La realtà virtuale nella neuroriabilitazione

Cos’è la realtà virtuale?

La realtà virtuale è un ambiente generato con l’aiuto di programmi animati per computer e visualizzato sullo schermo: uno spazio esterno simile a uno reale. Sebbene abbia proprietà simili a film e televisione, la realtà virtuale ha alcune caratteristiche distintive.

Il componente chiave di questa tecnologia è la capacità di una persona di interagire con l’ambiente virtuale. Immersi nello spazio virtuale, possono partecipare ad eventi virtuali; ad esempio, possono muoversi, manipolare oggetti virtuali e persino osservare le proprie azioni di lato come spettatori esterni.

La realtà virtuale è nota soprattutto per il suo utilizzo nei giochi. Il gioco in realtà virtuale può essere utilizzato come metodo per coadiuvare i meccanismi fondamentali della fisiologia del movimento nella neuroriabilitazione.

Applicazioni di trattamento

Secondo l’idea del riapprendimento attivo, affinché il ripristino delle funzioni avvenga con successo e nel più breve tempo possibile, la riabilitazione fisica deve soddisfare i seguenti requisiti.

In primo luogo, il paziente deve allenarsi in un ambiente il più vicino possibile al reale.

In secondo luogo, poiché l’apprendimento dell’esecuzione del movimento avviene principalmente attraverso tentativi ed errori, il paziente deve essere in grado di realizzare i propri errori per correggere con successo l’esecuzione del movimento. In altre parole, al paziente devono essere fornite informazioni obiettive sullo stato di avanzamento e sulla qualità del compito.

E in terzo luogo, il paziente deve voler essere coinvolto attivamente nel processo.

Utilizzando i metodi tradizionali della fisioterapia, ad esempio gli esercizi terapeutici, non è sempre possibile combinare tutti e tre i prerequisiti per insegnare attivamente le capacità motorie del paziente.

La realtà virtuale, con la sua capacità di simulare quasi ogni spazio, presenta comunicazioni di feedback praticamente illimitate e compiti di gioco altamente motivanti che possono riempire le componenti mancanti di un programma riabilitativo di successo.

Realtà virtuale nella creazione di un ambiente fisico

La realtà virtuale, con le sue capacità uniche di riprodurre quasi tutti gli ambienti e fornire feedback aggiuntivi che consentono la segnalazione di errori, si è dimostrata estremamente efficace nel trasferimento dell’allenamento delle abilità motorie.

In uno studio è stato dimostrato che i parametri di movimento eseguiti nello spazio reale non differiscono molto da quelli registrati in un ambiente virtuale. Analizzando il tentativo di raggiungere e poi catturare una palla in un ambiente reale e in uno spazio virtuale bidimensionale, gli autori dello studio non hanno riscontrato differenze significative nel movimento.

Tecnologie della realtà virtuale

Attualmente esistono vari sistemi che consentono di generare uno spazio virtuale. Lo spazio viene solitamente creato con l’aiuto di programmi di animazione per computer, visualizzato sullo schermo di un computer, sulla TV o sul display montato sul casco e presentato a una persona in tempo reale.

Inoltre, per migliorare l’effetto della realtà, l’immagine sullo schermo può essere accompagnata da vari effetti sonori e odori. L’applicazione aggiuntiva di stimoli vestibolari e propriocettivi migliora anche il senso di presenza reale. Ad esempio, una trama virtuale può essere presentata a una persona in piedi su un supporto mobile o camminando su un tapis roulant.

Adeguato alle capacità umane

Le tecnologie differiscono l’una dall’altra per il grado di immersione umana nella realtà virtuale. La capacità di osservare le proprie azioni, nonché la completa esclusione dal campo visivo di qualsiasi altra informazione non correlata alla trama virtuale, crea una sensazione di piena presenza.

Al contrario, l’interazione con l’ambiente virtuale visualizzato sullo schermo di un piccolo monitor di computer tramite il joystick o il mouse di un computer non esclude la possibilità di catturare eventi che si verificano con l’ausilio della visione periferica.

Questo a sua volta riduce la sensazione di realtà degli eventi virtuali. Data la varietà di tecnologie che generano la realtà virtuale, è estremamente importante scegliere un metodo che soddisfi gli obiettivi e gli obiettivi della riabilitazione in ogni caso specifico.

Convenzionalmente, i metodi di visualizzazione dello spazio virtuale possono essere suddivisi in quelli che generano un’immagine su uno schermo piatto e la trasmettono attraverso schermi montati sul casco o superfici convesse-concave.

L’immagine a schermo piatto viene solitamente proiettata in stereo. L’immagine stereo sullo schermo è a due strati e viene percepita attraverso speciali occhiali stereo. Una caratteristica di tali occhiali stereo è la presenza di filtri speciali che consentono immagini separate per gli occhi sinistro e destro. Quindi, un occhio percepisce l’immagine attraverso un filtro orizzontale, mentre l’altro occhio attraverso uno verticale.

Usando la visione binoculare, il cervello combina entrambe le immagini in una, creando l’illusione della sua tridimensionalità, nota come effetto stereo.

Il volume dell’immagine è importante, ma non l’unico fattore che crea un senso della realtà. L’ambiente che ci circonda non rimane fermo, cambia costantemente posizione rispetto a noi. Per essere percepito come reale, lo spazio virtuale deve cambiare o muoversi, senza rimanere un’immagine statica sullo schermo.

Componente fondamentale della neuroriabilitazione

Nonostante alcune carenze, la realtà virtuale ha diversi pregi innegabili. La maggior parte dei pazienti coinvolti nella terapia ha riscontrato un elevato interesse.

Ad esempio, mentre allenano l’equilibrio nel processo di giochi virtuali, i pazienti si sono sentiti partecipanti a eventi a cui nella vita reale difficilmente sarebbero stati in grado di partecipare, ad esempio come sciatori di successo, giocatori di tennis, giocatori di calcio, ecc. Le classi avevano un background emotivo accresciuto, che a sua volta serviva come incentivo aggiuntivo per l’allenamento delle funzioni motorie.

Va notato che tutto quanto sopra non significa che la realtà virtuale possa sostituire i metodi tradizionali di riabilitazione. Tuttavia, la realtà virtuale occupa un posto importante all’interno del campo e può integrare le terapie tradizionali.

Riferimenti

• Ganguly, K; Byl, NN; Abrams, GM (settembre 2013). “Neuroriabilitazione: ad esempio il recupero motorio dopo l’ictus”. Annali di neurologia.
• Thompson, AJ (giugno 2005). “La neuroriabilitazione nella sclerosi multipla: fondamenti, fatti e finzione”. Opinione attuale in neurologia.
• Kitago, T; Krakauer, JW (2013). “Principi di apprendimento motorio per la neuroriabilitazione”. Manuale di neurologia clinica.
• Keshner EA, Kenyon RV (2004). “Utilizzo della tecnologia immersiva per la ricerca e la riabilitazione posturale”.
• Kizony R., Raz L., Katz N. et al. (2005). “Sistema di realtà virtuale di acquisizione video per pazienti con lesione del midollo spinale paraplegico”.
• Kim NG, Yoo CK, Im JJ (1999). “Un nuovo sistema di allenamento riabilitativo per il controllo dell’equilibrio posturale utilizzando la tecnologia della realtà virtuale”. Operazioni su Ingegneria Riabilitativa.

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