Revoluce v diagnostice: Ušní senzory odhalí Alzheimerovu a Parkinsonovu chorobu dříve než první příznaky

Dlouho předtím, než se objeví zjevné příznaky Parkinsonovy choroby, jako jsou třes a svalová ztuhlost, existují jiné, mnohem jemnější signály. Patří mezi ně změny ve výslovnosti a řeči, stejně jako potíže s dýcháním nebo polykáním.

Dlouho předtím, než se objeví zjevné příznaky Parkinsonovy choroby, jako jsou třes a svalová ztuhlost, existují jiné, mnohem jemnější signály. Patří mezi ně změny ve výslovnosti a řeči, stejně jako potíže s dýcháním nebo polykáním. Podobně i lidé s Alzheimerovou chorobou mohou zaznamenat omezení slovní zásoby a tendenci opakovat určitá slova, a to vše dávno předtím, než dojde k zjevné ztrátě paměti. Bohužel, diagnózy jsou obvykle stanoveny až ve chvíli, kdy jsou tyto změny natolik výrazné, aby se odlišily od běžné populace.

Včasná diagnóza je klíčovým faktorem pro zpomalení progrese těchto onemocnění, neboť některé léčby jsou účinnější, pokud jsou podány v raných fázích. Současné klinické postupy se však stále z velké části spoléhají na pozorování viditelných a pokročilých symptomů, což často vede k příliš pozdní diagnóze. Výzkum profesorky Rachel Bouserhal z École de technologie supérieure (ÉTS) se zaměřuje na využití nositelných senzorů, zejména těch do uší, k zachycení a analýze fyziologických a behaviorálních zdravotních signálů. Cílem je vyvinout nástroje pro nepřetržité, neinvazivní a personalizované sledování zdraví, které umožní dřívější detekci neurodegenerativních onemocnění. Nositelná technologie hraje v neuropsychologii zásadní roli, neboť umožňuje shromáždit mnohem více informací než tradiční klinické pozorování. Díky senzorům a pokročilým algoritmům je možné objektivně měřit jemné markery související s kognitivními a emočními funkcemi v reálném čase, což vede k přesnějším a personalizovanějším klinickým postupům.

Ucho: Nečekané okno do našeho zdraví

Pro včasnou detekci těchto onemocnění se zkoumá inovativní přístup: analýza akustických signálů, které tělo vydává. Když je ucho zablokováno zařízením do uší, některé vnitřní zvuky – tlukot srdce, dýchání, polykání, řeč a dokonce i mrkání – jsou zesíleny v nižších frekvencích. Tento jev, známý jako okluzní efekt, lze využít pomocí miniaturizovaného mikrofonu, který tyto zvuky zachycuje jako jemné signály. Mnohé z těchto signálů jsou obzvláště relevantní, protože jsou ovlivněny již v nejranějších fázích neurodegenerativních onemocnění, ale často zůstávají příliš jemné na klinickou detekci. Například poměr nádechu a výdechu u lidí s Parkinsonovou chorobou nebo interakce mezi dýcháním a polykáním se mění velmi brzy, dlouho předtím, než se příznaky stanou dostatečně závažnými. Podobně by pohyby očí pacientů s Alzheimerovou chorobou, zejména sakády, mohly být zachyceny mikrofonem v uchu a poskytnout cenné informace o progresi onemocnění.

Zařízení, které je vyvíjeno v rámci průmyslové výzkumné židle ÉTS-EERS pro technologie do uší, se skládá ze sluchátka vybaveného dvěma mikrofony a miniaturizovaným reproduktorem. Mikrofon umístěný uvnitř zvukovodu zachycuje zvuky generované tělem. Vnější mikrofon a reproduktor slouží k přenosu vnějších zvuků, aby se snížilo nepohodlí způsobené okluzním efektem. Jednou z hlavních technických výzev je oddělení různých tělesných signálů, které jsou zachycovány současně. Vědci zkoumají několik způsobů, jak tyto překrývající se signály rozplést, včetně strojového učení (formy umělé inteligence) a algoritmů pro oddělení zvukových zdrojů. Testují také doplňkové technologie, jako je fotopletysmografie, která měří změny průtoku krve pro extrakci srdečních tepů. Tyto signály, jako je srdeční frekvence a její deriváty, nabízejí lepší pochopení emočního stavu člověka. Tým již prokázal, že je možné detekovat stres ze srdečních signálů zachycených mikrofonem v uchu, zejména v okamžicích ticha a minimálního pohybu.