Не забыть и не потеряться: Новые технологии для пациентов с болезнью Альцгеймера

Постепенная потеря памяти, снижение когнитивных способностей, блуждания в неизвестных местах, неспособность одеваться по утрам: жизнь с деменцией и ее наиболее распространенной формой - болезнью Альцгеймера - является тяжким бременем как для пациентов, так и для их близких.

По оценкам ВОЗ, около 50 млн человек в мире страдают деменцией. Каждый год появляется около 10 млн новых случаев и 60–70% из них приводят к болезни Альцгеймера. По мере старения населения планеты и роста числа людей, страдающих от этих заболеваний, цифровые технологии выходят вперед и предлагают некоторые решения для раннего выявления и контроля заболевания.

Болезнь Альцгеймера постепенно разрушает память и, в конечном итоге, способность выполнять простейшие задачи. В легких случаях пациент может просто забыть, что ему говорили 10 минут назад, однако в тяжелых случаях это заболевание может мешать повседневной жизни и деятельности человека. На поздних стадиях болезни Альцгеймера пациенты вынуждены полностью полагаться на заботу других людей.

В наше время технологические решения для борьбы с когнитивным упадком и болезнью Альцгеймера появляются все чаще вместе с увеличением объемов разработки лекарственных препаратов, перспективных биомаркеров и многого другого.

Возраст является одним из наиболее важных факторов риска развития деменции - но это не неизбежный результат при старении. Поскольку это сложное заболевание, эксперты даже не пришли к единому мнению о том, что вызывает болезнь Альцгеймера. Вероятно, причины включают в себя сочетание генетических, экологических факторов и факторов образа жизни.

Врачи предлагают вести активный образ жизни с большим количеством ежедневных физических упражнений, придерживаться средиземноморской диеты (свежие овощи и фрукты, цельное зерно, оливковое масло, орехи, бобовые и рыба) и достаточно высыпаться. Кроме того, поддержание когнитивного здоровья, например с помощью некоторых цифровых технологий, изучение новых вещей и социальные связи также могут стать дополнительными факторами, препятствующими развитию болезни.

Ранняя диагностика по крови, биомаркерам или с помощью "умных" устройств

К тому времени, когда пациенту обычно ставят диагноз, нейроны в мозге уже погибают, нанося человеку непоправимый ущерб. Помимо поиска подсказок в анализах крови, исследователи также экспериментируют с цифровыми биомаркерами, связанными с болезнью.

Одним из них может стать сетчатка глаза пациента. Она является одним из самых перспективных биомаркеров для ранней диагностики болезни Альцгеймера, а тест можно провести в кабинете офтальмолога без предварительной подготовки. Оказывается, по неровностям слоев сетчатки можно определить стадию заболевания, при этом анализ проводится искусственным интеллектом в течение нескольких минут.

Например, платформа компании Optina Diagnostics использует искусственный интеллект для анализа гиперспектральных изображений сетчатки, полученных с помощью специальной камеры (Metabolic Hyperspectral Retinal Camera, MHRC) во время простого сканирования глаз. Устройство записывает непрерывный спектр длин волн, который может быть проанализирован для определения наличия определенных биомаркеров, таких как бета-амилоидные бляшки, которые считаются признаками болезни Альцгеймера. Новая система, как утверждают специалисты Optina, будет недорогостоящей и существенно более доступным средством для скрининга, чем большинство существующих сегодня методик.

В свою очередь ученые из Эдинбургского университета разрабатывают комплексную систему сканирования глаз, анализирующей многочисленные биомаркеры в глазах для выявления дегенерации мозга. Программное обеспечение для анализа изображений с компонентами машинного обучения, позволяет анализировать изображения, полученные с помощью оборудования для сканирования глаз, которое уже имеется в офисах врачей-офтальмологов. Система позволяет измерять изменения малых кровеносных сосудах в задней части глаза и изменения в слоях нервной ткани глаза, которые связаны с болезнью Альцгеймера и предшествуют серьезным симптомам когнитивного упадка, проявляющимся позднее.

Использование возможностей мобильных и носимых технологий потребительского класса - еще одна перспектива ранней диагностики. Удаленный мониторинг симптомов, связанных с когнитивными нарушениями, с помощью "умных" устройств является целью многочисленных исследований. В феврале 2021 года производитель лекарств Biogen и компания Apple заключили партнерство для проведения многолетнего исследования "с целью создания цифровых биомаркеров для мониторинга долгосрочной когнитивной деятельности и выявления ранних признаков легкого когнитивного расстройства".

Платформа компании Linus Health сочетает в себе когнитивные скрининговые тесты и функции удаленного мониторинга пациентов, чтобы обеспечить возможность для выявления ранних признаков болезни Альцгеймера, отслеживания ее прогрессирования и лечения с помощью изменения образа жизни и медицинских схем. Система использует встроенные датчики смартфонов и планшетов для проведения серии когнитивных оценок и отслеживания прогресса пациентов с течением времени, что позволяет наблюдать за пациентами как в клинике, так и дистанционно.

Главным элементом системы является DCTclock - оцифрованная версия традиционного теста на рисование часов для выявления деменции. В своей оригинальной форме этот тест состоит в том, что пациентов просят с помощью ручки и бумаги нарисовать аналоговые часы по памяти, а затем поручает врачам изучить готовый рисунок на предмет признаков потери памяти и снижения когнитивных способностей. В тесте DCTclock пациенты рисуют часы с помощью цифровой ручки и бумаги или мобильного устройства. Используя эти инструменты, алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения могут проанализировать весь процесс рисования на наличие признаков деменции.

Корейская компания iMediSync разработала систему iSyncWave - портативное устройство для картирования головного мозга с помощью ЭЭГ и одновременно светодиодный фотобиомодуляционный прибор для светотерапии. Надеваемое на голову, похожее на велосипедный шлем устройство предназначено для раннего выявления нервно-психических расстройств, а также для проведения лечения как в клинике, так и дистанционно на дому.

iSyncWave помогает обнаружить ранние признаки болезни Альцгеймера и обеспечивает световую терапию при слабоумии, болезни Паркинсона и других неврологических проблемах. Картирование мозга с использованием программного обеспечения на базе искусственного интеллекта позволяет обнаружить сигналы мозга, характерные для болезни Альцгеймера, и может помочь обнаружить доклиническое слабоумие Альцгеймера. Система с помощью гарнитуры iSyncWave также может предложить персонализированную светодиодную нейромодуляцию для усиления нейронной активности.

Игра, голос и искусственный интеллект для выявления деменции и поиска лечения

Ученые из Университетского колледжа Лондона создали онлайн-игру для раннего выявления и поиска возможных методов лечения деменции. Согласно их веб-сайту, "более 4,3 миллиона игроков играли в общей сложности более 117 лет, предоставив ученым данные, на сбор которых у традиционных исследователей деменции ушло бы 176 веков". Научная основа игры была сосредоточена на одном из первых признаков деменции: потере навигационных навыков. Игра позволила получить достаточное количество данных для создания эталона пространственной навигации человека.

Изменения в речевых паттернах также могут указывать на болезнь; таким образом вполне вероятно, что цифровые помощники, чатботы или такие устройства, как Amazon Alexa, будут использоваться в будущем для диагностики различных типов деменции. Например, программная модель, разработанная компаниями IBM и Pfizer анализирует одно-двухминутные образцы речи, полученные в результате клинического когнитивного теста с помощью программного обеспечения обработки естественного языка. Система смогла предсказывать болезнь Альцгеймера с общей точностью 0,70. Модель пока не совершенна, но тем не менее намного точнее современных клинических методов диагностики, основанных на биомедицинских данных пациентов, которые в среднем дают общую точность 0.59.

Применяется в диагностике этого заболевания и технологии искусственного интеллекта. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) может дать представление о деятельности нейронов в мозге - но ее данные слишком сложны для анализа. В исследовании, проведенном в октябре 2020 года, американские ученые опубликовали результаты работы разработанных ими алгоритмов машинного обучения, анализирующих данные фМРТ. Первые результаты многообещающие: точность алгоритма была "такой же высокой, как и у других методов, или даже выше".

Английская компания Oxford Brain Diagnostics разрабатывает клиническую диагностическую платформу, основанную на собственном программном обеспечении для измерения кортикального дисбаланса мозга. В системе применяется программный анализ, базирующийся на использовании собственных алгоритмов компании. Этот метод анализирует характеристики коры головного мозга на основе данных МРТ-сканирования и, по словам разработчиков, позволяет заблаговременно, на много лет раньше, чем это возможно при использовании современных методов диагностики, диагностировать заболевания мозга.

Лечение

Группа научных сотрудников из университета Квинсленда недавно обнаружила, как белок, использующий собственные клетки мозга для распространения, может быть причиной деменции и болезни Альцгеймера. Понимание того, как распространяется белок, дает возможность остановить его. Пака эта работа, к сожалению, находится на раннем этапе отработки концепции.

Интересно, что музыка также может оказаться полезной. Сотрудники университета Земмельвейса установили, что прослушивание музыки может помочь пожилым людям вернуть чувство собственного достоинства и бодрости духа. Вспоминание, пение или просто прослушивание старых песен значительно улучшает познавательную деятельность пациентов с болезнью Альцгеймера. В результате они реже бродят, лучше сохраняют независимость и повышают свою самооценку.

Несколько лет назад ученые обнаружили, что направление мигающего света с частотой 40 герц в глаза и шумов с такой же частотой в уши мышей с болезнью Альцгеймера привело к заметному снижению количества амилоидных бляшек в их мозгу. Изучая химию мозгов мышей, прошедших такую процедуру, исследователи отметили более высокую концентрацию цитокинов, приводящую к микроглиальным фагоцитарным состояниям, которые "очищают" амилоидные бляшки, в том числе IL-6 и IL-4, и других микроглиальных хемокинов, в том числе M-CSF и MIG.

В настоящее время ведется исследование с участием людей, в котором оценивается эффективность влияния мерцания света на пациентов с болезнью Альцгеймера, при этом оно помогает объяснить основополагающий механизм, который может быть таким же у человека.

В июне 2021 года американский регулятор отрасли здравоохранения (FDA) дал зеленый свет первому с 2003 года препарату для лечения симптомов болезни Альцгеймера. Этому решению предшествовали огромные ожидания, и сегодня кажется, что препарат не оправдал их: эксперты сомневаются в эффективности и побочных эффектах нового лекарства. Дошло до того, что три члена конкретной комиссии FDA подали в отставку в связи с возникшими разногласиями. Но лекарство от болезни Альцгеймера очень нужно, и оно неизбежно появится.

Жизнь с Альцгеймером

Цифровые помощники, такие как Amazon Alexa, могут помочь пациентам и членам их семей справляться с болезнью. Сервис My Carer, работающий с голосовым помощником Amazon Alexa, позволяет пользователям с ранней стадией деменции устанавливать напоминания о ежедневных задачах, таких как приготовление еды или прием лекарств, тем самым сохраняя их независимость и повышая их уверенность в себе.

Существуют и другие интересные варианты технологической поддержки пациентов, например, роботы, оказывающие социальную помощь. Поначалу может показаться странным отдать наших близких в "руки" робота, но они могут обеспечить пожилым людям целый ряд услуг по уходу и поддержке. Для этого используется множество технологий, от робота-компаньона до мониторинга и управления приемом лекарств.

Общество также реагируют на растущую потребность в уходе за людьми с деменцией. Хогевейк, первая в своем роде деревня для людей, страдающих деменцией, вдохновила многие страны мира на строительство жилых районов, ориентированных на возможности, а не на инвалидность своих жителей, переходя к более персонализированному уходу. В июне 2020 года во Франции открылась первая деревня Альцгеймера, предназначенная для 120 жителей с этой болезнью или сопутствующими заболеваниями. Такие деревни, призванные увеличить свободу и уменьшить беспокойство своих жителей, помогают им оставаться активными и сохранять независимость.

По материалам Healthcare IT News, Medical Futurist, Village Landais, Health Tech Insider, Medgadget.com.