4 métodos para evaluar el Alzheimer con eye tracking

Numerosas investigaciones demuestran que el eye tracking es una herramienta prometedora para apoyar la evaluación precoz de la enfermedad de Alzheimer (EA). Los movimientos oculares y las alteraciones cognitivas se producen en fases tempranas de la enfermedad y pueden medirse mediante tareas de eye tracking sencillas y eficaces en el tiempo. En este artículo se presentan cuatro formas en las que el eye tracking podría ayudar en la evaluación precoz del Alzheimer.

Eye tracking: una herramienta más para evaluar la enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer (EA) es un trastorno neurodegenerativo progresivo, responsable de hasta el 70% de todos los casos de demencia (World Alzheimer Report, 2022 ). Se caracteriza por un deterioro gradual de la memoria, el pensamiento, la percepción y el lenguaje. Inicialmente, la EA es en su mayoría asintomática y comienza muchos años antes de la aparición de los síntomas clínicos. Por ejemplo, las personas con deterioro cognitivo leve tienen más probabilidades de evolucionar a EA, con una tasa de conversión anual de alrededor del 15% (Liu et al., 2013).

En la actualidad, la EA no tiene cura, pero un diagnóstico precoz podría mejorar el tratamiento de la enfermedad y ralentizar su progresión hacia la demencia. Según el Informe Mundial sobre el Alzheimer, el 75% de las personas con demencia no están diagnosticadas. Los biomarcadores existentes para la detección precoz de la EA son invasivos (por ejemplo, la punción lumbar), costosos (por ejemplo, la neuroimagen) o largos (por ejemplo, la prueba cognitiva neuropsicológica), lo que hace que el cribado oportuno sea inaccesible para muchas personas afectadas.

El eye tracking es una tecnología precisa, no intrusiva y rentable con potencial para el cribado de la EA por volumen (Readman et al., 2021). Las mediciones de los movimientos oculares ofrecen una evaluación independiente del lenguaje y la cultura de las funciones cognitivas y oculomotoras . Esto supone una ventaja en comparación con las pruebas neuropsicológicas, ya que las capacidades lingüísticas y de autoexpresión pueden estar significativamente disminuidas en la EA. Dado que la EA suele ir acompañada de un amplio espectro de alteraciones oculomotoras y del comportamiento visual (Molitor et al., 2015), los movimientos oculares y los patrones visuales específicos podrían servir como biomarcadores en las primeras fases de la EA.

4 métodos por los que el eye tracking podría ayudar a la evaluación precoz del Alzheimer

Evaluación fundamental de los movimientos oculares

La enfermedad de Alzheimer (EA) altera la conectividad entre las regiones cerebrales corticales y subcorticales que controlan los movimientos oculares (Armstrong, 2009). Las investigaciones informan de cambios relacionados con la EA en las sacadas, las fijaciones, la persecución suave y las microsacadas (Molitor et al., 2015). El estado de los movimientos oculares básicos puede evaluarse implementando tareas sencillas de movimientos oculares. Pavisic y sus colegas (Pavisic et al., 2017) demostraron elegantemente que mediante la evaluación de la estabilidad de la fijación (centrarse en un punto durante 10s), el seguimiento suave (seguir un objetivo en movimiento) y la pro-sacada (mirar al objetivo a medida que aparece) podían clasificar a los individuos con EA de sus pares sanos con un 95% de precisión. Los individuos con EA muestran sacadas más intrusivas y una menor duración de la fijación en la tarea de estabilidad de la fijación en comparación con sus compañeros sanos. Siguen un objetivo en movimiento durante menos tiempo y realizan más sacadas de interrupción durante la persecución suave. Los pacientes con EA son menos precisos en la tarea de pro-sacadas y tardan más en fijarse en el objetivo (Pavisic et al., 2017).

Otra tarea de fijación breve y sencilla es la calibración de la pupila, en la que un participante fija la mirada en un objetivo estático durante 10 segundos (Jang et al., 2021). La tarea permite capturar sacudidas de onda cuadrada, movimientos oculares involuntarios que interrumpen las fijaciones y que se observan con frecuencia en la EA (Nakamagoe et al., 2019). La tarea de calibración de la pupila tiene potencial para el cribado de EA de alto volumen, ya que solo tarda 10 segundos y arroja resultados significativos al comparar individuos sanos con aquellos con EA (Jang et al., 2021). Durante un intento de fijación, el comportamiento de microsacadas podría ayudar a diferenciar a los individuos con deterioro cognitivo leve de sus pares sanos, ya que el primer grupo exhibe microsacadas más oblicuas (Kapoula et al., 2014).

Evaluación de la función ejecutiva - tarea antisacádica

La disfunción inhibitoria es uno de los primeros dominios no relacionados con la memoria que se ven afectados en la enfermedad de Alzheimer (EA) (Wilcockson et al., 2019). En una tarea de antisacada, un participante tiene que inhibir una sacada hacia el objetivo y realizar una sacada en la dirección opuesta. El número de errores de inhibición cometidos en esta tarea es significativamente mayor en individuos con EA y es predictivo de la gravedad de la EA (Opwonya et al., 2022). Los individuos sanos suelen cometer errores de antisacada en el 20% de los ensayos, mientras que los individuos con EA entre el 50-80% (Garbutt et al., 2008). Ya se pueden detectar más errores de antisacadas en la EA temprana (Kaufman et al., 2012) e incluso cuando sólo se empieza a mostrar un deterioro cognitivo leve (Chehrehnegar et al., 2022). La tarea de antisacadas reporta resultados consistentes en la población con EA, lo que la convierte en una fuerte candidata para evaluar las funciones ejecutivas en individuos que envejecen.

Evaluación avanzada del comportamiento visual

Junto con los cambios en los movimientos oculares básicos, los individuos con enfermedad de Alzheimer (EA) experimentan dificultades en escenarios avanzados de percepción visual, como la búsqueda visual y la exploración de escenas (Molitor et al., 2015). Las dificultades para realizar estas tareas se asocian a deficiencias de la memoria a corto plazo y de trabajo, que ya son evidentes en estadios preclínicos de EA.

La tarea de comparación visual por pares es una tarea de memoria de reconocimiento en la que se puntúa a los participantes en función de la proporción de tiempo que dedican a ver una novedad frente a imágenes vistas anteriormente. Las personas con EA y deterioro cognitivo leve no reconocen bien las novedades (Crutcher et al., 2009; Nie et al., 2020; Zola et al., 2013). Las puntuaciones en esta tarea de eye tracking pueden predecir de forma fiable un mayor deterioro cognitivo en un seguimiento de 1 año (Nie et al., 2020) y la conversión de deterioro cognitivo leve a EA hasta tres años antes del diagnóstico clínico (Zola et al., 2013).

La búsqueda visual es una conducta de búsqueda dirigida a encontrar un objetivo entre distractores. Los individuos con EA mostraron tiempos de respuesta más largos en tareas de búsqueda visual, y sus patrones de búsqueda son más desorganizados y estocásticos que los controles (Barral et al., 2020; Pereira et al., 2020). Los individuos con EA tienen mayores dificultades para detectar objetos salientes en una escena visual; tardan más en cambiar la atención de las regiones centrales a las periféricas de la escena visual (Pereira et al., 2020).

Evaluación de la lectura

La lectura requiere integrar varios sistemas cognitivos, como la atención, la percepción de palabras y la comprensión. En estadios tempranos de la enfermedad de Alzheimer (EA) se observan cambios en el comportamiento lector, y la investigación muestra que es posible captar estos cambios con un Eye tracker durante una tarea de lectura (Fernández et al., 2015). Los individuos en una etapa temprana de EA leen menos palabras por fijación y muestran un aumento en el número total y la duración de las fijaciones en comparación con sus compañeros sanos (Fernández et al., 2016). Además, los pacientes con EA tardan más tiempo en leer un texto, son más propensos a releer el texto y son menos propensos a saltarse partes no informativas de un texto, de nuevo en comparación con compañeros sanos (MacAskill y Anderson, 2016).

Las pruebas de lectura (por ejemplo, la prueba King-Devick) pueden detectar a los individuos con deterioro cognitivo leve antes de que desarrollen síntomas clínicos aparentes, basándose principalmente en la amplitud y la duración de las sacadas durante la tarea de lectura (Hannonen et al., 2022). El grupo con deterioro cognitivo leve muestra una menor duración y amplitud de las sacadas en comparación con los controles sanos. Las características de los movimientos oculares recogidas durante una tarea de lectura pueden clasificar a los individuos con EA con una precisión del 89,8% (Biondi et al., 2018).

Conclusión

Cada vez hay más pruebas basadas en la investigación que demuestran que las personas en las primeras fases del Alzheimer muestran alteraciones mensurables en los movimientos oculares básicos y en las funciones cognitivas. En este artículo, hemos destacado algunas tareas sencillas y rápidas de eye tracking que podrían ayudar en el proceso de detección precoz del Alzheimer. En general, el eye tracking podría servir como herramienta no intrusiva de evaluación del riesgo de demencia para el cribado de volumen en centros de atención primaria. Con un mayor desarrollo e investigación, las métricas del movimiento ocular podrían convertirse en biomarcadores fiables de la EA que podrían complementar otras mediciones neuropsicológicas y fisiológicas.

Nota adicional sobre la importancia del eye tracking a distancia en la evaluación de la población anciana:

La evaluación de las poblaciones de edad avanzada requiere ajustes cómodos, preferiblemente sin fijación de la cabeza, ya que a menudo sufren temblores o cambios degenerativos de la columna cervical. El Eye tracker debe ser fácil y rápido de calibrar y realizar un seguimiento sólido de los movimientos oculares sin necesidad de una mentonera. Los investigadores informan de una experiencia positiva con los eye trackers plug-and-play al realizar pruebas en pacientes de edad avanzada (Barral et al., 2020; Jang et al., 2021). En uno de estos estudios, los participantes rellenaron una encuesta posterior a la evaluación sobre su experiencia con la misma. Evaluaron la facilidad de uso, la aceptabilidad y la actitud hacia el eye tracking. La mayoría de los participantes percibieron positivamente la evaluación de eye tracking a distancia: El 93% se sintió cómodo y el 91% se sintió relajado durante la evaluación. Además, el 96% de los participantes declaró estar dispuesto a repetir la evaluación en el futuro, y el 93% estaba dispuesto a repetirla mensualmente (Barral et al., 2020).

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Publicaciones citadas

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