Newswise — Первое в своем роде исследование предполагает, что для выявления незначительных нарушений походки у пожилых людей, которые часто преобладают на ранних стадиях когнитивного снижения, «бросьте им кривую».

Анализ походки, изучающий то, как человек стоит и ходит, становится ценным, неинвазивным дополнением к когнитивным оценкам, которое помогает в ранней диагностике и лечении. В клинических условиях тесты походки и равновесия обычно фокусируются на прямой пешеходной дорожке.

Это новое исследование переходит в другую сферу – ходьбу по изогнутой дорожке – более естественный, но сложный вид деятельности. Ходьба по прямой — это ритмичная и более простая деятельность, тогда как ходьба по извилистой дорожке требует более глубоких когнитивных и двигательных навыков, таких как время перехода для изменения направления и правильного баланса.

Исследователи Колледжа инженерии и компьютерных наук Атлантического университета Флориды первыми количественно сравнили производительность здоровых пожилых людей и пожилых людей с легкими когнитивными нарушениями (MCI) при ходьбе по прямой и по кривой. MCI — это ранняя стадия снижения когнитивных функций, и люди с MCI имеют гораздо более высокий риск перехода к болезни Альцгеймера (БА).

Для исследования исследователи использовали камеру глубины, которая может обнаруживать и отслеживать движения 25 суставов тела, чтобы записывать походку участников исследования во время выполнения двух различных тестов ходьбы (по прямой и по кривой). Сигналы от 25 суставов тела были обработаны для извлечения 50 маркеров походки для каждого теста, и эти маркеры сравнивались между двумя группами с использованием описательного статистического анализа.

Результаты, опубликованные в Журнал отчетов о болезни Альцгеймера, Том 8, выпуск 1, показал, что ходьба по кривой привела к более серьезным проблемам для группы MCI и превзошла ходьбу по прямой в обнаружении MCI. Кроме того, несколько маркеров походки показали значительные различия между здоровыми людьми из контрольной группы и пациентами с MCI.

Маркеры походки включали два макромаркера (средняя скорость и частота шагов), 24 микровременных маркера (продолжительность движения стоп для различных подфаз цикла походки, таких как фазы стойки, поворота, шага и шага), микропространственные маркеры (изменения местоположения стоп для различные подфазы цикла походки) и шесть микропространственно-временных маркеров (скорость ног для различных подфаз цикла походки). Эти маркеры предоставили подробную информацию о функциональных характеристиках участников во время тестов походки.

Результаты показали, что 31 из 50 маркеров походки (62 процента) были выше для группы MCI, чем у здоровых пожилых людей из контрольной группы, когда тесты на ходьбу менялись с прямой ходьбы на кривую, а 13 маркеров показали значительные различия между двумя исследовательскими группами.

«Интересно, что криволинейная ходьба выявила заметные различия между нашими исследовательскими группами, даже по этим макромаркерам походки. Группа MCI продемонстрировала заметно более низкую среднюю длину шага и скорость при ходьбе по кривизне в сочетании с более высокой вариабельностью большинства маркеров микропоходки», — сказал Бехназ Гораани, доктор философии, старший автор, доцент кафедры электротехники и электротехники ФАУ. Компьютерные науки, содиректор Центра SMART Health ФАУ и научный сотрудник Института зондирования и разработки встроенных сетевых систем ФАУ (I-SENSE). «Группа MCI продемонстрировала снижение симметрии и регулярности как длины шага, так и длины шага при ходьбе по дуге. Им также требовалось дополнительное время двойной поддержки в различных областях, особенно при смене направления, что приводило к снижению скорости шага».

Результаты исследования не выявили каких-либо существенных различий в распределении по возрасту и полу между двумя группами. Тем не менее, две группы имели значительные различия в индексе массы тела (ИМТ), годах обучения и баллах по шкале гериатрической депрессии (GDS). Участники с MCI имели более высокий ИМТ, более низкий уровень образования и более высокие баллы по GDS, чем здоровые пожилые люди.

«Легкие когнитивные нарушения могут быть ранним признаком болезни Альцгеймера и других типов деменции», — сказал Гораани. «Наш комплексный подход улучшает понимание характеристик походки и предполагает, что ходьба по изогнутой траектории может быть более чувствительной для выявления легкой когнитивной деменции, что может дополнять когнитивные оценки и помогать в ранней диагностике и лечении».

БА обычно проявляется как снижение когнитивных функций с постепенным снижением способности человека выполнять повседневные действия, такие как ходьба. Точное и раннее клиническое выявление БА остается проблемой. Типичные клинические оценки включают подробный анамнез, комплексное физическое и неврологическое обследование, когнитивные тесты, анализ крови и визуализацию мозга. Однако, в зависимости от клинических условий, эти методы могут быть трудоемкими, дорогостоящими и выходить за рамки комфорта некоторых врачей.

Исследование восполняет этот пробел, используя новую систему для записи походки пожилых людей с использованием неинвазивной, недорогой, непригодной для ношения и простой в настройке камеры глубины, что является важным шагом в улучшении ухода за пациентами и стратегий вмешательства.

«Эти маркеры походки обладают многообещающим потенциалом в качестве ранних индикаторов когнитивных нарушений и закладывают фундамент для обширных исследований в этой области», — сказала Стелла Баталама, доктор философии, декан Колледжа инженерии и компьютерных наук FAU. «Воздействие этого исследования также распространяется на клиническую практику, предоставляя улучшенные методы скрининга и мониторинга, которые можно легко воспроизвести с минимальными затратами и временем в условиях клиники».

Соавторами исследования являются Махмуд Сейфаллахи, докторант кафедры электротехники и информатики ФАУ; и Джеймс Э. Гэлвин, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения, профессор неврологии, руководитель отделения когнитивной неврологии и директор Комплексного центра здоровья мозга и Передового центра исследований деменции с тельцами Леви Медицинской школы Миллера Университета Майами.

Анализ данных этого исследования был поддержан Национальным научным фондом, предоставленным Гораани.

-ФАУ-

О Колледже инженерии и информатики ФАУ:

Колледж инженерии и информатики FAU получил международное признание за передовые исследования и образование в области информатики и искусственного интеллекта (ИИ), компьютерной инженерии, электротехники, биомедицинской инженерии, гражданского строительства, экологического и геоматического машиностроения, машиностроения, и океанотехника. Исследования, проводимые преподавателями и их командами, знакомят студентов с технологическими инновациями, которые продвигают современное состояние дисциплин. Исследовательские усилия колледжа поддерживаются Национальным научным фондом (NSF), Национальными институтами здравоохранения (NIH), Министерством обороны (DOD), Министерством транспорта (DOT), Министерством образования (DOEd), Государственным Флориды и промышленности. Колледж инженерии и компьютерных наук FAU предлагает степени на современный лад, которые имеют специализацию в областях национального приоритета, таких как искусственный интеллект, кибербезопасность, Интернет вещей, управление транспортом и цепочками поставок, а также наука о данных. Новые программы на получение степени включают магистра наук в области искусственного интеллекта (впервые во Флориде), магистра наук и бакалавра наук о данных и аналитике, а также нового профессионального магистра наук и доктора философии. по информатике для работающих специалистов. Более подробную информацию о колледже можно найти на сайте eng.fau.edu.

О Журнале отчетов о болезни Альцгеймера (JADR)

Журнал отчетов о болезни Альцгеймера — это международный междисциплинарный журнал открытого доступа, призванный способствовать прогрессу в понимании этиологии, патогенеза, эпидемиологии, генетики, поведения, лечения и психологии болезни Альцгеймера. Журнал публикует отчеты об исследованиях, обзоры, краткие сообщения, гипотезы и отчеты о клинических случаях. Целью форума является предоставление открытого форума для оригинальных исследований, которые ускорят наше фундаментальное понимание болезни Альцгеймера. Согласно данным Journal Citation Reports (Clarivate, 2023), JAD Reports имеет импакт-фактор журнала 3,2. www.iospress.com/jad-reports .

О Атлантическом университете Флориды: Атлантический университет Флориды, основанный в 1961 году, официально открыл свои двери в 1964 году как пятый государственный университет Флориды. Сегодня университет обслуживает более 30 000 студентов и аспирантов в шести кампусах, расположенных вдоль юго-восточного побережья Флориды. В последние годы университет удвоил свои расходы на исследования и опередил своих коллег по показателям успеваемости студентов. Благодаря сосуществованию доступа и превосходства FAU воплощает инновационную модель, в которой исчезают традиционные пробелы в достижениях. FAU признан учреждением, обслуживающим латиноамериканцев, признан лучшим государственным университетом по версии US News & World Report и учреждением с высокой исследовательской деятельностью по версии Фонда Карнеги по развитию преподавания. Для получения дополнительной информации посетите www.fau.edu.