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Pop’Balloons: il primo serio gioco di realtà mista per bambini autistici
La domanda di valutazione e intervento sulla salute mentale è in forte aumento; i servizi disponibili sono tesi al limite, centralizzati e di difficile accesso per molti. Ciò è particolarmente vero per i bambini con disturbo dello spettro autistico (ASD).
Cominciano a comparire i “giochi seri” che possono aiutare a soddisfare l’urgente necessità. Uno dei primi è Pop’Balloons, un gioco progettato per aiutare i bambini autistici a sviluppare le loro capacità motorie e che si basa su anni di ricerca fondamentale.
Il progetto è stato guidato da Guillaume Dumas, professore di psichiatria computazionale presso la Facoltà di Medicina dell’Università di Montréal e direttore del Laboratorio di psichiatria di precisione e fisiologia sociale presso il Centro di ricerca CHU Sainte-Justine. Dumas detiene anche la cattedra IVADO in IA e salute mentale ed è un membro accademico associato di Mila, il Quebec Artificial Intelligence Institute.
È possibile registrare l’attività cerebrale di una persona posizionandola in uno scanner o attaccando elettrodi al cuoio capelluto ed eseguendo un encefalogramma, ma queste tecnologie erano progettate per esaminare solo una persona alla volta, e quindi presentavano degli svantaggi.
In genere, per misurare l’attività cerebrale durante l’interazione sociale , i ricercatori espongono le persone a stimoli sociali registrati o simulati. Quindi, paradossalmente, i neuroscienziati che hanno studiato le interazioni sociali lo hanno fatto osservando i cervelli di individui isolati nei laboratori.
Fortunatamente, l’eventuale sviluppo dell'”hyperscanning” ha reso possibile la registrazione simultanea dell’attività di diversi cervelli e quindi lo studio delle interazioni sociali nella vita reale.
I cervelli delle persone sono sincronizzati
Nel 2010, mentre utilizzava l’iperscanning per studiare l’imitazione spontanea nella sua nativa Francia, Dumas ha scoperto che i cervelli delle persone si sincronizzano tra loro durante l’interazione sociale, dimostrando che le persone possono letteralmente essere sulla stessa lunghezza d’onda.
Quattro anni dopo, Dumas ha lasciato la Francia per fare un post-dottorato negli Stati Uniti, dove ha continuato le sue ricerche. “Abbiamo sviluppato un sistema per registrare un essere umano in interazione con un avatar virtuale”, ha ricordato Dumas. “Il comportamento dell’avatar non era strettamente scritto; ha reagito all’umano in tempo reale, in millisecondi.”
Questo partner virtuale ha superato il test di Turing, il che significa che non poteva essere distinto da un essere umano. Dumas chiamò il sistema di interazione uomo-macchina basato sulle neuroscienze cognitive che aveva creato Human Dynamic Clamp. L’avatar è stato in grado di adattarsi ai comportamenti umani e anche di stimolarne di nuovi attraverso le sue interazioni con gli utenti. Inizialmente, è stato testato su esseri umani neurotipici.
Gli studi hanno suggerito che le differenze senso-motorie negli individui con diagnosi di ASD possono essere la causa delle loro difficoltà di interazione sociale.
L’ interfaccia uomo-macchina sviluppata da Dumas supportava l’estrazione degli indici di coordinazione motoria e di sincronizzazione interpersonale, quindi ha sfruttato queste capacità per creare un nuovo metodo di valutazione neuropsicologica dell’ASD assistito dalla macchina, che da allora è stato clinicamente testato su più di 155 soggetti e convalidato dai pari.
Poiché la macchina aveva dimostrato la sua capacità di insegnare nuovi comportamenti, il team di Dumas ha anche lavorato a una versione che potesse aiutare le persone con autismo a sviluppare le loro capacità motorie.
“I tuoi videogiochi fanno schifo!”
Dumas ha testato questa versione su bambini autistici presso l’Hôpital universitaire Robert-Debré, a Parigi. “I bambini sono schietti e mi hanno detto apertamente: ‘Il tuo videogioco fa schifo!’ È vero che si trattava di un protocollo di ricerca e non visivamente accattivante”.
Lavorando con gli studenti dell’École Centrale de Paris, ha continuato a sviluppare un prototipo di un videogioco più coinvolgente. La società Act’image ha poi collaborato con l’Istituto Pasteur per sviluppare una versione 3D del gioco. Una partnership con gli occhiali HoloLens di Microsoft ha prodotto una versione del gioco in realtà mista. A differenza della realtà virtuale , che porta gli utenti in un’esperienza immersiva immaginaria, la realtà mista sovrappone ologrammi al mondo reale.
Il risultato è stato Pop’Balloons, un gioco che consente ai giovani con ASD di esplorare in sicurezza il loro ambiente reale. Ologrammi di palloncini sono virtualmente inseriti in una stanza e lo scopo del gioco è farli scoppiare. Più velocemente vengono fatti scoppiare i palloncini, più alto sarà il punteggio. I bambini con autismo possono esplorare la stanza al proprio ritmo e ripetere l’esperienza tutte le volte che è necessario.
È stata quindi sviluppata una versione ad accesso aperto con il sostegno finanziario della Orange Foundation, che ha consentito a Dumas di continuare a lavorare sul gioco a Montreal quando è stato assunto come professore presso l’UdeM.
Verso la medicina di precisione
Una collaborazione con lo studio di videogiochi canadese Eidos ha contribuito a migliorare il gioco. E il collegamento con Mila, il Quebec Artificial Intelligence Institute, ha permesso di sviluppare tecniche di apprendimento automatico più avanzate. Il team di ricerca collaborativo dedicato di IVADO ha facilitato i collegamenti tra UdeM e l’industria dei videogiochi, che ha l’esperienza per sviluppare giochi seri più coinvolgenti .
“A partire dal videogioco, siamo stati in grado di arrivare fino alla stratificazione clinica, dividendo i partecipanti allo studio in sottogruppi, per studi di medicina di precisione nella salute mentale”, ha affermato Dumas. “Questo è ciò che facciamo nel mio laboratorio di psichiatria di precisione e fisiologia sociale: cercare di comprendere la fisiologia e le basi della socialità per creare approcci psichiatrici adattati all’individuo”.
Un documento che riporta i risultati preliminari della stratificazione clinica basata sui dati dei videogiochi è stato appena accettato da NeurIPS, una conferenza internazionale sull’apprendimento automatico e le neuroscienze computazionali, che si terrà quest’anno a New Orleans.
Un gioco accessibile a tutti
È possibile creare un gioco accessibile a tutti, compresi i giocatori neurodiversi? Potrebbe essere dato a tutti i bambini autistici senza strappare loro le cuffie? “Il primo passo è convalidare i parametri di accessibilità”, ha affermato Romain Trachel, specialista di apprendimento automatico presso Eidos-Montréal, uno dei pochi studi di videogiochi con un dipartimento di accessibilità. “Stiamo parlando di una popolazione che spesso ha una percezione più sviluppata rispetto ad altre persone”.
Mariem Hafsia, una studentessa del master presso UdeM, ha aggiunto: “Il primo passo è assicurarsi che il gioco sia comodo per i bambini con autismo. Saranno a loro agio con il dispositivo? Avranno difficoltà a cogliere il concetto del gioco? Riusciranno lo trovi coinvolgente? Forse giocare con un pallone non significa la stessa cosa per i bambini con uno sviluppo atipico.”
La speranza è che questo primo gioco possa servire da modello per lo sviluppo di videogiochi più inclusivi. Inoltre, Pop’Balloons potrebbe potenzialmente essere utilizzato in futuro per eseguire valutazioni neuropsicologiche in un contesto non medico.
“Il gioco non sarebbe necessariamente utilizzato per fare diagnosi che richiedono uno psicologo o un medico”, ha detto Dumas. “Potrebbe supportare il sistema sanitario, che è molto congestionato e ha lunghi tempi di attesa per le valutazioni. Il gioco potrebbe far risparmiare tempo agli operatori sanitari; non dovrebbero passare ore a eseguire una valutazione clinica”.
Chi lo sa? Un giorno il gioco potrebbe essere utilizzato anche nella telemedicina personalizzata.
“Potrebbe avere una dashboard su cui un medico può tenere traccia del paziente e vedere la cronologia delle sue prestazioni”, ha suggerito Dumas. “Il paziente non dovrebbe tornare in clinica ogni volta. Il gioco stesso potrebbe indirizzarlo verso i livelli di gioco più appropriati per aiutarlo a migliorare. Sarebbe un videogioco adattivo che potrebbe fungere da intervento psicoeducativo .”
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