Gestione personalizzata del dolore Come gli occhi potrebbero aprire la strada a un sollievo dal dolore personalizzato grazie alla realtà virtuale

Secondo una ricerca pionieristica condotta dall’Università dell’East Anglia, la combinazione dell’intelligenza artificiale (IA) con l’eye tracking nella realtà virtuale potrebbe un giorno contribuire a personalizzare il trattamento per milioni di persone affette da dolore cronico.

Gli scienziati hanno scoperto che minime variazioni nelle dimensioni della pupilla e nei modelli di battito delle palpebre possono rivelare l'intensità con cui il cervello lavora durante le attività in realtà virtuale. Il team spera che il proprio lavoro possa aprire la strada a sistemi indossabili in grado di adattare automaticamente la terapia in tempo reale.

Per i milioni di persone che convivono con il dolore cronico, ciò potrebbe rappresentare un passo significativo verso cure più personalizzate e prive di farmaci.

Il dottor Jordan Tsigarides, ricercatore capo della Scuola di Scienze della Salute dell’UEA, ha affermato: «Si stima che il dolore cronico colpisca 1,5 miliardi di persone in tutto il mondo ed è una delle principali cause di disabilità».

“La realtà virtuale ha un enorme potenziale terapeutico: che si tratti di accompagnare i pazienti in una tranquilla passeggiata nel bosco, di aiutarli a svolgere esercizi di rilassamento o di coinvolgerli in giochi e rompicapi che li aiutino a gestire il dolore.

“Può contribuire a ridurre il dolore cronico immergendo gli utenti in ambienti coinvolgenti e interattivi che catturano l’attenzione del cervello e la distolgono dal dolore, riducono lo stress e l’ansia legati al dolore e possono persino aiutare a rieducare il cervello a elaborare il dolore nel corso del tempo.

“Ma la maggior parte dei programmi di realtà virtuale offre a tutti la stessa esperienza, anche se il dolore e lo sforzo mentale delle persone possono variare di momento in momento.

“La nostra ricerca suggerisce che i sistemi futuri potrebbero rilevare lo sforzo mentale attraverso gli occhi e adattare la terapia in tempo reale a ciascun individuo.

“Se un visore fosse in grado di rilevare quando una persona sta subendo un sovraccarico mentale, potrebbe potenzialmente adattare automaticamente l’esperienza per mantenerne vivo l’interesse e massimizzare i benefici terapeutici.”

Come è stata condotta la ricerca

Lo studio è stato condotto dal dott. Jordan Tsigarides nell’ambito del suo dottorato di ricerca presso l’UEA. «Il mio dottorato di ricerca sta esplorando come l’intelligenza artificiale e la tecnologia dei sensori possano rendere i trattamenti di realtà virtuale più personalizzati. Vogliamo trovare il giusto equilibrio tra sfida e comfort», ha affermato.

Lo studio ha coinvolto 84 volontari, tra cui 42 persone affette da patologie muscoloscheletriche croniche quali l’artrite e la fibromialgia. I partecipanti hanno svolto una serie di prove di memoria sempre più impegnative indossando un visore VR dotato di tecnologia di tracciamento oculare.

Il team ha scoperto che, man mano che i compiti diventavano più impegnativi dal punto di vista mentale, le pupille dei partecipanti si dilatavano e la frequenza dei battiti di ciglia aumentava. Modelli di intelligenza artificiale all’avanguardia, che hanno analizzato l’andamento di questi segnali nel tempo, sono stati quindi in grado di distinguere tra livelli bassi e alti di carico di lavoro mentale con un’accuratezza fino all’88% nei volontari sani.

Anche le attività in realtà virtuale sono state ben tollerate, con i partecipanti che hanno segnalato livelli molto bassi di cinetosi e disagio.

Una nuova generazione di trattamenti adattivi in realtà virtuale

Il dottor Tsigarides ha affermato: «Questi risultati lasciano intravedere un futuro in cui un visore potrebbe monitorare costantemente il carico di lavoro del cervello attraverso gli occhi, adattando automaticamente il trattamento a ciascun utente».

“Le nostre ricerche precedenti hanno evidenziato una promettente riduzione del dolore nelle persone affette da fibromialgia grazie all’uso della realtà virtuale terapeutica. Ora stiamo studiando come rendere queste esperienze più intelligenti, più reattive e personalizzate per ogni singolo individuo.

“Finora, la maggior parte delle terapie in realtà virtuale è stata standardizzata. I risultati delle nostre ricerche potrebbero contribuire a rendere i trattamenti più personalizzati e mirati. Ciò potrebbe migliorare i futuri trattamenti in realtà virtuale, non solo per il dolore, ma potenzialmente anche per disturbi come l’ansia o la depressione.”

“In futuro, gli stessi principi potrebbero essere applicati all’istruzione e alla formazione professionale, dove le esperienze di apprendimento virtuale potrebbero adattarsi al carico di lavoro mentale dello studente.”

Tuttavia, lo studio ha anche evidenziato una difficoltà. Sebbene i modelli di intelligenza artificiale abbiano dato ottimi risultati nei volontari sani, l’accuratezza è risultata significativamente inferiore tra le persone affette da dolore cronico, il che suggerisce che gli approcci standardizzati potrebbero non funzionare altrettanto bene per tutti i pazienti.

I ricercatori ritengono che i sistemi futuri potrebbero dover essere calibrati individualmente, imparando come gli occhi di ogni persona reagiscono allo sforzo mentale prima di prendere decisioni terapeutiche.

E si dice che siano necessari studi più ampi per stabilire se le terapie adattive basate sulla realtà virtuale possano migliorare gli esiti clinici dei pazienti nella vita reale.

Articolo originale: “VR-FOCUS: valutazione dell’eye tracking durante un compito N-back in realtà virtuale come indicatore del carico cognitivo nel dolore cronico”; Scientific Reports