System treningu fizycznego i poznawczego dla ochrony i wzmocnienia funkcji neurokognitywnych u osób starszych

Spadek funkcji neurokognitywnych jest problemem zdrowotnym związanym ze starzeniem się. Częściej niż nie, spadek funkcji poznawczych związany z wiekiem może wskazywać na początek łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI) lub nawet cięższych zaburzeń neurokognitywnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona - z których oba ostatecznie prowadzą do demencji. Spadek funkcji poznawczych i zaburzenia neuropoznawcze mogą często prowadzić do znacznego pogorszenia jakości życia. W zależności od ciężkości i czasu trwania początku osłabienia neurokognitywnego, pacjenci mogą doświadczać wszystkiego, od zapominania lub trudności w nauce, po poważne problemy, takie jak zmniejszona zdolność podejmowania decyzji, splątanie, dezorientacja, problemy z komunikacją i problemy z zachowaniem społecznym. Wszystkie te problemy mogą utrudniać zdolność do dbania o siebie, co może również prowadzić do zwiększonej zależności i obciążenia opiekunów.

Szacuje się, że w skali globalnej około 46,8 miliona ludzi cierpi na demencję lub inne podtypy demencji. Oczekuje się, że liczba ta wzrośnie o 68% w ciągu najbliższych 30 lat. Obecne obciążenie ekonomiczne związane z demencją i innymi podtypami demencji szacuje się na 818 miliardów dolarów, a prognozy przewidują wzrost kosztów do 2 bilionów dolarów do roku 2030. W szczególności w Singapurze szacunkowy koszt demencji wynosił 1,4 miliarda dolarów rocznie, przy czym oczekuje się, że koszty wzrosną wraz z szybko starzejącą się populacją Singapuru. Biorąc pod uwagę wpływ i zbliżające się zagrożenia pogorszenia funkcji neurokognitywnych, jasne jest, że konieczne są celowe wysiłki w celu zwalczania pogorszenia funkcji neuropoznawczych.

Do tej pory eksperci w tej dziedzinie nie zidentyfikowali jeszcze konkretnych przyczyn pogorszenia funkcji neurokognitywnych. Wynika to z heterogeniczności spadku funkcji neurokognitywnych i związanych z nim chorób. W związku z tym trudno było znaleźć ostateczne przyczyny i lekarstwa na spadek neurokognitywny. To powiedziawszy, istnieje kilka czynników ryzyka związanych z pogorszeniem funkcji neurokognitywnych i demencją. Czynniki ryzyka, takie jak wiek i genetyka, są dość przewidywalnymi pogorszeniami funkcji neurokognitywnych, ale z natury są niemodyfikowalne. Jednak czynniki ryzyka, takie jak między innymi problemy sercowo-naczyniowe, aktywność fizyczna, trening poznawczy i zaangażowanie społeczne, są możliwe i znacznie łatwiejsze do modyfikacji. W związku z tym istnieje przewaga interwencji w tej dziedzinie, które są ukierunkowane na te specyficzne modyfikowalne czynniki ryzyka z zamiarem manipulowania obecnymi lub przyszłymi wynikami neurokognitywnymi. Na przykład trening poznawczy (CT) był celem interwencji, które promują opóźnienie i/lub zapobieganie pogorszeniu zdolności neuropoznawczych. W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci programy CT w tej dziedzinie ewoluowały do ​​wersji skomputeryzowanych, grywalizowanych i samoobsługowych, które zwykle celują w określone obszary poznania, takie jak pamięć, uwaga, podejmowanie decyzji, hamowanie lub połączenie tych obszarów.

Podobnie, aktywność fizyczna (PA) była również celem interwencji, które promują opóźnienie i / lub zapobieganie pogorszeniu zdolności neuropoznawczych. Badania z interwencjami specyficznymi dla PA wykazały również pozytywny wpływ na funkcje neurokognitywne u pacjentów z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi, a także u tych, którzy są narażeni na ryzyko rozwoju choroby Alzheimera. Dowody wskazują również, że PA może opóźniać skutki pogorszenia funkcji neuropoznawczych u pacjentów z istniejącym pogorszeniem funkcji poznawczych, demencją i innymi podtypami demencji.

Co ciekawe, ostatnio nastąpił gwałtowny wzrost interwencji w dziedzinie, która łączy elementy PA i TK. Ta zmiana kierunku w tej dziedzinie potwierdza symbiotyczny związek między CT i PA w odniesieniu do wyniku neurokognitywnego. Wiele z tych badań miało na celu zbadanie wpływu „egzergamingu” (połączenie ćwiczeń i gier) na funkcje neurokognitywne w populacji starszych osób dorosłych o różnych zdolnościach neurokognitywnych, od zdrowych do malejących. Wykazano, że interwencje egzergamingowe poprawiają funkcje wykonawcze i zdolności poznawcze badanych po okresie interwencji w porównaniu z grupą kontrolną. W niektórych badaniach skutki interwencji egzergamingu były również w stanie opóźnić wystąpienie łagodnych zaburzeń poznawczych u zdrowych osób w porównaniu ze zdrowymi kontrolami. To powiedziawszy, takie programy są nadal ograniczone czynnikami, takimi jak słabe możliwości personalizacji, niespełniające standardów kontrole i wysokie wskaźniki rezygnacji (brak zaangażowania uczestników). Ponadto badania tego rodzaju są bardzo nieliczne w Azji, przez co nie jest jasne, czy podobne wyniki można powtórzyć w grupie demograficznej z większością azjatycką, takiej jak Singapur.

Aby rozwiązać te problemy, obecne badanie ma na celu wykorzystanie nowatorskiego, spersonalizowanego, multimodalnego, fizycznego i kognitywnego systemu treningowego interfejsu mózg-komputer (BCI), aby opóźnić i / lub zapobiec spadkowi funkcji neuropoznawczych oraz poprawić funkcje neuropoznawcze. Proponowany przez badaczy system treningowy integruje interwencję na rowerze stacjonarnym i odpowiadający mu spersonalizowany program treningu poznawczego BCI. Program treningu kognitywnego BCI wykorzystuje technologie uczenia maszynowego i projektowanie gier z przyjaznym dla osób starszych interfejsem użytkownika/doświadczeniem użytkownika (UI/UX), aby aktywnie śledzić indywidualny stan neurokognitywny, przekazywać informacje zwrotne w czasie rzeczywistym i zachęcać osoby starsze do wytrwałego treningu długoterminowy. Badacze starają się również dostosować UI/UX programu, wykorzystując materiały istotne lokalnie, aby zmniejszyć bariery dostępności i zwiększyć zaangażowanie uczestników. Na potrzeby tego badania wszystkie instrukcje i interwencje będą wygłaszane w języku angielskim. Istnieją jednak plany, aby przyszłe iteracje tego programu obejmowały inne języki lokalne, aby ułatwić korzystanie z programu osobom starszym z Singapuru, które nie mówią po angielsku.