Группа американских ученых из комплексного онкологического центра борьбы с раком Розуэлл Парк (г. Буффало, штат Нью-Йорк) показали высокую эффективность виртуальной реальности как нефармакологического способа терапии боли, одновременно при этом разработав новый подход к её объективному измерению. Авторы (Сомайя Шафии, Саид Шадпур, Барбара Пангберн, Марта Бентли-Маклахлан и Оскар де Леон-Касасола) использовали функциональную спектроскопию в ближнем инфракрасном спектре (functional near-infrared spectroscopy, fNIRS) для анализа активности мозга и классификации боли по трём уровням.
Всех пациентов ученые разделили пациентов на три группы: 1) здоровые участники без воздействия виртуальной реальности (группа А); 2) пациенты с онкологическими заболеваниями, использующих VR средства (группа В); и пациенты с онкологическими заболеваниями не подвергавшихся воздействию VR средств (группа С). В исследованиях было задействовано тринадцать здоровых для записи данных fNIRS (группа А). Сорок один онкологический пациент, испытывавший боль, принял участие с использованием средств виртуальной реальности (группа В), а также 93 онкологических пациента участвовали в эксперименте только по регистрации fNIRS (группа C). Набор участников и сбор данных проводились в течение 24 месяцев.
Все участники проекта носили беспроводные головные устройства fNIRS для мониторинга активности зон мозга. Данные fNIRS были собраны с использованием беспроводной системы Dual Brite и программного обеспечения Oxysoft 3.3 (Artinis Medical Systems). fNIRS система Dual Brite была использована для охвата наибольшей области мозга, что позволило провести более полный анализ областей, подверженных болевым ощущениям.
Участники группы В использовали гарнитуру виртуальной реальности Meta-Quest для участия в 9-минутной программе релаксации Oceania, которая погружает участника в морскую флору и фауну Австралии и Новой Зеландии, чтобы отвлечь внимание пациентов от боли. Все занятия проходили под руководством специалистов клинического центра, а уровень боли измерялся до и после сеанса релаксации.
Участники оценивали боль самостоятельно с использованием метода Faces Pain Scale – Revised (FPS-R). Полученные данные анализировались с помощью модели множественной линейной регрессии с категоризацией боли на три уровня: отсутствие боли/ слабая боль (0–4 /10), умеренная боль (5–7 /10) и сильная боль (8–10 /10).
Входе проведения этих исследований, были получены следующие результаты: более 75% пациентов сообщили об уменьшении боли более чем на 30% — этот порог считается клинически значимым. Модель классификации боли, разработанная группой, достигла 74% точности в прогнозировании интенсивности на основе активности мозга. Кроме того наблюдались значительные изменения в связях мозга, особенно в префронтальной коре, которая отвечает за когнитивные функции и эмоциональную регуляцию.
Разработанная в этом исследовании модель классификации тяжести боли демонстрирует перспективность применения fNIRS и машинного обучения в клиническом лечении боли, где надежная автоматизированная оценка боли может способствовать разработке более персонализированных и эффективных стратегий лечения. Исследование также демонстрирует влияние виртуальной реальности на снижение воспринимаемой тяжести боли у онкологических больных, подчеркивая потенциал виртуальной реальности как неинвазивного инструмента и немедикаментозного метода обезболивания. Значительные изменения в функциональных связях, наблюдаемые после использования виртуальной реальности, позволяют заключить, что виртуальная реальность влияет на восприятие боли посредством модуляции связанных с болью нейронных цепей.
