Znajdź zawartość

Czujnik Kinect już od dawna wykorzystywany jest znacznie szerzej, niż przewidział to jego producent. Tym razem niezależny badacz Benjamin Blundell postanowił użyć go do... leczenia bólów fantomowych. Ból fantomowy dotyka osób z amputowanymi kończynami. Mózgowi wydaje się bowiem, że nieistniejąca kończyna została „zamrożona“ w nienaturalnej, często bolesnej pozycji. Obecnie do walki z bólem fantomowym wykorzystuje się m.in. specjalne pudełko z lustrem. Pacjent wkłada tam zdrową kończynę, która odbija się w lustrze, widać zatem dwie kończyny. Gdy pacjent porusza zdrową kończyna, porusza się też jej odbicie. Z czasem można w ten sposób przekonać mózg, że i nieistniejąca kończyna się poruszała, zmieniła pozycję, co prowadzi do zaniknięcia bólu. Blundell postanowił zmienić pudełko na coś bardziej nowoczesnego. Jego zdaniem wystarczy Kinect, okulary 3D oraz zewnętrzny żyroskop. Odpowiednie oprogramowanie przekłada ruchy zdrowej kończyny na ruchy nieistniejącej, by uzyskać efekt terapeutyczny. Wynalazek znajduje się dopiero we wczesnej fazie testów. Jest on jednak na tyle zaawansowany, że prezentacja jego możliwości odbędzie się podczas konferencji nt. teorii komputerowych systemów graficznych i ich zastosowania, GRAPP 2012.

Niektórzy ludzie odczuwają ból innych osób. Najnowsze badania aktywności elektrycznej mózgu ujawniły, dlaczego się tak dzieje. Ból synestetyczny występuje głównie u chorych, którzy stracili własną kończynę. Nie jest to zwykły ból fantomowy, ponieważ nie występuje spontanicznie, ale pod wpływem obserwowanego lub wyobrażonego bólu. Wyobrażenia bólu mogą uruchomić np. widok noża, siekiery czy odgłosy pracujących elektronarzędzi. Obserwowanie/wyobrażanie sobie bólu aktywuje te same obszary, co przetwarzanie "osobistego" bólu. Umożliwia to tzw. system neuronów lustrzanych. Dzięki specjalnym mechanizmom hamującym w zwykłych okolicznościach aktywacja nie jest jednak tak silna jak przy rzeczywistym bólu. Bernadette Fitzgibbon z Monash University i jej zespół udowodnili, że u synestetyków bólowych dochodzi jednak do inhibicji mechanizmów hamujących. Australijczycy zbadali za pomocą EEG 8 osób po amputacjach, które doświadczały zarówno bólu fantomowego, jak i synestetycznego, 10 pacjentów po amputacji, u których występował wyłącznie ból fantomowy oraz grupę kontrolną 10 zdrowych ludzi. Wszystkim pokazywano w czasie eksperymentu zdjęcia rąk i nóg w bolesnych i bezpiecznych sytuacjach. W pierwszej grupie w przypadku określonych elektrod zaobserwowano zmniejszenie amplitudy potencjałów wywołanych bodźcem swoistym (ang. event-related potential, ERP), a w zapisie z elektrody centralnej pośrodkowej zmniejszenie wielkości amplitudy w zakresie fal alfa i theta. Pierwsze ze wskazanych zjawisk wskazuje na inhibicję przetwarzania obserwowanego bólu (strategia ochronna w postaci np. unikania), podczas gdy drugie sugeruje rozhamowanie procesów kontrolnych, które może prowadzić do wzrostu aktywacji neuronów lustrzanych i bólu synestetycznego. Szczegółowe wyniki badań zespołu Fitzgibbon opublikowano w piśmie Social Cognitive and Affective Neuroscience.

System komputerowy, stworzony przez dr. Stephena Pettifera i Toby'ego Howarda ze Szkoły Nauk Komputerowych Uniwersytetu w Manchesterze, wprowadza pacjentów po amputacji kończyn w trójwymiarowy wirtualny świat, gdzie nadal mają wszystkie ręce i nogi. Po nałożeniu specjalnego hełmu pacjent może używać kikuta kończyny do kontroli ruchów komputerowo generowanej ręki. Człowiek ćwiczy koordynację wzrokowo-ruchową (da się także np. kontrolować działania wirtualnej prawej ręki za pomocą prawdziwej lewej kończyny), może też wpływać na ruchy palców, dłoni, rąk, stóp i nóg. Posługując się wirtualną kończyną, osoby niepełnosprawne mogę też grać w piłkę. Bóle fantomowe są bólem odczuwanym w chirurgicznie odjętej części ciała. Wcześniejsze badania wykazały, że jeśli mózg zostanie wprowadzony błąd — gdy widzi i porusza nieistniejącą kończyną — ból fantomowy staje się lżejszy. W zakrojonym na niewielką skalę studium naukowców z Manchesteru wzięło udział 5 osób (3 mężczyzn i 2 kobiety w wieku od 56 do 65 lat), w tym jedna, która cierpi z powodu bólów fantomowych od 40 lat. Dwie utraciły nogi, trzy ręce. Czas, który upłynął od odjęcia kończyny, wahał się od roku do wspomnianych 40 lat. Przez kilka tygodni poszkodowani korzystali z systemu komputerowego Pettifera i Howarda. Czterech pacjentów donosiło o poprawie swojego stanu zdrowia, niektóre korzyści były natychmiastowe. W ciągu 3 miesięcy każdy uczestnik eksperymentu używał hełmu od 7 do 10 razy. Pojedyncza sesja trwała ok. 30 minut. Osoby z amputowanymi rękoma korzystały ze specjalnych rękawic i czujników przymocowanych do łokcia i nadgarstka. U niepełnosprawnych z odjętymi kończynami dolnymi czujniki przytwierdzano do kolan oraz kostek. Monitorowano także ruchy głowy i ramion. Wyniki badań Anglików zaprezentowano na duńskiej konferencji dotyczącej wykorzystania rzeczywistości wirtualnej w rehabilitacji. Większość ludzi zna grafikę 3D z jej zastosowań rozrywkowych, np. w grach komputerowych czy w filmowych efektach specjalnych. To bardzo satysfakcjonujące, być w stanie wdrożyć tę samą technologię do czegoś, co może wywrzeć pozytywny wpływ na czyjeś zdrowie i samopoczucie — twierdzi dr Pettifer. Lider projektu, dr Craig Murray, wspomina, że wiele osób doświadcza bólów fantomowych. Bywają one bardzo silne, trwałe (występują latami) i często nie poddają się leczeniu. W przyszłości naukowcy chcą zbadać większą liczbę osób. Chcą w ten sposób wyłonić grupę pacjentów, którzy mogą najbardziej skorzystać na stosowaniu ich wynalazku.