Fysiek en cognitief trainingssysteem voor neurocognitieve bescherming en verbetering bij oudere volwassenen

Neurocognitieve achteruitgang is een gezondheidsprobleem dat verband houdt met veroudering. Vaker wel dan niet, kan leeftijdsgerelateerde cognitieve achteruitgang een aanwijzing zijn voor het begin van milde cognitieve stoornissen (MCI), of zelfs ernstigere neurocognitieve stoornissen zoals de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Parkinson, die beide uiteindelijk tot dementie zullen leiden. Cognitieve achteruitgang en neurocognitieve stoornissen kunnen vaak leiden tot een grove verslechtering van iemands kwaliteit van leven. Afhankelijk van de ernst en duur van het begin van de neurocognitieve achteruitgang, kunnen patiënten van alles ervaren, van vergeetachtigheid of leerproblemen tot ernstige problemen zoals een verminderd vermogen om beslissingen te nemen, verwarring, desoriëntatie, communicatieproblemen en sociale gedragsproblemen. Al deze problemen kunnen iemands vermogen om voor zichzelf te zorgen belemmeren, wat ook kan leiden tot een grotere afhankelijkheid en grotere belasting van verzorgers.

Wereldwijd lijden naar schatting ongeveer 46,8 miljoen mensen aan dementie of andere vormen van dementie. Dat aantal zal naar verwachting de komende 30 jaar met 68% toenemen. De huidige economische last van dementie en andere subtypes van dementie wordt geschat op $ 818 miljard, met projecties die verwachten dat de kosten tegen het jaar 2030 zullen stijgen tot $ 2 biljoen. Specifiek in Singapore werden de geschatte kosten van dementie gerapporteerd op $ 1,4 miljard per jaar, waarbij de kosten naar verwachting zullen stijgen in combinatie met de snel vergrijzende bevolking van Singapore. Gezien de impact en dreigende dreigingen van neurocognitieve achteruitgang, is het duidelijk dat opzettelijke inspanningen om neurocognitieve achteruitgang te bestrijden noodzakelijk zijn.

Tot op heden moeten experts in het veld nog specifieke oorzaken van neurocognitieve achteruitgang identificeren. Dit komt door de heterogeniteit van neurocognitieve achteruitgang en de daarmee samenhangende ziekten. Als zodanig was het een uitdaging om definitieve oorzaken en behandelingen voor neurocognitieve achteruitgang te vinden. Dat gezegd hebbende, er zijn verschillende risicofactoren verbonden aan neurocognitieve achteruitgang en dementie. Risicofactoren zoals leeftijd en genetica zijn redelijk voorspellend voor neurocognitieve achteruitgang, maar zijn van nature niet te wijzigen. Risicofactoren zoals, maar niet beperkt tot, cardiovasculaire problemen, fysieke activiteit, cognitieve training en sociale betrokkenheid zijn echter mogelijk en veel gemakkelijker te wijzigen. Daarom is er een overwicht van interventies in het veld die gericht zijn op die specifieke aanpasbare risicofactoren met de bedoeling huidige of toekomstige neurocognitieve uitkomsten te manipuleren. Cognitieve training (CT) is bijvoorbeeld een doelwit geweest voor interventies die de vertraging en/of preventie van neurocognitieve achteruitgang bevorderen. In de afgelopen decennia zijn CT-programma's in het veld geëvolueerd naar gecomputeriseerde, gegamificeerde en zelfbemande versies die zich gewoonlijk richten op specifieke gebieden van cognitie, zoals geheugen, aandacht, besluitvorming, remming of een combinatie van die gebieden.

Evenzo is fysieke activiteit (PA) ook een doelwit geweest voor interventies die de vertraging en / of preventie van neurocognitieve achteruitgang bevorderen. Studies met PA-specifieke interventies hebben ook aangetoond dat ze de neurocognitieve functie positief beïnvloeden bij patiënten met milde cognitieve stoornissen, evenals bij degenen die het risico lopen om de ziekte van Alzheimer te ontwikkelen. Er zijn ook aanwijzingen dat PA de effecten van neurocognitieve achteruitgang kan vertragen bij patiënten met bestaande cognitieve achteruitgang, dementie en andere subtypes van dementie.

Interessant is dat er een recente golf van interventies in het veld is geweest die zowel PA- als CT-elementen samenvoegt. Deze verschuiving in richting in het veld erkent de symbiotische relatie tussen CT en PA met betrekking tot neurocognitieve uitkomsten. Veel van deze onderzoeken waren gericht op het onderzoeken van de effecten van 'exergaming' (een samenvoeging van lichaamsbeweging en gamen) op de neurocognitieve functie bij de oudere volwassen bevolking met variërende neurocognitieve capaciteit, variërend van gezond tot afnemend. Het is aangetoond dat exergaming-interventies de executieve functie en cognitieve prestaties van de proefpersonen na de interventieperiode verbeteren in vergelijking met de proefpersooncontroles. De effecten van exergaming-interventies konden in sommige onderzoeken ook het begin van milde cognitieve stoornissen bij gezonde proefpersonen vertragen in vergelijking met de gezonde controles. Dat gezegd hebbende, dergelijke programma's worden nog steeds beperkt door factoren zoals slechte personalisatiemogelijkheden, ondermaatse controles en hoge uitvalpercentages (gebrek aan betrokkenheid van deelnemers). Bovendien zijn er in Azië maar weinig studies van deze aard, waardoor het onduidelijk is of vergelijkbare resultaten kunnen worden gerepliceerd in een demografische groep met een Aziatische meerderheid, zoals Singapore.

Om deze problemen aan te pakken, heeft de huidige studie tot doel een nieuw gepersonaliseerd multimodaal fysiek en cognitief hersencomputerinterface (BCI) trainingssysteem te gebruiken om neurocognitieve achteruitgang te vertragen en / of te voorkomen en de neurocognitieve functie te verbeteren. Het door de onderzoekers voorgestelde trainingssysteem integreert een stationaire fietsinterventie en een bijbehorend gepersonaliseerd BCI cognitief trainingsprogramma. Het cognitieve trainingsprogramma van BCI maakt gebruik van machine learning-technologieën en een oudervriendelijk gebruikersinterface/gebruikerservaring (UI/UX) game-ontwerp om de individuele neurocognitieve status actief te volgen, in realtime feedback te geven en oudere volwassenen aan te moedigen door te gaan met trainen voor de lange termijn. De onderzoekers proberen ook de UI/UX van het programma aan te passen door lokaal relevant materiaal te gebruiken om toegankelijkheidsbarrières te verminderen en de betrokkenheid van deelnemers te vergroten. Ten behoeve van deze studie zullen alle instructies en interventies in het Engels worden gegeven. Er zijn echter plannen voor toekomstige iteraties van dit programma om andere lokale talen op te nemen om het gebruik van het programma door niet-Engels sprekende Singaporese ouderen te vergemakkelijken.