Συγκριτική νευροφυσιολογική διερεύνηση στην πρώιμη διάγνωση πιθανής νόσου Alzheimer

Abstract

The purpose of this thesis was to compare and correlate: a)a novel virtual reality environment, which was designed to assess everyday basic and complex activities, e.g. spatial navigation during a visit to a virtual museum or a virtual fire evacuation procedure under time pressure, with b) standard neuropsychological questionnaires and also neurophysiological measures such as c) the magnetic reasonance imaging (MRI) or the d) EEG and the Εvent Related Potentials (ERPs). The aim was to investigate the use of the individualized performance profiles, from the virtual reality environments above, as a screening tool for early dementia. According to the literature, there has been only one previous work with virtual reality and its use as an early screening tool for MCI but there is no study that compares its usefulness in comparison with ERPs, EEGs or MRIs. This study is a monographic dissertation that reports on three stages for the evaluation studies, which were published, investigating the use of virtual realities as an early screening instrument for early dementia using similar methodological approaches. According to the results of our longitudinal studies about the sensitivity and specificity of the methods above for the early screening of MCI progressing to AD, we found that the virtual reality performance profiles had a 94% sensitivity and 82% specificity for the early detection of MCI progressors, followed by ERPs with 88% sensitivity and 78% specificity. The MRI had 83% sensitivity and 75% specificity with the neuropsychological having 78% sensitivity and 63% specificity in general. In conclusion the virtual reality realistic performance profiles proved to the have the higher sensitivity and specificity scores followed closely by the ERPs. In this context this study results of previous studies about the usefulness of P3b latencies at the parietal site as a tool for accessing decline progression but also as an AD-converter predictor. These results generally show that early changes in the performance score in virtual reality may reflect deficits of attention process linked to the functional memory and impairment of the frontal treatment in patients with MCI and for patients who are in the early stage of AD In conclusion, the unique contribution of this thesis work is to develop and empirical study of an innovative virtual reality environment, which was less structured and which looked more like a real daily missions than the existing questionnaires, laboratory neurophysiological measurements. This research has shown that virtual reality tests of daily operations may be better predictors of behavior of the real world than many of the commonly used traditional tests of executive functions. The virtual reality system used herein is portable and can be used to simulate various environments and various navigation requirements (cognitive, motor, visual), easily allowing the creation of an ecologically valid study and testing in a variety of clinical and research settings.

Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η σύγκριση και συσχέτιση α) ενός καινοτόμου περιβάλλοντος εικονικής πραγματικότητας, το οποίο σχεδιάστηκε για την αξιολόγηση βασικών και σύνθετων καθημερινών δραστηριοτήτων, π.χ., πλοήγηση στο χώρο κατά τη διάρκεια μιας επίσκεψης σε ένα εικονικό μουσείο ή μιας εικονικής διαδικασίας εκκένωσης λόγω πυρκαγιάς υπό πίεση χρόνου, με β) τυποποιημένα νευροψυχολογικά ερωτηματολόγια, γ) νευροφυσιολογικές μετρήσεις, όπως είναι το ΗΕΓ και τα ακουστικά γνωσιακά προκλητά δυναμικά (ΑΓΠΔ) και δ) νευροαπεικόνιση όπως είναι η μαγνητική τομογραφία. Απώτερος στόχος ήταν η διερεύνηση της χρήσης των εξατομικευμένων αποτελεσμάτων απόδοσης, από τα ανωτέρω περιβάλλοντα εικονικής πραγματικότητας, ως εργαλείο ανίχνευσης για την πρώιμη άνοια. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, υπήρξε μόνο ένα προηγούμενο έργο με εικονική πραγματικότητα και τη χρήση της ως εργαλείο πρώιμης ανίχνευσης για την ΗΝΔ, αλλά δεν υπάρχει καμία μελέτη που να συγκρίνει τη χρησιμότητά της σε σχέση με σύγχρονους μη παρεμβατικούς βιοδείκτες όπως είναι τα προκλητά δυναμικά, το ΗΕΓ και η μαγνητική τομογραφία. Η παρούσα εργασία είναι μια μονογραφία η οποία αναφέρεται σε τρία στάδια, τμήματα των οποίων δημοσιεύτηκαν, οι οποίες διερεύνησαν τη χρήση εικονικών πραγματικοτήτων ως εργαλείο πρώιμης ανίχνευσης για την πρώιμη άνοια με χρήση διαφόρων μεθοδολογικών προσεγγίσεων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των διαχρονικών αυτών μελετών σχετικά με την ευαισθησία και εξειδίκευση καθεμίας από τις παραπάνω μεθόδους για την πρώιμη ανίχνευση της ΗΝΔ, οι επιδόσεις στη δοκιμασία εικονικής πραγματικότητας και τα ΑΓΠΔ μπόρεσαν να διακρίνουν την ομάδα ΗΝΔ που προχώρησε σε ΝΑ με 94% ευαισθησία, 82% εξειδίκευση, και 88% ευαισθησία, 78% εξειδίκευση, αντίστοιχα. Η νευροαπεικόνιση και οι νευροψυχολογικές δοκιμασίες, έδειξαν 83% ευαισθησία, 75% εξειδίκευση και 78% ευαισθησία, 63% εξειδίκευση, αντίστοιχα. Συμπερασματικά, το περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας έδειξε τη μεγαλύτερη ευαισθησία και εξειδίκευση στην πρώιμη ανίχνευση της ΗΝΔ, με τα ΑΓΠΔ να ακολουθούν με λίγο λιγότερη ευαισθησία και εξειδίκευση. Σε αυτό το πλαίσιο, η παρούσα εργασία επιβεβαίωσε επίσης τα αποτελέσματα προηγούμενων μελετών για τη χρησιμότητα των λανθανόντων χρόνων των προκλητών δυναμικών στη βρεγματική περιοχή ως εργαλείο για την εκτίμηση της εξέλιξης της έκπτωσης αλλά και ως παράγοντας πρόβλεψης της εξέλιξης σε ΝΑ. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν γενικά ότι οι πρώιμες αλλαγές της βαθμολογίας επίδοσης στην εικονική πραγματικότητα μπορεί να αντικατοπτρίζουν το έλλειμμα της διαδικασίας προσοχής που συνδέεται με τη λειτουργική μνήμη και τη δυσλειτουργία της μετωπιαίας επεξεργασίας σε ασθενείς με ΗΝΔ και για ασθενείς που βρίσκονται στο πρώιμο στάδιο της ΝΑ. Εν κατακλείδι, η συμβολή της παρούσας εργασίας έγκειται στην ανάπτυξη και εμπειρική μελέτη ενός καινοτόμου περιβάλλοντος εικονικής πραγματικότητας, το οποίο ήταν λιγότερο δομημένο και το οποίο έμοιαζε περισσότερο με πραγματικές καθημερινές αποστολές από ό,τι τα υφιστάμενα ερωτηματολόγια ή οι εργαστηριακές νευροφυσιολογικές μετρήσεις. Η παρούσα έρευνα απέδειξε ότι οι δοκιμασίες εικονικής πραγματικότητας των καθημερινών λειτουργιών μπορεί να είναι καλύτεροι παράγοντες πρόβλεψης των συμπεριφορών του πραγματικού κόσμου από ότι πολλές από τις συχνότερα χρησιμοποιούμενες παραδοσιακές δοκιμασίες των επιτελικών λειτουργιών. Το σύστημα εικονικής πραγματικότητας που χρησιμοποιείται εδώ είναι φορητό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προσομοίωση διαφόρων περιβαλλόντων και διαφόρων απαιτήσεων πλοήγησης (νοητικών, κινητικών, οπτικών), επιτρέποντας εύκολα τη δημιουργία μιας οικολογικά έγκυρης μελέτης και ελέγχου σε ποικίλα κλινικά και ερευνητικά περιβάλλοντα.