Sammenkædning af digital smartphone-adfærd med hjernefunktion (SmartSurgery)

Patologier i centralnervesystemet (CNS) såvel som deres kirurgiske behandling kan forstyrre den menneskelige hjernes fysiologiske og adfærdsmæssige funktioner. Normalt, før og efter kirurgisk behandling, undersøger neurokirurgen patienten omhyggeligt for neurologiske mangler og beder desuden neuropsykologer om at evaluere højere kognitive funktioner. Disse undersøgelser repræsenterer imidlertid kun situationen på et givet tidspunkt, og i øjeblikket er longitudinelle eller kontinuerlige evalueringer af fysiologiske og adfærdsmæssige funktioner i den menneskelige hjerne meget begrænset. Desuden er den komplekse menneskelige adfærd i de konventionelle undersøgelser reduceret til meget forenklede scores (f.eks. NIHSS for neurologisk eller MoCA for neuropsykologisk funktion). Udsving i fysiologiske og adfærdsmæssige funktioner er meget sandsynlige, men vil næppe blive fanget med aktuelle evalueringer på enkelte (diskrete) præ- og postoperative tidspunkter. Til dato er "on-line" kontinuerlig evaluering af hjernefunktionen hos patienter, der gennemgår (potentielt risikable) neurokirurgiske procedurer, ikke blevet etableret.

Touchscreen-grænsefladen på smartphones tilbyder en ny mulighed for at fange daglig adfærd (engagement af fingerspidser) ved at udnytte teknologien iboende til en smartphone. For eksempel kan hastigheden på brug af berøringsskærm, de forskellige adfærdsmæssige sammenhænge (inddelt i apps) og de tilsvarende vaner indfanges problemfrit og ikke-påtrængende. Endnu vigtigere, sammenlignet med nuværende diskrete tilgange til evaluering, kan denne kontinuerlige tilgang redegøre for - og endda udnytte - de naturlige fluktuationer i hjernefunktioner.

Ikke desto mindre er adfærdsdata fra berøringsskærme nyt for videnskabelig udforskning, og forskellige grundlæggende spørgsmål mangler at blive besvaret, såsom hvad er de grundlæggende statistiske træk ved smartphone-adfærd, hvordan varierer denne adfærd fra den ene dag til den anden, og hvordan afspejler denne adfærd grundlæggende demografiske oplysninger? Denne kløft i vores forståelse af smartphones adfærdsdata indebærer også, at de nøjagtige statistiske metoder, der skal anvendes, muligvis skal justeres. For eksempel kan det fælles centrale tendensmål for prøvegennemsnittet være meget ustabilt, hvis parameteren/parametrene optager en magtlovsfordeling snarere end en Poisson- eller Gauss-fordeling. Sammenfattende må en stadig ny udforskning af neurovidenskaben om touchscreen-adfærd udløse det rigtige valg af analytiske og statistiske metoder.

Fokus for denne undersøgelse er lagt på patienter med patologier i CNS. Efterforskerne sigter mod at undersøge både patienter med diffuse og fokale patologier. For at studere diffuse patologier vil efterforskerne inkludere patienter med hydrocephalus. For at studere fokale patologier vil efterforskerne inkludere patienter med hjernetumorer eller arteriovenøse misdannelser (AVM'er) - som er lokaliseret og beskrevet ved hjælp af klinisk neuroimaging. Patienterne vil blive undersøgt før og efter et neurokirurgisk indgreb.

På "UniversitätsSpital Zürich" gennemgår både patienter med hydrocephalus, der er planlagt til ventriculo-peritoneal (VP)-shunting, og patienter med hjernetumorer/AVM'er, der er planlagt til mikrokirurgisk resektion, rutinemæssigt en neurokirurgisk, neuropsykologisk og neuroradiologisk undersøgelse (ved MR) præoperativt. og 3 måneder efter operationen (til kliniske formål). Patienter, der accepterer at deltage i denne undersøgelse, vil installere en gratis app (programmeret af University of Zurich (UZH) spin-off QuantActions og frit tilgængelig i Google Play Butik) på deres smartphone, der registrerer deres daglige fysiologiske og adfærdsmæssige status forbundet med brug af hånden (smartphone touchscreen). Studiet vil undersøge adfærdsændringer før og efter operationen, og hvordan denne ændring i målt adfærd med smartphonen relaterer sig til den neuropsykologiske undersøgelse og kvantificering af hjerneskade på billeddiagnostiske undersøgelser (MRI).