Körperliches und kognitives Trainingssystem für neurokognitiven Schutz und Verbesserung bei älteren Erwachsenen

Der neurokognitive Rückgang ist ein Gesundheitsproblem, das mit dem Altern verbunden ist. In den meisten Fällen kann ein altersbedingter kognitiver Rückgang auf den Beginn einer leichten kognitiven Beeinträchtigung (MCI) oder sogar auf schwerwiegendere neurokognitive Störungen wie Alzheimer und Parkinson hinweisen, die beide schließlich zu Demenz führen. Kognitiver Verfall und neurokognitive Störungen können oft zu einer massiven Verschlechterung der Lebensqualität führen. Je nach Schweregrad und Dauer des Beginns der neurokognitiven Verschlechterung können die Patienten alles Mögliche erleben, von Vergesslichkeit oder Lernschwierigkeiten bis hin zu schwerwiegenden Problemen wie verminderter Entscheidungsfähigkeit, Verwirrung, Desorientierung, Kommunikationsproblemen und Problemen im Sozialverhalten. All diese Probleme könnten die Fähigkeit beeinträchtigen, für sich selbst zu sorgen, was auch zu einer erhöhten Abhängigkeit und Belastung der Betreuer führen kann.

Weltweit leiden schätzungsweise 46,8 Millionen Menschen an Demenz oder anderen Demenz-Subtypen. Es wird erwartet, dass diese Zahl in den nächsten 30 Jahren um 68 % steigen wird. Die derzeitige wirtschaftliche Belastung durch Demenz und andere Demenz-Subtypen wird auf 818 Milliarden US-Dollar geschätzt, wobei Prognosen zufolge die Kosten bis zum Jahr 2030 auf 2 Billionen US-Dollar steigen werden. Insbesondere in Singapur wurden die geschätzten Kosten von Demenz auf 1,4 Milliarden US-Dollar pro Jahr gemeldet, wobei die Kosten voraussichtlich im Einklang mit Singapurs schnell alternder Bevölkerung steigen werden. Angesichts der Auswirkungen und drohenden Bedrohungen des neurokognitiven Rückgangs ist es klar, dass gezielte Anstrengungen zur Bekämpfung des neurokognitiven Rückgangs notwendig sind.

Bis heute haben Experten auf diesem Gebiet noch keine spezifischen Ursachen für den neurokognitiven Rückgang identifiziert. Dies liegt an der Heterogenität des neurokognitiven Abbaus und den damit verbundenen Erkrankungen. Daher war es eine Herausforderung, endgültige Ursachen und Heilmittel für den neurokognitiven Rückgang zu finden. Allerdings gibt es mehrere Risikofaktoren, die mit neurokognitiver Verschlechterung und Demenz verbunden sind. Risikofaktoren wie Alter und Genetik sind ziemlich prädiktiv für einen neurokognitiven Rückgang, aber von Natur aus nicht modifizierbar. Risikofaktoren wie, aber nicht beschränkt auf Herz-Kreislauf-Probleme, körperliche Aktivität, kognitives Training und soziales Engagement sind jedoch möglich und viel einfacher zu modifizieren. Daher überwiegen Interventionen auf diesem Gebiet, die auf diese spezifischen modifizierbaren Risikofaktoren abzielen, mit der Absicht, aktuelle oder zukünftige neurokognitive Ergebnisse zu manipulieren. Beispielsweise war kognitives Training (CT) ein Ziel für Interventionen, die die Verzögerung und/oder Verhinderung des neurokognitiven Abbaus fördern. In den letzten Jahrzehnten haben sich CT-Programme auf diesem Gebiet zu computergestützten, spielerischen und selbstgesteuerten Versionen entwickelt, die normalerweise auf bestimmte Bereiche der Kognition wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Entscheidungsfindung, Hemmung oder eine Kombination dieser Bereiche abzielen.

In ähnlicher Weise war körperliche Aktivität (PA) auch ein Ziel für Interventionen, die die Verzögerung und / oder Verhinderung des neurokognitiven Rückgangs fördern. Studien mit PA-spezifischen Interventionen haben auch gezeigt, dass sie die neurokognitive Funktion bei Patienten mit leichter kognitiver Beeinträchtigung sowie bei Patienten mit einem Risiko für die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit positiv beeinflussen. Beweise zeigen auch, dass PA die Auswirkungen des neurokognitiven Rückgangs bei Patienten mit bestehendem kognitiven Rückgang, Demenz und anderen Demenz-Subtypen verzögern kann.

Interessanterweise gab es in letzter Zeit eine Welle von Interventionen auf diesem Gebiet, die sowohl PA- als auch CT-Elemente zusammenführen. Diese Richtungsänderung auf dem Gebiet erkennt die symbiotische Beziehung zwischen CT und PA im Hinblick auf das neurokognitive Ergebnis an. Viele dieser Studien zielen darauf ab, die Auswirkungen von „Exergaming“ (ein Kunstwort aus Sport und Spielen) auf die neurokognitive Funktion bei älteren Erwachsenen mit unterschiedlichen neurokognitiven Fähigkeiten zu untersuchen, die von gesund bis abnehmend reichen. Es hat sich gezeigt, dass Exergaming-Interventionen die Exekutivfunktion und die kognitive Leistung der Probanden nach der Interventionsperiode im Vergleich zu den Probandenkontrollen verbessern. Die Wirkung von Exergaming-Interventionen war in einigen Studien auch in der Lage, das Einsetzen leichter kognitiver Beeinträchtigungen bei gesunden Probanden im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen zu verzögern. Allerdings sind solche Programme immer noch durch Faktoren wie schlechte Personalisierungsfähigkeiten, minderwertige Kontrollen und hohe Fluktuationsraten (mangelndes Engagement der Teilnehmer) begrenzt. Darüber hinaus gibt es in Asien nur wenige Studien dieser Art, was es unklar macht, ob ähnliche Ergebnisse in einer asiatischen Bevölkerungsmehrheit wie Singapur repliziert werden können.

Um diese Probleme anzugehen, zielt die aktuelle Studie darauf ab, ein neuartiges personalisiertes multimodales physisches und kognitives Gehirn-Computer-Schnittstellen- (BCI) Trainingssystem zu verwenden, um den neurokognitiven Rückgang zu verzögern und/oder zu verhindern und die neurokognitive Funktion zu verbessern. Das von den Forschern vorgeschlagene Trainingssystem integriert eine stationäre Fahrradintervention und ein entsprechendes personalisiertes kognitives BCI-Trainingsprogramm. Das kognitive Trainingsprogramm von BCI verwendet maschinelle Lerntechnologien und seniorenfreundliches Benutzeroberflächen-/Benutzererfahrungs-Spieldesign (UI/UX), um den individuellen neurokognitiven Status aktiv zu verfolgen, Feedback in Echtzeit zu geben und ältere Erwachsene zu ermutigen, weiter zu trainieren die langfristige. Die Ermittler versuchen auch, die UI/UX des Programms anzupassen, indem sie lokal relevante Materialien einsetzen, um Barrieren für den Zugang zu verringern und das Engagement der Teilnehmer zu erhöhen. Für die Zwecke dieser Studie werden alle Anweisungen und Interventionen in englischer Sprache bereitgestellt. Es gibt jedoch Pläne für zukünftige Iterationen dieses Programms, um andere lokale Sprachen einzubeziehen, um die Nutzung des Programms durch nicht englischsprachige ältere Singapurer zu erleichtern.