Ihmis- ja tietokoneiden välinen vuorovaikutus voi tarjota uusia oivalluksia Alzheimerin tautiin

Yksi suurimmista ongelmista Alzheimerin taudissa on, että sitä diagnosoidaan harvoin varhaisessa vaiheessa, jolloin se voidaan hallita paremmin. Nyt Kaunasin teknillisen yliopiston (KTU) tutkijaryhmä tutkii, miten ihmis- ja tietokoneiden välistä vuorovaikutusta voidaan soveltaa muistihäiriöistä kärsiville henkilöille, jotta he voivat tunnistaa näkökulman edessä olevan esineen.

Näköaistimusten tunnistaminen

KTU:n monimediatekniikan osaston tutkija Rytis Maskeliūnas sanoo, että kasvoilla näkyvän tiedon luokittelu on jokapäiväinen ihmistoiminto.

“Viestittäessä kasvo ‘kertoo’ meille keskustelun kontekstin, erityisesti emotionaalisesta näkökulmasta, mutta voimmeko tunnistaa näköaistimuksia aivosignaaleiden perusteella?” Maskeliūnas sanoo.

Tutkimus pyrki analysoimaan yksilön kykyä prosessoida kontekstuaalista tietoa kasvoista ja havaita, miten henkilö reagoi siihen.

Maskeliūnas sanoo, että on olemassa useita tutkimuksia, jotka osoittavat, että aivotauteja voidaan analysoida tutkimalla kasvojen lihasten ja silmien liikkeitä. Tämä johtuu siitä, että degeneratiiviset aivotoimet vaikuttavat sekä muistiin että kognitiivisiin toimintoihin sekä kraniaaliseen hermostoon, joka liittyy silmien liikkeisiin.

Tutkimus antaa paremman ymmärryksen siitä, miten Alzheimerin tautia sairastava henkilö voi visuaalisesti prosessoida näkyviä kasvoja aivoissa samalla tavalla kuin henkilöt, joilla ei ole Alzheimerin tautia.

Dovilė Komolovaitė on KTU:n matematiikan ja luonnontieteiden tiedekunnan valmistunut. Hän on yksi tutkimuksen tekijöistä.

“Tutkimus käyttää dataa, joka on mitattu elektroenkefalografialla, joka mittaa aivojen sähköisiä impulssia”, Komolovaitė sanoo.

Tutkimuksessa tehty koe suoritettiin terveillä henkilöillä ja Alzheimerin tautia sairastavilla henkilöillä.

“Alzheimerin tautia sairastavan henkilön aivosignaalit ovat tyypillisesti merkittävästi meluisammat kuin terveillä henkilöillä”, Komolovaitė sanoo.

Tämä tekee siitä vaikeamman henkilölle keskittyä, kun hän kokee oireita.

Koe

Tutkimukseen osallistui ryhmä yli 60-vuotiaita naisia.

“Vanhusikä on yksi tärkeimmistä riskitekijöistä dementiaan, ja koska sukupuolen vaikutukset havaittiin aivojen aalloissa, tutkimus on tarkempi, kun valitaan vain yksi sukupuoliryhmä”, Komolovaitė jatkaa.

Jokaiselle henkilölle näytettiin valokuvia ihmiskasvoista tunnin ajan. Valokuvat valittiin eri kriteerien mukaan. Esimerkiksi emotionaalisia ja pelottavia kasvoja analysoitiin, kun tutkittiin emotionaalisuuden vaikutusta. Kun analysoitiin tuttuutta, näytettiin tunnettuja ja satunnaisesti valittuja henkilöitä.

Ymmärtääkseen, tunnisteko henkilö kasvon oikein, osallistujat painoivat painiketta jokaisen ärsykkeen jälkeen, jotta he voivat ilmoittaa, oliko kasvo käännössä vai oikein.

“Jo tässä vaiheessa Alzheimerin tautia sairastava henkilö tekee virheitä, joten on tärkeää määrittää, johtuuko esineen vaurio sekä muisti- vai näköprosesseista”, Komolovaitė sanoo.

Tutkimus käytti standardin elektroenkefalografiadataa, mutta invasiivisten mikroelektrodeiden keräämä data olisi parempi käytännön työkalun luomiseksi. Se mahdollistaisi asiantuntijoille aivojen hermosolmujen toiminnan mittaamisen, mikä parantaisi tekoälymallin laatua.

“Tietysti teknisten vaatimusten lisäksi tulisi olla yhteisöllinen ympäristö, joka tekee elämän helpommaksi Alzheimerin tautia sairastaville henkilöille. Mutta henkilökohtaisesti ajattelen, että viiden vuoden kuluttua näemme edelleen teknologioita, jotka parantavat fyysistä toimintaa, ja keskittyminen aivotauteja sairastaviin henkilöihin tulee myöhemmin”, Maskeliūnas sanoo.

“Jos haluamme käyttää tätä testiä lääketieteellisenä työkaluna, tarvitaan myös sertifioitumisprosessi”, Komolovaitė jatkaa.