VR-технологии в медицине, психотерапии, экспериментальной психологии

Виртуальная реальность (VR), как правило, ассоциируется с индустрией развлечений. Однако уже более 30 лет технологии VR используются в медицине, психотерапии, экспериментальной психологии. Научное сообщество привлекает возможность реалистичного воспроизведения пространств и ситуаций из жизни. В то же время не угасают и споры относительно побочных эффектов «погружения» в VR.

Ретроспектива технологии VR

Прототипом современных VR-устройств считается сенсорама Мортона Хайлига. В 1957 году кинорежиссёр запатентовал кабину-симулятор с подвижным стулом, стереодинамиками, вентиляторами и генераторами запахов. Пробная модель сенсорамы не впечатлила инвесторов, так как требовала слишком больших затрат. Но Хайлиг не оставлял идею создания гаджета для иллюзорного перемещения в другие миры. В 1960 году он запатентовал первый аналог VR-очков для просмотра фильмов, но вновь не нашёл спонсоров для реализации замысла. Идеи пионера VR развил профессор Гарвардского университета Айвен Сазерленд, и в 1968 году ему удалось собрать первый шлем виртуальной реальности.

Современная виртуальная реальность — это компьютерная симуляция реальной среды, воспроизведение какой-либо ситуации через ощущения (зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные и другие) с целью индуцировать ответные реакции.

Впервые понятие искусственной реальности ввел американский компьютерный художник Майрон Крюгер в конце 1960-х годов. «Погружение» в VR достигается с помощью языка кодирования, известного как VRML (Virtual Reality Modeling Languagе). Технологии VR используют интерактивные симуляции с помощью очков и перчаток с сенсорами.

Сейчас VR-очки и шлемы — компактные переносные устройства. Панорамная картинка в VR-играх и приложениях достаточно реалистична для того, чтобы «обманывать» мозг. Это открывает перспективы использования VR-гаджетов в творчестве, спорте, саморазвитии, даже в быту. И, разумеется, VR применяется для проведения лабораторных исследований в различных областях науки.

Примеры исследований с использованием VR в психиатрии и психотерапии

Гипотезу о том, что VR может быть эффективным инструментом для реабилитации пациентов с тревожными расстройствами и фобиями, выдвинул в 1993 году американский психиатр R. Lemson в научной статье “Virtual therapy of anxiety disorders”. В том же году учёные J. Williford, L. Hodges, M. North подтвердили гипотезу коллеги в результате эксперимента с участием 60 студентов Clark Atlanta University, страдающих от агорафобии (боязнь открытых пространств). Испытуемые оценивали уровень выраженности фобии, заполняя анкету, одобренную Американской психиатрической ассоциацией. К эксперименту были допущены студенты с показателями от 2 до 8, с проявлениями агорафобии в течение года и более.

Экспериментальная группа проходила опыт десенсибилизации фобии с использованием VR-программы, а контрольная — не участвовала в практической части исследования. Аппаратура включала в себя стереоскопический головной дисплей, электромагнитный датчик движения головы и специальные перчатки для воссоздания тактильной связи с виртуальной реальностью.

Испытуемых поочерёдно «переносили» в стрессогенные локации. Восемь VR-сцен были смоделированы с опорой на рассказы людей с агорафобией: первый «мир» — балкон небоскрёба, второй — пустая немеблированная комната с одной дверью, третий и четвёртый — одинокий тёмный сарай в открытом поле с чёрной кошкой и без неё, пятый — крытый мост через реку на высоте около 10 метров, шестой — прозрачный лифт на 49-м этаже отеля, седьмой — серия мостов, перекинутых через каньоны, восьмой — три воздушных шара на фоне разноэтажных зданий.

Перед сеансом каждый студент раскладывал карточки с изображением локаций от менее пугающей до самой страшной и далее проходил сцены в соответствующей последовательности. Испытуемые должны были перемещаться в сторону крупных конструкций внутри каждого из пространств, при этом каждые пять минут аппаратура фиксировала данные SUDS (subjective units of distress, или субъективные единицы дистресса). Спустя 8 недель был проведён посттест среди экспериментальной и контрольной групп, результаты которого показали, что испытуемые, прошедшие курс сеансов в VR, стали менее восприимчивы к стрессогенным факторам, у них стали реже проявляться симптомы агорафобии [1].

Команда под руководством психиатра J. Williford не ограничилась экспериментом с терапией агорафобии в формате VR: результативность инновационных методов была доказана в аналогичном эксперименте с акрофобами в 1995 году.

Экспозиционная терапия в VR: что это?

Первые лабораторные эксперименты психиатров в области VR постепенно сформировали отдельное направление экспозиционной терапии виртуальной реальностью (virtual reality exposure therapy, или VRET).

Технически VRET устроена так: человек, погружаясь в VR, контактирует в максимально безопасном для себя режиме с пугающим его объектом или явлением, учится в момент страха использовать упражнения на релаксацию, управляет степенью воздействия на себя угрожающего объекта (например, тесной комнаты). В виртуальной среде пациенты находятся под постепенно вводимым воздействием отрицательных стимулов до тех пор, пока не наступит десенсибилизация и они не будут в состоянии справиться со своим страхом или тревогой.

Первая монография о применении VRET — книга “Virtual Reality Therapy, an Innovative Paradigm” за авторством M. M. North, S. M. North и J. R. Coble — вышла в 1996 году. Исследователи отмечают потенциал экспозиционной терапии в VR для лечения фобий, тревожных расстройств и ПТСР, обращая внимание читателей на высокую мотивированность пациентов VRET. По их мнению, они легче переносят стресс на начальных этапах терапии, контактируя со специалистом более опосредованно.

Опираясь на это преимущество VRET, профессор медицинских наук S. Rizzo в 2005 году реализовал проект по реабилитации военных с ПТСР. В приложении “Bravemind: Virtual Reality Exposure Therapy” пациент может проработать травмирующие сценарии, связанные с войной, обсуждая их с реальным психотерапевтом после виртуальной встречи со страхом. Программа призвана адаптировать солдат к жизни в спокойных условиях мирного времени, позволяя им реже мысленно возвращаться к травмирующим событиям с поля боя [2].

Со временем VR-аппаратура становилась всё более доступной. Специалисты совершенствовали методы работы с виртуальной реальностью и изучали вопрос безопасности применения технологии для лечения психических расстройств. Так, учёные из Великобритании M. Fornells-Ambrojo, C. Barker, D. Swapp проанализировали опыт использования VR-приложения при работе с пациентами с параноидальным психозом, испытывающими бред преследования. Был проведён эксперимент, в ходе которого 20 человек с симптомами мании преследования и 20 испытуемых из контрольной фокус-группы проводили по 4 минуты в виртуальной локации — мрачном подземном поезде со стенами, полными символов и надписей. Испытуемым было необходимо в процессе перемещения по вагонам не отвлекаться на пугающие послания вокруг. Эксперимент повторяли ежедневно в течение недели, и его результаты доказали гипотезу авторов о том, что VR-симуляции не провоцируют обострение мании преследования, а значит, когнитивно-поведенческая терапия в виртуальной реальности для пациентов с параноидальным психозом, по их мнению, допустима. Результаты исследования отражены в монографии “Virtual reality and persecutory delusions: Safety and feasibility” [3].

Теоретическим обоснованием эффективности VRET занялись клинические психологи из румынского Университета Бабеша — Бойяии. В работе 2012 года «Многоуровневый анализ механизма вмешательства виртуальной реальности при эмоциональных расстройствах» (“Multilevel analyses of the mechanism of virtual reality intervention in emotional disorders”) исследователи провели анализ данных из баз PsycINFO, PubMed, ISI Web of Science и Academic Search Premier. В первую очередь исследователи сравнили ожидания пациентов, проходивших VRET для лечения тревожных расстройств, с данными посттестов. Далее соотнесли полученную статистику с аналогичными у пациентов — сторонников классической психотерапии и не обнаружили разницы в показателях эффективности лечения. Более того, количество пациентов VRET, прошедших курс терапии от начала до конца, было выше. По предположениям учёных, это обусловлено тем, что пациенты чаще соотносят VR с игровой индустрией и охотно соглашаются на экспозиционную терапию [4].

Если говорить о российских теоретиках VRET, то нельзя не упомянуть научных сотрудников ФГБУ «Национальный медико-хирургический центр имени Н.И. Пирогова», систематизировавших достоинства и недостатки инновационной методики с опорой на отечественные и западные исследования. Так, в статье «Технологии виртуальной реальности в медицинской реабилитации» О.Э. Карпов, В.Д. Даминов, Э.В. Новак, Д.А. Мухаметова выделили следующие преимущества VRET:

• более высокий уровень безопасности и контроля над уровнем и интенсивностью раздражителей;
• лучшее обеспечение конфиденциальности пациента во время лечения;
• значительное снижение рисков травматизации пациентов во время лечения;
• возможность адаптировать сценарии под нужды конкретного пациента в соответствии с его ожиданиями и возможностями;
• простота в повторении конкретных виртуальных сценарий необходимое количество раз с настраиваемыми стимулами;
• возможность уменьшить количество и продолжительность сессий за счёт большей эффективности генерируемых стимулов;
• снижение стоимости лечения за счёт включения в программу виртуальных сценариев;
• привлекательность для пациентов: некоторые пациенты рассматривают новые технологии как более эффективные, что повышает их приверженность терапии.

К недостаткам VRET учёные относят:

• открытость вопроса о её безопасности для пользователей со стороны физического здоровья;
• нечёткость и несогласованность в отслеживании движений головы и передаваемом изображении, что может быть незаметно обычным взглядом, но фиксируется более тонкими механизмами координации, вызывая головокружение, укачивание и тошноту;
• стоимость программного обеспечения и оборудования для VR, ограничивающие более широкое применение;
• потребность в образовательных программах или курсах для выработки навыка использования VR-технологий;
• скептическое отношение некоторых специалистов к VR как к компьютерным развлекательным играм [5].

Технологии VR продолжают захватывать лаборатории университетов мира. И, разумеется, её потенциал привлекает отечественных учёных. Так, на базе МГУ имени М.В. Ломоносова был учреждён VR-Центр, являющийся междисциплинарным объединением ученых и разработчиков. В центре среди прочих проводят эксперименты при помощи VR-аппаратуры исследователи с кафедры психофизиологии, лаборатории нейропсихологии, сотрудники лаборатории «Восприятие» факультета психологии. Сейчас приоритетным направлением их научных исследований остается изучение механизмов построения перцептивных образов. Например, отдельные эксперименты учёных направлены на исследование природы зрительных иллюзий. Е.Г. Лунякова, кандидат психологических наук, старший научный сотрудник лаборатории «Восприятие» факультета психологии МГУ, следующим образом описывает актуальные эксперименты (полная версия интервью — в материале «О лаборатории «Восприятие» и прогнозах развития VR-технологий»):

«Наши сотрудники, аспиранты и студенты занимаются изучением особенностей познавательных процессов в VR и с помощью VR. Например, исследуют характеристики рабочей памяти, особенности построения когнитивных карт пространства. Изучают механизмы межсенсорных взаимодействий и построения движения (в частности, феномен укачивания в виртуальной среде). Исследуют общие особенности взаимодействия человека с VR (например, эффект присутствия в виртуальной среде — то есть то, насколько погружен человек в среду, насколько он ощущает себя в ней, насколько “доверяет” тому, что происходит с ним и вокруг него в виртуальном пространстве). Еще одним большим направлением работы лаборатории является изучение социально-перцептивных процессов, причем именно с перцептивной их стороны — например, механизмы восприятия лица человека, в том числе, зависящие от пола, возраста, расы и других социальных характеристик. Часть работ посвящена особенностям взаимодействия человека с аватарами в виртуальной среде, например, мы проверяем, проявляются ли в виртуальной среде известные в социальной психологии феномены, связанные с межличностной и межгрупповой коммуникацией».

VR распространяется по миру всё стремительнее, и если на заре своего становления технология VR была футуристичным развлечением, то сейчас она — полезный инструмент в руках клинических психологов, психотерапевтов и психиатров.

Список литературы

1. Борзиков В.В., Воловик М.Г. Технологии виртуальной реальности в комплексной медицинской реабилитации пациентов с ограниченными возможностями (обзор) // Медицинские технологии. 2018. №4. C. 174.
2. Williford J., Hodges L., North M., North S. Relative effectiveness of virtual environment desensitization and imaginal desensitization in the treatment of acrophobia // Proceedings graphic interface. Toronto, ON: Canadian HumanComputer Communications Society. 1993. P. 162.
3. Foa E.B., Gillihan S.J., Bryant R.A. Challenges and successes in dissemination of evidence–based treatments for posttraumatic stress: Lessons learned from prolonged exposure therapy for PTSD // Psychological Science in the Public Interest, Supplement. 2013. No. 14. P. 65-111.
4. Fornells-Ambrojo M., Barker C., Swapp D.Virtual reality and persecutory delusions: Safety and feasibility // Schizophrenia Research. 2008. No. 104. P. 228-36.
5. Opriş D. Multilevel analyses of the mechanism of virtual reality intervention in emotional disorders. 2012. P. 2-6.
6. Карпов О.Э., Даминов В.Д., Новак Э.В., Мухаметова Д.А. Технологии виртуальной реальности в медицинской реабилитации // Вестник Национального медико-хирургического центра им. Н. И. Пирогова. 2020. №1. С. 94-95.
7. Дьяконов И.Ф., Тегза В.Ю., Овчинников Б.В., Шпиленя Л.С., Палехова О.В. Современные и перспективные технологии медико-психологической реабилитации военнослужащих // Психотерапия. 2015. №9. C. 666.
8. Кузьмина А.С. Виртуальная реальность как средство безопасного контакта с травмирующей реальностью в психотерапии // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2014. №3. C. 78.
9. North M. M., North S. M., Coble J. R. Virtual Reality Therapy, an Innovative Paradigm. 1996.

Больше про эволюцию VR-технологий, конкретные эксперименты учёных можно узнать в статьях:

• О лаборатории «Восприятие» и прогнозах развития VR-технологий
• Технологии виртуальной реальности: методологические аспекты, достижения и перспективы
• Технологии VR и терапия фобических расстройств