Prise en charge personnalisée de la douleur Comment les yeux pourraient ouvrir la voie à un soulagement personnalisé de la douleur grâce à la réalité virtuelle

Selon une étude pionnière menée par l'université d'East Anglia, l'association de l'intelligence artificielle (IA) et de l'oculométrie en réalité virtuelle pourrait un jour contribuer à personnaliser le traitement de millions de personnes souffrant de douleurs chroniques.

Des scientifiques ont découvert que de minuscules variations de la taille de la pupille et des schémas de clignement des yeux peuvent révéler l'intensité de l'activité cérébrale lors de tâches en réalité virtuelle. L'équipe espère que ses travaux ouvriront la voie à des systèmes portables capables d'adapter automatiquement la thérapie en temps réel.

Pour les millions de personnes souffrant de douleurs chroniques, cela pourrait constituer une avancée majeure vers des soins plus personnalisés et sans médicaments.

Le Dr Jordan Tsigarides, chercheur principal à la Faculté des sciences de la santé de l’UEA, a déclaré : « La douleur chronique touche environ 1,5 milliard de personnes dans le monde et constitue l’une des principales causes d’invalidité. »

« La réalité virtuelle recèle un immense potentiel thérapeutique, qu’il s’agisse d’accompagner les patients dans une forêt paisible, de les aider à faire des exercices de relaxation ou de les faire participer à des jeux et des casse-têtes qui les aident à gérer la douleur. »

« Cela peut contribuer à réduire la douleur chronique en plongeant les utilisateurs dans des environnements captivants et interactifs qui captent l'attention du cerveau et la détournent de la douleur, réduisent le stress et l'anxiété liés à la douleur, et peuvent même aider, à terme, à rééduquer la manière dont le cerveau traite la douleur. »

« Mais la plupart des programmes de réalité virtuelle offrent la même expérience à tout le monde, alors que la douleur et l'effort mental peuvent varier d'un instant à l'autre. »

« Nos travaux suggèrent que les futurs systèmes pourraient détecter l'effort mental à travers le regard et adapter le traitement en temps réel à chaque individu. »

« Si un casque est capable de détecter quand une personne commence à souffrir d'une surcharge mentale, il pourrait potentiellement adapter automatiquement l'expérience afin de maintenir son intérêt et d'optimiser les bienfaits thérapeutiques. »

Comment cette recherche a été menée

Cette étude a été menée par le Dr Jordan Tsigarides dans le cadre de sa thèse de doctorat à l'UEA. « Ma thèse porte sur la manière dont l'IA et les technologies de capteurs pourraient permettre d'adapter davantage les traitements par réalité virtuelle à chaque individu. Nous souhaitons trouver le juste équilibre entre défi et confort », a-t-il déclaré.

Cette étude a été menée auprès de 84 volontaires, dont 42 personnes souffrant de douleurs musculo-squelettiques chroniques telles que l'arthrite et la fibromyalgie. Les participants ont effectué une série d'exercices de mémoire de plus en plus difficiles tout en portant un casque de réalité virtuelle équipé d'une technologie de suivi oculaire.

L'équipe a découvert que, à mesure que les tâches devenaient plus exigeantes sur le plan mental, les pupilles des participants se dilataient et leur fréquence de clignement augmentait. Des modèles d'IA de pointe, qui ont analysé les tendances de ces signaux au fil du temps, ont alors pu distinguer les faibles niveaux de charge mentale des niveaux élevés avec une précision pouvant atteindre 88 % chez des volontaires en bonne santé.

Les tâches en réalité virtuelle ont également été bien tolérées, les participants ayant fait état de très faibles niveaux de mal des transports et d'inconfort.

Une nouvelle génération de traitements en réalité virtuelle adaptative

Le Dr Tsigarides a déclaré : « Ces résultats laissent entrevoir un avenir dans lequel un casque pourrait surveiller en continu la charge de travail du cerveau par le biais des yeux, en adaptant automatiquement le traitement à chaque utilisateur. »

« Nos recherches précédentes ont montré que la réalité virtuelle thérapeutique permettait une réduction prometteuse de la douleur chez les personnes atteintes de fibromyalgie. Nous cherchons désormais à rendre ces expériences plus intelligentes, plus réactives et mieux adaptées à chaque individu. »

« Jusqu’à présent, la plupart des traitements par réalité virtuelle étaient standardisés. Nos résultats pourraient contribuer à rendre ces traitements plus personnalisés et mieux adaptés. Cela pourrait améliorer les futurs traitements par réalité virtuelle, non seulement pour la douleur, mais aussi, potentiellement, pour des troubles tels que l’anxiété ou la dépression. »

« À l'avenir, ces mêmes principes pourraient être explorés dans le domaine de l'éducation et de la formation professionnelle, où les expériences d'apprentissage virtuelles pourraient s'adapter à la charge mentale de l'apprenant. »

Toutefois, l'étude a également mis en évidence une difficulté. Si les modèles d'IA ont donné d'excellents résultats chez les volontaires en bonne santé, leur précision s'est avérée nettement inférieure chez les personnes souffrant de douleurs chroniques, ce qui suggère que les approches standardisées pourraient ne pas fonctionner aussi bien pour tous les patients.

Les chercheurs estiment que les futurs systèmes devront peut-être être calibrés individuellement, en apprenant comment les yeux de chaque personne réagissent à l'effort mental avant de prendre des décisions thérapeutiques.

Et ils affirment que des études à plus grande échelle sont nécessaires pour déterminer si les thérapies adaptatives en réalité virtuelle peuvent améliorer les résultats concrets pour les patients.

Article original : « VR-FOCUS : évaluation de l'oculométrie lors d'une tâche N-back en réalité virtuelle comme indicateur de la charge cognitive dans le cadre de la douleur chronique » ; Scientific Reports