Tratamiento personalizado del dolor Cómo los ojos podrían abrir el camino hacia un alivio personalizado del dolor gracias a la realidad virtual

La combinación de la inteligencia artificial (IA) con el seguimiento ocular en la realidad virtual podría ayudar algún día a personalizar el tratamiento de millones de personas que padecen dolor crónico, según un estudio pionero a nivel mundial realizado por la Universidad de East Anglia.

Los científicos han descubierto que pequeños cambios en el tamaño de la pupila y en los patrones de parpadeo pueden revelar el esfuerzo que realiza el cerebro durante las tareas de realidad virtual. El equipo espera que su trabajo pueda allanar el camino hacia sistemas portátiles que adapten automáticamente la terapia en tiempo real.

Para los millones de personas que padecen dolor crónico, esto podría suponer un paso importante hacia una atención más personalizada y sin fármacos.

El investigador principal, el Dr. Jordan Tsigarides, de la Facultad de Ciencias de la Salud de la UEA, afirmó: «Se calcula que el dolor crónico afecta a 1.500 millones de personas en todo el mundo y es una de las principales causas de discapacidad».

«La realidad virtual tiene un enorme potencial terapéutico, ya sea guiando a los pacientes por un tranquilo bosque, facilitándoles ejercicios de relajación o haciendo que participen en juegos y rompecabezas que les ayuden a controlar el dolor.»

«Puede ayudar a reducir el dolor crónico al sumergir a los usuarios en entornos atractivos e interactivos que captan la atención del cerebro y la desvían del dolor, reducen el estrés y la ansiedad relacionados con el dolor, y pueden incluso ayudar a reeducar la forma en que el cerebro procesa el dolor con el tiempo».

«Pero la mayoría de los programas de realidad virtual ofrecen la misma experiencia a todo el mundo, aunque el dolor y el esfuerzo mental de las personas puedan variar de un momento a otro».

«Nuestro trabajo sugiere que los sistemas del futuro podrían detectar el esfuerzo mental a través de los ojos y adaptar el tratamiento en tiempo real a cada persona».

«Si unas gafas de realidad virtual pueden detectar cuándo alguien está sufriendo una sobrecarga mental, podrían adaptar automáticamente la experiencia para mantener su interés y maximizar el beneficio terapéutico».

Cómo se llevó a cabo la investigación

El estudio fue dirigido por el Dr. Jordan Tsigarides en el marco de su tesis doctoral en la UEA. «Mi tesis doctoral analiza cómo la inteligencia artificial y la tecnología de sensores podrían hacer que los tratamientos de realidad virtual se adapten mejor a cada persona. Queremos encontrar el equilibrio adecuado entre el desafío y la comodidad», afirmó.

En el estudio participaron 84 voluntarios, entre ellos 42 personas con trastornos de dolor musculoesquelético crónico, como la artritis y la fibromialgia. Los participantes realizaron una serie de pruebas de memoria cada vez más exigentes mientras llevaban unas gafas de realidad virtual equipadas con tecnología de seguimiento ocular.

El equipo descubrió que, a medida que las tareas se volvían más exigentes desde el punto de vista mental, las pupilas de los participantes se dilataban y su frecuencia de parpadeo aumentaba. Los modelos de IA de última generación que analizaron los patrones de estas señales a lo largo del tiempo pudieron distinguir entre niveles bajos y altos de carga mental con una precisión de hasta el 88 % en voluntarios sanos.

Las tareas de realidad virtual también fueron bien toleradas, y los participantes indicaron niveles muy bajos de mareo y molestias.

Una nueva generación de tratamientos adaptativos de realidad virtual

El Dr. Tsigarides afirmó: «Estos resultados apuntan a un futuro en el que unas gafas podrían monitorizar de forma continua la carga de trabajo del cerebro a través de los ojos, ajustando automáticamente el tratamiento a cada usuario de forma individual».

«Nuestras investigaciones anteriores demostraron que el uso de la realidad virtual terapéutica producía reducciones prometedoras del dolor en personas con fibromialgia. Ahora estamos estudiando cómo hacer que esas experiencias sean más inteligentes, más adaptables y personalizadas para cada persona».

«Hasta ahora, la mayoría de las terapias de realidad virtual han sido de «talla única». Nuestros hallazgos podrían contribuir a que los tratamientos sean más personalizados y se adapten mejor a cada caso. Esto podría mejorar los futuros tratamientos con realidad virtual, no solo para el dolor, sino también, potencialmente, para trastornos como la ansiedad o la depresión».

«En el futuro, se podrían explorar los mismos principios en la educación y la formación profesional, donde las experiencias de aprendizaje virtual podrían adaptarse a la carga mental del alumno».

Sin embargo, el estudio también puso de manifiesto un reto. Si bien los modelos de IA obtuvieron buenos resultados en voluntarios sanos, la precisión fue significativamente menor entre las personas que padecen dolor crónico, lo que sugiere que los enfoques estandarizados podrían no funcionar igual de bien para todos los pacientes.

Los investigadores creen que los sistemas futuros podrían tener que calibrarse de forma individual, aprendiendo cómo responden los ojos de cada persona al esfuerzo mental antes de tomar decisiones sobre el tratamiento.

Y afirman que se necesitan estudios más amplios para determinar si las terapias adaptativas de realidad virtual pueden mejorar los resultados de los pacientes en la vida real.

Artículo original: «VR-FOCUS: evaluación del seguimiento ocular durante una tarea N-back en realidad virtual como indicador de la carga cognitiva en el dolor crónico»; Scientific Reports