Изменения в движениях рук могут предсказывать снижение когнитивных функций 

Фото из открытых источников

Левая рука обычно выполняет вспомогательную роль. Она удерживает кофейную кружку, держит банку, пока правая рука поворачивает крышку, и не позволяет предметам выскользнуть. Мало кто сможет описать, что происходило с его недоминирующей рукой за последний час.

Исследовательская группа отслеживала эти незамеченные движения у сотен пожилых людей с помощью перчаток с датчиками, оснащенных устройствами захвата движений. Результаты оказались неожиданными. Едва заметные движения левой руки демонстрировали одни из самых явных признаков когнитивных нарушений.

Группа исследователей из Пекина хотела выяснить, могут ли едва заметные движения рук выявить снижение когнитивных функций до того, как это обнаружат стандартные тесты памяти. Они привлекли к участию 607 взрослых, проживающих в данном населенном пункте, в возрасте от 60 до 84 лет. Работу возглавила Дун-ни Пан из Пекинского университета языка и культуры (BLCU) в сотрудничестве с врачами Пекинской больницы. Результаты исследования опубликованы в журнале Innovation in Aging.

Каждый доброволец сначала прошел письменное когнитивное тестирование. Примерно 43% участников набрали достаточно низкие баллы, чтобы отнести их к категории лиц с легкими когнитивными нарушениями. Эта стадия часто предшествует болезни Альцгеймера у многих пожилых людей и является признаком ухудшения состояния.

Затем началась необычная часть. Каждый надел гарнитуру и пару перчаток для захвата движений, усеянных крошечными датчиками — по шесть на каждой руке, каждый из которых отслеживал каждое движение. Внешне это устройство напоминало видеоигру. А внутри скрывался высокоточный прибор.

Датчики на перчатке виртуальной реальности измеряли вращение пальцев с исключительной точностью, производя 500 измерений в секунду. Трекеры на запястье передавали данные о положении в реальном времени. Волонтеры выполнили четыре задания, направленных на развитие координации движений рук, — им нужно было обводить светящиеся линии, расположенные в трехмерном пространстве.

Игра заключалась в переворачивании и складывании небольших пробковых блоков, вставке колышков в виртуальную доску и постукивании каждым пальцем по мишени. В этом процессе ничто не требовало физической силы, но всё требовало контроля. Одно из заданий, адаптированное из давно используемого клинического теста на ловкость пальцев, заключалось в том, чтобы люди как можно быстрее и точнее бросали колышки в отверстия.

Переворачивание блоков еще больше развивало координацию движений, включая последовательности движений одной и двумя руками. Постукивание было самым простым из четырех способов. Каждый палец шесть раз ударял по мишени, поочередно на обеих руках.

Система регистрировала не только скорость, но и ритм, а также стабильность во всех данных в целом. Когда команда сравнила здоровых взрослых с группой лиц с нарушениями по 36 различным показателям мелкой моторики, 31 из них показали значительные различия. Закономерность оставалась неизменной: чем здоровее мозг, тем быстрее и контролируемее движения пальцев.

Вот тут-то и проявилась конкретика результатов. Наиболее сильные прогностические сигналы не исходили от доминирующей руки. Они происходили из недоминирующей руки – левой руки у большинства населения. Например, наблюдалось медленное размещение предметов на доске левой рукой и нестабильный ритм при постукивании безымянным пальцем левой руки.

Исследователи предполагают, что менее тренированная рука требует от мозга большей координации, выявляя слабые места, которые могут быть скрыты отработанными движениями. Правая рука у большинства людей работает на автопилоте. Её менее используемая «сестра» может не так легко скрывать те же недостатки.

В отдельной статье уже была установлена связь между постукиванием недоминантным пальцем и уменьшением объема области мозга, наиболее пострадавшей от болезни Альцгеймера. Новая работа распространяет эту закономерность на людей, которым еще не был поставлен диагноз.

Если сложить время, затраченное левой рукой на игру на доске с колышками, неровные постукивания безымянного пальца и несколько показателей среднего пальца правой руки, то получится суммарный балл. Он составляет 0,687. Для сравнения: подбрасывание монеты оценивается в 0,5 балла, а идеальный тест — в 1,0 балла. Модель машинного обучения, обученная на тех же данных, увеличила это число до 0,762.

Весь тест занимает около 15 минут, и знание языка не требуется. Поскольку каждое движение регистрируется компьютером, на результат не влияет то, кто оценивает тест. Пальцы не двигаются изолированно. Несколько областей мозга, координирующих точные движения рук, являются одними из первых мест, где проявляется патология болезни Альцгеймера. Когда эти нейронные цепи повреждаются, рука не может скрыть то, что начинает терять мозг.

Более ранние исследования связывали снижение двигательных функций с физиологическими изменениями в головном мозге по мере старения человека. Новое исследование предполагает, что эти физические изменения могут проявляться в мельчайших деталях моторики еще до того, как их выявят стандартные тесты.

Поскольку в исследовании данные собирались в один момент времени, а не отслеживались в дальнейшем, оно пока не может подтвердить, предсказывает ли низкий балл по шкале оценки пальцев ухудшение состояния в будущем.

Все участники были пожилыми людьми, проживающими в Пекине, и насколько хорошо эта закономерность сохраняется в разных группах населения и клинических условиях, еще предстоит установить.

До этого исследования ни одна команда не создавала виртуальный тест для проверки работы рук в таком масштабе и не сравнивала его с когнитивными показателями сотен здоровых взрослых и взрослых с легкими когнитивными нарушениями одновременно.

Какие изменения произойдут в результате? Клиники могли бы использовать 15-минутный сеанс с использованием гарнитуры, чтобы выявлять людей, заслуживающих более тщательного наблюдения. Это может произойти задолго до того, как стандартные вопросы на запоминание дадут им сбой. Команда уже работает над портативной версией для домашнего использования.

«Данные о движениях рук могут дать ценную информацию о когнитивных функциях у пожилых людей, подчеркивая важность мелкой моторики для раннего выявления легких когнитивных нарушений», — отмечают авторы исследования.

Как оказалось, руки могут незаметно указывать на то, что разум начинает терять – иногда еще до того, как сам разум заметит что-либо неладное.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний