VR技術：更快、更准診斷阿爾茨海默症

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VR頭戴設備中的連續鏡頭。圖片來源：University of Cambridge

近日，英國劍橋大學的一項新研究表明，與目前使用的「黃金標準」認知測試相比，虛擬現實(VR)測試能夠更準確地識別早期阿爾茨海默症。該研究強調了新技術在幫助診斷和監測阿爾茨海默症等疾病方面的潛力。國際阿爾茲海默病協會官網發布的世界阿爾茲海默症2018報告顯示，全球每3秒鐘就會有1例痴呆症患者產生。

2014年，倫敦大學學院（UCL）的John O"Keefe教授因發現構成大腦定位系統的細胞而分享了諾貝爾生理學或醫學獎。從本質上講，這意味著大腦中包含了一個關於我們在哪兒、我們去過哪兒以及如何找到路線的心理「衛星導航」系統。

這種內部「衛星導航」系統的關鍵組成部分是大腦中被稱為內嗅皮層的區域。這是發生阿爾茨海默症時最早被破壞的區域，這可能解釋了為什麼「迷路」是阿爾茨海默症的最初癥狀之一。然而，臨床上使用的通過紙筆認知測試診斷阿爾茨海默症的方法無法檢測出導航障礙。

為此，劍橋大學臨床神經科學系曾是O"Keefe教授博士生的Dennis Chan博士領導的的一個科學家團隊，通過與UCL的Neil Burgess教授合作開發並試驗了一種針對有患痴呆症風險患者的VR導航測試。該研究結果近日已發表在《Brain》上。

在測試中，患者戴上頭戴式VR設備，在虛擬環境中走路並接受導航測試。成功完成這項任務需要完整的內嗅皮層功能，因此Chan博士的團隊猜測，早期阿爾茨海默症患者在測試中會受到不同程度的影響。

研究團隊從劍橋大學醫院NHS信託輕度認知障礙和記憶診所招募了45名輕度認知障礙(MCI)患者。MCI患者通常表現為記憶障礙，儘管MCI可以提示早期阿爾茨海默症，但它也可以由其他條件引起，如焦慮，甚至正常衰老。因此，確定MCI的病因對於確定受影響的個體未來是否會發展為痴呆症至關重要。

研究人員採集了患者的腦脊液(CSF)以確定MCI患者是否擁有潛在阿爾茨海默症的生物標誌物，測試結果發現了12例陽性。研究人員還招募了41名年齡匹配的健康對照進行比較。

所有MCI患者在導航任務測試中都比健康對照組表現得更差。然而，該研究產生了另外兩項重要的觀察結果。第一、CSF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。

第二，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黃金標準的測試更好。

Chan博士說：「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測試更能識別早期阿爾茨海默症。」

VR技術也可以幫助未來藥物的臨床試驗，以減緩甚至阻止老年痴呆症的進展。目前，藥物試驗的第一階段是使用動物試驗，通常為小鼠模型。為了確定治療是否有效， 科學家使用水迷宮等測試研究其導航的影響，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，他們會繼續進行人體受試者的試驗，但要使用文字和圖片記憶測試。動物模型和人類模型之間的記憶測試缺乏可比性，這也是目前臨床試驗的一個主要問題。

Chan博士說：「支持導航的腦細胞在小鼠和人類大腦中是相似的，因此， 測試導航可以幫助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。多年來，我們一直想這樣做，但直到現在，VR技術已經發展到了我們可以隨時對患者進行這項研究的地步。」

事實上，Chan博士認為，在阿爾茨海默症的診斷和監控方面，技術可以起到至關重要的作用。他正在與劍橋大學移動、可穿戴系統和增強智能中心的Cecilia Mascolo教授進行合作，開發用於檢測病情和監控疾病進展的APP。這種APP可以在智能手機和手錶上運行。在監測導航功能變化的同時，還可以追蹤其他日常活動的變化，比如睡眠和交流。

Chan博士說：「我們知道，早在癥狀顯現之前，老年痴呆症就開始影響大腦了。我們正在努力使用日常技術在我們意識到疾病癥狀之前就發現疾病徵兆。在現代社會中，移動設備幾乎無處不在，因此基於APP的方法有潛力以最小的成本診斷阿爾茨海默症，但其規模卻遠遠超過大腦掃描和其他當前常規的診斷方法。」

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