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Using ‘serious games’ to monitor memory and cognitive health

(Français)

A customized version of whack-a-mole is being tested as a new way to spot those at risk of delirium.

A customized version of whack-a-mole is being tested as a new way to spot those at risk of delirium.

Anyone who has accompanied a friend or relative to a memory test, or had one themselves, knows how stressful it can be. AGE-WELL research teams are hard at work on new ways to monitor cognitive health and detect changes—by using tests that could actually be enjoyable.

A team led by Dr. Frank Knoefel, a physician at the Bruyère Memory Clinic in Ottawa, is testing a tablet-based version of the well-known game whack-a-mole to measure brain abilities such as reaction time and accuracy levels. By monitoring a player over time, researchers can track the individual’s speed of processing and inhibition. The “serious” tablet game was designed by AGE-WELL researchers at the University of Alberta.

Dr. Knoefel usually conducts standard paper-and-pencil memory testing with his patients every six months or annually. He is hoping that games like whack-a-mole can help him to monitor his patients more frequently and accurately. “If I can have other data of how they are functioning, that would be a huge addition to my diagnostic skills,” he says, adding that the current paper-and-pencil tests become increasingly unreliable as a person’s cognition declines.

Senior Ken Yu is helping an Alberta team to develop “serious games.”

Senior Ken Yu is helping an Alberta team to develop “serious games.”

In Edmonton, Dr. Eleni Stroulia is also exploring the potential of “serious games” as a clinical tool. A professor of computing science at the University of Alberta, Dr. Stroulia is testing a suite of computer games as assessment and intervention tools for people with cognitive impairment. The tablet-based games include favourites like word search, bejeweled and mahjong for older adults. They were developed by Dr. Stroulia with AGE-WELL project co-lead Dr. Lili Liu and other colleagues.

The team is analyzing findings from a trial comparing outcomes of game play among healthy older adults and older adults with cognitive impairment. Meanwhile, testing of their word search game is underway in Greece and Italy.

Gaming is also being applied to a challenge that confronts hospital emergency departments: identifying whether older people are at risk for onset of delirium, an acute state of confusion or brain failure associated with increased risk of death, medical and surgical complications, confusion and memory loss. Delirium can come and go, and the “hypoactive” form is easy for clinicians to miss as patients are inactive or drowsy.

AGE-WELL investigators have been using a customized version of whack-a-mole as a new way to spot those at risk of delirium. Emergency department trials of the tablet game showed that measuring changes in patient response times and error rates are useful as a screening tool to predict delirium, according to Dr. Jacques Lee, an emergency physician and scientist at Sunnybrook Health Sciences Centre.

Dr. Lee is collaborating on the project with Dr. Mark Chignell, a psychologist in the Department of Mechanical and Industrial Engineering at the University of Toronto, and Dr. Tiffany Tong, an AGE-WELL trainee alumna.

“This project is something Mark, Tiffany or myself could not have done alone,” says Dr. Lee, commenting on the transdisciplinary nature of the AGE-WELL-supported project team. “Complex problems have complex solutions, and we need the collaboration of different disciplines to address these complex problems.”

Dr. Lee is now conducting a national randomized clinical trial of the tablet game with more than 1,300 older adults in emergency departments, with support from the Centre for Aging and Brain Health Innovation.

Recourir à des « jeux sérieux » pour surveiller la mémoire et la santé cognitive

Une version personnalisée du jeu de la taupe (whack-a-mole) fait l'objet d'essais en tant que nouvelle façon de repérer les personnes susceptible de présenter des symptômes de délire.

Une version personnalisée du jeu de la taupe (whack-a-mole) fait l’objet d’essais en tant que nouvelle façon de repérer les personnes susceptible de présenter des symptômes de délire.

Quiconque a accompagné un ami ou un parent à un test de mémoire, ou en a subi un lui-même, sait à quel point cela peut être stressant. Les équipes de recherche d’AGE-WELL travaillent d’arrache-pied à de nouvelles façons de surveiller la santé cognitive et de détecter les changements en utilisant des tests qui peuvent être vraiment agréables.

Une équipe dirigée par le Dr Frank Knoefel, médecin du Programme de la mémoire Bruyère, à Ottawa, met actuellement à l’essai une version sur tablette du jeu très connu de la taupe (whack-a-mole) afin d’évaluer les capacités cérébrales, comme le temps de réaction et les niveaux de précision. En surveillant un joueur au fil du temps, les chercheurs peuvent suivre la vitesse de traitement et d’inhibition de la personne. La tablette « sérieuse » a été conçue par des chercheurs d’AGE-WELL à l’Université de l’Alberta.

Généralement, tous les six mois ou une fois par année, le Dr Knoefel effectue des tests de mémoire « papier et crayon » avec ses patients. Il espère que des jeux comme celui de la taupe pourront l’aider à effectuer la surveillance de l’état de ses patients plus fréquemment et avec plus de précision. « Si je pouvais avoir accès à d’autres données sur la façon dont ils fonctionnent, cela renforcerait énormément mes compétences diagnostiques », dit-il, ajoutant que les tests « papier et crayon » actuels deviennent de moins en moins fiables au fur et à mesure que diminuent les capacités cognitives d’une personne.

À Edmonton, Eleni Stroulia explore également le potentiel des « jeux sérieux » en tant qu’outil clinique. Professeure de sciences informatiques à l’Université de l’Alberta, Mme Stroulia met à l’essai une série de jeux informatiques comme outils d’évaluation et d’intervention pour les personnes ayant une déficience cognitive. Les jeux sur tablette comprennent de grands favoris comme les mots cachés, Bejeweled et Mahjong pour les personnes âgées. Ils ont été mis au point par Mme Stroulia de concert avec Lili Liu, la coresponsable du projet d’AGE-WELL, et d’autres collègues.

Ken Yu, personne âgée, aide une équipe de l’Alberta à mettre au point des « jeux serious ».

Ken Yu, personne âgée, aide une équipe de l’Alberta à mettre au point des « jeux serious ».

L’équipe analyse les résultats d’un essai en comparant les résultats du jeu chez les personnes âgées en santé et chez les personnes âgées ayant une déficience cognitive. Entre-temps, la Grèce et l’Italie testent leurs jeux de mots cachés.

Le jeu est également employé pour un problème auquel sont confrontés les services d’urgence des hôpitaux, soit celui de déterminer si les personnes âgées sont à risque de présenter des symptômes de délire, d’état aigu de confusion ou d’insuffisance cérébrale associé à un risque accru de décès, de complications médicales et chirurgicales, de confusion et de perte de mémoire. Le délire peut apparaître et disparaître, et il est facile pour les cliniciens de passer outre l’état « hypoactif » dans le cas de patients inactifs ou somnolents.

Les chercheurs d’AGE-WELL ont utilisé une version personnalisée du jeu de la taupe comme nouvelle façon de repérer les personnes susceptible de présenter des symptômes de délire. Selon le Dr Jacques Lee, urgentologue et scientifique au Centre des sciences de la santé Sunnybrook, les essais du jeu sur tablette aux services d’urgence ont révélé que la mesure des changements dans les temps de réponse des patients et les taux d’erreur constitue un outil de dépistage utile pour prédire le délire.

Le Dr Lee collabore au projet avec Mark Chignell, psychologue au Département de génie mécanique et industriel de l’Université de Toronto, et Tiffany Tong, une ancienne stagiaire du programme d’AGE-WELL.

« Ce projet est une chose que Mark, Tiffany ou moi-même n’aurions pas pu faire seuls, déclare le Dr Lee, commentant la nature transdisciplinaire de l’équipe de projet soutenue par AGE-WELL. Les problèmes complexes sont associés à des solutions complexes, et nous avons besoin de la collaboration de différentes disciplines pour régler ce type de problèmes. »

Le Dr Lee procède actuellement à un essai clinique aléatoire à l’échelle nationale du jeu sur tablette auprès de plus de 1 300 personnes âgées dans les services d’urgence, avec le soutien du Centre d’innovation canadien sur la santé du cerveau et le vieillissement.