Vom Frühsymptom zur klinischen Studie: VR als Schlüsseltechnologie

13. November 2020
13. November 2020 Katrin Pape

Vom Frühsymptom zur klinischen Studie: VR als Schlüsseltechnologie

Bildquelle: netural.com

VR-Apps lassen Angehörige eine Demenzerkrankung besser nachvollziehen oder helfen Erkrankten bei der Erinnerung.

Mit VR-Technologie lässt sich jedoch auch eindrucksvoll Grundlagenforschung zur Frühdiagnostik betreiben.

VR & Forschung

So darf z.B. jüngst das Unternehmen Oxford VR seine Forschung ausbauen. Dafür gab es eine ordentliche Finanzspritze von Investoren, beispielsweise führenden Forschungseinrichtungen der Universität Oxford.

Ziel ist, die Expansion evidenzbasierter VR-Therapielösungen in den USA voranzutreiben und den Behandlungsradius auf andere neuropsychologische Krankheitsbilder wie etwa depressive Verstimmungen oder Ängste auszudehnen.

In einer frühen Studie der Universität Cambridge konnte bereits nachgewiesen werden, dass Alzheimer-Symptome durch VR-Navigationstests genauer bewertet werden können.

Hier konnte herausgefunden werden, dass der entorhinale Kortex, ein bestimmter Bereich der Hirnrinde, für die räumliche Orientierung verantwortlich ist. Dieses Areal hat zahlreiche Verbindungen zu anderen Hirngebieten und ist sozusagen das GPS im Körper.

Schon in frühen Krankheitsphasen wird diese Gehirnregion geschädigt und es folgt eine erhebliche Navigationsstörung beim Patienten.

Bildquelle: coconutoil.com

“We know that Alzheimer’s affects the brain long before symptoms become apparent. We’re getting to the point where everyday tech can be used to spot the warning signs of the disease well before we become aware of them.”

Dr.Chan, Leiter der Studie/Cambridge Neuroscience

Das Problem bei der weiteren Erforschung des Krankheitsbildes ergab sich nun darin, dass es keine spezifischen Tests gab, um die beeinträchtigte Navigationsfähigkeit Erkrankter genauer zu untersuchen.

Um dies zu ändern, statteten Forscher 45 Patienten aus unterschiedlichen Kliniken mit VR-Headsets aus. Neben gesunden Menschen waren auch Probanden mit altersbedingten Gedächtnisstörungen zugegen.

Im VR-Headset wurden verschiedene Navigationstests simuliert. Danach wurde Cerebrospinalflüssigkeit, also Nervenwasser des Rückenmarks, das zum Nachweis von Alzheimer-Biomarkern verwendet wird, entnommen.

Im Ergebnis schnitten alle MCI-Patienten, die positiv auf Alzheimer-Biomarker getestet wurden, im VR-Test schlechter ab als diejenigen ohne Biomarker. Erstaunlicherweise konnte der VR-Navigationstest auch besser zwischen MCI-Patienten mit niedrigem und hohem Risiko unterscheiden als die bislang gängigen kognitiven Tests zur Alzheimer-Diagnostik.

Diagnose und Überwachung können durch VR-Technologie zukünftig in dieser Hinsicht besser begleitet werden, als dies mit kognitiven Tests möglich wäre.

Game for Good

Sea Hero Quest: Schatzsuche zugunsten der Wissenschaft. Bildquelle: gamereactor.com

Sea Hero Quest. Bildquelle: pnas.com

Die Datenerhebung entsteht in Kooperation mit der Telekom im Rahmen der „Game for Good“-Initiative. Bildquelle: telekom.com

Das spielerische Applikationen zur Diagnose von Krankheiten dienen können, ist keine ganz neue Idee: Auch mit Sea Hero Quest kam man (ersten) Krankheitssymptomen auf die Schliche. Das Mobile Game sammelt wichtige Anhaltspunkte dafür, wie der Orientierungssinn funktioniert. Hierbei stehen den Forschern anonyme Spieldaten von Usern zur Verfügung, die einen wichtigen Anhaltspunkt für normatives Spielverhalten abgeben. Jeder Nutzer der App kann also die Demenzforschung unterstützen, indem er spielt.

Im Spiel muss z.B. ein Boot durch ein Netzwerk von Kanälen gesteuert und geheimnisvolle Kreaturen gefangen genommen werden. Zuvor müssen sich die Anwender von Sea Hero Quest allerdings eine Karte einprägen und anhand der Vorgaben den richtigen Weg zum Ziel erinnern. Am Ende zeigt sich, wie gut die räumliche Orientierung bei der Bewältigung der Aufgaben tatsächlich war.

Was wir sehen allerdings sehen ist, dass Leute verschiedene Strategien benutzen für den Orientierungssinn. Die müssen wir mit in Kauf nehmen, und das ist sehr wichtig, dass wir das wissen. Ein weiteres Merkmal, das wir gefunden haben (…), ist, dass Männer und Frauen tatsächlich wirklich einen anderen Orientierungssinn haben (…), dass die Strategien die sie benutzen anders sind und für die Diagnose ist das sehr, sehr wichtig.“

Prof. Michael Hornberger, Applied Dementia Reserach, Universität East Anglia

Während in der ersten Phase das Spiel zum Sammeln anonymer Daten einer breiten Bevölkerung genutzt wurde, kann es nun – dank der aus dieser ersten Phase gewonnenen Erkenntnisse – auch zur Diagnostik eingesetzt werden.

KI in der Medizin: Nadine Diersch über VR und die Früherkennung von Alzheimer

Mit VR-Technologie/-Apps lässt sich die Umwelt flexibel anpassen und auf spezifische Testszenarien abstimmen. Forscher können in Echtzeit Testläufe einsehen und wichtige Einblicke in Defizite bei der Bewältigung von Übungsaufgaben erhalten. Da die Wissenschaftler Einblick ins visuelle (virtuelle) Blickfeld von Patienten haben, lassen sich kausale Zusammenhänge zwischen persönlicher Wahrnehmung & explizitem Verhalten besser nachvollziehen.

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