Nieuwe methode maakt vroege detectie van cognitieve achteruitgang mogelijk

Nieuwe methode maakt vroege detectie van cognitieve achteruitgang mogelijk

Integratie van muziek met analyse van elektrische hersenactiviteit. Muzikale tests kunnen mentale achteruitgang op oudere leeftijd detecteren Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv hebben een methode ontwikkeld die gebruik maakt van muzikale tests en een draagbaar instrument om hersenactiviteit te meten om cognitieve achteruitgang op oudere leeftijd te detecteren. Volgens de onderzoekers kan de methode, die is gebaseerd op het meten van 15 minuten elektrische activiteit in de hersenen tijdens eenvoudige muzikale taken, zonder speciale training door elke medewerker in elke kliniek eenvoudig worden geïmplementeerd.

De onderzoekers: “Onze methode maakt routinematige monitoring en vroegtijdige detectie van cognitieve achteruitgang mogelijk om een ​​behandeling te initiëren en snelle, ernstige achteruitgang te voorkomen. Dergelijke profylactische tests worden algemeen aanvaard voor een verscheidenheid aan fysiologische problemen zoals diabetes, hoge bloeddruk of borstkanker; er is echter nog geen methode ontwikkeld om routinematige, toegankelijke monitoring van de hersenen op cognitieve problemen mogelijk te maken. De onderzoekers merken verder op dat dit soort tests bijzonder belangrijk zijn gezien de toenemende levensduur en de daarmee gepaard gaande toename van de oudere bevolking.

Het onderzoek werd uitgevoerd aan de Universiteit van Tel Aviv door promovendus Neta Maimon van de School of Psychological Sciences en de Buchmann-Mehta School of Music en Lior Molcho van Neurosteer Ltd, onder supervisie van prof. Nathan Intrator van de Blavatnik School of Computer Science en de Sagol School of Neuroscience. Andere deelnemers waren: Adi Sasson, Sarit Rabinowitz en Noa Regev-Plotnick van het Dorot-Netanya Geriatrisch Medisch Centrum. Het artikel werd gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Aging Neuroscience.

Als onderdeel van het onderzoek ontwikkelden onderzoekers een baanbrekende methode die een draagbaar apparaat voor het meten en innovatieve analyse van elektro-encefalografie (EEG), ontwikkeld door Neurosteer, combineerde met een korte muzikale test van ongeveer 12-15 minuten, ontwikkeld door Neta Maimon. Tijdens de test wordt de proefpersoon met slechts drie elektroden op het voorhoofd verbonden met het draagbare EEG-apparaat met behulp van een plakband. De proefpersoon voert een reeks muzikaal-cognitieve taken uit volgens hoorbare instructies die automatisch via een koptelefoon worden gegeven. De taken omvatten korte melodieën gespeeld door verschillende instrumenten, waarbij de proefpersonen verschillende taken met verschillende moeilijkheidsgraden moeten uitvoeren. Druk bijvoorbeeld elke keer dat er een melodie speelt op een toets, of druk er alleen op als de viool speelt. Bovendien omvat de test enkele minuten muzikaal geleide meditatie, bedoeld om de hersenen in een rusttoestand te brengen, aangezien bekend is dat deze toestand de hersenfunctie in verschillende situaties aangeeft.

Neta Maimon, gespecialiseerd in muzikale cognitie, legt uit dat muziek een grote invloed heeft op verschillende centra in de hersenen. Aan de ene kant is het bekend dat muziek snel de stemming stimuleert, vooral positieve emoties. Aan de andere kant kan muziek cognitief uitdagend zijn en de voorste delen van de hersenen in verschillende situaties activeren, vooral wanneer we ons proberen te concentreren op verschillende aspecten van de muziek terwijl we een specifieke taak uitvoeren.

Volgens Maimon kunnen we, als we deze twee vaardigheden combineren, cognitieve tests maken die behoorlijk complex zijn, maar ook leuk en gemakkelijk uit te voeren. Bovendien bevordert positieve en redelijk ritmische muziek de concentratie en taakuitvoering. Het beroemde ‘Mozart-effect’, dat verbeterde prestaties op intelligentietests laat zien na het luisteren naar de muziek van Mozart, heeft bijvoorbeeld eigenlijk niets te maken met de muziek van Mozart, maar eerder met het feit dat muziek een positieve stemming creëert en ons stimuleert tot een toestand die optimaal is voor het uitvoeren van intelligentie- en creativiteitstests.

Dienovereenkomstig veronderstelden de onderzoekers dat het met muzikale hulpmiddelen ook mogelijk zou zijn om de proefpersonen in een mate uit te dagen die het mogelijk maakt de frontale activiteit van de hersenen te testen en hun humeur te verbeteren, waardoor hun prestaties in de test zouden verbeteren, terwijl de algehele ervaring aangenaam zou worden.

De studie omvatte een experiment in het Dorot-Netanya Geriatric Medical Center. Neta Maimon: "Iedereen die in Dorot of een ander geriatrisch revalidatiecentrum is opgenomen, ondergaat een standaardtest genaamd 'Mini-Mental', ontworpen om hun cognitieve status te beoordelen als een routineonderdeel van het opnameproces. De test wordt afgenomen door een ergotherapeut die speciaal voor dit doel is opgeleid en omvat een verscheidenheid aan taken, zoals het terugtellen van de dagen van de week of de maanden van het jaar. Met deze test kunnen maximaal 30 punten worden behaald. Een hoge score duidt op een normale cognitie.

Het experiment omvatte het testen van 50 ouderen die in het ziekenhuis in Dorot waren opgenomen en die 18 tot 30 scoorden op de Mini-Mental Test, wat verschillende niveaus van cognitieve functie aangeeft. Deelnemers voerden automatisch de muzikaal-cognitieve taken uit. Het EEG-apparaat registreerde de elektrische activiteit in de hersenen tijdens activiteit, en de resultaten werden geanalyseerd met behulp van machine learning-technologie. Dit maakte het mogelijk om wiskundige indices te identificeren die nauwkeurig correleerden met de mini-mentale testresultaten; Met andere woorden, we hebben nieuwe neuromarkers (hersenmarkers) verkregen die op zichzelf kunnen staan ​​als indicatoren voor de cognitieve status van de proefpersoon.

We zijn er daadwerkelijk in geslaagd om aan te tonen dat muziek daadwerkelijk een effectief hulpmiddel is voor het meten van hersenactiviteit. Hersenactiviteit en reactietijden op taken correleerden met de hersentoestanden van de proefpersonen (gecorreleerd met hun toegewezen mini-mentale score). Belangrijker nog: iedereen die het experiment onderging, meldde dat het zowel een uitdaging voor de hersenen was als erg leuk om uit te voeren.

Neta Maimon, School voor Psychologische Wetenschappen, Universiteit van Tel Aviv

De onderzoekers concluderen: “Onze methode maakt het mogelijk om cognitieve prestaties te monitoren en cognitieve achteruitgang zelfs in een vroeg stadium op te sporen. En dat allemaal met eenvoudige en toegankelijke middelen, met een snelle en eenvoudige test die in elke kliniek kan worden uitgevoerd. Deze methode is bijzonder.” Belang vanwege de toenemende levensduur en versnelde bevolkingsgroei, vooral onder ouderen. Tegenwoordig lijden miljoenen mensen over de hele wereld al of zullen binnenkort lijden onder cognitieve achteruitgang en de ernstige gevolgen daarvan, en hun aantal zal in de toekomst blijven toenemen. Onze methode zou de weg kunnen effenen voor efficiënte cognitieve monitoring van de algemene bevolking, waardoor cognitieve achteruitgang in een vroeg stadium van de behandeling en preventie vanmoeilijkdalingen zijn mogelijk. Er wordt daarom verwacht dat het de levenskwaliteit van miljoenen mensen over de hele wereld zal verbeteren.”

Keren Primor Cohen, CEO, Ramot bij TAU: “We zijn blij dat een bedrijf gebaseerd op de bij TAU ontwikkelde technologie zijn samenwerking in creatief en multidisciplinair onderzoek voortzet.
Ramot zal doorgaan met het promoten van en investeren in nieuwe technologieën en het helpen van TAU-onderzoekers om het potentieel van hun onderzoek te maximaliseren.”

Bron:

Universiteit van Tel Aviv

Referentie:

Molcho, L., et al. (2022) Eénkanaals EEG-kenmerken laten een verband zien met cognitieve achteruitgang bij senioren die auditieve cognitieve beoordeling ondergaan. Grenzen in de verouderende neurowetenschappen. doi.org/10.3389/fnagi.2022.773692.

.