用還會監測其他日常活動（如睡眠和通信）的變化。

結語

「阿爾茨海默症在癥狀出現之前很早就會影響大腦，在我們意識到它們之前，就已經可以利用日常技術來發現疾病警告信號。」Chan博士說，「我們生活在一個移動設備幾乎無處不在的世界，因此基於應用程序的方法或許可以用最低的成本來診斷阿爾茨海默症，其大規模推廣的可行性遠遠超過腦部掃描和其他現有的診斷方法。」

End

參考資料：

[1] Virtual reality can spot navigation problems in early Alzheimer"s disease

[2] 兩篇論文證明：手機遊戲可以檢測出阿爾茨海默症高風險人群

[3]Virtual reality to help spot risk of Alzheimer』s

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