Виртуальная реальность вместо обезболивающего
Как VR применяется в терапии.
Сейчас VR в первую очередь воспринимается как игровая платформа, однако эта технология уже давно и успешно используется не только для развлечения. С её помощью облегчают страдания или даже лечат людей самыми разнообразными заболеваниями — от синдрома Уилсона до панической боязни смерти. В конце концов, сейчас мало кто играет в Xbox Kinect, однако в медицине, 3D-сканировании и прочих областях технология Microsoft себя чувствует замечательно.
Тело
Анна-Мария бродит по Мачу-Пикчу. Её прогулка начинается с общего вида на древний город, затем она отправляется исследовать многоярусные террасы и каменные жилища, стены которых покрыты мхом. Тем временем хирург Хосе Моссо Васкез начинает вырезать с её бедра жировую опухоль диаметром в шесть сантиметров с использованием только местного анестетика.
Анна-Мария находится в сознании, но боли и стресса не чувствует, хотя перед операцией её давление от волнения держалось на уровне 183 на 93 мм рт. ст. Всё дело в VR-шлеме, закреплённом на голове женщины — это одновременно и портал в руины города инков, и замена мощных седативных и обезболивающих препаратов, которые обычно необходимы в операциях такого рода.
Васкез живёт и оперирует в мексиканском штате Гереро, одном из самых опасных мест страны, где количество убийств, похищений и эпизодов наркоторговли зашкаливает даже по мексиканским меркам.
Если в крупных городах люди и могут позволить себе мощные обезболивающие препараты, в забытых богом поселениях вроде деревни Эль Тепейак, из которой происходит семья Васкеза, нет даже врачей. Хосе Моссо постоянно ездит туда и вместе с антибиотиками, одеялами и одеждой всегда берёт с собой VR-шлем.
В виртуальной реальности его пациенты не играют в игры — интенсивные впечатления могут усилить кровоток, и тогда станет только хуже. Обычно Васкез показывает больным скорее интерактивные фильмы: прогулки по лесам, долинам или Мачу-Пикчу, пока проводит разнообразные неприятные или болезненные операции вроде удаления кист, липом или хрящей.
Как это работает
Чтобы чувствовать боль, на ней нужно концентрироваться. Погружение в виртуальную среду заставляет человека переключить внимание, из-за чего мозг отвлекается от боли. Человеческое внимание похоже на луч прожектора, который выхватывает из темноты лишь небольшой участок пространства. Если привлечь его к элементам виртуальной среды, боль станет для пациента лишь небольшим беспокойством, немного отвлекающим его от прогулки в искусственно созданном окружении.
Боль вообще отлично поддаётся терапии с использованием VR. Особенно это актуально для людей с серьёзными ожогами, поскольку они испытывают боль очень длительное время, иногда целыми днями. Специально для таких случаев в Вашингтонском университете разработали VR-игру под названием SnowWorld.
В ней пациенты кидаются снежками в пингвинов и слушают спокойные песни Пола Саймона, пока с их телами совершают крайне болезненные манипуляции, например, чистят и перевязывают раны, обрабатывают ожоги и так далее.
Игра хоть и выглядит примитивно, но свою работу выполняет — люди концентрируются на ней и забывают о боли. Исследование, проведённое в 2011 году, показало, что в терапии солдат, страдающих от ожогов после взрывов, SnowWorld была более эффективна, чем морфин.
VR помогает и с другой болью — фантомной. Это распространённая проблема среди тех, кто потерял конечность: человек без руки может постоянно чувствовать, будто со всей силой сжимает её в кулак и не в состоянии расслабить. Обычно такие фантомные боли лечат с помощью, например, зеркальной терапии — пациент смотрит на отражение своей существующей конечности и разжимает её, а мозг синхронизирует движение реальной конечности и фантомной.
В прошлом году журнал Frontiers in Neuroscience опубликовал исследование, в котором обсуждалось то, как игры в VR могут помочь людям с такими фантомными болями. Учёные придумали устройство, которое, помимо создания картинки, принимало сигналы, посылаемые мозгом в несуществующую конечность. В самой игре пациенты должны были выполнять различные задачи с помощью своей виртуальной конечности, за счёт чего учились контролировать своё тело.
В августе 2016 года Quartz опубликовало видео о том, как ходят люди, до этого полностью парализованные ниже пояса из-за травм позвоночника. Им помогли учёные из некоммерческого проекта Walk Again Project. Согласно опубликованному в августе прошлого года исследованию, все восемь пациентов частично восстановили моторные функции ног с помощью VR.
Когда после поступления пациентов мы взглянули на снимки их мозгов, оказалось, что они не могут даже представить, как ходят. Отделы мозга, ответственные за ходьбу, оставались неактивными. Как будто сама концепция передвижения с помощью ног исчезла из сознания этих людей.
— Мигель Никоэлис, ведущий исследователь в Университете Дьюка (цитата из Scientific Reports за 9 августа 2016 года)
Пациентов поместили в виртуальное окружение с помощью Oculus Rift, где они постепенно учились контролировать движения своего аватара, заставляя работать ответственные за ходьбу зоны головного мозга.
В дополнение к этому учёные провернули такой трюк: пациентам выдали футболки с длинным рукавом, снабжённые механизмом тактильной обратной связи. Так руки людей стали фантомными конечностями для ног: когда виртуальные ноги касались виртуальных поверхностей, срабатывали вибромоторчики на руках, из-за чего мозг пациентов думал, что они ходят, хотя на самом деле ощущения шли от рук.
После того, как мозг вспомнил, как ходить, пациентов подключили к специальным экзоскелетам, которые помогали им поднимать атрофированные ноги.
Подобным образом работает приложение MindMotion Pro, которое используется в реабилитации людей, утративших контроль над рукой или руками после инсульта.
Через приложение и сенсоры работающая рука становится фантомной конечностью для руки, контроль над которой утерян. Причём всё сделано в игровой форме — например, за правильные действия начисляются очки.
Разум
VR полезен и в борьбе с умственными недугами. Например, организация Virtual Relief использует его, чтобы помочь пациентам с деменцией.
Деменция — приобретённое слабоумие, распространенное среди пожилых людей. Человеку с деменцией очень сложно усваивать новую информацию и, более того, он постепенно забывает то, что помнил раньше: лица родных, важные события жизни, определившие его характер, даты, даже язык. Также люди с деменцией подвержены резким переменам настроения и депрессиям.
В VR для людей с деменцией создаётся безопасная среда, где они могут спокойно взаимодействовать с окружением и, теоретически, восстановить связь с миром. В тихой обстановке виртуальной реальности они проходят через различные упражнения в форме «мягких» игр, смысл которых сводится к задействованию разных когнитивных функций вроде памяти и языка. Также больных деменцией заново учат планировать, организовывать и приоритезировать свои ежедневные задачи.
По словам Алекса Смейла, создателя приложения на видео выше, TribeMix помогает не только восстановить когнитивные функции, но и просто расслабить пациентов с деменцией. Из-за того, что память постоянно их подводит, такие люди всё время растеряны и находятся в состоянии стресса. Несколько минут спокойствия и расслабления для них на вес золота.
Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) — не менее серьёзная проблема. Только страдают от него обычно более молодые люди. Зачастую это солдаты, которые не могут забыть кошмары войны: громкий звук может вызвать вспышку паники, во время которой человек будет думать, что всё ещё находится на кровавой бойне.
VR помогает таким людям и уже давно. В 2005 году, задолго до появления Oculus Rift и HTC Vive, было опубликовано исследование особого отдела НАТО, в котором разбирались способы лечения солдат с ПТСР, вернувшихся из Ирака.
Во вступлении работы упоминается программа 1997 года, созданная в Технологическом институте Джорджии. Учёные института разработали систему под названием Virtual Vietnam VR, в которую погружали ветеранов Вьетнамской войны, страдающих от ПТСР. Там они в контролируемой среде учились справляться со своими страхами.
Сейчас этот метод лечения шагнул далеко вперёд. В рамках Bravemind, совместного проекта Университета Калифорнии и Пентагона, оборудование для VR было расположено на более чем ста военных базах США.
Создатель VR-шлема, разработанного специально для Bravemind, Альберт Риззо считает, что отсутствие качественной правдоподобной графики — скорее преимущество. Так солдаты с ПТСР понимают, что увиденное ими нереально, однако в их головах травмирующие события прошлого и взрывы в VR всё равно оказываются связаны. В результате они в комфортной среде в стиле Call of Duty: Modern Warfare учатся переживать свои страхи.
Похожим образом лечат от танатофобии — панического страха смерти. Учёные из Университета Барселоны разработали особый интерактивный проект в VR. Создатель проекта Мел Слейтер и его коллеги надели на 32 испытуемых Oculus Rift и чёрные костюмы с вибромоторчиками, обеспечивающими тактильную обратную связь.
Сначала учёные заставили мозги волонтёров думать, что виртуальные руки и ноги — это части их собственного тела, а потом точка зрения резко менялась: теперь человек смотрел на своё виртуальное тело со стороны. Затем на конечности его аватара бросали виртуальный мячик, прикосновения которого казались реальными из-за костюмов с тактильной обратной связью. При этом моторчики после смены точки зрения были активны только у половины участников эксперимента.
По итогам исследования выяснилось, что волонтёры, у которых вибромоторчики отключались, теряли контакт с телом, и в результате частично избавлялись от танатофобии. Стоит признать, что этот метод терапии ещё недостаточно исследован, однако начало многообещающее.
В конце концов, VR просто помогает детям и хроническим пациентам — людям, которые в больнице бывают часто и долго, — чувствовать себя комфортнее во время длительного пребывания в больнице. Даже взрослым непросто бывает неделями лежать в отрыве от друзей и семьи, что уж говорить о детях.
Специально для детей нидерландская компания VisitU разработала VR-систему, позволяющую им с помощью 360-градусной камеры вернуться домой или в школу, отпраздновать день рождения или сходить на футбольный матч.
Похожий проект создал Бреннан Шпигель из лос-анджелесской больницы Cedars-Sinai. Он даёт хроническим пациентам Gear VR с успокаивающими роликами вроде прогулки по залитому солнцем лесу или купания с китами.
По словам Шпигеля, это не только приятно для пациентов, но и экономично — расходы больницы на заботу о них снижаются. К тому же, возможно, в будущем пациенты смогут встречаться с друзьями в виртуальном пространстве, как на той самой презентации Facebook с Марком Цукербергом, где всем присутствовавшим раздали VR-шлемы.
Конечно, VR в медицине выглядит не так впечатляюще, как EVE Valkyrie или Robo Recall, но смысл тут в другом. Пока что описанные выше медицинские практики это лишь единичные случаи, и им ещё предстоит пройти испытание массовым использованием.
Однако у VR в медицине определённо есть потенциал. Если не в качестве способа терапии, то как минимум в виде инструмента: совсем скоро хирурги будут учиться в VR, а потом, может быть, и проводить операции, находясь в сотнях километров от пациента.
Материал подготовлен обозревателем издания DTF.
© vc.ru
