Collegamento del comportamento dello smartphone digitale con la funzione cerebrale (SmartSurgery)

Le patologie del sistema nervoso centrale (SNC), così come il loro trattamento chirurgico, possono interferire con le funzioni fisiologiche e comportamentali del cervello umano. Di solito, prima e dopo il trattamento chirurgico, il neurochirurgo esamina attentamente il paziente per i deficit neurologici e chiede inoltre ai neuropsicologi di valutare le funzioni cognitive superiori. Questi esami, tuttavia, rappresentano solo la situazione in un determinato momento e attualmente la valutazione longitudinale o continua delle funzioni fisiologiche e comportamentali del cervello umano è molto limitata. Inoltre, negli esami convenzionali il comportamento umano complesso è ridotto a punteggi molto semplificati (ad esempio il NIHSS per il funzionamento neurologico o il MoCA per il funzionamento neuropsicologico). Le fluttuazioni delle funzioni fisiologiche e comportamentali sono molto probabili, ma è improbabile che vengano rilevate con le attuali valutazioni in singoli (discreti) momenti pre e postoperatori nel tempo. Ad oggi, non è stata stabilita una valutazione continua "on-line" della funzione cerebrale nei pazienti sottoposti a procedure neurochirurgiche (potenzialmente rischiose).

L'interfaccia touchscreen degli smartphone offre una nuova strada per catturare il comportamento quotidiano (impegno delle punte delle dita) sfruttando la tecnologia intrinseca a uno smartphone. Ad esempio, la velocità di utilizzo del touchscreen, i distinti contesti comportamentali (compartimentati in App) e le abitudini corrispondenti possono essere catturati in modo fluido e non invadente. Ancora più importante, rispetto agli attuali approcci discreti di valutazione, questo approccio continuo può spiegare - e persino sfruttare - le fluttuazioni naturali delle funzioni cerebrali.

Tuttavia, i dati comportamentali provenienti dai touchscreen sono nuovi per l'esplorazione scientifica e restano da rispondere a varie domande fondamentali, come quali sono le caratteristiche statistiche di base del comportamento degli smartphone, in che modo questo comportamento varia da un giorno all'altro e in che modo questo comportamento riflette le informazione demografica? Questa lacuna nella nostra comprensione dei dati comportamentali degli smartphone implica anche che gli esatti metodi statistici da impiegare potrebbero dover subire aggiustamenti. Ad esempio, la misura di tendenza centrale comune della media campionaria può essere altamente instabile se il/i parametro/i occupano una distribuzione della legge di potenza piuttosto che una distribuzione di Poisson o gaussiana. In sintesi, l'esplorazione sempre nuova della neuroscienza del comportamento del touchscreen deve innescare la giusta scelta di metodi analitici e statistici.

Il focus di questo studio è posto su pazienti con patologie del SNC. Gli investigatori mirano a esaminare entrambi i pazienti con patologie diffuse e focali. Al fine di studiare le patologie diffuse, i ricercatori includeranno pazienti con idrocefalo. Al fine di studiare le patologie focali, i ricercatori includeranno pazienti con tumori cerebrali o malformazioni arterovenose (AVM) - che sono localizzati e descritti mediante neuroimaging clinico. I pazienti saranno esaminati prima e dopo una procedura neurochirurgica.

Presso l'"UniversitätsSpital Zürich", sia i pazienti con idrocefalo che devono essere sottoposti a shunt ventricolo-peritoneale (VP) sia i pazienti con tumori cerebrali/MAV che devono essere sottoposti a resezione microchirurgica vengono regolarmente sottoposti a un esame neurochirurgico, neuropsicologico e neuroradiologico (mediante risonanza magnetica) prima dell'intervento ea 3 mesi dall'intervento (per scopi clinici). I pazienti che accettano di partecipare a questo studio installeranno sul proprio smartphone un'app gratuita (programmata dallo spin-off QuantActions dell'Università di Zurigo (UZH) e disponibile gratuitamente su Google Play Store) che registra i loro dati fisiologici e comportamentali quotidiani stato associato all'uso della mano (smartphone touchscreen). Lo studio esaminerà i cambiamenti comportamentali prima e dopo l'intervento chirurgico e in che modo questo cambiamento nel comportamento misurato con lo smartphone si collega all'esame neuropsicologico e alla quantificazione del danno cerebrale negli studi di imaging (MRI).