חיישנים לבישים לצרכן בשילוב עם מודלים של AI עשויים לאפשר מעקב רציף בעולם האמיתי של בריאות קוגניטיבית ורגשית, ומציעים גישה חדשה ניתנת להרחבה לזיהוי שינויים עדינים בבריאות המוח הרבה לפני שיופיעו תסמינים קליניים.
מחקר: סמנים ביולוגיים דיגיטליים לבריאות המוח: הערכה פסיבית ומתמשכת מחיישנים לבישים. קרדיט תמונה: Andrey_Popov/Shutterstock.com
מחקר שנערך לאחרונה בכתב העת npj רפואה דיגיטלית בוחן את השימוש בחיישנים ניידים לבישים, בדרגה מסחרית ולא מעבדתית, כדי להעריך באופן פסיבי בריאות קוגניטיבית ונפשית בתנאים אמיתיים.
נכון לעכשיו, בריאות המוח מוערכת בדרך כלל באמצעות בדיקות קליניות אפיזודיות ושאלונים. זה מגביל את היכולת לזהות שינויים מוקדמים בקוגניציה ובמצב הרוח, מכיוון שההערכות נערכות בדרך כלל רק בנקודות זמן בודדות, אם כי אלו מהוות מפתח להתערבויות מונעות אפשריות.
חיישנים לבישים לוכדים דפוסים יומיומיים הקשורים לבריאות המוח
תנודות פיזיולוגיות בקוגניציה ובהשפעה תקינות לאורך זמן. עם זאת, הערכות קליניות של בריאות המוח מוגבלות בדרך כלל לנקודת זמן ספציפית אחת או יותר. זה עשוי להפחית את הרגישות לשינויים עדינים או מוקדמים, מונע זיהוי בזמן של שינויים שעלולים להיות פתולוגיים ואינו מתאים לניטור ברמת האוכלוסייה.
המחקר הנוכחי מציע חלופה באמצעות חיישנים. חיישנים ניידים ולבישים יכולים לאסוף נתונים התנהגותיים ופיזיולוגיים פסיביים ברציפות בסביבה האמיתית. זה יכול לאפשר ניטור מדרגי ונוח של שינויים בתפקוד המוח אצל אנשים לאורך זמן. הבדלים כאלה נמצאים בקורלציה עם שינה, פעילות גופנית וגורמים סביבתיים, כולל זיהום אוויר.
לכידת שונות טבעית כזו עוזרת לבסס פרמטרים בסיסיים ומסלולי בריאות המוח באוכלוסייה. זה יכול לעזור לזהות סטיות פתולוגיות. לדוגמה, פיצול שינה קשור לפגיעה בביצועים קוגניטיביים ודמנציה, וכך גם קצב הלב והפעילות.
אסטרטגיות כאלה נחוצות בדחיפות לנוכח שיעורים הולכים וגדלים של ירידה קוגניטיבית הקשורה לגיל ודמנציה. התערבות מוקדמת עשויה לעזור לעכב או להפחית ירידה תפקודית, ולשמור על איכות חיים גבוהה יותר. מחקרים קודמים על סמנים ביולוגיים דיגיטליים התמקדו בתחומים בודדים בטווח הקצר. המחקר הנוכחי השתמש באופן פסיבי וקבוע באיסוף נתונים רב-מודאליים אורכיים, התנהגותיים, סביבתיים ופיזיולוגיים, כדי לחזות את בריאות המוח אצל מבוגרים בריאים. המטרה הייתה ללכוד שינויים יומיומיים קטנים בתחומים אלה ולהמיר אותם למקורות דיגיטליים לבריאות המוח.
שילוב אותות שעון חכם עם הערכות קוגניטיביות
המחקר היה חלק מפרויקט Providemus alz, מחקר אורך ששילב חישה מרחוק עם הערכות אקטיביות. המטרה הייתה לבדוק את ההיתכנות של מודל זה, שניסה לחזות מדדים חוזרים ונשנים של בריאות המוח מתוך נתונים שנאספו באופן פסיבי על התנהגות, תפקודים פיזיולוגיים וגורמים סביבתיים.
החוקרים אספו נתונים במשך עשרה חודשים מ-82 מבוגרים בריאים מבחינה קוגניטיבית באמצעות חיישנים לבישים ללא הפסקה. בנוסף, בוצעה הערכה אקטיבית בארבע נקודות זמן. הוערכו תוצאות דיווח על מטופלים והן תוצאות הקשורות לביצועים.
מודלים בסיוע בינה מלאכותית יושמו כדי לחזות תוצאות קוגניטיביות ורגשיות לאורך תקופת המחקר באמצעות הערכות חוזרות ונשנות, ולא רק מדדי סוף המחקר. ביצועי המודל הוערכו על ידי השוואת שגיאת החיזוי שלו לזו של מנבא ממוצע אוכלוסיה נאיבי, תוך שימוש באימות צולב תלוי-נבדק ותלוי-גל.
מודלים וחיזוי בינה מלאכותית
המשתתפים לבשו את החיישנים 96% מהזמן. השימוש בנתונים מולטי-מודאליים אפשרו ללכוד הבדלים בקוגניציה ובמצב הרוח ברמות משמעותיות.
המודל יצר בדרך כלל טעויות חיזוי נמוכות על פני 21 התוצאות שהוערכו. עם זאת, בהשוואה למנבא ממוצע האוכלוסייה הנאיבי, נצפה שיפור מובהק סטטיסטית עבור שלוש תוצאות בלבד, בעוד שתוצאה אחת נחזתה טוב יותר על ידי המודל הנאיבי. עבור שאר התוצאות, ההבדלים לא היו מובהקים סטטיסטית, מה שמצביע על כך שייתכן שיידרש מערכי נתונים גדולים יותר כדי לזהות שיפורים קטנים בביצועי הניבוי.
תוצאות דיווח עצמי נראו צפויות יותר מאשר תוצאות מבוססות ביצועים. תוצאות מבוססות ביצועים היו בסבירות גבוהה יותר להשתנות על פני ארבע נקודות זמן ההערכה, מה שעשוי להסביר את ההבדל הזה. המחברים גם משערים שמדדים בדיווח עצמי עשויים להיות רגישים יותר לרמזים הקשריים פנימיים וחיצוניים.
תובנות מפתח לגבי אותות בריאות המוח
דיוק הניבוי הגבוה ביותר נצפה עם גורמים סביבתיים ופיזיולוגיים. על פני ניתוחי מודלים, מדדי הניבוי החשובים ביותר כללו מזג אוויר, זיהום אטמוספרי וקצב לב. עבור תוצאות קוגניטיביות, המדדים החזויים היו שינה, קצב לב וזיהום, בתוספת של קצב לב שינה לתוצאות רגשיות.
הכותבים מציינים כי זיהום הוא גורם מנבא חשוב יותר להבדלים קוגניטיביים בין אנשים מאשר קצב הלב בשינה נועד להשפעה. זה מצביע על כך שתגובתיות אוטונומית במהלך השינה עשויה להיות סמן להבדלים יציבים בוויסות הרגשי.
מנגנונים אפשריים העומדים בבסיס תצפיות אלה כוללים את הקשר של דלקת עצבית ומחלות כלי דם עם זיהום, אשר עשוי לתרום לקשר בין זיהום לפגיעה קוגניטיבית. מדינות משפיעות מתואמות גם עם זיהום מוגבר, אם כי פחות עקבי. החוקרים מציעים שגורמי סיכון אינדיבידואליים, ספי חשיפה והקשר של זיהום, כולם ממלאים תפקיד בתוצאות האפקטיביות, בניגוד לאות מינון-תגובה שנצפה עם קוגניציה.
המתאם הספציפי בין קצב לב בשינה והשפעה עולה בקנה אחד עם דיווחים קודמים על פגיעה בוויסות הרגשי בעקבות הפרעה בוויסות האוטונומי בלילה. לעומת זאת, היבטים ניהוליים מסוימים של קוגניציה מושפעים מהפרעות כאלה ולא מהביצועים הקוגניטיביים הכוללים.
חשיפות סביבתיות היו טובות יותר בניבוי תוצאות שונות על פני אנשים. לעומת זאת, פרמטרים התנהגותיים ופיזיולוגיים חשפו שינויים תוך-אישיים בתוצאה לאורך זמן. חשוב לציין, אלו אסוציאציות תצפיתיות ואינן מבססות קשרים סיבתיים.
מחקר זה מדגים "את ההיתכנות של גישות ניתנות להרחבה בנטל נמוך לניטור מתמשך של בריאות המוח." אסטרטגיות כאלה עשויות בסופו של דבר לתמוך בטיפול ראשוני וברפואה טלפונית, אם יאושרו בקבוצות גדולות ומגוונות יותר, ככלים נוחים לשיפור התועלת של מעקב סטנדרטי, פוטנציאל לזהות ליקוי קוגניטיבי ואפקטיבי מוקדם לגיוס לניסויים ולמפות את בריאות המוח הבסיסית בחיי היומיום.
יתרונות ומגבלות
המחקר מדגים את ההיתכנות של שימוש בחיישנים לבישים זולים ברמה של צרכן ובטכנולוגיות ניידות ככלים ניתנים להרחבה לבדיקת בריאות המוח ברמת האוכלוסייה. עם זאת, יש לשקול מספר מגבלות. קבוצת המשתתפים כללה בעיקר אנשים בעלי השכלה גבוהה ובעלי אוריינות דיגיטלית, אשר עשויים להיות בעלי תפקוד קוגניטיבי גבוה יותר, מה שמגביל את יכולת ההכללה של הממצאים לאוכלוסיות רחבות יותר. בנוסף, כ-25% מהמשתתפים השלימו את המבדקים הפעילים בשפה שאינה אם, מה שעשוי להשפיע על דיוק התגובות שלהם.
ייתכן שגם מדדים שדווחו על עצמם הושפעו מהטיית רצונות חברתית. יתרה מזאת, המודלים הסתמכו על סיכומי נתונים יומיים ולא על מדידות שעתיות או ברמת הדקה עדינות יותר. בעוד שגישה זו שיפרה את יכולת הפרשנות של המודל, היא כנראה הפחיתה את ביצועי הניבוי. גודל המדגם הקטן יחסית מגביל עוד יותר את החוסן וההכללה של המודלים החזויים. עדיין יש צורך באימות ארוך טווח של גישות אלו, ויש לטפל גם בחששות חשובים בנוגע לפרטיות נתונים והפרות פוטנציאליות לפני שניתן יהיה ליישם באופן נרחב מערכות כאלה
נתונים לבישים יומיומיים יכולים לאפשר ניטור בריאות המוח הניתן להרחבה
מחקר זה של נבדקים בריאים מבחינה קוגניטיבית פיתח מודלים כמותיים של שונות בקוגניציה יומיומית והשפעה ברמת האוכלוסייה תוך שימוש בטכנולוגיות רגילות בדרגת צרכן.
ממצאים אלה מדגישים את הפוטנציאל של טכנולוגיות יומיומיות למעקב ברמת האוכלוסייה של בריאות המוח וסטיות מהמסלולים הצפויים.
הגישה המשמשת כאן מייצגת מעבר מאבחון מחלה מבוססת לבחינת האפשרות של זיהוי מוקדם יותר וניטור אחר שינויים בבריאות הקוגניטיבית והרגשית. עם זאת, מחקרים עתידיים צריכים לכלול דגימות גדולות ומגוונות יותר כדי להבטיח שהממצאים ניתנים להכללה ומשמעותיים יותר מבחינה קלינית.
הורד את עותק ה-PDF שלך על ידי לחיצה כאן.
