Внутриушные микрофоны могут помочь врачам «слушать» ранние признаки болезни Альцгеймера

Люди с болезнью Альцгеймера часто испытывают нарушения двигательного контроля, такие как апраксия и нарушения походки. Изменения в саккадах или непроизвольных быстрых движениях глаз, которые переводят взгляд с одной цели на другую, также являются признаками снижения когнитивных функций.

Нейродегенерация, связанная с болезнью Альцгеймера, часто приводит к замедлению движений глаз и большему количеству ошибок при выполнении задач по отслеживанию движений глаз.

Когда эти саккады происходят, они вызывают вибрацию барабанных перепонок. Именно здесь в игру вступают чувствительные внутриканальные микрофоны. Анализируя эти вибрации, исследователи хотят разработать алгоритмы, которые помогут им дифференцировать физиологические сигналы, которые могут указывать на неврологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера.

«У пациентов с болезнью Альцгеймера саккады короче, более изменчивы и менее точны. Кроме того, движения глаз вызывают вибрацию барабанной перепонки, которую можно обнаружить внутриканальными микрофонами наушников. Это означает, что наушники являются хорошим потенциальным методом отслеживания изменений движений глаз», — объяснил Бутрос.

Она сказала, что внутриушной микрофон будет вставлен в ушной канал для сбора нескольких сигналов.

«Мы действительно можем видеть сердцебиение, мы можем видеть дыхание, а затем мы действительно можем видеть движение глаз», — отметила она.

Для этого исследователи проведут эксперименты с участниками и сравнят данные, которые они получат от них, носящих слуховые аппараты и обычные трекеры движения глаз. Они попытаются соотнести колебания барабанных перепонок с амплитудой и траекторией саккад.

«Имея внутриканальные микрофоны, наушники улавливают сигналы с поразительной чувствительностью. Фактически, когда слуховой проход закупорен, вибрации, создаваемые костной и тканевой проводимостью, усиливаются. Это означает, что можно обнаружить тонкие звуки: от сердцебиения пользователя до его голоса, кашля, дыхания или даже моргания глаза».
— Мириам Бутрос

Исследование включает в себя эксперименты с добровольцами, носящими как носимые устройства, так и обычные айтрекеры, чтобы соотнести колебания барабанной перепонки с амплитудой и траекторией саккад. По сравнению с традиционными устройствами отслеживания движения глаз, которым может не хватать точности и аккуратности, носимые устройства являются более распространенной и менее навязчивой технологией.

Долгосрочная цель исследователей — создать неинвазивное носимое устройство, которое сможет непрерывно отслеживать болезнь Альцгеймера и, возможно, другие неврологические заболевания, что поможет ученым обнаруживать признаки раньше, чем стандартные сроки диагностики.

Медицинские новости сегодня поговорил с Александром Соломоном, доктором медицинских наук, хирургическим нейроофтальмологом и хирургом по лечению косоглазия в Тихоокеанском институте нейробиологии в Медицинском центре Провиденс-Сент-Джонс в Санта-Монике, Калифорния, который не участвовал в исследовании, о потенциале этих наушников.

«Я думаю, что это интересная предпосылка, но меня беспокоит количество переменных, которые могут помешать их данным и ограничить реальную полезность», — сказал Соломон.

Когда его спросили о том, какие проблемы следует ожидать исследователям при одновременном использовании устройства слежения за глазами и слухового устройства, Соломон сказал, что многие вещи могут ограничить их данные и применимость.

«(Многие вещи), начиная от альтернативных диагнозов, влияющих на движения глаз, до величины отношения сигнал/шум, ограничивают полезность такого устройства в реальном мире, отчасти потому, что вы делаете вывод о движении глаз на основе изменений в колебаниях, а не отслеживаете их. это напрямую. Хотя носимые устройства удобны для сбора данных, не вторгаясь в состав пациентов, существует множество более точных способов относительно быстрой и точной оценки движений глаз в условиях клиники», — пояснил он.

Тем не менее, предложение такой технологии является многообещающим для будущего обнаружения и диагностики болезни Альцгеймера.

«Все, что мы можем сделать, чтобы обнаружить заболевание на более ранней стадии, является благом для того, чтобы гарантировать, что пациенты будут обнаружены на ранней стадии заболевания. Поскольку методы лечения разрабатываются и улучшают выявление заболевания до того, как произойдут более стойкие изменения в познании, вероятно, это будет ключевым моментом. (Хотя у меня есть вопросы об этом конкретном носимом устройстве, методы обследования пациентов в помещениях, в которых они уже находятся, будут очень полезны в этом», — сказал Соломон. МНТ.

Отслеживание симптомов с помощью внутриушных сигналов также может дать возможность обнаружить и дифференцировать другие неврологические заболевания. По словам Бутрос и ее команды, одним из конкретных заболеваний является болезнь Паркинсона.

«(S)о, в конечном итоге мы стремимся бороться не только с болезнью Альцгеймера. На самом деле мы также изучаем болезнь Паркинсона. У нас есть еще один коллега, который работает над болезнью Паркинсона, но вся работа находится на начальной стадии, поэтому мы все еще проверяем концепцию», — сказал Бутрос.

Она сказала, что в конечном итоге, когда они создадут устройство, которое также можно будет персонализировать для человека, который его носит, это позволит им находить различия между биосигналами настоящего и прошлого, что, возможно, приведет к ранней диагностике.

Бутрос сказала, что ее коллеги сосредоточатся на обнаружении глотаний, чтобы обнаружить признаки болезни Паркинсона, потому что «пациенты с болезнью Паркинсона испытывают трудности с глотанием и регулированием дыхания. (S)капывание очень заметно, когда мы получаем сигнал от внутриушного микрофона».