《自然·医学》:iPhone知道你有没有认知障碍!哈佛团队发现,利用智能设备远程评估认知可行且有效
来源:奇点糕 2025-03-07 09:24
该研究初步证明了利用智能设备进行远程认知评估的可行性和有效性,为大规模认知筛查和跟踪提供了新的工具。
玩手机已经成为了当代人的生活常态,小孩捧着手机打游戏,年轻人抱着手机嘎嘎乐,老年人拿着手机也学会了网购。不仅如此,越来越多的人佩戴起了智能手表,你若问他/她“你买这么贵的手表是为了运动健身吗?”,那人大概率会回答“我就为看个心率和睡眠”,然后实际使用也就瞅下时间和消息提示(请把真实打在屏幕上)。
智能设备如此普及,何不拿来干点儿正事?
现在的智能手机或手表几乎都带有大健康监测功能,这些智能设备的广泛普及为医学临床研究带来了巨大便利。比如在此之前,英国卡迪夫大学研究团队结合10万人的数据发现,连续佩戴7天医用级智能手表可以帮助我们捕获帕金森病的前驱期症状,提前7年诊断疾病[1]。
这回轮到检测认知障碍了,用水果手机和手表就能实现。
近日一篇发表于《自然·医学》杂志的论文中,美国哈佛医学院的Paul Monroe Butler团队在两万多人的研究队列中发现,持续1年使用智能手机和智能手表,分析获取的键盘输入、语音特征等信息,能够有效区分认知功能正常的人和轻度认知障碍(MCI)患者,模型性能良好,ROC曲线下面积值(AUC)达到0.85。
该研究初步证明了利用智能设备进行远程认知评估的可行性和有效性,为大规模认知筛查和跟踪提供了新的工具。
早期检测认知衰退,尤其是轻度认知障碍(MCI),对于延缓阿尔茨海默病(AD)等痴呆症进展、改善患者生活质量具有重要意义,有助于应对全球老龄化进程加速的重大挑战。
传统的认知评估方法存在诸多局限性,如受限于文化、语言和地理因素,且需要患者在医疗机构进行面对面测试,难以大规模推广。近年来,智能手机和智能手表的普及为远程、无创的认知健康监测提供了新的可能性。这些设备能够通过多模态数据(如设备使用行为、传感器数据、语音和运动数据等)捕捉日常生活中的认知变化,从而为早期检测和干预提供支持。
在此背景下,一项名为“Intuition”的研究应运而生。该研究由渤健公司与苹果公司合作开展,旨在通过智能手机iPhone和智能手表Apple Watch收集的多模态数据,开发一种远程、无创的认知健康评估工具,能够大规模检测和跟踪认知健康,实现MCI的早期检测。
Intuition研究是一项前瞻性、观察性、去中心化的队列研究,于2021年9月启动,共招募23004名年龄在21-86岁之间的美国成年人,平均年龄58岁,女性占64.4%。研究队列根据年龄、认知状态、认知衰退风险等因素进行分组,主要组别包括认知正常的对照组、主观认知抱怨(SCC)组以及自我报告或临床确诊的MCI组。
操作流程
所有参与者均为iPhone用户(iPhone 8或更新版本),在手机下载应用程序Study App之后,佩戴由研究团队提供的Apple Watch。研究团队一方面通过iPhone和Apple Watch收集参与者的设备使用行为、键盘输入、语音特征、运动数据、心率、睡眠模式等信息,另一方面定期使用认知测试工具CANTAB和Cam-Cog(这个测试在Study App上进行即可)获取参与者在视觉空间记忆、执行功能、学习和即时回忆、情景记忆、处理速度、注意力、工作记忆和整体认知等方面的认知表现。
由智能设备获取多维数据
从依从性来看,12个月内,参与者退出率仅为10.5%,远低于其他基于数字应用程序的观察性试验中所报告的49%。
果粉们的依从情况很好
研究团队开发了一个MCI分类模型,模型利用队列数据通过100次自举重采样和嵌套交叉验证进行训练和验证,以确保模型的稳定性和泛化能力。
研究结果显示,结合智能手机和智能手表收集的信息,能够有效区分认知正常者和MCI患者,模型的AUC为0.85,敏感性、特异性、精准度分别为80.2%、78.7%、79.1%,阳性预测值、阴性预测值分别为55.6%、98.3%。
模型性能
研究指出,设备使用行为、键盘输入、语音特征等日常生活现象与认知表现之间存在一定的关联。例如,在没有认知衰退的对照组中,打字速度和准确度保持稳定,而MCI组在iPhone键盘输入时的“每分钟敲击次数”显著降低,表明其认知处理速度较慢。
总的来说,Intuition研究表明,通过结合智能设备的多维数据可以为监测认知健康提供实时、连续的指标,有效补充传统认知评估,更好地长期跟踪认知功能变化,展示了远程监测认知健康和早期检测MCI的巨大潜力。
参考文献:
[1]Schalkamp, AK., Peall, K.J., Harrison, N.A. et al. Wearable movement-tracking data identify Parkinson’s disease years before clinical diagnosis. Nat Med 29, 2048–2056 (2023). https://doi.org/10.1038/s41591-023-02440-2
[2]Butler, P.M., Yang, J., Brown, R. et al. Smartwatch- and smartphone-based remote assessment of brain health and detection of mild cognitive impairment. Nat Med (2025). https://doi.org/10.1038/s41591-024-03475-9
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