photo_2020-01-21_12-32-14

چشم انداز آینده تحقیقاتی واقعیت مجازی درمانی درکنار تعدیل عصبی غیرتهاجمی و تصویربرداری عصبی Frontiers in Human Neuroscience

این بررسی تا اینجا شواهد استفاده از واقعیت مجازی درمانی در جمعیت­‌های گوناگون بالینی را به عنوان ابزاری جدا یا ضمیمه مداخلات معمول توان‌بخشی عصبی مورد تفحص قرارداده است. با این یک سوال باقی می­‌ماند؛ آیا می‌­توان اثرات مثبت واقعیت مجازی را به تکنیک‌­های تعدیل عصبی مانند tDCS افزود، و یا آیا ممکن است ترکیب این فناوری‌­ها روش هدفمندتری برای پایش اثرات واقعیت مجازی بوسیله روش­های تصویربرداری مغزی غیرتهاجمی مانند fNIRS و EEG را فراهم کند؟

افزودن واقعیت مجازی درمانی به tDCS

تحریک فراجمجمه­‌ای جریان مستقیم روش نو ظهوری برای تحریک مغزی غیرتهاجمی است که از جریان الکرتیکی شدت پایین مستقیم برای تعدیل تحریک‌­پذیری نورون­‌های غشری و شبکه­‌های مرتبط با آنها استفاده می­‌کند. بوسیله قرار دادن آند مثبت یا کاتد منفی بر روی پوست سر tDCS می­‌تواند تحریک­‌پذیری نورون‌­های قشری زیری را به شکل خاص قطبی تسهیل (tDCS آندی) و یا مهار (tDCS کاتدی) کند. به دلیل چنین اثر تعدیل عصبی قدرتمندی، tDCS معمولا به عنوان ضمیمه قبل (آفلاین) یا در طول (آنلاین) درمان توانبخشی برای بهبود عملکرد شناختی حرکتی در افراد سالم و یا جمعیت بالینی مورد استفاده قرار گرفته است.

در تئوری، استفاده از tDCS در کنار واقعیت مجازی درمانی برای افزوده شدن توان‌بخشی عصبی به نظر تکمیل کننده می‌­رسد. بررسی که توسط لی و چان در سال 2014 انجام شد مشاهده کرد که پس از 15 جلسه واقعیت مجازی درمانی با tDCS کاتدی آنلاین بر روی قشر حرکتی آسیب ندیده بیماران سکته زیرآستانه شدید، جمعیت مورد بررسی نسبت به گروه شم بهبود در مقیاس‌­های بالینی خاص مربوط به سکته، تست عضله دستی و ایندکس بارتل را نشان دادند. سپس کیم و همکاران در سال 2014 نشان دادند که اضافه کردن tDCS آنلاین آندی بر روی قشر حرکتی آسیب ندیده در کنار واقعیت مجازی درمانی نه تنها کارکرد دست بالایی را بهبود بخشید، بلکه تحریک پذیری قشری‌نخاعی در بیماران سکته­‌ای زیرآستانه شدید را افزایش داد.

در مقابل یافته­‌‌های اشاره شده، نتایج متناقضی توسط ویانا و همکاران در سال 2014 گزارش شد که اثرات ترکیب واقعیت مجازی با tDCS آفلاین آنودی بر روی قشر حرکتی بیماران سکته‌­ای در طول 15 جلسه 1 ساعته واقعیت مجازی درمانی مقایسه کرد. در حالی‌که نتایج هیچ تفاوت آماری در اندازه­‌گیری­های بالینی مختص سکته (ارزیابی فاگل-میر، ارزیابی حرکتی ولف) در کارکرد بازوی بالایی بین بیمارانی که tDCS واقعی دریافت کرده بودند نسبت به گروه شم نیافت، باید به یاد داشت که بیش از 50% از بیمارانی که tDCS آنودی به همراه واقعیت مجازی درمانی دریافت کردند از لحاظ بالینی بهبودهای معناداری را در اسپاسم مچ دست پس از درمان نشان دادند. بر اساس این یافته‌­های محدود VR و tDCS، می­توان دید که اعمال tDCS در طول واقعیت مجازی درمانی فاکتوری معنادار در تقویت اثرات واقعیت مجازی درمانی به تنهایی است، که در ترکیب tDCS و توان‌بخشی عصبی نیز اینگونه است. گرچه ترکیب واقعیت مجازی و تعدیل عصبی (tDCS) بیشتر در اختلالات حرکتی اعمال شده است، با توجه به بهترین دانشمان می‌­توان گفت که هیچ بررسی شناخته شده‌­ای در زمینه ترکیب این دو فناوری برای اختلالات شناختی و خلقی وجود ندارد. بنابراین درمانگرانی که از اکنون استفاده از واقعیت مجازی درمانی را در اختلالات روانی و خلقی اتخاذ کرده‌­اند به شکل بالقوه می­‌توانند از استفاده همزمان VR و tDCS برای افزودن مزیت­‌های درمانی فراتر از واقعیت مجازی درمانی به تنهایی بیشترین استفاده را ببرند.

احتمال دارد که اثرات ترکیبی VR و tDCS تحت تاثیر ترکیب فاکتورهای گوناگونی باشد. برای مثال: 1) خصوصیت­های عمومی جمعیت (مثلا مناطق تحت تاثیر در مغز)؛ 2) پارامترهای tDCS مانند مکان قرارگیری الکترود (منطقه متاثر یا غیرمتاثر)، قطبیت (آنودی یا کاتدی)، زمانبندی اعمال tDCS (آنلاین یا آفلاین). در چنین مواقعی که تاثیرمداخلات ترکیبیVR و tDCS وابسته زمانبندی و مکان قرارگیری است (یعنی کی و کجا را تحریک کنیم)، روشی برای شناسایی و پایش تغییرات در کارکردهای نوروفیزیولوژیک در حین دریافت درمان توسط بیمار برای بهینه سازی اثرات مداخله حیاتی است. از این رو روش­های تصویربرداری عصبی می­توانند برای پایش پیشرفت درمان واقعیت مجازی مورد استفاده قرار بگیرند که در بخش بعدی خواهیم دید.

پایش واقعیت مجازی درمانی با تصویربرداری عصبی

تغییرات نوروفیزیولوژیک مرتبط با توان‌بخشی عصبی با استفاده از واقعیت مجازی را می­‌توان با روش­‌های غیرتهاجمی و پرتابل تصویربرداری عصبی مانند fNIRS و یا EEG اندازه‌­گیری کرد تا تغییرات در واکنش­‌های همودیناکیک مغزی یا امواج مغزی نوسانی مشخص سازند. استفاده از fNIRS به خصوص به عنوان ابزاری برای اندازه‌­گیری آنلاین واکنش­‌های همودینامیک مغزی در طول توان‌بخشی عصبی توجه‌­ها را به خود جلب کرده است (برای بررسی­ها مقالات ایرانی و همکاران در سال 2007 و یا فراری و کواریشما در سال 2012 را مطالعه کنید). استفاده از fNIRS به عنوان روش تصویربرداری عصبی متکی بر اصل جفت شدن عصبی-عروقی است که افزایش جریان خون منطقه‌­ای مغزی (دقیقا یعنی افزایش و کاهش در هموگلوبین اکسیژنه شده) را که توسط فعال‌سازی عصبی القا شده اندازه­‌گیری می‌­کند. می­‌توان این روش را با واکنش­‌های وابسته به سطح اکسیژناسیون خون اندازه­‌گیری شده توسط fMRI قیاس کرد. اندازه­گیری فعالسازی قشری بوسیله تکنیک­های fMRI و fNIRS نتایج شدیدا همبسته‌­ای را هم در تکالیف شناختی و هم در تکالیف حرکتی نشان می‌­دهند. در حالی‌که استفاده از تکنیک­‌های fNIRS در حال محبوبیت یافتن است، مدت­ها است از تکنیک EEG برای اندازه‌­گیری تغییرات در امواج مغزی گوناگون  (یعنی گاما، آلفا، بتا، تتا و دلتا) که هرکدام به شکلی متفاوت تحت تاثیر خلق، بیداری، بیماری‌­های نورولوژیک و آسیب مغزی قرار می­‌گیرند استفاده شده است. هم fNIRS و هم EEG مزایای زیادی نسبت به fMRI دارند، قابل حمل هستند، استفاده از آنها نسبتا کم هزینه است و با دقت زمانی زیاد به راحتی قابل به کارگیری هستند. علاوه بر این نسل جدیدی از سیستم­‌ها اکنون با باتری عمل کرده، بی­‌سیم هستند و به اندازه یک گوشی هوشمند کوچک شده­‌اند،  برای اندازه‌­گیری‌­های سرپایی و بدون اتصال مطابق با رویکردهای نوروارگونومیک ایده‌­آل هستند.

درحالی‌که استفاده از تکنیک­‌های fNIRS و EEG در واقعیت مجازی درمانی نسبتا نوپا است، تا به امروز بیشتر بررسی­‌ها بر روی افراد سالم متمرکز بوده‌­اند که نشان‌دهنده پتانسیل برای ظهور بررسی­های بیشتر در جمعیت­های بالینی با محبوبیت یافتن تکنولوژی­‌های تصویربرداری عصبی پرتابل است. استفاده حال حاضر از fNIRS و EEG در واقعیت مجازی دو نقش مطرح دارد: 1) بازخوردی از مناطق فعال شده مغزی در طول درمان را به شکل افزوده پایش و فراهم کند و 2) از fNIRS و EEG به عنوان بخشی از پارادایم رابط کاربری مغز ماشین برای درمان استفاده کند. در تایید نقش اول، تحقیق‌­های بسیاری اثر fNIRS و EEG برای ضبط تغییرات همودینامیکی و نوسانی در طول تکالیف واقعی حرکتی و تصویرسازی حرکتی در محیط­های واقعیت مجازی را مورد بررسی قرار داده‌­اند. این تحقیقات اثربخشی fNIRS و EEG برای شناسایی تغییرات مخصوص به تکلیف در الگوهای همودینامیکی و نوسانی را نشان داده‌­اند.

قابلیت fNIRS و EEG برای شناسایی تغییرات در اندازه­‌گیری­‌های نوروفیزیولوژیک می­‌تواند بازخوردی از محل و سطح فعال‌سازی را ارائه دهد خود می‌­تواند توسط درمانگران و کاربران برای تعیین کردن شدت و پیشرفت درمان مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این بازخورد فعالسازی قشری می­تواند برای شناسایی مناطق بیش یا کم فعال مورد استفاده قرار بگیرد که خود این مناطق را می­‌توان به‌وسیله تکنیک­‌های تعدیل عصبی از قبیل tDCS تعدیل کرد. در تایید نقش دوم، شناسایی مناطق فعالسازی قشری، الگوها و زمان‌بندی فعالسازی قشری با حرکات یا حالا روحی متنوعی مرتبط است که می­‌تواند به عنوان کلاس­بندی کننده برای تمرینات رابط کاربری مغز کامپیوتر به کار گرفته شود. به واقع، بیشتر تحقیقات رابط مغز کامپیوتر تا به امروز استفاده از EEG را به عنوان وسیله اندازه­‌گیری فعال‌سازی قشری برای کنترل عضوی رباتیک یا یک آواتار در محیط واقعیت مجازی استفاده شده است. همچنین روش‌­های رابط مغز کامپیوتر برپایه fNIRS نیز  ترکیب واقعیت مجازی و توانبخشی عصبی با تسهیل بیشتری امکان­پذیر کرده‌­اند. علاوه بر این استفاده همزمان از روش­های رابط کاربری مغز کامپیوتر بر پایه fNIRS و EEG نیز مورد بررسی قرار گرفته‌­اند. این مسئله پتانسیل استفاده از fNIRS را به روشی مشابه نشان می­دهد که در آن واکنش­‌های همودینامیک قشری مرتبط را می­‌توان کلاس­‌بندی کرد و از آن برای کنترل رباتیک یا رابط کاربری کامپیوتری استفاده کرد.

مجله: Frontiers in Human Neuroscience

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2017.00053/full

دیدگاه ها بسته شده اند.