Ny metod möjliggör tidig upptäckt av kognitiv försämring

Ny metod möjliggör tidig upptäckt av kognitiv försämring

Integration av musik med analys av elektrisk hjärnaktivitet. Musikaliska tester kan upptäcka mental nedgång i ålderdom Forskare vid Tel Aviv University har utvecklat en metod som använder musikaliska tester och ett bärbart instrument för att mäta hjärnaktivitet för att upptäcka kognitiv försämring i hög ålder. Enligt forskarna kan metoden, som bygger på att mäta 15 minuters elektrisk aktivitet i hjärnan under enkla musikuppgifter, enkelt implementeras av vilken anställd som helst på vilken klinik som helst utan någon speciell utbildning.

Forskarna: "Vår metod möjliggör rutinövervakning och tidig upptäckt av kognitiv försämring för att initiera behandling och förhindra snabb, allvarlig försämring. Sådana profylaktiska tester är allmänt accepterade för en mängd olika fysiologiska problem som diabetes, högt blodtryck eller bröstcancer; dock har ingen metod ännu utvecklats för att möjliggöra rutinmässig, tillgänglig kognitiva problem som inte är särskilt viktiga för forskare av denna hjärna. med tanke på ökande livslängd och den tillhörande ökningen av den äldre befolkningen.

Studien genomfördes vid Tel Aviv University av doktoranden Neta Maimon från School of Psychological Sciences och Buchmann-Mehta School of Music och Lior Molcho från Neuroster Ltd, under ledning av Prof. Nathan Intrator från Blavatnik School of Computer Science och Sagol School of Neuroscience. Övriga deltagare var: Adi Sasson, Sarit Rabinowitz och Noa Regev-Plotnick från Dorot-Netanya Geriatric Medical Center. Artikeln publicerades i tidskriften Frontiers in Aging Neuroscience.

Som en del av studien utvecklade forskarna en banbrytande metod som kombinerade en bärbar enhet för mätning och innovativ analys av elektroencefalografi (EEG), utvecklad av Neurosteer, och ett kort musikaliskt test på cirka 12-15 minuter, utvecklat av Neta Maimon. Under testet kopplas försökspersonen till den bärbara EEG-enheten med hjälp av en tejp med endast tre elektroder på pannan. Ämnet utför en serie musikalisk-kognitiva uppgifter enligt hörbara instruktioner som ges automatiskt via hörlurar. I uppgifterna ingår korta melodier som spelas av olika instrument, där försökspersonerna ska utföra olika uppgifter med varierande svårighetsgrad. Tryck till exempel på en tangent varje gång en melodi spelas, eller tryck bara på den när fiolen spelar. Dessutom innehåller testet flera minuters musikaliskt guidad meditation som syftar till att försätta hjärnan i viloläge, eftersom detta tillstånd är känt för att indikera hjärnans funktion i olika situationer.

Neta Maimon, som är specialiserad på musikalisk kognition, förklarar att musik har stort inflytande på olika centra i hjärnan. Å ena sidan är musik känd för att snabbt stimulera humör, särskilt positiva känslor. Å andra sidan kan musik vara kognitivt utmanande och aktivera de främre delarna av hjärnan i olika situationer, speciellt när vi försöker fokusera på olika aspekter av musiken samtidigt som vi utför en specifik uppgift.

Enligt Maimon, om vi kombinerar dessa två färdigheter, kan vi skapa kognitiva tester som är ganska komplexa men också roliga och lätta att utföra. Dessutom främjar positiv och lagom rytmisk musik koncentration och uppgiftsutförande. Till exempel har den berömda "Mozart-effekten", som visar förbättrade prestanda på intelligenstester efter att ha lyssnat på Mozarts musik, egentligen ingenting med Mozarts musik att göra, utan snarare med det faktum att musik skapar en positiv stämning och stimulerar oss till ett tillstånd som är optimalt för att genomföra intelligens- och kreativitetstester.

Följaktligen antog forskarna att det med musikaliska verktyg också skulle vara möjligt att utmana försökspersonerna i en grad som gör det möjligt att testa hjärnans frontala aktivitet och höja deras humör, och därigenom förbättra deras prestanda i testet, samtidigt som den övergripande upplevelsen blir trevlig.

Studien inkluderade ett experiment vid Dorot-Netanya Geriatric Medical Center. Neta Maimon: "Alla som är inlagda på Dorot eller annan geriatrisk rehabiliteringsinrättning genomgår ett standardtest som kallas "Mini-Mental", utformat för att bedöma sin kognitiva status som en rutinmässig del av antagningsprocessen. Testet administreras av en arbetsterapeut som är speciellt utbildad för detta ändamål och inkluderar en mängd olika uppgifter, som att räkna upp veckodagarna eller månaderna upp till 0 månader. uppnått i detta test Ett högt betyg indikerar normal kognition.

Experimentet innebar att testa 50 äldre personer på sjukhus i Dorot som fick 18 till 30 poäng på Mini-Mental Test, vilket indikerar olika nivåer av kognitiv funktion. Deltagarna utförde automatiskt de musikaliskt-kognitiva uppgifterna. EEG-enheten registrerade elektrisk aktivitet i hjärnan under aktivitet, med resultaten analyserade med hjälp av maskininlärningsteknik. Detta gjorde det möjligt att identifiera matematiska index som korrekt korrelerade med de minimentala testresultaten; Vi har med andra ord erhållit nya neuromarkörer (hjärnmarkörer) som kan stå ensamma som indikatorer på försökspersonens kognitiva status.

Vi har faktiskt lyckats visa att musik faktiskt är ett effektivt verktyg för att mäta hjärnaktivitet. Hjärnaktivitet och reaktionstider på uppgifter korrelerade med försökspersonernas cerebrala tillstånd (korrelerade med deras tilldelade minimentala poäng). Ännu viktigare, alla som genomgick experimentet rapporterade att det var både hjärnans utmanande och väldigt roligt att utföra.

Neta Maimon, Institutionen för psykologiska vetenskaper, Tel Avivs universitet

Forskarna avslutar: "Vår metod gör det möjligt att övervaka kognitiv prestation och upptäcka kognitiv försämring även i tidiga skeden. Allt med enkla och tillgängliga medel, med ett snabbt och enkelt test som kan utföras på vilken klinik som helst. Denna metod är speciell." Betydelse på grund av ökad livslängd och accelererad befolkningstillväxt, särskilt bland äldre. Idag lider redan miljoner människor runt om i världen eller kommer snart att drabbas av kognitiv försämring och dess fruktansvärda konsekvenser, och deras antal kommer att fortsätta att öka i framtiden. Vår metod skulle kunna bana väg för effektiv kognitiv övervakning av den allmänna befolkningen, och därigenom upptäcka kognitiv försämring i dess tidiga skeden av behandling och förebyggande avsvårnedgångar är möjliga. Det förväntas därför förbättra livskvaliteten för miljontals människor runt om i världen.”

Keren Primor Cohen, VD, Ramot på TAU: ”Vi är glada över att ett företag baserat på teknologi utvecklad vid TAU fortsätter sitt samarbete inom kreativ och multidisciplinär forskning.
Ramot kommer att fortsätta att främja och investera i ny teknik och hjälpa TAU-forskare att maximera potentialen i sin forskning.”

Källa:

Tel Avivs universitet

Hänvisning:

Molcho, L., et al. (2022) Enkanaliga EEG-funktioner visar ett samband med kognitiv försämring hos seniorer som genomgår auditiv kognitiv bedömning. Gränser inom åldrande neurovetenskap. doi.org/10.3389/fnagi.2022.773692.

.