La realtà virtuale è promettente per la diagnosi precoce dei problemi di equilibrio nei malati di sclerosi multipla
Data di pubblicazione:COLLINA DELLA CAPPELLA – Le persone affette da sclerosi multipla (SM) spesso corrono un rischio notevolmente maggiore di cadere e di ferirsi anche quando sentono di poter camminare normalmente.
Ora un team guidato da scienziati della Scuola di Medicina dell’UNC ha dimostrato quello che potrebbe essere un metodo relativamente semplice per la diagnosi precoce di tali problemi.
I ricercatori, in uno studio pubblicato su PLoS Uno, hanno utilizzato un sistema di realtà virtuale (VR) per indurre i soggetti a credere che stavano cadendo mentre camminavano su un tapis roulant. Gli scienziati hanno riscontrato chiare differenze nelle reazioni tra le persone con SM e le persone della stessa età senza SM. Queste differenze non erano evidenti tra i gruppi quando camminavano normalmente senza l’illusione della “caduta”.
I ricercatori ritengono che un test basato sulla realtà virtuale come questo, dopo ulteriori studi e sviluppi, potrebbe essere reso portatile e ampiamente utilizzato nelle cliniche neurologiche per avvisare precocemente i pazienti con SM dei loro problemi di equilibrio, consentendo loro di adottare misure per ridurre il rischio di cadute.
"I nostri risultati promettenti suggeriscono che è possibile utilizzare la realtà virtuale per rilevare problemi di equilibrio che di solito passano inosservati finché l'individuo non inizia a sperimentare vere e proprie cadute a casa o al lavoro", ha affermato il ricercatore principale dello studio Jason Franz, PhD, assistente professore presso il dipartimento congiunto dello stato UNC/NC. di Ingegneria Biomedica.
La SM è una malattia del cervello che colpisce circa 400.000 persone negli Stati Uniti e più di 2 milioni in tutto il mondo. È opinione diffusa che sia causata da un'attività inappropriata delle cellule immunitarie nel cervello e sia caratterizzata dalla perdita dello strato isolante della proteina mielinica attorno alle fibre nervose, una perdita che degrada la capacità delle fibre di condurre segnali nervosi. Segni e sintomi della SM comprendono affaticamento, intorpidimento e formicolio, disturbi cognitivi, instabilità dell'umore e problemi di equilibrio e deambulazione.
Quest'ultimo può manifestarsi inaspettatamente. Le persone che hanno la SM e mostrano una disabilità minima o nulla potrebbero già avere, in media, il doppio del rischio di cadere rispetto alle persone che non hanno la SM. Gli studi hanno anche scoperto che le persone con diagnosi di SM cadono in media almeno una volta all’anno. Molte di queste cadute si verificano durante attività come camminare.
Franz e i suoi colleghi hanno cercato di sviluppare un test che rivelasse disturbi dell'equilibrio e dell'andatura anche nelle persone con SM che potrebbero non essere consapevoli di questi problemi o manifestarli durante la normale deambulazione.
"Quando camminiamo, il nostro cervello utilizza una varietà di canali di feedback sensoriale, compresi i sensori di forza nei nostri piedi, per guidare i nostri movimenti e apportare correzioni da un passo a quello successivo", ha detto Franz. “Ma nelle persone con SM, questi sensori di forza possono diventare meno affidabili, quindi le persone devono fare maggiore affidamento su altri canali, in particolare sulla vista”.
Franz e colleghi hanno utilizzato un dispositivo VR che consente la manipolazione sperimentale della percezione visiva. Il loro dispositivo di laboratorio è simile a uno schermo teatrale semicircolare che i soggetti guardano mentre camminano su un tapis roulant. La scena VR raffigurava un corridoio lungo il quale il soggetto sembrava camminare, alla stessa velocità con cui camminava sul tapis roulant. A volte le oscillazioni laterali nella scena creavano l'illusione per ciascun soggetto che stesse diventando instabile, innescando una reazione correttiva che poteva essere misurata come un cambiamento nell'andatura e nella posizione del piede. L'ipotesi di Franz era che i soggetti con SM con disturbi dell'equilibrio differissero chiaramente dai soggetti normali in queste reazioni correttive.
Gli scienziati hanno testato 14 persone con SM e 14 partecipanti non affetti da SM della stessa età. Hanno scoperto che c’era effettivamente una chiara differenza tra i gruppi nelle loro reazioni, ma questo è diventato chiaro solo quando si utilizzava la sfida del bilanciamento VR.
“Durante la normale camminata senza realtà virtuale – anche con le nostre sofisticate apparecchiature di laboratorio tra cui una batteria di fotocamere per la cattura del movimento 3D – non siamo riusciti a distinguere efficacemente le persone con SM dagli individui sani e della stessa età”, ha detto Franz. “Quindi questo approccio del cammino perturbato potrebbe avere molte importanti applicazioni cliniche e traslazionali”.
Lui e i suoi colleghi stanno ora adattando il loro sistema per l’uso con visori VR di livello consumer come strumento diagnostico di routine da utilizzare nelle cliniche dei neurologi per rilevare disturbi dell’equilibrio che altrimenti non verrebbero riconosciuti.
Sperano anche di sviluppare il sistema VR come strumento di terapia fisica per aiutare i pazienti con SM a migliorare il loro equilibrio e quindi a ridurre il rischio di cadute.
Il lavoro è frutto di una collaborazione tra il Dipartimento congiunto di ingegneria biomedica dello stato UNC/NC, il Centro per le cure riabilitative della Scuola di medicina dell'UNC e l'Università dell'Illinois.
La ricerca è stata sostenuta da un finanziamento della National MS Society.
I coautori dello studio oltre a Jason Franz erano Brian Selgrade, PhD, e Diane Meyer dell'UNC, e Jacob Sosnoff, PhD, dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.