In de medische wetenschap wordt veel kennis, tijd en geld gestoken in de ontwikkeling van nieuwe technologieën die kunnen bijdragen aan een gezonder leven, vroege diagnose van ziekten en liefst een volledig herstel. Soms blijkt echter dat bepaalde bestaande technologieën ook voor andere, medisch diagnostische, taken ingezet kunnen worden. Het onderzoek dat onlangs is gestart en waarbij de welbekende ‘oortjes’ gebruikt worden om vroege tekenen van de ziekte van Alzheimer te herkennen, is daar een mooi voorbeeld van.
De onderzoekers, afkomstig van de École de Technologie Supérieure en Dartmouth University, kijken in het bijzonder naar het inzetten van de microfoons die tegenwoordig, onder andere voor het filteren van achtergrondgeluiden, in oortjes zitten zoals we die kennen van onze smartphones en muziek. Doel is om te onderzoeken of oortjes een eenvoudiger en toegankelijker alternatief kunnen zijn voor eye-trackingapparatuur die nu gebruikt wordt om vroege tekenen van Alzheimer te herkennen.
Verlies van motorische controle
Mensen met de ziekte van Alzheimer vertonen, naast cognitieve achteruitgang, een verlies van motorische controle. Een van de eerste tekenen van dit verval kan worden opgemerkt in onvrijwillige oogbewegingen die bekend staan als saccades. Deze snelle oogbewegingen bij Alzheimerpatiënten zijn vaak langzamer, minder nauwkeurig of vertraagd in vergelijking met die bij gezonde personen. "Oogbewegingen zijn fascinerend omdat ze tot de snelste en nauwkeurigste bewegingen in het menselijk lichaam behoren, en dus afhankelijk zijn van zowel uitstekende motorische vaardigheden als cognitief functioneren", zegt onderzoeker Arian Shamei.
Om deze saccades te herkennen en analyseren worden patiënten gemonitord met behulp van eye-trackingapparatuur. Een onderzoek dat voor de meeste mensen niet gemakkelijk toegankelijk is. De onderzoekers bekijken nu een alternatieve methode waarbij dus ‘oortjes’, en met name de ingebouwde microfoons daarvan, ingezet worden. "We gebruiken oortjes met in-ear microfoons die fysiologische signalen van het lichaam opvangen. Ons doel is om algoritmen voor gezondheidsmonitoring voor hoortoestellen te ontwikkelen, die in staat zijn tot continue monitoring op lange termijn en vroege ziektedetectie", vertelt onderzoeker Miriam Boutros.
Het kunnen herkennen van vroege symptomen voor de ziekte van Alzheimer door de ogen en pupilbewegingen van een patiënt te onderzoeken, is niet nieuw. Zo ontdekten Amerikaanse wetenschappers enkele jaren geleden dat met zogenoemde pupil-responsetest het ook mogelijk is om te bepalen of iemand een groter risico loopt op het ontwikkelen van Alzheimer. Zij ontwikkelden daarvoor een smartphone-app die minieme veranderingen in de pupilgrootte van een persoon bijhoudt.
Trillingen van het trommelvlies
Oogbewegingen, ook saccades, veroorzaken trillingen van de trommelvliezen die kunnen worden opgevangen door gevoelige microfoons in het oor. De onderzoekers voeren experimenten uit met vrijwilligers, waarbij ze zowel hoortoestellen als conventionele eye-trackers gebruiken. Hun doel is signalen te identificeren die overeenkomen met saccades, en onderscheid te maken tussen gezonde signalen en andere signalen die indicatief zijn voor neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer. Ze hopen dat hun onderzoek op een dag zal leiden tot apparaten die niet-invasieve continue monitoring kunnen uitvoeren voor de ziekte van Alzheimer en andere neurologische ziekten.
"Hoewel het huidige project zich richt op langetermijnmonitoring van de ziekte van Alzheimer, willen we uiteindelijk andere ziekten aanpakken en daartussen onderscheid kunnen maken op basis van symptomen die kunnen worden gevolgd via in-ear signalen", aldus Shamei.
Het onderzoek wordt geleid door Rachel Bouserhal van het Research in Hearing Health and Assistive Devices (RHAD) Laboratory van de École de Technologie Supérieure en Chris Niemczak van de Geisel School of Medicine van de Dartmouth University.
