Изогнутая ходьба и камера глубины помогают заметить ранние когнитивные нарушения
Нарушения походки нередко появляются еще до выраженных проблем с памятью и мышлением. Именно поэтому анализ движений рассматривают как перспективное дополнение к стандартным когнитивным обследованиям. Новое исследование показало: ходьба по изогнутой траектории способна выявлять едва заметные изменения лучше, чем обычное движение по прямой.
Работа ученых из Колледжа инженерии и компьютерных наук Атлантического университета Флориды стала первым исследованием, в котором количественно сравнили ходьбу по прямой и по дуге у здоровых пожилых людей и участников с умеренными когнитивными нарушениями (MCI). Подробные результаты эксперимента опубликованы в [исследовании ранних признаков когнитивного снижения](https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240312133807.htm).
Умеренное когнитивное нарушение считается промежуточным состоянием между нормальным старением и деменцией. Оно может проявляться забывчивостью, снижением концентрации и трудностями при выполнении привычных задач, однако человек обычно сохраняет относительную самостоятельность. При этом MCI повышает вероятность дальнейшего развития болезни Альцгеймера и других видов деменции.
Почему важна именно ходьба по кривой
В медицинской практике тесты на равновесие и походку чаще всего выполняют на прямом отрезке. Такая задача достаточно ритмична и относительно проста: человек сохраняет направление, повторяет одинаковые движения ногами и поддерживает устойчивость.
Изогнутая траектория требует гораздо большей координации. При повороте нужно вовремя изменить направление, перераспределить нагрузку между ногами, скорректировать положение тела и одновременно удержать равновесие. Все эти действия связаны не только с работой мышц, но и с исполнительными функциями мозга.
Для эксперимента исследователи применили компактную камеру глубины. В отличие от обычной видеосъемки, такая система фиксирует пространственное положение отдельных частей тела. Она распознавала и отслеживала 25 суставов и ключевых точек движения, после чего полученные сигналы преобразовывались в 50 параметров походки.
В анализ вошли средняя скорость и частота шагов, длительность различных фаз шага и цикла ходьбы, длина и положение стоп, скорость движения ног, симметрия и регулярность движений. Благодаря этому ученые оценивали не только общий темп, но и мелкие изменения, которые могут оставаться незаметными при обычном наблюдении.
Результаты оказались особенно выразительными при ходьбе по кривой. Участники с MCI двигались медленнее, делали более короткие шаги и демонстрировали большую изменчивость большинства микропараметров. У них также снижались симметрия и регулярность длины шагов и циклов ходьбы.
Кроме того, людям с умеренными когнитивными нарушениями требовалось больше времени для двойной опоры - периода, когда обе стопы одновременно соприкасаются с полом. Особенно заметной эта особенность становилась во время смены направления. Вероятно, таким образом организм компенсировал снижение устойчивости и сложности с координацией.
Всего при переходе от прямой ходьбы к изогнутой у группы MCI 31 из 50 параметров, то есть 62%, изменялись сильнее, чем у здоровых участников. Тринадцать показателей статистически значимо различались между группами. Это означает, что [анализ походки для диагностики деменции](https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240312133807.htm) может оказаться особенно информативным при использовании более естественных и сложных сценариев движения.
Как может применяться новая технология
Одно из преимуществ системы - отсутствие необходимости крепить к телу датчики, надевать специальные жилеты или использовать сложное лабораторное оборудование. Камера устанавливается быстро, не требует контакта с пациентом и потенциально может применяться в клиниках, центрах реабилитации и учреждениях для пожилых людей.
Такая технология не заменяет врачебное обследование. Однако она способна дополнить нейропсихологические тесты, оценку равновесия и сбор сведений о повседневном поведении. В перспективе автоматизированные измерения могут помочь специалистам заметить изменения раньше, чем они станут очевидными для самого человека и его близких.
При этом интерпретировать результаты необходимо осторожно. На характеристики походки влияют возраст, масса тела, уровень физической активности, заболевания суставов и позвоночника, перенесенные травмы, депрессия и прием лекарств. В исследовании между группами были различия по индексу массы тела, продолжительности образования и показателям гериатрической шкалы депрессии, поэтому эти факторы также следует учитывать.
Перспективы ранней диагностики
Ранние признаки когнитивного снижения могут проявляться не только в забывчивости или сложностях с подбором слов. Человек иногда начинает медленнее менять направление, чаще останавливаться, осторожнее ставить ноги и дольше сохранять двойную опору. Отдельно такие особенности не указывают на деменцию, но их сочетание может стать поводом для дополнительной проверки.
В будущем камера для раннего выявления когнитивных нарушений сможет работать в составе комплексной системы наблюдения. Например, регулярный анализ походки можно сопоставлять с результатами тестов памяти, данными о сне, настроении и повседневной активности. Это позволит отслеживать не единичный показатель, а динамику состояния.
Важно, что речь идет не о самостоятельной постановке диагноза с помощью бытового устройства. Любые подозрения должны подтверждаться консультацией невролога, гериатра или другого профильного специалиста. Тем не менее бесконтактная регистрация движений может сделать обследование более объективным и удобным.
В дальнейшем ученым предстоит проверить метод на более крупных и разнообразных группах, а также выяснить, насколько хорошо он отличает умеренные когнитивные нарушения от других причин изменения походки. Если результаты подтвердятся, диагностика когнитивных нарушений получит доступный инструмент раннего скрининга, способный выявлять тревожные изменения еще до появления выраженной деменции.
Таким образом, тест на деменцию и болезнь Альцгеймера постепенно выходит за пределы традиционных опросников и заданий на память. Оценка того, как человек идет, поворачивает и сохраняет равновесие, может дать врачам дополнительные сведения о работе мозга - особенно если использовать не только прямую, но и изогнутую траекторию.
