Болезнь Альцгеймера является одним из опаснейших нейродегенеративных заболеваний, приводит к деменции и смерти при ограниченных возможностях лечения. Большой проблемой в изучении заболевания стала сложность его выявления на ранних стадиях, до снижения когнитивных функций, когда вмешательство может дать наилучший результат. Группа учёных из Британии, Германии, Франции и США представила исследование, которое выявило перспективную возможность определения симптомов Болезни Альцгеймера с помощью виртуальной реальности, а точнее иммерсивного программного обеспечения, анализирующего пространственное ориентирование человека.
Общепринятые модели прогрессирования заболевания описывают раннее повреждение энторинальной коры и гиппокампа в медиальных височных долях. Они предполагают, что когнитивные изменения на доклинической стадии отсутствуют. Однако у бессимптомных пациентов с риском развития болезни, которые не проявляют нарушений при стандартных нейропсихологических тестах, можно найти незначительные нарушения, которые не выявляет обычные нейропсихологическое тестирование.
Повышенный физиологический риск развития БА связан с ухудшением аллоцентрической пространственной памяти, то есть способности запоминать топографические детали сцен, не зависящие от точки обзора. Носители генов семейного риска Болезни Альцгеймера страдают от парадигмы зрительной кратковременной ассоциативной памяти, в то время как носители аллели аполипопротеина Е (АпоЕ) ε4, основного генетического фактора риска спорадической БА, постоянно хуже справляются с тестами на интеграцию маршрутов (path integration).
Исследование проверило гипотезу о том, что нарушение интеграции маршрутов представляет собой первое когнитивное проявление БА. Часть тестирования пациентов доверили очкам виртуальной реальности со специальным приложением для замеров ошибок в пространственной навигации. Софт предлагал людям проходить определённый маршрут в форме треугольника по трём визуализированным путевым точкам, которые исчезали после их достижения, а в конце участников просили вернуться к первой точке зафиксировать возврат кнопкой на контроллере. Предполагаемый пункт назначения сравнивали с изначальной позицией.
Условия возврата меняли для выделения значимых факторов, влияющих на точность навигации. Всего условий было три: а) никаких изменений при всех доступных подсказках; б) удаление текстуры поверхности; в) удаление ориентиров. Кроме этого для поддержки вовлечённости в задачу авторы теста ввели три виртуальных окружения с разным внешним видом.
100 участников выполнили по 12 испытаний на каждое условие, всего по 36 на человека. Время тестирования варьировалось от 30 до 60 минут в зависимости от скорости ходьбы участника и перерывов на отдых. Порядок условий был псевдорандомизированным, чтобы устранить ненужные эффекты запоминания и гарантировать, что участники не станут чрезмерно полагаться на внешние аллотетические или идиотетические сигналы. Расположение ориентиров, конфигурация и размер треугольников также были псевдослучайными.
Поначалу авторы исследования использовали HTC Vive и SteamVR с компьютером-рюкзаком MSI VR One, чтобы обеспечить свободное, перемещение участников. Однако сбой оборудования во время сбора данных потребовал замены мобильной машины на настольный вариант, а для беспроводного перемещения к очкам подключили Vive Wireless Adaptor. Внешние базовые станции наметили тестовое пространство размером 4×4 метра, в этих пределах система трекинга следила за взаимным положениям людей и виртуальных объектов с частотой дискретизации 0,1 секунды, давая учёным необработанные координаты. Перед началом задания участники получали 20 секунд на привыкание к окружающей среде.
В исследовании также применялись сравнительные нейропсихологические тесты и магнитно-резонансная томография с ручной и машинной проверкой.
Вывод о пользе виара оказался неоднозначным. Несмотря на наглядность технологии и возможность проверять людей в имитации реального пространственного перемещения, но в контролируемых условиях, учёные подчёркивают частый выход людей за пределы очерченной виртуальной зоны, что привело к высокому проценту данных, которые пришлось исключить из итоговых расчётов.
Авторы называют ограничение виртуально-реального пространства «критическим недостатком потенциального использования таких технологий» в клинических условиях. Тем не менее, по их же выводам, «склонность людей к поиску за пределами испытательной зоны сама по себе может указывать на нарушение способности ориентироваться, что можно будет изучить в будущих работах». И возможно, что в них исследования будут проводить на большей площади во избежание выпадения результатов из непродуманно небольшой зоны эксперимента.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter! Поддержите проект на Boosty.
Далее: AppliedVR подтвердила эффективность виара для лечения болей благодаря нейроинтерфейсам
