Možnosti využití virtuální reality u jednotlivců s poruchou pozornosti s hyperaktivitou

Úvod

Porucha pozornosti s hyperaktivitou (ADHD) je neurovývojová porucha, která se diagnostikuje převážně v dětském věku. Jedná se o poruchu, která se vyznačuje impulzivním jednáním, obtížným udržením pozornosti a zvýšenou mírou aktivity, které mají za následek zhoršené fungování v různých doménách života (Váryová & Andreánska, 2016). Páté vydání klasifikačního manuálu DSM (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders) rozlišuje tři podtypy ADHD, které se projevují odlišným způsobem: typ s převahou poruchy pozornosti, typ s převahou hyperaktivity/impulzivity a kombinovaný typ. V DSM-5 se uvádí, že jde o celoživotní poruchu, která postihuje nejen děti a adolescenty, ale i dospělé. Přesto diagnostiku v dospělosti tento klasifikační manuál podmiňuje přítomností jistých symptomů před 12. rokem života. Desáté vydání Mezinárodní klasifikace nemocí (MKCH-10) považuje poruchu pozornosti s hyperaktivitou za poruchu typickou pro dětský věk. O dospělé formě poruchy nejedná. V MKCH-10 najdeme ekvivalent ADHD pod názvem Hyperkinetické poruchy (Pečeňák, 2014; Ptáček & Ptáčková, 2018).

Virtuální realita je počítačem generované digitální prostředí (virtuální svět). Virtuální realitu lze chápat jako simulované prostředí, které zahrnuje virtuální reprezentaci sebe a jiných osob, i různé senzorické podněty. V tomto prostředí člověk zažívá tzv. imerzi, ponoření do prostředí. Virtuální realitu odlišuje od ostatních technologií to, že díky ní se vytváří zážitek přítomnosti, v angličtině se používá výraz „the sense of being there“ (Riva, 2005). Jde o multisenzorický zážitek, který v případě splnění určitých předpokladů vyvolá u dané osoby pocit tzv. embodimentu, kdy vlastnosti virtuálního těla jsou zpracovávány, jako by šlo o vlastní biologické tělo (Kilteni & Groten, 2012). Virtuální realita nabízí psychologickému výzkumu a praxi mnoho možností. Poskytuje bezpečné a kontrolovatelné prostředí, umožňuje replikovat experimentální situace bez modifikace působících podnětů a nabízí možnost nastavit intenzitu a charakter působících podnětů. Z technického hlediska se virtuální realita skládá z různých vstupně-výstupních komponent (zařízení). Základ tvoří zobrazovací jednotka, která je ve většině případů nasazena na hlavu účastníka (tzv. Head-Mounted Display – HMD). Jako zobrazovací jednotka se nejčastěji používá buď VR helma (3D brýle virtuální reality) nebo moderní smartphone (s podporou virtuální reality) zachycený ve speciálním držáku před očima. Samotné HMD jednotky mohou obsahovat i různé senzory, např. senzor na sledování polohy. Je možné použít další senzory (např. na sledování polohy těla, které lze umístit na různé části těla nebo na předměty) a ovládací prvky (např. rukavice, ovladač s tlačítky), případně jiná specifická zařízení (volant, oblek, běžecký pás). K virtuální realitě je také potřeba výkonný počítač (i když některá HMD zařízení mohou fungovat i bez připojení k počítači), zejména při využití více senzorů a zařízení.

Rozpoznání potenciálu virtuální reality pro psychologii vedlo k nárůstu počtu výzkumných prací věnovaných virtuální realitě i k rozšíření její aplikace v různých psychologických disciplínách, jako je psychodiagnostika, poradenství nebo terapie. V terapii se virtuální prostředí využívá zejména jako expoziční terapie různých fóbií nebo jako terapeutický prostředek při poruchách obrazu těla (Riva, 2005). Virtuální realita je vhodným prostředkem i pro rozvoj různých dovedností a schopností (Xie et al., 2011). Postupně se rozšiřuje i spektrum psychických poruch, v souvislosti s nimiž se virtuální realita používá. Cílem našeho příspěvku je shrnout, jaké možnosti nabízí virtuální realita v případě poruchy pozornosti s hyperaktivitou, a načrtnout další možnosti jejího využití.

Diagnostika ADHD s využitím virtuální reality

Diagnostika poruchy pozornosti, resp. ADHD, je vázána na dětský věk. To koresponduje s tím, že diagnostické prostředky virtuální reality se týkají, až na malý počet výjimek (například Areces et al., 2019), dětské populace (Rizzo et al., 2001; Wiguna et al., 2021). Mezi největší výhody využití diagnostiky ve virtuální realitě můžeme považovat to, že jde o prostředí, které je kontrolovatelné a reprodukovatelné a pro děti (adolescenty) může působit zajímavě. Diagnostika může mít dokonce charakter hry, což může být obzvlášť atraktivní pro děti a mladistvé (Wiguna et al., 2020). Za průkopníky diagnostiky ADHD pomocí virtuální reality můžeme považovat Rizza a kol. (2001), kteří vytvořili speciální nástroj k hodnocení procesů pozornosti ve virtuálním prostoru. Vytvořili virtuální třídu, která kopírovala rozložení klasických vyučovacích tříd: sestávala z tří řad lavic, učitelského stolu, učitele nebo učitelky, z okna do ulice a z dveří. V rámci tohoto virtuálního prostředí naprogramovali možnost působení různých rušivých prvků – tzv. distraktorů (například aktivita spolužáků, nebo lidí na ulici, které účastníci viděli skrze virtuální okno) a následně vytvořili možnost hodnotit výkon pozornosti participantů. Jako výhodu virtuálního prostředí pro testování považovali autoři (ibidem) možnost systematicky prezentovat a zaznamenat různé úkoly. Virtuální realita umožnila hodnotit takové dimenze pozornosti, jako je zaměření, udržení, selektivita, rozdělení a přenos. Obecně se nejčastěji používaným neuropsychologickým testem pozornosti při hodnocení symptomů ADHD v rámci prostředí virtuální třídy stal tzv. Continuous Performance Test (CPT) (Goharijenad et al., 2022). Jde o test, který se používá k hodnocení ADHD v klasické počítačové (Žilinčík & Novotný, 2012) i virtuální podobě. V rámci CPT testu se hodnotí správné odpovědi participantů, počet a charakter chyb, reakční čas a jeho variabilita. Chyby mohou být dvou druhů: 1) participant reaguje (například stisknutím tlačítka) ve chvíli, kdy reagovat nemá. Tato chyba je ukazatelem impulzivity a nazývá se commission error; 2) tzv. omission error vypovídá o tom, že participant nereagoval (nestiskl příslušné tlačítko) ve chvíli, kdy reagovat měl (Areces et al., 2019; Parsons et al., 2019). Parsons a kolektiv (2019) administrace CPT testu ve virtuální třídě osobám s diagnózou ADHD i bez diagnózy. Zjistili, že tato forma testování je vhodným prostředkem pro odlišení osob s ADHD od neurotypických jednotlivců v dětském věku. Arecesová a kolektiv (2019) zjistili, že virtuální CPT test dokáže predikovat symptomy ADHD i u adolescentů a dospělých. Ve své studii použili speciálně k tomuto účelu vyvinutý test, tzv. Nesplora Aquarium. Jedná se o virtuální CPT test k hodnocení exekutivních funkcí adolescentů a dospělých. Během testování je participant „ponořen“ do virtuálního akvária, kde má reagovat (stisknout tlačítko) podle specifických instrukcí, které se týkají vizuálních a sluchových podnětů (vidí konkrétní rybku nebo slyší pojmenování rybky). Výsledky výzkumu Arecesové a kolektivu (ibidem) ukázaly, že tato virtuální metoda, konkrétně počet správných odpovědí a tzv. omission chyb, predikuje současné symptomy ADHD i symptomy z dětství. Wiguna et al. (2020) doplnili technologii virtuální reality při diagnostice ADHD o umělou inteligenci. Navrhli prototyp hry, která využívá tzv. hluboké učení. Jde o specifický typ strojového učení a umělé inteligence, který zpracovává data pomocí vícevrstvé neuronové sítě. Tyto neuronové sítě jsou inspirovány biologickými procesy, jejichž cílem je napodobit fungování mozku. Diagnostika pomocí virtuální reality představuje rozvíjející se oblast a ukazuje se, že se stává zajímavou alternativou ke běžně využívaným testům.

Léčba a rehabilitace ADHD pomocí virtuální reality

V léčbě a rehabilitaci ADHD se v současnosti používá především medikamentózní léčba (prostřednictvím stimulantů), psychoterapie a různé programy tréninku pozornosti ve školách. Jako účinný prostředek pro rozvoj každodenních dovedností (např. řízení času, pracovní paměti a sociálních dovedností) se také ukazuje využívání speciálně vyvinutých počítačových her (např. Plan-It Commander) (Bul et al., 2016). Virtuální realita nabízí možnosti, které mohou sloužit jako doplňkové metody tradičních postupů. Studie, které se věnují virtuální intervenci, je sice stále málo (Romero-Ayuso, 2021), ale využití virtuální reality pro tyto účely vykazuje rostoucí trend. Je pritom značně variabilní (Bashiri et al., 2017). Virtuální realita může být přínosná v léčbě a rehabilitaci různými způsoby. V první řadě může napomáhat popisu a porozumění určité formy chování a může být prostředkem k odstranění rizikových nebo nebezpečných projevů chování u dětí (Schwebel et al., 2008) a adolescentů (Clancy et al., 2006), například simulací dopravních situací. Další možnost představuje využití virtuální reality ke zlepšení kognitivních funkcí. Manshaee a kolektiv (2020) ukázali, že terapeutický software může zlepšit pracovní paměť dětí s diagnózou ADHD, dokonce ve větší míře než medikace. Autoři (ibidem) pracovali s virtuální třídou, v níž virtuální intervence probíhala. Paměť testovali před a po intervenci a i s odstupem času, kdy se kladný efekt zachoval. Vedle rozvoje určitých funkcí může být virtuální realita využita i k hodnocení efektivity tréninku těchto funkcí (Coleman et al., 2019). Její výhodou je, že ve srovnání s tradičním způsobem kontroly a testování má vyšší ekologickou validitu. Lee a kolektiv (2001) kombinovali virtuální realitu a měření EEG, v němž použili speciálně vyvinutou hru s dinosaurem. Zjistili, že účastníci, kteří podstoupili intervenci ve virtuální realitě, vykazovali redukci obou typů chyb v testu CPT. Je však nutné doplnit, že účastníci v experimentu nebyli diagnostikováni, jednalo se o participanty s předpokladem diagnózy ADHD. Cho et al. (2002) vyvinuli s využitím virtuální reality a EEG biofeedbacku systém na zvýšení pozornosti (Attention Enhancement System – AES). Jedná se o scénu, která se odehrává ve virtuální třídě. Je přítomen avatar učitelky, účastníka a spolužačky. Kromě toho je tam stůl, tabule, dveře, okno a další drobné předměty. V tomto kontrolovaném prostředí se odehrávají kognitivní tréninky. Jde o kognitivní úkoly, které se postupně stávají obtížnějšími a jsou zaměřené na prodloužení pozornosti a zvýšení selektivity pozornosti účastníka. Autoři (ibidem) vidí výhody virtuální reality především v tom, že je v ní možné odstranit rušivé činitele, zařadit speciální stimuly a tím zvýšit koncentraci a prodloužit epizodu pozornosti. Romero-Ayuso a kolektiv (2021) zpracovali metaanalýzu efektivity intervencí, které používají virtuální realitu. Zjistili, že virtuální realita je vhodná pro zvýšení udržení pozornosti a vigilanace, avšak v případě zmírnění projevů impulzivity nebo inhibiční kontroly nejsou její účinky přesvědčivé. Zdá se, že virtuální prostředí představuje slibnou intervenční metodu, avšak k potvrzení její účinnosti jsou potřebné další výzkumy.

Virtuální realita jako prostředek pro zmírnění mýtů a předsudků vůči osobám s ADHD

Využití virtuální reality ke zmírnění rasových předsudků je poměrně často diskutovanou tématikou. Práce se zakládají zejména na teorii meziskupinového kontaktu, kdy virtuální realita umožní prožít simulovaná meziskupinová setkání (Tassinari et al., 2021). Jedná se o situaci, kdy participant ve virtuálním prostředí prožije setkání s virtuálním reprezentantem minoritní skupiny (Lemmer & Wagner, 2015), nebo situaci, kdy virtuální reprezentant účastníka je členem minoritní skupiny. Participant se stává na krátkou chvíli zástupcem minority – prostřednictvím zážitku embodimentu získá jeho perspektivu, což může vést ke snížení jeho negativních postojů a předsudků (Peck et al., 2013). Ve virtuální realitě je možné nastavit vzhled druhé osoby, simulovat její perspektivu a modifikovat fyzické prostředí. Kombinace těchto faktorů umožní simulovat i různé psychické poruchy, resp. psychotické stavy. Lee a kolektiv (2020) vytvořili například simulaci schizofrenie, kterou doporučují použít při tréninku a vzdělávání zdravotnických pracovníků. Jejich simulace je podobná trojrozměrné simulaci na počítači, kterou vytvořili Yelowlees a Cook už v roce 2006 pro vzdělávání o zrakových a sluchových halucinacích. V obou případech je účelem softwaru bližší porozumění dané poruše třetími osobami. Podle našeho názoru může být simulace psychických poruch efektivní metodou i pro korigování mýtů a snížení stigmatizace osob s psychickými poruchami a předsudků vůči nim. Virtuální realita – podle našich znalostí – k tomuto účelu v případě osob s ADHD nebyla využita. Myslíme si, že vytvoření softwaru, který by simuloval zážitek studentů s ADHD na vysokoškolské přednášce (například ztíženou koncentraci při působení distraktorů), by bylo prospěšné tím, že bychom mohli lépe porozumět jejich pohledu. Simulace zážitku ADHD by mohla být přínosná i při přípravě učitelů a psychologů na práci se žáky a studenty s poruchami pozornosti s hyperaktivitou. Využití přizpůsobeného softwaru (podle typu a prostředí školy) by mohlo být nápomocné i při přijetí žáků s ADHD jejich vrstevníky.

Závěr

Virtuální realita nabízí mnoho výhod při diagnostice a intervenci u jedinců s ADHD, jako například kontrolovatelnost, opakovatelnost a možnost modifikace prostředí. Vedle výhod nesmíme zapomenout na nevýhody, například některé osoby mohou pociťovat nevolnost při používání prostředků virtuální reality. Samotné virtuální prostředí je nepřirozené a postavy mohou působit uměle nebo „roboticky“, čímž se snižuje ekologická validita včetně výzkumů a může jít o zkreslené zážitky, které se neodehrávají v realitě. Výzvou zůstává i testování na velkých skupinách participantů a otázka generalizace závěrů. Celkově lze konstatovat, že virtuální realita disponuje mnoha výhodami. Je však třeba dále výzkumně ověřovat možnosti jejího využití a pracovat na zdokonalování vizualizací a scénářů virtuálního prostředí.

Autoři: Mgr. et Mgr. Annamária Antalová Ústav aplikovanej psychológie, Fakulta sociálních a ekonomických vied, Univerzita Komenského v Bratislavě Ing. Eugen Antal, PhD. Ústav informatiky a matematiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Slovenská technická univerzita v Bratislavě doc. Mgr. Lenka Sokolová, PhD. Ústav aplikovanej psychológie, Fakulta sociálnych a ekonomických vied, Univerzita Komenského v Bratislavě

Příspěvek vznikl díky podpoře grantu UK/199/2021 Využití virtuální reality na redukci předsudků na Slovensku. Příspěvek je dílčím výstupem grantu VEGA 1/0119/21 Poruchy učenia a pozornosti u študentov a študentiek v terciárním vzdělávání: Prevalence, symptomatologie, copingové a učebné strategie (2021 – 2024).

Seznam bibliografických záznamů

ARECES, D - GARCÍA, T. - CUELI, M. - RODRÍGUEZ, C. 2019. Is a virtual reality test able to predict current and retrospective ADHD symptoms in adulthood and adolescence? In Brain Sciences. ISSN 2076-3425, 9, 10, 274.

BASHIRI, A. - GHAZISAEEDI, M. - SHAHMORADI, L. 2017. The opportunities of virtual reality in the rehabilitation of children with attention deficit hyperactivity disorder: a literature review. In Korean Journal of Pediatrics. ISSN 17831061 , 60, 11, 337.

CHO, B. - LEE, J. - KU, J. - JANG, D., KIM, J., KIM, I.- LEE, J. - KIM, S. 2002. Attention enhancement system using virtual reality and EEG biofeedback. In Proceedings IEEE Virtual Reality. ISSN 1087-8270, 156-163.

BUL, K. C. - KATO, P. M. - VAN DER OORD, S. - DANCKAERTS, M. - VREEKE, L. J. - WILLEMS, A. - VAN OERS, H. J. - VAN DEN HEUVEL, R. - BIRNIE, D. - VAN AMELSVOORT, T. A. - FRANKEN, I. H. - MARAS, A. 2016. Behavioral outcome effects of serious gaming as an adjunct to treatment for children with attention-deficit/Hyperactivity disorder: A randomized controlled trial. In Journal of Medical Internet Research. ISSN 1438-8871, 18, 2, e26.

CLANCY, T. A. - RUCKLIDGE, J. J. - OWEN, D. 2006. Road-crossing safety in virtual reality: A comparison of adolescents with and without ADHD. In Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology. ISSN 1537-4424, 35, 2, 203-215.

COLEMAN, B. - MARION, S. - RIZZO, A. - TURNBULL, J. - NOLTY, A. 2019. Virtual reality assessment of classroom – Related attention: An ecologically relevant approach to evaluating the effectiveness of working memory training. In Frontiers in Psychology. ISSN 1664-1078, 20, 10, 185.

GOHARINEJAD, S. - GOHARINEJAD, S. HAJESMAEEL-GOHARI, S. - BAHAADINBEIGY, K. 2022. The usefulness of virtual, augmented, and mixed reality technologies in the diagnosis and treatment of attention deficit hyperactivity disorder in children: An overview of relevant studies. In BMC Psychiatry. ISSN 1471-244X, 22.

KILTENI, K. - GROTEN, R. - SLATER, M. 2012. The sense of embodiment in virtual reality. In Presence: Teleoperators and Virtual Environments. ISSN 1531-3263 21, 4, 373-387.

LEE, J. - CHO, B. - KU, J. - KIM, J. - LEE, J. - KIM, I. - KIM, S. 2001. A study on the system for treatment of ADHD using virtual reality. Conference Proceedings of the 23rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society.

LEE, Y. - KIM, S. K. - EOM, M. 2020. Usability of mental illness simulation involving scenarios with patients with schizophrenia via immersive virtual reality: A mixed methods study. In PLOS ONE. ISSN 1932-6203, 15, 9, e0238437.

LEMMER, G. - WAGNER, U. 2015. Can we really reduce ethnic prejudice outside the lab? A meta‐analysis of direct and indirect contact interventions. In European Journal of Social Psychology. ISSN 1099-0992, 45, 2, 152–168.

MANSHAEE, G. - TABRIZI, M. - GHAMARANI, A. - RASTI, J. 2020. Comparison of the effectiveness of virtual reality with medication on the memory of attention deficit hyperactivity disorder students. In International Archives of Health Sciences. ISSN 2383-2568, 7, 1, 37.

PARSONS, T. D. - DUFFIELD, T. - ASBEE, J. 2019. A comparison of virtual reality classroom continuous performance tests to traditional continuous performance tests in delineating ADHD: A meta-analysis. In Neuropsychology Review. ISSN 1573-6660, 29, 3, 338-356.

PEČEŇÁK, J. 2014. Klasifikácia v psychiatrii. Bratislava: Univerzita Komenského v Bratislave.2014. 61 s. ISBN 978-80-223-3662-8.

PECK, T. C. - SEINFELD, S. - AGLIOTI, S. M. - SLATER, M. 2013. Putting yourself in the skin of a Black avatar reduces implicit racial bias. In Consciousness and Cognition. ISSN 1053-8100, 22, 3, 779-787.

PTÁČEK, R. - PTÁČKOVÁ, H. 2018. ADHD variabilita v dětství a dospělosti. Praha: Karolinum. 2018. 127 s. ISBN 978-80-246-2930-8.

Rizzo, A. - Buckwalter, J. - Bowerly, T. - Van Der Zaag, C. - Humphrey, L. - Neumann, U. - Chua, C. - Kyriakakis, C. - Van Rooyen, A. - Sisemore, D. 2000. The virtual classroom: A virtual reality environment for the assessment and rehabilitation of attention deficits. In CyberPsychology & Behavior, 3(3), 483-499. https://doi.org/10.1089/10949310050078940

RIVA, G. (2005). Virtual reality in psychotherapy: Review. CyberPsychology & Behavior. ISSN 1557-8364, 8, 3, 220-230.

ROMERO-AYUSO, D. - TOLEDANO-GONZÁLEZ, A. - RODRÍGUEZ-MARTÍNEZ, M. D. - ARROYO-CASTILLO, P. - TRIVIÑO-JUÁREZ, J. M. - GONZÁLEZ, P. - ARIZA-VEGA, P. - DEL PINO GONZÁLEZ, A. - SEGURA-FRAGOSO, A. 2021. Effectiveness of virtual reality-based interventions for children and adolescents with ADHD: A systematic review and meta-analysis. In Children. ISSN 2227-9067, 8, 2, 70.

SCHWEBEL, D. C. - GAINES, J. - SEVERSON, J. 2008. Validation of virtual reality as a tool to understand and prevent child pedestrian injury. In Accident Analysis & Prevention. ISSN 0001-457, 40, 4, 1394-1400.

TASSINARI, M. - AULBACH, M. - JASINSKAJA-LAHTI, I. 2021. The use of virtual reality in studying prejudice and its reduction: A systematic review. In PsyArXiv Preprints.

VÁRYOVÁ, B. - ANDREÁNSKA, V. 2016. Vývinové poruchy. In HERETIK - HERETIK JR. Klinická psychológia. Nové Zámky: Psychoprof, 2016. s. 415-459. ISBN 978-80-89322-24-4.

WIGUNA, T. - WIGANTARA, N. A. - ISMAIL, R. I. - KALIGIS, F. - MINAYATI, K. - BAHANA, R. - DIRGANTORO, B. 2020. A four-step method for the development of an ADHD-VR digital game diagnostic tool prototype for children using a DL model. In Frontiers in Psychiatry. ISSN 16640640, 11, 829.

XIE, B. - LIU, H. - ALGHOFAILI, R. - ZHANG, Y. - JIANG, Y. - LOBO, F. D. - LI, C. - LI, W. - HUANG, H. - AKDERE, M. - MOUSAS, C. - YU, L. 2021. A review on virtual reality skill training applications. In Frontiers in Virtual Reality. ISSN 2673-4192.

YELLOWLEES, P. M. - COOK, J. N. 2006. Education about hallucinations using an internet virtual reality system: A qualitative survey. In Academic Psychiatry. ISSN 1545-7230, 30, 6, 534-539.

ŽILINČÍK, T. - NOVOTNÝ, M. 2019. Počítačová diagnostika syndrómu ADHD. In Cognitive Remediation Journal. ISSN1805-7225, 1, 1, 33-38.