Śledzenie ruchu oczu może uczynić terapię bólu w VR bardziej osobistą
Naukowcy z Uniwersytetu Wschodniej Anglii badają, jak AI i śledzenie ruchu oczu mogą dostosować doświadczenia VR do indywidualnych potrzeb pacjentów.
Wirtualna rzeczywistość (VR) jest coraz częściej badana jako niefarmakologiczne narzędzie do zarządzania bólem. Naukowcy z Uniwersytetu Wschodniej Anglii (UEA) analizują, czy AI i śledzenie ruchu oczu mogą uczynić te wirtualne doświadczenia bardziej responsywnymi na potrzeby pacjentów. Ich badania sugerują, że zmiany w wielkości źrenic i częstości mrugania mogą dostarczać informacji o obciążeniu poznawczym, co potencjalnie pozwoli na dostosowanie przyszłych terapii VR w czasie rzeczywistym.
Badania objęły 84 uczestników, z których połowa cierpiała na przewlekły ból mięśniowo-szkieletowy, w tym na choroby takie jak artretyzm i fibromialgia. Uczestnicy wykonywali zadania pamięciowe o rosnącym stopniu trudności, nosząc zestaw VR wyposażony w technologię śledzenia ruchu oczu. Badania nie sprawdzały, czy adaptacyjny system VR rzeczywiście zmniejsza przewlekły ból, lecz badały istotny warunek wstępny: czy sygnały z oczu mogą dostarczyć wystarczająco wiarygodnych wskazówek dotyczących obciążenia poznawczego użytkownika.
Odczytywanie obciążenia poznawczego przez oczy
Uczestnicy ukończyli pięć poziomów zadania pamięci roboczej N-back, od warunków bazowych do wymagającego zadania 4-back. W miarę wzrostu trudności, wyniki spadały, a uczestnicy zgłaszali większe obciążenie psychiczne. Naukowcy zaobserwowali również większe średnice źrenic i wyższe wskaźniki mrugania w miarę wzrostu wymagań poznawczych. Modele AI były następnie używane do określenia, czy te sygnały z oczu mogą rozróżniać między niższymi a wyższymi poziomami obciążenia poznawczego. Modele analizujące zmiany sygnałów w czasie osiągnęły znacznie lepsze wyniki niż podejścia oparte na pomiarach podsumowujących.
Wśród zdrowych uczestników najlepsze modele osiągnęły dokładność od 74 do 88 procent. Wyniki były znacznie słabsze wśród osób z przewlekłym bólem, z dokładnością w zakresie od 58 do 65 procent. Naukowcy stwierdzili, że wiek sam w sobie nie wydaje się wyjaśniać tej różnicy, chociaż nie można tego wykluczyć.
To odkrycie jest szczególnie istotne dla zamierzonego zastosowania. System zaprojektowany dla osób z przewlekłym bólem nie może po prostu zakładać, że reakcje oczu zidentyfikowane u zdrowych użytkowników będą działać równie dobrze u pacjentów. Naukowcy sugerują, że przyszłe systemy mogą wymagać indywidualnej kalibracji, ucząc się, jak oczy każdej osoby reagują na zmiany w obciążeniu poznawczym. Zadania VR były ogólnie dobrze tolerowane, a uczestnicy zgłaszali niskie poziomy choroby lokomocyjnej i dyskomfortu.
Adaptacyjna terapia
VR przyciągnęła już uwagę jako potencjalne narzędzie do zarządzania bólem, ponieważ immersyjne środowiska mogą odwracać uwagę od fizycznego dyskomfortu i redukować stres związany z bólem. Środowiska terapeutyczne mogą obejmować uspokajające wirtualne krajobrazy, ćwiczenia relaksacyjne, interaktywne gry oraz zadania poznawcze.
Wcześniejsze badania wykazały, że sposób, w jaki zaprojektowane są takie wirtualne środowiska, może również wpływać na reakcje na ból. Naukowcy z Uniwersytetu Cornell narażali 70 uczestników na kontrolowany ból termiczny, porównując różne wirtualne i społeczne ustawienia. Uczestnicy generalnie tolerowali wyższe temperatury, gdy dzielili środowisko VR z inną osobą, niż gdy doświadczali VR samodzielnie. Efekt ten zaobserwowano niezależnie od tego, czy wirtualny towarzysz był osobą znaną, czy obcą.
To badanie dotyczyło bólu wywołanego eksperymentalnie, a nie przewlekłego, więc jego wyniki nie mogą być po prostu przeniesione na pacjentów z długotrwałymi schorzeniami bólowymi. Niemniej jednak ilustruje, że interwencje VR w zakresie bólu mogą zależeć od więcej niż tylko immersji. Obecność społeczna, zaangażowanie i sposób, w jaki kierowana jest uwaga, mogą wpływać na doświadczenie.
Badania UEA dodają nowy wymiar: obciążenie poznawcze. Obecne aplikacje VR często oferują zasadniczo to samo doświadczenie, niezależnie od tego, jak wymagające staje się dla danego użytkownika. Osoba doświadczająca przeciążenia psychicznego może się disengage, podczas gdy doświadczenie, które jest zbyt łatwe, może nie zapewnić wystarczającego zaangażowania. Główny badacz, dr Jordan Tsigarides, dostrzega możliwość stworzenia systemów, które nieprzerwanie monitorują wysiłek psychiczny i dostosowują wirtualne doświadczenie odpowiednio. Przyszły zestaw słuchawkowy mógłby na przykład zmniejszyć trudność zadania, gdy pojawią się oznaki przeciążenia lub zwiększyć wyzwanie, gdy użytkownik jest niewystarczająco zaangażowany.
Wyzwanie personalizacji
Taki zamknięty system przesunąłby VR z w dużej mierze zdefiniowanej interwencji w kierunku terapii, która nieprzerwanie reaguje na użytkownika. Śledzenie ruchu oczu jest szczególnie interesujące, ponieważ czujniki wymagane do tego są już zintegrowane w niektórych komercyjnych zestawach VR, co potencjalnie pozwala na zbieranie informacji fizjologicznych bez dodatkowego sprzętu do noszenia. Koncepcja ta mogłaby ostatecznie rozszerzyć się poza zarządzanie bólem. Według naukowców podobne podejścia mogą być badane w kontekście lęku i depresji, a także w edukacji adaptacyjnej i szkoleniu zawodowym.
Źródło: https://www.icthealth.org/news/eye-tracking-could-make-vr-pain-therapy-more-personal
Źródło: www.icthealth.org