Czy starzenie się, choroba Alzheimera i wirtualna rzeczywistość mogą mieć ze sobą coś wspólnego? Grupa badaczy z Bordeaux, pod kierownictwem Hélène Sauzéon pokazuje, że tak.

Czas odciska swoje piętno na nas wszystkich. Z upływem lat zauważamy, że nasza skóra nie jest już tak elastyczna jak niegdyś, wzrok i słuch „się spsuły”, a przemiana materii nie pozwala dłużej na opychanie się do oporu ulubionymi ciasteczkami. Także nasz „główny układ sterujący” nie zostaje w tym procesie oszczędzony. Spada masa tkanki mózgowej, zmniejsza się liczba połączeń między neuronami, nagromadzeniu ulegają zbędne substancje, pogarsza się stan naczyń krwionośnych... Wszystkie te złożone czynniki przekładają się na obniżenie sprawności jego funkcji, takich jak choćby pamięć.

Starzenie się jest fizjologicznym procesem, towarzyszącym nam przez całe życie. Fizjologicznym, czyli naturalnym dla naszego organizmu, nie spowodowany chorobą ani zaburzeniem. Z punktu widzenia klinicznego zaś szalenie istotną kwestią jest wyrysowanie jak najwyraźniejszej granicy między fizjologią a tym, co za fizjologię już uchodzić nie może.

Takim patologicznym procesem dotykającym tkankę ośrodkowego układu nerwowego jest otępienie typu Alzheimerowskiego. Już sam fakt, że praktycznie każdy z nas o chorobie Alzheimera (w skrócie AD – od angielskiego terminu Alzheirmer Disease) słyszał nie raz, wskazuje że jest to jednostka o stosunkowo częstym występowaniu. A naukowcy z brytyjskiego King's College London alarmują: w przyszłości statystyki mogą być jeszcze gorsze. Dlatego istotną kwestią jest opracowanie czułych oraz specyficznych narzędzi, umożliwiających rozpoznanie objawów choroby na jak najwcześniejszym stadium.

Ekipa badaczy z Université de Bordeaux postanowiła przebadać funkcje pamięciowe dwudziestu trzech zdrowych dorosłych w wieku od 60-93 lat, szesnastu zbliżonych do nich wiekowo pacjentów z postawionym rozpoznaniem prawdopodobnej choroby Alzheimera (w użyciu funkcjonuje termin „prawdopodobna AD”, jako że pewne rozpoznanie dają dopiero badania histopatologiczne tkanki mózgowej - z uwagi na swoją inwazyjność nie wykonywane u pacjentów) oraz porównać obie te grupy z trzecią, złożoną z 23 młodych dorosłych (średni wiek około 22 lat); to wszystko zaś z wykorzystaniem instrumentów dostępnych dzięki zastosowaniu wirtualnej rzeczywistości (ang. Virtual Reality, VR).

Dlaczego?

Z dwóch przyczyn. Po pierwsze, zespół postanowił zbadać zmiany w funkcjonowaniu pamięci epizodycznej (jej częścią jest między innymi zdolność do przyswajania nowych informacji) związane z naturalnym przebiegiem procesu starzenia się oraz z chorobą Alzheimera. Po drugie, badacze chcieli sprawdzić, z jakimi objawami korelują wyniki uzyskiwane w opracowanym przez nich teście (HOMES – ang. Human Object Memory for Everyday Scenes Test) opartym na możliwościach wirtualnej rzeczywistości.

Skąd w ogóle zainteresowanie badaczy VR?

Wyjaśnienie jest proste. Tradycyjne neuropsychologiczne testy laboratoryjne wydały im się zbyt oddalone od rzeczywistego sposobu, w jaki używamy pamięci. Stosowane na szeroką skalę testy werbalne, takie jak choćby Kalifornijski Test Uczenia się Językowego (CVLT), owszem, sprawdzają zdolność do zapamiętywania informacji podawanych drogą słowną. Jednak, jak zwraca uwagę zespół z Bordeaux, nie odwzorowują w należytym stopniu warunków, z jakimi musi mierzyć się na co dzień nasza pamięć, a na które składają się między innymi potrzeba wybiórczego traktowania dopływających bodźców, wymagająca od nas selekcji informacji oraz wysoka wartość poznawcza komponenty wzrokowej. Stąd coraz częściej badacze z różnych ośrodków, zajmujących się tematyką pamięci, zwracają się  ku możliwościom oferowanych przez rozwijające się technologie komputerowe.

Naukowcy z francuskiego zespołu chcieli żeby ich test był bardziej zbliżony do tych codziennych wyzwań. Użyty już wcześniej w badaniach francuskiego zespołu (Sauzéon et al., 2012) test HOMES jest w gruncie rzeczy oparty o tradycyjne testy zapamiętywania werbalnego, rozwinięto go jednak o komputerowo generowany obraz czteropokojowego apartamentu. „Zwiedzanie” poszczególnych pomieszczeń jest automatycznie pilotowane przez program. Uczestnicy badania zostali poproszeni o zapamiętanie znajdujących się w pokojach przedmiotów. W każdej wersji apartamentu rozmieszczonych zostało po 40 takich obiektów, z czego 20 stanowiło wspólną dla obydwu wariantów pulę, pozostałe zaś różniły się pomiędzy wersjami (np. spodnie zamiast sukienki). Dodatkowo na obrazie przedstawione były elementy wchodzące w skład tła, takie jak podłoga czy widok za oknem.

Uczestnicy dwa razy obejrzeli jedną z wersji (po każdym pokazie poproszeni zostali o swobodne wymienienie zapamiętanych obiektów). Następnie zaprezentowany został im także drugi wariant (również tym razem po projekcji zostali poproszeni o wymienienie zapamiętanych przedmiotów). Ostatnim etapem testu HOMES był przeprowadzony po 10-cio minutowej przerwie test polegający na rozpoznaniu (poprzez udzielenie odpowiedzi: tak/nie) czy dany przedmiot był obecny w pierwszym apartamencie.

Uwagę zwrócono na pięć aspektów związanych z funkcjonowaniem pamięci epizodycznej:

- uczenie się (cechę tą sprawdzano poprzez porównanie odpowiedzi udzielanych po pierwszej oraz powtórnej projekcji tego samego apartamentu)

- hamowanie proaktywne (czyli zakłócanie procesu uczenia się przez wcześniej przyswojone informacje; w tym wypadku układ przedmiotów zapamiętany z pierwszej wersji apartamentu utrudniał poprawne zapamiętanie obiektów widzianych w wersji drugiej)

- grupowanie semantyczne (w skrócie – na ile badani, przypominając sobie zapamiętane przedmioty, korzystali z łączenia ich w grupy należące do tej samej kategorii znaczeniowej)

- rozpoznania poprawne oraz fałszywe (ostatni etap testu – sprawdzający na ile poprawnie uczestnicy rozpoznają czy dany obiekt był im prezentowany i jeśli tak, to w której wersji apartamentu).

Poza testem HOMES, badacze skorzystali również z innych środków, mierzących jakość pamięci epizodycznej oraz funkcji wykonawczych, jak: Mini Mental Status Examination, CVLT, test rozpiętości pamięci według Corsi, test Stroopa oraz test rotacji umysłowej. Za pomocą odpowiedniego kwestionariusza zebrane zostały subiektywne skargi uczestników odnośnie funkcjonowania ich pamięci.

Wyniki

Cytowane przez Sauzéon et al. badania wskazują, że wraz z wiekiem pogorszeniu ulega zdolność do przyswajania informacji, spowalnia się uczenie, występuje większa podatność na hamowanie proaktywne oraz większa częstość fałszywych rozpoznań. Oszczędzona jest zdolność do spontanicznego grupowania semantycznego oraz rozpoznawanie przedstawionych uprzednio w teście przedmiotów. U pacjentów z AD obserwujemy zwykle pogorszenie pamięci obejmujące wszystkie wyżej wymienione umiejętności (co ciekawe z jednym wyjątkiem – pacjenci z AD przejawiają mniejszy wpływ hamowania proaktywnego). O ile zespołowi Sauzéon udało się powtórzyć profil przypisywany AD,  w odniesieniu do zmian związanych z wiekiem wyniki ich testu przedstawiają nieco inny obraz: starsi uczestnicy badania nie odbiegali istotnie od młodszych w zakresie uczenia się, grupowania semantycznego, czy rozpoznawania (zarówno prawidłowych rozpoznań jak i podatności na fałszywe). Również w tej grupie badacze zauważyli zmniejszoną podatność na hamowanie proaktywne.

Uzyskane wyniki sugerują, że bardziej naturalna konstrukcja testu znacznie zmniejsza znaczenie procesów związanych z wiekiem, uwypuklając w zamian zmiany w funkcjonowaniu pamięci zachodzące w efekcie AD.

Dodatkowe analizy i porównanie z danymi z innych testów, wskazują że za otrzymane wyniki odpowiadają sprawność pamięci epizodycznej uczestników oraz efektywność ich funkcji wykonawczych, przy czym wpływ ten kształtuje się nieco inaczej zarówno dla różnych zadań (z podatność na fałszywe rozpoznania korelowała głównie pamięć epizodyczna)  jak i dla poszczególnych grup uczestników – to ostatnie można tłumaczyć innym podłożem zaburzeń pamięci wynikających ze starzenia się oraz z AD.

W świetle tych danych, test HOMES może okazać się obiecującym narzędziem diagnostycznym dla wczesnych zmian związanych z chorobą Alzheimera. Za kolejny krok zespół wskazuje przeprowadzenie testów z użyciem metody HOMES na większe populacji uczestników oraz włączenie łagodnych zaburzeń poznawczych jako kolejną kategorię.

Na podstawie:

Sauzéon, H., N’Kaoua, B., Arvind Pala, P., Taillade, M., Auriacombe, S., Guitton, P. (2016). Everyday-like memory for objects in ageing and Alzheimer’s disease assessed in a visually complex environment: The role of executive functioning and episodic memory. Journal of Psychology. 10(1), 33-58, doi:10.1111/jnp.12055

Bibliografia:

Ferri, C.P., Sousa, R., Albanese, E., Ribeiro, W.S., Honyashik, M. (2009). World Alzheimer Report 2009: The Global Prevalence of Dementia. Pobrano 11 grudnia 2016, z https://www.alz.co.uk/research/world-report-2009

Kotapka-Minc, S., Badanie neuropsychologiczne w chorobie Alzheimera. (2004) W: M. Barcikowska, A. Bilikiewicz (red.) Choroba Alzheimera w teorii i praktyce klinicznej (106-117). Lublin: Czelej

Kotapka-Minc, S., Problemy diagnostyczne w zespołach otępiennych – perspektywa neuropsychologiczna. (2003) W: J. Leszek (red.) Choroby otępienne teoria i praktyka. (377-386). Wrocław: Continuo

Stępień, A. (red.) Neurologia. Warszaw: Medical Tribune Polska

Sauzéon, H., i inn (2012) The use of virtual reality for episodic memory assessment: Effects of active navigation. Experimental Psychology, 59, 99–108, doi:10.1027/1618-3169/a000131