MUNDOS VIRTUALES PARA GENERAR EXPERIENCIAS REALES: EL USO DE LA &QUOT;TERCERA VÍA&QUOT; EN PSICOTERAPIA Y REHABILITACIÓN COGNITIVA.

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1 MUNDOS VIRTUALES PARA GENERAR EXPERIENCIAS REALES: EL USO DE LA &QUOT;TERCERA VÍA&QUOT; EN PSICOTERAPIA Y REHABILITACIÓN COGNITIVA. G. Castelnuovo (1-2); A. Gaggioli 1; F. Mantovani (1-2); G. Riva (1-2). 1. ATN-P LAB, Applied Technology for Neuro-Psychology Lab, Istituto Auxologico Italiano, Milano 2. Dipartimento di Psicologia, Università Cattolica, Milano, Italia gianluca.castelnuovo@auxologico.it PALABRAS CLAVE: Virtual Reality, Cognitive and behavioural psychotherapy, Cognitive and motor rehabilitacion, Human factors. RESUMEN: La Realidad Virtual (RV) es una tecnologia que cambia la modalidad tradicional de interagir entre el ombre y el ordenador. Por medio de un entorno virtual generado por el ordenador, las personas pueden comunicar "con" y "en" una realidad simulada come si fueran realmente dentro de esta. En este artículo se van a describir antes de todo los diferentes escenarios tecnologicos (en particular los de bajo coste) que se utilizan principalmente en el contexto clinico. En seguida se van a elencar las ventajas del enfoque virtual (posibilidad de programar, gradualidad, control elevado, nivel ecologico, bajo coste, ecc.) y de cierto los limites y los elementos de mejorar. Despues los autores presentan un resumen de los principales campos de aplicación de la Realidad Virtual en psicologia, en particular en el campo clinico y neuropsicologico. En psicoterapia la RV ha sido empleada con exito en el tratamiento de los trastornos de panico, agorafobia, otras fobias (monofobias, fobias generalizadas), trastornos sexuales (eiaculación precox, disturbo de erección), depresión, trastornos alimentarios, ecc. Uno de los sectores de aplicación mas fecundo es representado por la Rehabilitacion de funciones cognitivas y motorias compromitidas. La Realidad Virtual como nueva modalidad de interagir entre el ombre y el ordenador: aspectos tecnicos La Realidad Virtual (RV), es una de las tecnologias que permite una forma muy desorrallada de interacción entre el hombre y el ordenador (Riva & Galimberti, 1998; Riva, Molinari, & Vincelli, 2002; Vincelli & Riva, 2000b). Esta tecnologia se compone de 4 partes fundamentales: un ordenador, un sistema de input, un sistema de output y la red (network) (Castelnuovo, Gaggioli, Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -1-

2 Mantovani, & Riva, 2002). El entorno virtual es un modelo tridimensional de la realidad muy desarrollado por contener detalles como la forma, el color, la posición, la iluminación y otras caracteristica fisicas de los objetos incluidos en el mundo sintetico. El ordenador utiliza estas informaciones para representar los objetos en la maner mas realistica posible y para modificar de forma dinamica las representaciones en función de las conductas de los usuarios. Lo que se genera es una posibilidad de interagir y modificar los espacios visuales en tiempo real, sin retraso significativos. La experiencia sensorial en la RV es posible gracias al uso de sistemas de output que van a restituir las informaciones elaboradas por el ordenador come estimulación de uno o mas canales sensoriales. Hay sistemas de output de vario tipo según el tipo de canal sensorial que esta afectado: en aprticular hay sistemas visivos, audio, táctil y olfativos. De toda manera los sistemas mas difusos se limitan a los audio y visivos. Uno de los sistemas mas desarrollados entre las componentes visivas es lo que permite la visión estereoscopica: esta particular caracteristica del canal visivo aumenta la percepción de la profundidad. Los usuarios pueden controlar los campos visivos por medio de sistemas de input que han sido planeadas en manera tal que esta tarea del control es muy natural y de facil intuición. Estos sistemas pueden informar el ordenador en tiempo real acerca del punto de vista que el usuario tiene en un particular momento y acerca de los movimientos que él esta conduciendo. Acerca del punto de vista del usuario, hoy los sistemas de head-tracking permiten de comunicar al ordenador la posición de la cabeza o la dirección de rotación de manera muy precisa. Acerca de los movimientos, hoy los usuarios pueden utilizar un joystick, un mouse or un joypad (se puede ver la figura 1). En realidad, uno de los objetivos mas elevados de los investigadores en esta area es lo de llegar a producir herramientas tecnologicas que puedan diminuir la distancia entre entornos reales y sinteticos (disappearing computer). Un ejemplo de estas nuevas tecnologias es el trabajo de varios grupos de investigación acerca de la realización de ordenadores que se puedan llevar/vestir (wearable computer) y que se integren en manera natural con las actividades cotidianas. Uno de los pasajes de esta integración de la tecnologia en la vida de cada dia es la realidad mixta (mixed reality) donde mundo real y sintetico se van a fundir. La realidad mixta va a mezclar realidad externa y virtual de manera tal que las dos sean percibidas por el usuario como parte del propio campo visivo. Un ejemplo tipico de mixed reality es la realidad aumentada (augmented reality). Gracias al uso de particulares cascos see-through, que permiten de ver en el mismo tiempo imágenes reales y proyectadas, el usuario puede interagir en un entorno real visualizando tambien un entorno virtual que lo va a ayudar (con mas informaciones) en la interacción. Esta realidad aumentada es hoy muy utilizada en medicina: por ejemplo en la cirugía se pueden superponer imágenes del paciente (que han sido obtenidas en una anterior TAC o PET) a la area del cuerpo Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -2-

3 que se tiene que operar. Escenarios tecnologicos virtuales de bajo coste utilizables en las aplicaciones psicologicas Hay diferentes escenarios tecnologicos para reproducir condiciones de Realidad Virtual: unas cuantas son mas inmersivas que otras pero lo que va a cambiar es sobre todo el realismo y el sentido de "presencia". En las aplicaciones medicas se necesita un alto nivel de realismo o de inmersión y por eso las herramientas son muy complejas y de alto coste (Castelnuovo et al., 2002) (por ejemplo se puede ver un CAVE en figura 2). En las aplicaciones psicologicas, se pueden utilizar escenarios de alto coste, sino también escenarios de bajo coste: lo importante non es el realismo grafico extremo, sino otras caracteristicas como el respeto de las caracteristicas sociales y culturales de los entornos, la posibilidad de interagir y un buen nivel de "presenzia" (Riva, 2000; Riva et al., 2002; Vincelli, 1999; Vincelli & Molinari, 1998; Vincelli & Riva, 2000b; Waterworth & Waterworth, 2001). Con este término se va a intender la experiencia del sujeto de percibirse como parte de un entorno. Una posible mediación entre la realidad grafica extrema de los entornos virtuales (que necesita altos costes) y la necesidad de desarrollar herramientas de bajo coste para lograr alcanzar muchos profesionales en la area de la psicologia, es indicada en la tabla 1. Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -3-

4 Ventajas del uso de la Realidad Virtual como "tercera via"en las aplicaciones psicologicas La metafora de la RV como "tercera via" se explica considerando los protocolos tradicionales utilizados en terapia. Hay dos vias ya experimentadas con mucho exito desde hace mucho tempo en el tratamiento de las patologias de natura sobre todo fobica: el uso del metodo en vivo, con la exposición gradual de los pacientes a los estimulos patogenos (tecnica tipicamente conductual); y el uso del metodo por imagenes mentales, donde el terapeuta va a estimular en el paciente la producción de una serie de imagenes (de situaciones, conductas, reacciones, ecc.) sobre las que se va a trabajar a nivel terapeutico (tecnica tipicamente cognitiva). Gracias a la creación de escenarios virtuales, en las sesiónes de RV los pacientes pueden experimentar el metodo en vivo dentro del mundo sintetico (con una ventaja de coste respeto a la tecnica conductual tradicional). La posibilidad de explorar entornos virtuales tiene mucho mas poder de producir escenarios realisticos (y generadores de emociones) respeto a pedir simplemente a los pacientes de recuperar o crear imagenes mentales de las propias conductas patologicas (con una ventaja de realismo respeto a la tecnica conductual tradicional). Es importante subrayar que un protocolo integrado de sesiones de RV con tecnicas cognitivo-conductual puede ser adapto solo a una cierto grupo de pacientes, sobre todo los que tienen dificultad a seguir un protocolo en vivo o que no logran producir imagenes mentales clinicamente utiles (Banos et al., 2002; Emmelkamp, Bruynzeel, Drost, & van der Mast, 2001; Jang et al., 2002; Jo et al., 2001; Ku et al., 2001; Maltby, Kirsch, Mayers, & Allen, 2002; Muhlberger, Herrmann, Wiedemann, Ellgring, & Pauli, 2001; Neziroglu, Hsia, & Yaryura-Tobias, 2000; Pertaub, Slater, & Barker, 2001; Riva et al., 2001; Rothbaum, Hodges, Smith, Lee, & Price, 2000; Rothbaum, Hodges, Ready, Graap, & Alarcon, 2001; Vincelli, Choi, Molinari, Wiederhold, & Riva, 2000; Vincelli & Riva, 2000a, 2000b; Wiederhold et al., 2002). La tecnologia de la RV no quiere sustituir una manera tradicional (y muchas veces funcional) de Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -4-

5 hacer terapia con un nuevo paradigma, pero quiere fortificar los protocolos tradicionales en algunas etapas para mejorar la eficacia y eficencia de terapia. Panorama de las aplicaciones de la Realidad Virtual en psicologia, psicoterapia y rehabilitación cognitiva Para el tratamiento de las mas comunes patologias la Realidad Virtual parece tener una cierta utilidad, sobre todo en algunas etapas de la psicoterapia y para algunas tipologias de pacientes como ya hemos dicho antes. En particular la RV ha sido empleada con exito en el tratamiento de los trastornos de panico, agorafobia, otras fobias (monofobias, fobias generalizadas), trastornos sexuales (eiaculación precox, disturbo de erección), depresión, trastornos alimentarios, ecc (Banos et al., 2002; Emmelkamp et al., 2001; Jang et al., 2002; Jo et al., 2001; Ku et al., 2001; Maltby et al., 2002; Muhlberger et al., 2001; Neziroglu et al., 2000; Pertaub et al., 2001; Riva et al., 2001; Rothbaum et al., 2000; Rothbaum et al., 2001; Vincelli et al., 2000; Vincelli & Riva, 2000a, 2000b; Wiederhold et al., 2002). Acerca de los trastornos de la alimentación (bulimia, anorexia, binge-eating disorder) y de la relativa disfunción de la imagen corporal, el proyecto VEPSY UPDATED - Telemedicine and Portable Virtual Environment in Clinical Psychology (proyecto IST financiado por la Comunidad Europea) esta finalizando la recogida de datos clinicos sobre una larga muestra de pacientes. Hasta hoy los datos preliminares estan sosteniendo las investigaciones del proyecto (Riva, 1997; Riva et al., 2001). Uno de los sectores de aplicación mas fecundo es representado por la rehabilitacion de funciones cognitivas compromitidas, como la atención, el lenguaje, las habilidades visivas y espaciales, las funciones executivas. Entre los pacientes que pueden recibir ventajas con el uso del la RV en esta area, hay sujetos frontales, pre-frontales (en particular con el trastorno del SAD - strategy application disorder), sujetos con demencia (Sindrome de Alzheimer) y con trastornos de falta de atención y hiperactividad (Broeren, Bjorkdahl, Pascher, & Rydmark, 2002; Campbell, 2002; Merians Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -5-

6 et al., 2002; Tarr & Warren, 2002; Zhang et al., 2001). El laboratorio Applied Technology for Neuro-Psychology (Istituto Auxologico Italiano) desde hace algunos años esta trabajando en el ambito de la aplicación de la RV en neuropsicologia y neurociencias. En particular el ATN-P Lab ha investigado un sistema de entornos virtuales para rehabilitar la orientación topografica (VETO). Otro proyecto interesante es la investigación del Cientro de Rehabilitación Cognitiva "Paolo VI" de Casalnoceto (AL) acerca de la rehabilitación de la funciones executivas afectadas en los pacientes frontales: VE.Ne.Re Proyect esta desarrollando entornos virtuales donde permitir a los sujetos de ejercitarse y cumplir tareas (ver figura 3). La Realidad Virtual ofrece interesantes caracteristicas que pueden integrar con eficacia el tradicional protocolo de rehabilitación de minusvalias motorias (Burdea, Popescu, Hentz, & Colbert, 2000; Kaufmann & Liu, 2001; Piron, Cenni, Tonin, & Dam, 2001; Riva, 1998a, 1998b; Rovetta, Lorini, & Canina, 1998). Bibliografía Banos, R. M., Botella, C., Perpina, C., Alcaniz, M., Lozano, J. A., Osma, J., et al. (2002). Virtual reality treatment of flying phobia. IEEE Trans Inf Technol Biomed, 6(3), Broeren, J., Bjorkdahl, A., Pascher, R., & Rydmark, M. (2002). Virtual reality and haptics as an assessment device in the postacute phase after stroke. Cyberpsychol Behav, 5(3), Burdea, G., Popescu, V., Hentz, V., & Colbert, K. (2000). Virtual reality-based orthopedic telerehabilitation. IEEE Trans Rehabil Eng, 8(3), Campbell, M. (2002). The rehabilitation of brain injured children: the case for including physical exercise and virtual reality: a clinical perspective. Pediatr Rehabil, 5(1), Castelnuovo, G., Gaggioli, A., Mantovani, F., & Riva, G. (2002). L'uso della realtà virtuale in Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -6-

7 medicina. In T. e. Baglioni (Ed.), Progettazione e gestione ergonomia nelle strutture sanitarie: Edizioni Sole 24 Ore. Emmelkamp, P. M., Bruynzeel, M., Drost, L., & van der Mast, C. A. (2001). Virtual reality treatment in acrophobia: a comparison with exposure in vivo. Cyberpsychol Behav, 4(3), Jang, D. P., Ku, J. H., Choi, Y. H., Wiederhold, B. K., Nam, S. W., Kim, I. Y., et al. (2002). The development of virtual reality therapy (VRT) system for the treatment of acrophobia and therapeutic case. IEEE Trans Inf Technol Biomed, 6(3), Jo, H. J., Ku, J. H., Jang, D. P., Shin, M. B., Ahn, H. B., Lee, J. M., et al. (2001). The development of the virtual reality system for the treatment of the fears of public speaking. Stud Health Technol Inform, 81, Kaufmann, C., & Liu, A. (2001). Trauma training: virtual reality applications. Stud Health Technol Inform, 81, Ku, J., Jang, D., Shin, M., Jo, H., Ahn, H., Lee, J., et al. (2001). Development of virtual environment for treating acrophobia. Stud Health Technol Inform, 81, Maltby, N., Kirsch, I., Mayers, M., & Allen, G. J. (2002). Virtual reality exposure therapy for the treatment of fear of flying: a controlled investigation. J Consult Clin Psychol, 70(5), Merians, A. S., Jack, D., Boian, R., Tremaine, M., Burdea, G. C., Adamovich, S. V., et al. (2002). Virtual reality-augmented rehabilitation for patients following stroke. Phys Ther, 82(9), Muhlberger, A., Herrmann, M. J., Wiedemann, G. C., Ellgring, H., & Pauli, P. (2001). Repeated exposure of flight phobics to flights in virtual reality. Behav Res Ther, 39(9), Neziroglu, F., Hsia, C., & Yaryura-Tobias, J. A. (2000). Behavioral, cognitive, and family therapy for obsessive-compulsive and related disorders. Psychiatr Clin North Am, 23(3), Pertaub, D. P., Slater, M., & Barker, C. (2001). An experiment on fear of public speaking in virtual reality. Stud Health Technol Inform, 81, Piron, L., Cenni, F., Tonin, P., & Dam, M. (2001). Virtual Reality as an assessment tool for arm motor deficits after brain lesions. Stud Health Technol Inform, 81, Riva, G. (1997). The virtual environment for body-image modification (VEBIM): Development and preliminary evaluation. Presence, 6, Riva, G. (1998a). Virtual environments in neuroscience. IEEE Trans Inf Technol Biomed, 2(4), Riva, G. (1998b). Virtual reality in paraplegia: a VR-enhanced orthopaedic appliance for walking and rehabilitation. Stud Health Technol Inform, 58, Riva, G. (2000). Design of clinically oriented virtual environments: a communicational approach. Cyberpsychol Behav, 3(3), Riva, G., Alcaniz, M., Anolli, L., Bacchetta, M., Banos, R., Beltrame, F., et al. (2001). The VEPSY Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -7-

8 updated project: virtual reality in clinical psychology. Cyberpsychol Behav, 4(4), Riva, G., & Galimberti, C. (1998). Computer-mediated communication: identity and social interaction in an electronic environment. Genetic, Social and General Psychology Monographs, 124, Riva, G., Molinari, E., & Vincelli, F. (2002). Interaction and presence in the clinical relationship: virtual reality (VR) as communicative medium between patient and therapist. IEEE Trans Inf Technol Biomed, 6(3), Rothbaum, B. O., Hodges, L., Smith, S., Lee, J. H., & Price, L. (2000). A controlled study of virtual reality exposure therapy for the fear of flying. J Consult Clin Psychol, 68(6), Rothbaum, B. O., Hodges, L. F., Ready, D., Graap, K., & Alarcon, R. D. (2001). Virtual reality exposure therapy for Vietnam veterans with posttraumatic stress disorder. J Clin Psychiatry, 62(8), Rovetta, A., Lorini, F., & Canina, M. (1998). A new project for rehabilitation and psychomotor disease analysis with virtual reality support. Stud Health Technol Inform, 50, Tarr, M. J., & Warren, W. H. (2002). Virtual reality in behavioral neuroscience and beyond. Nat Neurosci, 5 Suppl, Vincelli, F. (1999). From imagination to virtual reality: the future of clinical psychology. CyberPsychology & Behavior, 2, Vincelli, F., Choi, Y. H., Molinari, E., Wiederhold, B., & Riva, G. (2000). Cognitive-Behavoiral Therapy Virtual reality Assisted for the Treatment of Panic Disorders with Agoraphobia: Definition of a Clinical Protocol: Mary Ann Libert Inc. Publishers. Vincelli, F., & Molinari, E. (1998). Virtual reality and imaginative techniques in clinical psychology. In G. Riva, B. Wiederhold & E. Molinari (Eds.), Virtual environments in clinical psychology and neuroscience: Methods and techniques in advanced patient-therapist interaction. Amsterdam: IOS Press. Vincelli, F., & Riva, G. (2000a). Experiential Cognitive Therapy for the Treatment of Panic Disorders with Agoraphobia. Paper presented at the Medicine Meets Virtual Reality Conference. Vincelli, F., & Riva, G. (2000b). Virtual reality as a new imaginative tool in psychotherapy. Stud Health Technol Inform, 70, Waterworth, E. L., & Waterworth, J. A. (2001). Focus, locus, and sensus: the three dimensions of virtual experience. Cyberpsychol Behav, 4(2), Wiederhold, B. K., Jang, D. P., Gevirtz, R. G., Kim, S. I., Kim, I. Y., & Wiederhold, M. D. (2002). The treatment of fear of flying: a controlled study of imaginal and virtual reality graded exposure therapy. IEEE Trans Inf Technol Biomed, 6(3), Zhang, L., Abreu, B. C., Masel, B., Scheibel, R. S., Christiansen, C. H., Huddleston, N., et al. (2001). Virtual reality in the assessment of selected cognitive function after brain injury. Am J Phys Med Rehabil, 80(8), ; quiz 605. Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -8-

9 Congreso Virtual de Psiquiatría. Interpsiquis Enero Psiquiatria.com -9-