В дополненной и виртуальной реальности можно найти не только игры типа Pokémon Go. Ученые и врачи используют данные технологии, чтобы бороться с болью, и добиваются хороших результатов.
После ошеломительного успеха игры Pokémon Go все говорят о так называемой «дополненной реальности», известной также в качестве расширенной реальности. В упомянутом мобильном приложении необходимо искать маленьких, красочных существ и пытаться их поймать. С экрана мобильного телефона кажется, что существа находятся в реальном мире. Дело в том, что с помощью программы виртуальные существа накладываются на получаемое от камеры изображение, то есть это – расширенная реальность. Но технологию расширенной реальности используют не только разработчики игр: ее считают потенциальным средством для смягчения боли.
Когда больше ничего не помогает
Например, фантомная боль: после ампутации той или иной конечности около 70-90% пациентов страдают от сильной боли в конечности, которой у них больше нет. Как правило, врачи пытаются смягчить боль пациентов, используя так называемую зеркальную терапию. В особую коробку, разделенную на две части зеркалом, пациент кладет [ставит] имеющуюся конечность, и она отражается в зеркале таким образом, что больному кажется, что у него все еще есть ампутированная конечность. Недостаток состоит в том, что зеркальную терапию можно проводить, когда у пациента ампутировали только одну руку или ногу. Но это не является обязательным условием для технологии дополненной реальности, так как в ней здоровая конечность не проецируется с помощью зеркала, а виртуальная рука или нога появляется на теле пациента на экране компьютера.
В 2014г. шведские ученые провели первое кейс-исследование на 70-летнем мужчине. В 23 года после несчастного случая он потерял правую руку от предплечья и с тех пор страдал от фантомных болей, избавиться от которых не получалось даже зеркальной терапией. Для проведения терапии дополненной реальностью ученые прикрепили измерительные электроды к обрубку на локте. Они измерили электрическую активность мышц руки и перевели их в движения виртуальной руки. На компьютере пациент видел, как движется его [недостающая] рука, причем именно так, как он сам бы ей двигал. После четырех недель терапии фантомные боли заметно ослабли, а после 10 недель полностью исчезли – впервые за 48 лет. На данный момент мужчина продолжает лечение у себя дома. Еще одно преимущество дополненной реальности: теоретически при наличии всего необходимого оборудования, ее можно проводить в своих четырех стенах.
Пока точно неизвестно, как функционирует данная методика. Дело в том, что причины появления фантомной боли до конца не изучены. Между тем известно, что после ампутации могут произойти изменения в коре головного мозга, а также перестройка нейронной репрезентации в мозге: недостающая конечность будет в некотором роде замещаться оставшейся. Если, например, был ампутирован большой палец, ранее относящаяся к нему область коры больших полушарий мозга будет реагировать, к примеру, на указательный палец. Ученые склонны полагать, что этот вид боли тесно связан именно с реорганизацией коры головного мозга.
«У использующейся нами системы есть множество преимуществ, которые, вероятно, смогут облегчить болевой синдром», – утверждает Макс Ортиз Каталан (Max Ortiz Catalán) из Технического университета Чалмерса в Гётеборге (Швеция). Она активирует области головного мозга, отвечающие за движение ампутированной руки. Получаемая визуально информация заставляет мозг поверить в то, что рука находится на месте и реагирует на посылаемые ей импульсы. Вероятно, с помощью данной технологии реорганизация коры головного мозга предотвращается или восстанавливается до нормального состояния, что позволяет избавиться от фантомной боли.
Хроническая боль
То, как получаемая визуально информация влияет на восприятие боли, демонстрирует другое исследование с участием страдающих от хронической шейной боли пациентов, которых переместили в виртуальную реальность с помощью особого шлема. Ее отличие от расширенной реальности состоит в том, что в виртуальную реальность человек погружается полностью, чаще всего с помощью специальных очков, интегрирующих его движения в тот мир. В расширенной реальности на экране электронных устройств виртуальные объекты располагаются в реальном мире.
Участников эксперимента просили повернуть голову направо или налево настолько, чтобы они ощутили боль. Ученые настроили аппарат так, чтобы в изображении он увеличивал или уменьшал реальный радиус поворота головы. Таким образом, пациенты могли повернуть голову больше или меньше до появления боли, чем они могли в действительности. Если радиус поворота в виртуальной реальности увеличивали, испытуемые поворачивали голову в среднем на 7% меньше, прежде чем начиналась боль. Наоборот, ограничение радиуса движения увеличивало угол, на который испытуемые могли повернуть свою голову до появления боли.
Понятно становится при рассмотрении истории болезни пациентов, страдающих от хронических болей. На протяжении нескольких месяцев или лет мозг привыкает ассоциировать определенные движения с болью. Так возникает болевая память. Зачастую случается так, что человек избегает определенных движений и чрезмерно себя бережет. Нехватка движения может в конечном счете привести к усилению болевых ощущений. Кроме болезненных движений мозг может запомнить также раздражение, например: сильный солнечный свет, или зрительное восприятие движения, от которого возникает боль. Позже оно становятся сигналом, предупреждающим о потенциальном возникновении боли. В конечном итоге оно само может вызывать боль, как и движение тела в упомянутом исследовании.
По всей вероятности, терапию дополненной реальностью можно использовать, чтобы помочь пациентам научиться различать эти болезненные сигналы и настоящую боль. Так, с помощью виртуальной реальности можно позволить пациентам в полной мере осуществлять движения, от которых у них не возникнет болевых ощущений. Игровой компонент, как считают ученые, побуждает пациентов совершать больше движений, способствуя, таким образом, процессу выздоровления. К сожалению, пока нет достаточного количества исследований, использующих виртуальную или дополненную реальность для лечения хронической боли.
Виртуальная реальность лучше, чем Mario
Больше исследований рассматривают причины возникновения острой боли. Существует также множество исследований, изучающих эффект, который производит виртуальная реальность, например, на жертв пожара. Зачастую на протяжении нескольких недель или месяцев они ежедневно должны делать перевязки и физиотерапию, которые приносят сильную боль, несмотря на медикаментозное лечение. Уменьшить боль, насколько возможно, особенно важно, когда пациентами являются дети, чтобы способствовать выздоровлению и уменьшить их страх перед процедурами, так как страх усиливает восприятие боли.
В ситуациях, сопряженных с появлением страха, например: на приеме у стоматолога, очки виртуальной реальности очень бы пригодились, чтобы успокоить детей.
Ученые сравнивают болеутоляющее действие виртуальной реальности с двумя играми Nintendo (Mario Kart и Wave Race). В сравнении с классическими играми, виртуальная реальность помогает детям чувствовать в 2 раза меньше боли, а также меньше страха, что позволяет им меньше времени на самом деле думать о боли. При использовании очков обработка ран становится практически незаметной. Таким образом, виртуальная реальность лучше отвлекает от болевых ощущений, нежели просто игра Nintendo.
Первая игра в виртуальной реальности, разработанная в Вашингтонском университете (США) специально, чтобы уменьшить боль, называется Snow World. В виртуальном ледяном мире игрок бросает снежные шары в пингвинов, снеговиков и мамонтов. Исследования показывают, что болезненные ощущения уменьшаются до 50%, если пациенты играют во время приносящих боль процедур.
Ученые объясняют это следующим: концентрация внимания человека ограничена. Такая задача, как игра в Snow World занимает бо́льшую часть внимания, так что совсем мало остается на когнитивную обработку боли. Поэтому активные игры в виртуальной реальности или на игровых консолях смягчают болевые ощущения эффективнее, чем пассивный просмотр видео и фильмов. Чем интерактивнее игра, тем больше внимания она требует и тем сильнее отвлекает от боли. Эффект тем сильнее, чем лучше технология виртуальной реальности.
Дополнительные исследования выявляют, что виртуальная реальность подходит также для смягчения острой боли. Кто знает, возможно, однажды мы сможем спокойно сидеть в кресле у стоматолога в очках виртуальной реальности и радоваться процедуре лечения зубов. Как прекрасно бы это было!
Опубликовано: 02.09.2016 в 19:58