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【專家觀點】

運用科技,協助認知症早期檢測

作者 / 伊佳奇 發表日期 / 2019/1/7  瀏覽數 / loading

科技運用到阿茲海默症領域,可利用VR、AI、IoT等科技,在早期發現、預測、監測是否罹患阿茲海默症,甚至可運用在非藥物療法活動中,但這一切又與患者對科技的接受度息息相關,但至少是幫人類面對這尚未有藥物可治癒的疾病,英國及日本等國積極研發相關技術,值得衛福部及科技部借鏡。

患者走進虛擬空間,啟動大腦各部位區域

虛擬實境(Virtual Reality,VR),簡稱虛擬技術,也稱虛擬環境,利用電腦類比產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關於視覺等感官的類比,讓使用者感覺彷彿身歷其境,可以即時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。

使用者進行位置移動時,電腦可以立即進行複雜的運算,將精確的三維世界影像傳回產生臨場感。技術整合了電腦圖形、電腦仿真、人工智慧、感應、顯示及網路並列處理等技術的最新發展成果,是一種由電腦技術輔助生成的高技術類比系統。

加州大學戴維斯分校(UC Davis)神經科學家利用虛擬實境(VR)技術,理解大腦各個區域如何有脈絡的收集記憶,研究生Halle Dimsdale-Zucker等人用VR環境來訓練實驗對象,接著觀察海馬迴各區域對於各種記憶的反應。

一段記憶會觸發其他相關的記憶,人類對事件的記憶是有脈絡可循的,包括何時、何地和何人等資訊,不同的記憶隱含不同背景資訊,當然也包括跟其他記憶的關係。

Dimsdale-Zucker和心理學系教授Charan Ranganath想知道大腦如何收集這些記憶,於是採用功能性磁振造影(fMRI)來觀察喚起某些記憶時,大腦哪些區域被啟動了。

這份研究利用建築繪圖軟體來建構3D虛擬空間,讓實驗對象走進一棟棟虛擬房屋,屋內有各自不同的物件配置,實驗對象會在兩種脈絡進行記憶,一是哪一段影片(時間記憶),二是哪一棟房子(空間記憶)。

到了研究第二階段,實驗對象試著記憶這些物件,同時接受fMRI掃描,這時候實驗對象會自動重新活化脈絡資訊,各種資訊會啟動不同的海馬迴部位,例如CA1牽涉到共同的脈絡資訊(例如有哪些物件在同一段影片出現),研究發現海馬迴也有連結類似經驗的功能,例如串連時間和空間記憶。

類似的研究目的是科學界希望經由對記憶生成的瞭解,進一步能對與記憶相關疾病例如阿茲海默症,找出更完善的診斷。

此外,英國與日本分別運用VR來作為認知症、阿茲海默症早期檢測的工具。英國劍橋大學科學家發現VR顯示圖像的導航功能,可用於測試被認為有阿茲海默症風險的潛在病患。日本長崎大學開發一套系統,能夠以機器人為媒介,利用人工智慧發現認知症早期徵兆。

機器人也能診斷認知症初期症狀

認知症是世界上最常見的老人腦部退化及失能原因,目前仍為不治之症,若能早期發現,將可望減輕患者、家屬和醫生的負擔。如今可以透過VR技術更早一步辨識出潛在患者,研究人員希望從長遠來看可以更容易研發出阻止或減緩病情的治療方法。

日本長崎大學研究所工學研究科的小林透教授團隊,結合人工智慧,以及具有臉部、聲音辨識功能的機器人,開發出一套只要通話就可以進行Line交流的系統,最近還追加了在日本被廣泛使用的認知症診斷測試程式。

短期記憶障礙為認知症普遍的早期症狀,患者往往會遺忘剛剛發生的事,而較久以前的記憶相對上不受影響。針對這樣的跡象,機器人會詢問使用者關於年齡或時間的9個問題,例如「今年幾歲?」、「今天是星期幾?」,根據得分結果判斷是否有認知症的早期徵兆,而測試結果也會透過Line告知家人。

認知症的診察往往需要醫院的協助,然而對附近沒有醫院的高齡者來說,是難以解決的事。若該系統得以順利於2020年前邁上實用化之路,長者便能夠在家自行診斷,對醫療從業人員來說也能縮減作業時間。

小林教授表示,尤其難以察覺獨居高齡者的症狀,若未來能夠實用化,能夠減輕醫生、患者雙方的負擔,特別是那些醫療人員缺乏的離島等地區。

希望藉由科技,能讓阿茲海默症更早被發現

在英國方面,負責研究專案負責人,劍橋大學神經科學家的Dennis Chan說 :「一般人都認為記憶力受影響是阿茲海默症的第一個徵兆,但越來越多醫學專家認為空間方向辨識能力下降,才是阿茲海默症最早期的症狀,且可能早於其他症狀發生之前。透過及早查出開始失去空間感的人,我們希望能夠在患病的初期階段就進行治療,並且有一天能夠研發出更有效的治療方法。」

幾年前Dennis Chan和同事們在英國的幾個研究中心利用平板電腦進行測試,發現失去空間方向辨識能力與阿茲海默症有關。但現在科學家計劃透過使用VR虛擬技術將他們的測試提升到一個新的階段,受測者必須佩戴VR頭盔來通過這些虛擬環境,並且記住一系列不同環境的細節。

Dennis Chan的研究計劃將招募約300名年齡在40至60歲之間的人參加,有些人會因為自體基因而處於患病的風險中,有些人則是來自於阿茲海默病史的家庭。然而,並非所有人都注定會受到這種疾病的影響,Dennis Chan的研究目的是為了找出有可能患病的人群。Chan表示 :「我們會記下那些有特殊問題的人,看看這些人是否有更高的患病風險。我們的目的非常簡單:在人們意識到大腦功能發生病變之前就已被我們發現。」

研究人員最近發現腦部的內嗅皮層是大腦網絡中控制樞紐,也是第一個顯示腦部退化的大腦區域,而這正是Dennis Chan團隊的研究重點。Dennis Chan表示 :「當人們已經患有阿茲海默症時,即開始了阿茲海默症的藥物試驗,但此時的大腦已有相當程度的損傷。如果我們能夠更快更早地開發藥物並進行治療,例如在疾病擴散到內嗅皮層之前,那麼就有可能預防阿茲海默症的發作。」

如果上述英國及日本在VR上的檢測工具市場化後,台灣的衛福部似乎也不需要花那麼多預算去成立那麼多的認知症共照中心,衛福部長照司官員曾指出,目前共照中心均是醫療機構來擔當,主要考量因素是共照中心的目的是進行早期檢測,但效果不彰。

效果不彰原因很多,其中一項即是欠缺專業人員及專業訓練不足,如果衛福部採購英日兩國的技術,再配合人工智慧的資料匯整相關題目,以減少醫療人員的負擔,以增加早期發現的機會,換言之,衛福部不必成立那麼多認知症共照中心,多買這機器人即可解決與取代目前許多共照中心績效不彰的困境。

•  附錄:

1.  Using Virtual Reality to Identify Brain Areas Involved in Memory

2.  認知症、ロボットが予兆を検知 長崎大が開発

3.  Virtual reality to help detect early risk of Alzheimer's

(首圖/Shutterstock sabthai

(本文作者為認知症整合照護專家,長照、認知症政策研究者)​​

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