VR技术：更快、更准诊断阿尔茨海默症

来源：中国生物技术网

近日，英国剑桥大学的一项新研究表明，与目前使用的“黄金标准”认知测试相比，虚拟现实(VR)测试能够更准确地识别早期阿尔茨海默症。该研究强调了新技术在帮助诊断和监测阿尔茨海默症等疾病方面的潜力。国际阿尔兹海默病协会官网发布的世界阿尔兹海默症2018报告显示，全球每3秒钟就会有1例痴呆症患者产生。

2014年，伦敦大学学院（UCL）的John O'Keefe教授因发现构成大脑定位系统的细胞而分享了诺贝尔生理学或医学奖。从本质上讲，这意味着大脑中包含了一个关于我们在哪儿、我们去过哪儿以及如何找到路线的心理“卫星导航”系统。

这种内部“卫星导航”系统的关键组成部分是大脑中被称为内嗅皮层的区域。这是发生阿尔茨海默症时最早被破坏的区域，这可能解释了为什么“迷路”是阿尔茨海默症的最初症状之一。然而，临床上使用的通过纸笔认知测试诊断阿尔茨海默症的方法无法检测出导航障碍。

为此，剑桥大学临床神经科学系曾是O'Keefe教授博士生的Dennis Chan博士领导的的一个科学家团队，通过与UCL的Neil Burgess教授合作开发并试验了一种针对有患痴呆症风险患者的VR导航测试。该研究结果近日已发表在《Brain》上。

Dennis Chan

在测试中，患者戴上头戴式VR设备，在虚拟环境中走路并接受导航测试。成功完成这项任务需要完整的内嗅皮层功能，因此Chan博士的团队猜测，早期阿尔茨海默症患者在测试中会受到不同程度的影响。

研究团队从剑桥大学医院NHS信托轻度认知障碍和记忆诊所招募了45名轻度认知障碍(MCI)患者。MCI患者通常表现为记忆障碍，尽管MCI可以提示早期阿尔茨海默症，但它也可以由其他条件引起，如焦虑，甚至正常衰老。因此，确定MCI的病因对于确定受影响的个体未来是否会发展为痴呆症至关重要。

研究人员采集了患者的脑脊液(CSF)以确定MCI患者是否拥有潜在阿尔茨海默症的生物标志物，测试结果发现了12例阳性。研究人员还招募了41名年龄匹配的健康对照进行比较。

VR头戴设备中的连续镜头。图片来源：University of Cambridge

所有MCI患者在导航任务测试中都比健康对照组表现得更差。然而，该研究产生了另外两项重要的观察结果。第一、CSF标志物呈阳性的MCI患者的表现比脑脊液标志物呈阴性的MCI患者更差。脑脊液标志物呈阳性表明存在阿尔茨海默症。

第二，VR导航任务在区分这些低风险和高风险的MCI患者方面比目前使用的一系列被认为是早期阿尔茨海默症诊断黄金标准的测试更好。

Chan博士说：“这些结果表明， VR导航测试可能比我们目前在临床和研究中使用的测试更能识别早期阿尔茨海默症。”

VR技术也可以帮助未来药物的临床试验，以减缓甚至阻止老年痴呆症的进展。目前，药物试验的第一阶段是使用动物试验，通常为小鼠模型。为了确定治疗是否有效， 科学家使用水迷宫等测试研究其导航的影响，小鼠必须学习不透明水池表面下隐藏平台的位置。如果发现新药可以改善这项任务的记忆力，他们会继续进行人体受试者的试验，但要使用文字和图片记忆测试。动物模型和人类模型之间的记忆测试缺乏可比性，这也是目前临床试验的一个主要问题。

Chan博士说：“支持导航的脑细胞在小鼠和人类大脑中是相似的，因此， 测试导航可以帮助我们克服阿尔茨海默症药物试验中的这一障碍，并帮助将基础科学发现转化为临床应用。多年来，我们一直想这样做，但直到现在，VR技术已经发展到了我们可以随时对患者进行这项研究的地步。”

事实上，Chan博士认为，在阿尔茨海默症的诊断和监控方面，技术可以起到至关重要的作用。他正在与剑桥大学移动、可穿戴系统和增强智能中心的Cecilia Mascolo教授进行合作，开发用于检测病情和监控疾病进展的APP。这种APP可以在智能手机和手表上运行。在监测导航功能变化的同时，还可以追踪其他日常活动的变化，比如睡眠和交流。

Chan博士说：“我们知道，早在症状显现之前，老年痴呆症就开始影响大脑了。我们正在努力使用日常技术在我们意识到疾病症状之前就发现疾病征兆。在现代社会中，移动设备几乎无处不在，因此基于APP的方法有潜力以最小的成本诊断阿尔茨海默症，但其规模却远远超过大脑扫描和其他当前常规的诊断方法。”