La Realtà Virtuale per la valutazione Neuropsicologica

Potrà l’utilizzo della realtà virtuale (VR) stravolgere e migliorare la valutazione neuropsicologica?

Come disciplina scientifica all’interno delle neuroscienze, la neuropsicologia comprende un insieme di conoscenze teoriche e sperimentali sulle relazioni tra il cervello, i processi cognitivi e l’attività umana.

Nella sua variante applicata, la neuropsicologia clinica si dedica a identificare, descrivere, valutare, diagnosticare e riabilitare i disturbi cognitivi, comportamentali ed emotivi derivati da disfunzioni del sistema nervoso centrale; inoltre, valuta l’impatto di queste disfunzioni nell’ambiente sociale, lavorativo, familiare e personale delle persone, così come l’evoluzione e i benefici ottenuti dalla realizzazione di programmi di intervento.

Infine, la neuropsicologia clinica deve anche stabilire le conseguenze cliniche e legali presenti ogni singolo caso clinico, e per raggiungere questo scopo, si utilizzano molteplici strumenti, come l’osservazione diretta, le interviste, le scale, i questionari e i test neuropsicologici, che permettono di misurare le prestazioni degli individui sia da un punto di vista quantitativo che qualitativo.

Negli ultimi anni, la valutazione neuropsicologica è stata oggetto di diverse critiche da parte di alcuni gruppi di professionisti che affermano che i test sono privi di qualsiasi tipo di validità sia per cogliere le disfunzioni del sistema nervoso che per prevedere il livello di declino che gli individui possono mostrare nella loro vita quotidiana.

Tuttavia, i test neuropsicologici devono essere intesi come strumenti fondati su una giustificazione teorica per quanto riguarda la loro affidabilità e validità, e preparati con cura per suscitare comportamenti significativi in un individuo: l’obiettivo è quello di ricavare la conoscenza dei processi cognitivi sottostanti i comportamenti suscitati, e la relazione tra questi comportamenti e il suo ruolo nella vita quotidiana di quell’individuo.

In mani esperte, i test neuropsicologici hanno un alto valore diagnostico, un valore che si perde se la persona non conosce la neuropsicologia, non ha un modello teorico di riferimento per descrivere i processi cognitivi, o si concentra solo sui punteggi dei test ignorando i processi che hanno portato a quei risultati.

Tuttavia, anche se questi requisiti sono soddisfatti, molti test neuropsicologici sono basati su paradigmi sperimentali così artificiosi (per esempio, l’apprendimento di coppie associate) che i risultati ottenuti mancano di valore quando si tratta di prevedere come quella persona si comporterà nella sua vita quotidiana.

Nella valutazione neuropsicologica classica, è molto frequente che al soggetto vengano presentati dei compiti da eseguire nel setting di valutazione, ma la possibilità di generalizzare questi compiti al resto della vita quotidiana di quella persona è abbastanza controversa.

Una delle ragioni è che il setting di valutazione stesso (centro sanitario, ambulatorio) è un ambiente anomalo e distraente per molte popolazioni, per esempio, le persone con disabilità intellettuale; inoltre, come affermano molti autori, si cerca di valutare aspetti puri della memoria (per esempio, la memoria visiva).

Inoltre, i test di valutazione classici sono condizionati da un “effetto pavimento o soffitto“, e tendono a valutare la memorizzazione delle informazioni in un periodo di tempo relativamente breve (20 minuti) e richiedono l’apprendimento di informazioni che non hanno alcuna rilevanza personale per il paziente.

Infine, l’ambiente di valutazione classico è più vicino a un “ambiente di laboratorio” e quindi manca di spunti contestuali di cui il paziente potrebbe beneficiare nel suo ambiente di vita quotidiana; inoltre, i distrattori sono ridotti al minimo, le modalità sensoriali non sono mescolate e le condizioni ambientali (rumore, temperatura) sono mantenute uguali per tutti, una situazione che è molto lontana dalle richieste dell’ambiente reale.

Insomma, i test tradizionali non riproducono la vasta gamma di stimoli che un soggetto può incontrare nella sua vita quotidiana.

La tendenza più innovativa nella valutazione neuropsicologica si concentra nello sviluppo di nuovi strumenti che esplorano comportamenti e attività simili alle caratteristiche dell’ambiente naturale in cui si svolge abitualmente la vita quotidiana dei pazienti e la ricerca di una maggiore validità ecologica ha portato negli ultimi decenni a iniziative molto diverse per valutare le funzioni cognitive in situazioni di vita reale. La validità ecologica si riferisce al grado in cui una procedura riproduce o si avvicina alla capacità reale che intende prevedere.

Per esempio, se l’intenzione è quella di determinare la capacità di guida di qualcuno, la sua performance in un simulatore di guida ha più validità ecologica della sua performance su un test di carta e matita sulla conoscenza della guida; altri esempi di validità ecologica rispetto a quella non ecologica potrebbero essere la memorizzazione di una lista della spesa rispetto a una lista di parole scelte a caso; il riconoscimento di volti rispetto a forme senza senso; o il conteggio di monete rispetto all’esecuzione di calcoli aritmetici.

Secondo Lynch (vedi bibliografia), alcuni test sono presentati come ecologici mentre non c’è una descrizione dei criteri seguiti per aumentare la loro validità ecologica, mentre alcuni test contengono compiti che sono semplici trasformazioni di compiti performati in altri test.

A causa della serie di problemi con i test neuropsicologici classici presentati sopra, negli ultimi anni sono stati sviluppati tentativi di sviluppare nuove forme di misurazione delle funzioni cognitive: attualmente, i nuovi sviluppi tecnologici nel campo della realtà virtuale (VR) offrono opzioni innovative ed interessanti nella valutazione neuropsicologica di molti processi cognitivi.

La VR riproduce ambienti tridimensionali (3D) in cui la persona esaminata interagisce in modo dinamico, con un senso di immersione in quell’ambiente simile alla presenza ed esposizione ad un ambiente reale.

All’interno di questi ambienti, sia i ricercatori che i clinici possono presentare gli stimoli ecologicamente più rilevanti integrati a un contesto significativo e familiare, e quindi misurare la risposta in modo più esaustivo (purché le caratteristiche visive e fisiche dei personaggi e degli oggetti rappresentati siano di alta qualità e realistici).

Inoltre, la tecnologia VR permette la sincronizzazione e il controllo dei distrattori, degli stimoli e delle variabili, e può alterare tutto ciò a seconda delle caratteristiche della risposta del paziente; se le risposte sono più accurate e coerenti, possono permettere un’analisi più precisa e dettagliata.

Secondo Tarr e Warren (vedi bibliografia) , anche se inizialmente lo sviluppo della tecnologia era insoddisfacente e i costi elevati, la VR ha finalmente raggiunto la maturità necessaria per la sua applicazione nelle neuroscienze, e al giorno d’oggi, qualsiasi computer di media portata dotato di un visore Oculus Quest 2 può immergersi in un ambiente virtuale ad alta qualità ed interattivo, e l’aumento delle prestazioni è andato di pari passo con la diminuzione dei costi.

Come affermano Riva et al. (vedi bibliografia), la VR fornisce un nuovo paradigma di interazione uomo-computer in cui gli utenti non sono semplici osservatori esterni di immagini sullo schermo di un computer, ma partecipanti attivi all’interno di un mondo virtuale 3D generato dal computer; Rizzo et al. (vedi bibliografia) identificano diversi vantaggi che sono disponibili grazie all’uso della realtà virtuale negli strumenti neuropsicologici.

Tra questi, i più rilevanti per la valutazione neuropsicologica sono i seguenti:

Capacità di mostrare sistematicamente stimoli 3D dinamici e interattivi all’interno di un ambiente virtuale, un lavoro che altrimenti sarebbe difficile da eseguire con altri mezzi.
Capacità di creare un ambiente di valutazione con una maggiore validità ecologica.
Presentazione di feedback immediati sulle prestazioni in una varietà di forme e modalità sensoriali.
Capacità di catturare completamente le prestazioni e disponibilità di un registro più naturalistico e intuitivo delle prestazioni per l’analisi posteriore dei dati.
Progettazione di un ambiente di valutazione sicuro che minimizzi i rischi derivati dagli errori.
Capacità di migliorare la disponibilità di valutazione per persone con declino sensoriale
Capacità di migliorare la disponibilità della valutazione per le persone con declino sensoriale e motorio attraverso l’uso di interfacce e dispositivi adattati, e presenze adattate alla modalità sensoriale richiesta e integrate nel design dell’ambiente virtuale.
Introduzione di caratteristiche o elementi “ricreativi” all’interno degli ambienti virtuali come mezzo per aumentare la motivazione.
Integrazione di rappresentazioni virtuali umane (avatar) per applicazioni sistematiche che possono migliorare l’interazione sociale.

Rizzo et al. concludono che, sebbene la VR non sia la panacea per qualsiasi tipo di analisi comportamentale, rappresenta una grande opportunità in termini di usabilità e utilità nell’area della neuropsicologia, e uno dei suoi grandi vantaggi è che si ritiene che abbia un’alta validità ecologica: più alta è la sua validità ecologica, meglio il test può prevedere i problemi o le limitazioni che una persona può presentare nella sua vita quotidiana.

In sintesi, se la correlazione è alta tra la risposta di un paziente che si sottopone a un test per misurare le prestazioni in una situazione reale concreta, e la risposta che questo paziente fornisce nella vita quotidiana reale, si può dire che il test sta effettivamente misurando il comportamento che questo individuo avrebbe nella vita quotidiana reale di fronte a quella situazione.

Ovviamente, l’istituzione di una tale correlazione richiederebbe il confronto dei risultati del test con le prestazioni dei soggetti nella loro vita quotidiana; uno studio che per il momento è molto difficile da eseguire nella vita quotidiana reale.

Per questo motivo, molti autori hanno confrontato i risultati ottenuti in test classici e ambienti VR simulati per offrire una validità ecologica.

Come vedremo, ci sono molti esempi di ambienti virtuali che illustrano ambienti di vita reale per ottenere una validità ecologica nelle procedure di valutazione e riabilitazione: città virtuali, supermercati, case, cucine, scuole, uffici, unità di riabilitazione e persino una spiaggia virtuale.

È interessante notare che ultimamente la VR è stata anche considerata un metodo affidabile per testare la capacità dei bambini con disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) di sostenere le prestazioni nel tempo, soprattutto dal team di ricerca di Rizzo e la loro Virtual Classroom; e ultimamente anche da diversi team di ricerca in Spagna basati sul test AULA sviluppato dalla società Nesplora Ltd.

Bibliografia:

Novell, R., Rueda, P., Salvador, L.: Mental Health and Behavioral Disorders in Individualswith Intellectual Disabilities. Practical Guide for Technicians and Caregivers. FEAPS,Madrid (2003) (book in Spanish)
Knight, R.G., Titov, N.: Use of virtual reality tasks to assess prospective memory: applicability and evidence. Brain Impairment 10, 3–13 (2009)
Matheis, R.J., Schultheis, M.T., Tiersky, L.A., et al.: Is learning and memory different in a virtual environment? Clin. Neuropsychol. 21, 146–161 (2007)
Lynch, W.J.: Everyday living assessment in cognitive evaluations. J. Head. Trauma. Rehabil. 23, 185–188 (2008)
Climent, G., Banterla, F.: AULA Nesplora. Ecological Evaluation of Attention Processes.Nesplora, San Sebastian (2011) (book in Spanish)
Tarr, M.J., Warren, W.H.: Virtual reality in behavioral neuroscience and beyond. Nat. Neurosci. 5(Suppl), 1089–1092 (2002)
Riva, G., Mantovani, F., Gaggioli, A.: Presence and rehabilitation: toward second-generation virtual reality applications in neuropsychology. J. Neuroeng. Rehabil. 1, 9 (2004)
Rizzo, A.A., Schultheis, M.T., Kerns, K., et al.: Analysis of assets for virtual reality applica- tions in neuropsychology. Neuropsychol. Rehabil. 14, 207–239 (2004)

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Valerio Rosso

CEO a valeriorosso.com

Mi chiamo Valerio Rosso e sono un medico, psichiatra e psicoterapeuta ad orientamento psicoanalitico. Da anni divulgo i principali temi della Salute Mentale, delle Neuroscienze e della Medicina Digitale come blogger e come YouTuber. Alcune persone mi conoscono anche come musicista (cercatemi su Spotify, iTunes e YouTube Music).