Brain health

Appliquer la VR et l’IA pour trouver des méthodes de test TBI plus rapides


Les bombes en bordure de route explosent, envoyant des ondes sonores ondulantes dans l’air et pénétrant dans les tissus mous du corps des soldats. L’explosion s’est poursuivie vers le haut, faisant éclater de minuscules vaisseaux sanguins dans le cerveau. Le soldat s’est senti étourdi mais a repris pied et a continué à marcher, pensant avoir échappé de peu à une blessure grave.

Ceci n’est qu’un exemple de traumatisme crânien (TCC) dont un militaire peut souffrir. Un traumatisme crânien peut être causé par un coup porté à la tête ou par tout ce qui provoque un choc cérébral. Il s’agit de l’une des formes de blessures les plus courantes lors des récents conflits militaires.

Un traumatisme crânien modéré et grave peut être mortel ou causer des problèmes de santé permanents. Heureusement, la plupart des traumatismes crâniens sont bénins. Mais même les traumatismes crâniens mineurs, également appelés commotions cérébrales, peuvent entraîner des complications persistantes et prendre du temps à guérir.

Le Dr William DS Killgore est un neuropsychologue clinicien et un neuroscientifique de recherche dont les recherches portent sur la compréhension des systèmes cérébraux impliqués dans les processus émotionnels et les performances cognitives.

“Des traumatismes crâniens légers provoquent le déplacement ou le glissement de parties de la couche externe du cerveau (le cortex cérébral). Cela déchire les nerfs qui y sont associés. Ces connexions endommagées se réparent généralement d’elles-mêmes, mais parfois elles se fanent ou même meurent. . ” Dr William DS Kilgoreprofesseur et directeur du Laboratoire de Neurosciences Sociales, Cognitives et Affectives École de médecine de TucsonDépartement de psychiatrie. “Les personnes atteintes de cette déficience peuvent avoir des difficultés à se concentrer ou à retenir des informations, se sentir étourdies, fatiguées ou avoir un sommeil agité, et peuvent avoir des difficultés à réguler leurs émotions.”

Killgore et son équipe développent un petit outil portable capable de diagnostiquer rapidement le personnel militaire atteint de TCC sur le champ de bataille. L’évaluation neuropsychologique opérationnelle militaire en réalité virtuelle (VRMONA) utilisera la réalité virtuelle et l’intelligence artificielle pour identifier les déficits cérébraux grâce à des « jeux » de style combat.

De nouveaux outils pour les kits médicaux

La référence en matière d’évaluation d’un traumatisme crânien est une évaluation neuropsychologique, qui consiste généralement en une série de tests papier et crayon administrés par un psychologue qualifié. Cela peut prendre jusqu’à quatre à huit heures. Cette approche n’est souvent pas réalisable pour les petites équipes menant des opérations militaires dans des zones reculées.

“Les méthodes d’évaluation traditionnelles peuvent être lourdes. Vous souhaitez mesurer plusieurs domaines, tels que la mémoire, le langage et les compétences spatiales. En théorie, cela nécessiterait des tests individuels pour chaque personne”, explique Killgore, membre de l’institut BIO5 de l’université. “En cas de succès, notre système informatique pourrait potentiellement trouver où ces domaines se chevauchent sur différentes tâches du jeu et raccourcir l’ensemble du processus à 10 ou 20 minutes. VRMONA pourrait être une nouvelle façon révolutionnaire d’évaluer les traumatismes crâniens.”

Killgore et son équipe utiliseront des examens neurologiques traditionnels et VRMONA pour évaluer quatre domaines neurocognitifs particulièrement sensibles aux effets d’un traumatisme crânien léger : l’attention, la vitesse de traitement, la mémoire et la fonction exécutive.

L’équipe de Killgore a développé un prototype VRMONA, composé d’un casque VR et de contrôleurs portables associés à une technologie d’IA appelée apprentissage profond des réseaux neuronaux. Leur nouvelle étude, financée par une subvention de 1,5 million de dollars du ministère de la Défense, améliorera l’équipement et le jeu lui-même tout en évaluant 1 000 participants à plusieurs étapes de développement.

Dans la première phase, les participants seront divisés en trois groupes : des témoins sains ; des personnes atteintes d’un traumatisme crânien léger à modéré ; et des personnes atteintes d’autres troubles neurologiques. Les données seront collectées à partir d’examens neurologiques traditionnels et croisées avec les données et résultats VRMONA. Les chercheurs mettront à jour et modifieront le système au cours de trois cycles de test.

“Certaines personnes ne voient peut-être pas l’intérêt de quelque chose comme des tests de puzzles abstraits ; je pense que les soldats trouveront un écho dans quelque chose de similaire à leur travail”, a déclaré Kilgore. “L’avantage de VRMONA est qu’il connecte les militaires à des tâches liées à leur vie quotidienne. Une simulation peut obliger une personne à prêter attention à ce qui se passe à la radio, à viser rapidement une arme ou à prendre la décision de tirer ou non. ” Il semble que cela ressemble aux jeux vidéo auxquels ils ont pu jouer, et je pense qu’ils voudront battre ce jeu. “

Le laboratoire de capteurs des sciences de la santé de l’Arizona a fourni du matériel et un financement de démarrage pour aider à développer le prototype VRMONA.

En cas de succès, VRMONA sera en mesure de collecter et d’analyser immédiatement les données, ce qui lui permettra d’identifier les déficiences liées au TBI en une fraction du temps nécessaire aux évaluations traditionnelles. Killgore espère que les futures itérations et améliorations du VRMONA réduiront la taille afin que l’appareil puisse tenir dans le sac d’un personnel médical et être utilisé par du personnel non médical en cas de besoin.

See also  Un regard clair sur les neurosciences de la santé mentale

“À terme, nous espérons également améliorer les capacités de diagnostic pour identifier exactement le type de maladie neurologique dont souffre une personne. Cela peut aller du trouble déficitaire de l’attention de l’adulte à la maladie de Parkinson ou à la maladie d’Alzheimer”, a déclaré Kee. Gore. “Je pense que nous pourrons également appliquer VRMONA à des personnes extérieures à l’armée. Ce n’est peut-être pas un jeu de style combat, mais un jeu de simulation dans lequel vous devez vous rendre au magasin en voiture pour faire l’épicerie ou préparer le dîner.”

LA ROUTE VERS VRMONA

Kilgore a déclaré que le projet n’aurait pas été possible sans le financement de démarrage. Collège des sciences de la santé de l’Université de l’Arizona Laboratoire de capteurs. C’est au SensorLab que son équipe a développé le prototype VRMONA et démontré la preuve de concept.

“Nous avons commencé à octroyer des fonds de démarrage en 2021 et jusqu’à présent, nous avons contribué à financer 23 projets. L’un des principaux objectifs de ces subventions est de permettre aux chercheurs d’obtenir des données pilotes, de tester leurs concepts et de solliciter un financement externe plus important.” Dr Gustavo de Oliveira Almeida, coordinateur SensorLab et membre de l’Institut BIO5. « En plus du financement, nous fournissons de l’espace, de l’équipement et un soutien technique. »

Les ressources SensorLab comprennent des appareils de pointe et des capteurs portables capables de suivre des variables telles que la fréquence cardiaque et les mouvements oculaires. Les collaborations vont de la recherche sur le Tai Chi à la chirurgie robotique.

Au cours de la dernière décennie, Kilgore, un vétéran militaire, a concentré une grande partie de son travail sur les facteurs qui influencent la santé mentale, le bien-être et les performances du personnel militaire.

Grâce à SensorLab, l’équipe du Dr Killgore a pu lancer son projet et collecter des données pilotes à l’aide d’un système VR commercial et d’un simple jeu de tir. Ils ont trouvé 20 personnes en bonne santé prêtes à jouer et ont comparé les résultats avec les évaluations neurologiques traditionnelles.

“SensorLab est un espace polyvalent et flexible qui offre différents niveaux de collaboration, de technologie et d’équipement en fonction des besoins des équipes avec lesquelles nous travaillons”, a déclaré Almeida. “Cela a été très amusant de travailler avec Killgore et son équipe, et nous attendons avec impatience leurs futures découvertes.”

Une grande partie des recherches de Kilgore portent sur la santé mentale et le bien-être du personnel des forces armées. Son travail dans ce domaine remonte à son service militaire après le 11 septembre 2001.

“Lorsque les avions ont heurté les Twin Towers, j’ai décidé de rejoindre l’armée en tant que chercheur. J’ai quitté Harvard, où j’avais commencé ma carrière de chercheur, et j’ai rejoint l’armée. Mes amis n’arrivaient pas à y croire”, a déclaré Kilgore. Chercheur scientifique, Walter Reed Army Institute of Research Sleep Research Center, Silver Spring, Maryland.

“J’ai passé cinq ans en service actif à étudier le sommeil, le SSPT et d’autres problèmes”, a-t-il déclaré. « Depuis, j’ai repris mes études universitaires, mais je suis resté dans la réserve de l’Armée. Au total, j’ai passé 22 ans dans l’Armée.

Kilgore a déclaré que les symptômes de commotions cérébrales mineures peuvent facilement passer inaperçus dans le chaos du champ de bataille. VRMONA aide les équipes à évaluer rapidement les soldats blessés afin qu’elles puissent prendre les meilleures décisions concernant la santé et la mission de l’individu.

“Les anciens combattants qualifient souvent les traumatismes crâniens légers de blessures invisibles de la guerre”, a déclaré Kilgore. “Les soldats peuvent paraître en bonne santé de l’extérieur, mais tous les aspects de leur vie peuvent être affectés. VRMONA peut aider à réduire le risque de blessures persistantes et donner aux gens la possibilité de se reposer et de récupérer.”



Source link

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button