Исследователи в исследовании, опубликованном в PLoS One, использовали систему виртуальной реальности (VR), чтобы заставить испытуемых думать, что они падают, когда они ходят по беговой дорожке. Ученые обнаружили явные различия в реакциях между людьми с РС и людьми того же возраста без РС. Эти различия не были очевидны между группами, когда они ходили обычным образом без иллюзии "падения".
Исследователи полагают, что подобный тест на основе виртуальной реальности после дальнейшего изучения и разработки можно было бы сделать портативным и широко использовать в неврологических клиниках, чтобы заранее предупредить пациентов с РС о нарушении баланса, что позволит им принять меры для снижения риска падения.
«Наши многообещающие результаты показывают, что можно использовать виртуальную реальность для обнаружения проблем с балансом, которые обычно остаются незамеченными до тех пор, пока человек не начинает испытывать настоящие падения дома или на работе», – сказал главный исследователь исследования Джейсон Франц, доктор философии, доцент Объединенного департамента штата Калифорния / Северная Каролина. биомедицинской инженерии.
РС – это заболевание головного мозга, которым страдают около 400000 человек в США и более 2 миллионов человек во всем мире.
Широко распространено мнение, что это вызвано несоответствующей активностью иммунных клеток в головном мозге и связано с потерей изоляционного слоя миелинового белка вокруг нервных волокон – потерей, которая ухудшает способность волокон проводить нервные сигналы. Признаки и симптомы рассеянного склероза включают усталость, онемение и покалывание, когнитивные нарушения, нестабильность настроения, а также проблемы с равновесием и походкой.
Последнее может проявиться неожиданно. Люди с рассеянным склерозом и практически без инвалидности могут уже иметь в два раза больший риск падения, чем люди без рассеянного склероза.
Исследования также показали, что люди с диагнозом РС в среднем падают не реже одного раза в год. Многие из этих падений происходят во время таких занятий, как ходьба.
Франц и его коллеги стремились разработать тест, который выявлял бы нарушения равновесия и походки даже у людей с рассеянным склерозом, которые могут не знать об этих проблемах или проявлять их во время обычной ходьбы.
«Когда мы ходим, наш мозг использует различные каналы сенсорной обратной связи, включая датчики силы в наших ногах, чтобы направлять наши движения и вносить коррективы от одного шага к другому», – сказал Франц. "Но у людей с РС эти датчики силы могут стать менее надежными, поэтому людям нужно больше полагаться на другие каналы, особенно на зрение."
Франц и его коллеги использовали устройство виртуальной реальности, которое позволяет экспериментально манипулировать зрительным восприятием. Их лабораторное устройство похоже на полукруглый экран кинотеатра, который испытуемые смотрят во время ходьбы по беговой дорожке.
Сцена VR изображала коридор, по которому субъект, казалось, шел с той же скоростью, что и субъект на беговой дорожке. Иногда из стороны в сторону колебания в сцене создавали для каждого объекта иллюзию того, что он или она становится нестабильным, вызывая корректирующую реакцию, которую можно было измерить как изменение походки и положения стопы. Гипотеза Франца заключалась в том, что пациенты с рассеянным склерозом с нарушением равновесия будут явно отличаться от нормальных субъектов по этим корректирующим реакциям.
Ученые протестировали 14 человек с РС и 14 человек того же возраста, не страдающих РС.
Они обнаружили, что между группами действительно была явная разница в их реакциях, но это стало ясно только при использовании задачи баланса виртуальной реальности.
«Во время обычной ходьбы без VR – даже с нашим сложным лабораторным оборудованием, включая батарею 3D-камер захвата движения – мы не могли эффективно отличить людей с рассеянным склерозом от здоровых людей того же возраста», – сказал Франц. "Таким образом, этот подход с нарушенной ходьбой может иметь множество важных клинических и трансляционных применений."
Сейчас он и его коллеги адаптируют свою систему для использования с VR-гарнитурами потребительского уровня в качестве стандартного диагностического инструмента, который будет использоваться в клиниках неврологов для обнаружения нарушений баланса, которые в противном случае остались бы нераспознанными.
Они также надеются разработать систему виртуальной реальности в качестве инструмента физиотерапии, чтобы помочь пациентам с РС улучшить равновесие и, таким образом, снизить риск падений.