Screenshot YouTube
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv (TAU) hebben een methode ontwikkeld die gebruikmaakt van muzikale tests en een draagbaar instrument voor het meten van hersenactiviteit om cognitieve achteruitgang op oudere leeftijd te detecteren.
Volgens de onderzoekers kan de methode, die gebaseerd is op het meten van 15 minuten elektrische activiteit in de hersenen tijdens het uitvoeren van eenvoudige muzikale taken, gemakkelijk worden geïmplementeerd door elk personeelslid in elke kliniek, zonder dat er speciale training voor nodig is.
De onderzoekers: “Onze methode maakt routinematige monitoring en vroege detectie van cognitieve achteruitgang mogelijk om behandeling te bieden en snelle, ernstige achteruitgang te voorkomen. Dit soort profylactische tests worden algemeen aanvaard voor een verscheidenheid aan fysiologische problemen zoals diabetes, hoge bloeddruk of borstkanker; tot op heden is er echter nog geen methode ontwikkeld om routinematige, toegankelijke monitoring van de hersenen op cognitieve problemen mogelijk te maken." De onderzoekers merken verder op dat dit soort tests vooral belangrijk zijn in het licht van de toenemende levensduur en de daarmee gepaard gaande groei van de oudere bevolking.
De studie werd geleid aan de Universiteit van Tel Aviv door promovendus Neta Maimon van de School of Psychological Sciences en de Buchmann-Mehta School of Music, en Lior Molcho van Neurosteer Ltd, onder leiding van prof. Nathan Intrator van de Blavatnik School of Computer Science en de Sagol-school voor neurowetenschappen. Andere deelnemers waren: Adi Sasson, Sarit Rabinowitz en Noa Regev-Plotnick van het Dorot-Netanya Geriatric Medical Center. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Aging Neuroscience.
Als onderdeel van het onderzoek ontwikkelden de onderzoekers een baanbrekende methode die een draagbaar apparaat combineert voor de meting en innovatieve analyse van elektro-encefalografie (EEG), ontwikkeld door Neurosteer, en een korte muzikale test van ongeveer 12-15 minuten, ontwikkeld door Neta Maimon.
Tijdens de test wordt de proefpersoon verbonden met het draagbare EEG-apparaat door middel van een plakband met slechts drie elektroden op het voorhoofd. De proefpersoon voert een reeks muzikaal-cognitieve taken uit volgens hoorbare instructies die automatisch via oortelefoons worden gegeven. De taken omvatten korte melodieën die door verschillende instrumenten worden gespeeld, waarbij de proefpersonen worden geïnstrueerd om verschillende taken op hen uit te voeren met verschillende moeilijkheidsgraden. Bijvoorbeeld elke keer dat een melodie wordt gespeeld op een knop drukken of er alleen op drukken als de viool speelt. Bovendien omvat de test enkele minuten muzikaal geleide meditatie die is ontworpen om de hersenen in een rusttoestand te brengen, aangezien bekend is dat deze toestand in verschillende situaties op het functioneren van de hersenen wijst.
Neta Maimon, gespecialiseerd in muzikale cognitie, legt uit dat muziek grote invloed heeft op verschillende centra in de hersenen. Aan de ene kant staat muziek bekend als een snelle stemmingsstimulans, vooral van positieve emoties. Aan de andere kant kan muziek in verschillende situaties cognitief uitdagend zijn, de frontale delen van de hersenen activeren, vooral als we ons proberen te concentreren op verschillende aspecten van de muziek en tegelijkertijd een bepaalde taak uitvoeren.
Volgens Maimon kunnen we, als we deze twee mogelijkheden combineren, cognitieve tests maken die behoorlijk complex zijn, maar ook prettig en gemakkelijk uit te voeren. Bovendien zal muziek die positief en redelijk ritmisch is, de concentratie en de uitvoering van de taak verbeteren. Zo heeft bijvoorbeeld het beroemde "Mozart-effect", dat verbeterde prestaties toont bij intelligentietests na het luisteren naar de muziek van Mozart, eigenlijk niets te maken met de muziek van Mozart, maar eerder het feit dat muziek een positieve stemming creëert en ons stimuleert tot een toestand die is optimaal voor het uitvoeren van intelligentie- en creativiteitstesten.
Dienovereenkomstig veronderstelden de onderzoekers dat het met muziekinstrumenten ook mogelijk zou zijn om de proefpersonen uit te dagen in een mate die het mogelijk zou maken de frontale activiteit van de hersenen te testen en hun geest te verbeteren, waardoor hun prestaties op de test zouden verbeteren terwijl de algehele ervaring prettig.
De studie omvatte een experiment in het Dorot-Netanya Geriatric Medical Center. Neta Maimon: "Iedereen die in het ziekenhuis van Dorot of een andere instelling voor geriatrische revalidatie wordt opgenomen, ondergaat een standaardtest genaamd 'mini-mental', bedoeld om hun cognitieve toestand te evalueren als een routinematig onderdeel van het intakeproces. De test wordt afgenomen door een speciaal daarvoor opgeleide ergotherapeut en omvat verschillende taken. Bijvoorbeeld de dagen van de week of maanden van het jaar achteruit optellen. In deze test kunnen maximaal 30 punten worden verzameld. Een hoge score duidt op een normale cognitie.
Het experiment omvatte het testen van 50 ouderen die in het ziekenhuis van Dorot waren opgenomen en die 18-30 scoorden op de mini-mentale test, wat wijst op verschillende niveaus van cognitief functioneren. De deelnemers voerden automatisch de muzikaal-cognitieve taken uit. Het EEG-apparaat registreerde de elektrische activiteit in de hersenen tijdens de activiteit, en de resultaten werden geanalyseerd met behulp van machine learning-technologie.
Hierdoor konden wiskundige indices worden geïdentificeerd die precies gecorreleerd waren met de mini-mentale testscores; met andere woorden, we hebben nieuwe neuromarkers (hersenmarkers) verkregen die op zichzelf kunnen staan als indices van de cognitieve status van het onderwerp.
Maimon vult aan: “We zijn er eigenlijk in geslaagd om te illustreren dat muziek inderdaad een effectief instrument is om hersenactiviteit te meten. De hersenactiviteit en responstijden op taken correleerden met de cerebrale condities van de proefpersonen (correlerend met de mini-mentale score die aan hen werd toegekend). Belangrijker nog, alle deelnemers aan het experiment meldden dat het aan de ene kant de hersenen uitdaagde, maar aan de andere kant erg prettig was om uit te voeren”.
De onderzoekers concluderen: “Onze methode maakt het mogelijk om de cognitieve capaciteiten te monitoren en cognitieve achteruitgang al in de vroege stadia te detecteren. allemaal met eenvoudige en toegankelijke middelen, met een snelle en gemakkelijke test die in elke kliniek kan worden uitgevoerd. Deze methode is tegenwoordig van bijzonder belang vanwege de toename van de levensduur en de versnelde bevolkingsgroei, vooral onder ouderen. Tegenwoordig lijden miljoenen mensen over de hele wereld al of zullen ze binnenkort lijden aan cognitieve achteruitgang en de ernstige gevolgen ervan, en hun aantal zal de komende decennia alleen maar toenemen. Onze methode zou de weg kunnen banen naar efficiënte cognitieve monitoring van de algemene bevolking, en zo cognitieve achteruitgang in een vroeg stadium kunnen detecteren, wanneer behandeling en preventie van ernstige achteruitgang mogelijk is. Daarom wordt verwacht dat het de kwaliteit van leven van miljoenen mensen over de hele wereld zal verbeteren.”
Keren Primor Cohen, CEO, Ramot van de TAU: “We zijn verheugd dat een bedrijf dat is gebaseerd op een technologie die is ontwikkeld bij TAU, blijft samenwerken aan creatief en multidisciplinair onderzoek.
Ramot zal doorgaan met het promoten van en investeren in nieuwe technologieën, en zal TAU-onderzoekers helpen om het potentieel van hun onderzoek te maximaliseren.”
