Vision AI-Based Gamified Cognitive Prosthesis for Executive Function: Feasibility and Usability Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Dementia is a progressive neurodegenerative condition marked by cognitive decline and loss of functional independence. Among cognitive domains, executive dysfunction is a critical early contributor to reduced self-care capacity and increased caregiver burden. While cognitive assistive technologies have focused primarily on memory, few tools address executive function in real-time, daily tasks. To fill this gap, we developed a novel gamified cognitive prosthesis that integrates artificial intelligence (AI) and computer vision to guide users step-by-step through a simulated egg-cooking task. This system provides real-time audiovisual feedback to support planning, sequencing, and error correction. Objective: This study aimed to evaluate whether the AI-based cognitive prosthesis improves task completion time and executive function performance in individuals with mild dementia. Methods: We conducted a pilot study involving 12 patients with mild dementia and 7 age-matched healthy controls. Participants were asked to complete a 6-step gamified egg boiling task under 2 conditions: with and without guidance. The task was evaluated using a custom "Daily Task Completion Test" and a modified executive function performance test (EFPT) adapted to the cooking activity. Demographic and clinical data (age, sex, education, Mini-Mental State Examination, Clinical Dementia Rating, activities of daily living, instrumental activities of daily living, and Dementia Severity Rating Scale) were recorded. The System Usability Scale (SUS) was also collected postintervention. Results: In the mild dementia group, AI assistance significantly reduced median task completion time from 134.75 (IQR 92.50-134.75) to 92.00 (IQR 65.00-92.00; P=.03) seconds, and significantly improved the Executive Function Performance Test (EFPT) scores from 4.25 (IQR 1.75-4.25) to 1.00 (IQR 0.00-1.00; P=.005), reflecting a 31.7% improvement in efficiency and a 76.5% reduction in required assistance. No significant changes were observed in the control group. The mean SUS score was 80.53 (SD 24.97), indicating high usability. The AI system achieved a cumulative recognition precision of 0.93 (SD 0.07) and cumulative recall of 0.94 (SD 0.11). Conclusions: This pilot study provides preliminary evidence that an AI-based cognitive prosthesis can enhance executive function and task performance in individuals with mild dementia. The results support the feasibility of using real-time AI guidance in everyday tasks to promote independence. Given its modular design and promising usability profile, this system may serve as the foundation for future digital therapeutics targeting executive dysfunction. Larger, longitudinal studies are warranted to evaluate sustained cognitive and functional benefits.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».