Dynamische interactive Sociale Cognitie Virtual Reality training (DiSCoVR): een pilot onderzoek

Inzicht in de sociale wereld waarin we leven, vereist het vermogen om emoties,
intenties en het gedrag van andere mensen te interpreteren. Problemen met
sociale cognitie, zoals emotieherkenning in het gezicht (facial affect
recognition; FAR), prosodie, Theory of Mind (ToM), attributie, en het begrip
dat mensen anderen overtuigingen, verlangens en intenties kunnen hebben, komen
vaak voor bij mensen met een psychotische stoornis (Savla, Vella, Armstrong,
Penn & Twamley, 2013). Het lukt patiënten vaak niet om belangrijke
communicatieve signalen en sociaal contextuele informatie te gebruiken.
Hierdoor functioneren zij op sociaal gebied beperkt wat moeilijkheden kan
vormen op het gebied van werk en relaties (Irani, Seligman, Kamath, Kohler, en
Gur, 2012). Patiënten zijn vaak niet in staat een baan te vinden en behouden of
relaties aan te gaan. Hierdoor kunnen zij sociaal geïsoleerd raken.
Sociale cognitie training (SCT) is gericht op het verbeteren van sociaal
cognitieve vaardigheden door oefening of strategie training. SCT bestaat in het
algemeen uit verschillende modules die zich richten op specifieke aspecten van
sociale cognitie (bijvoorbeeld, educatie over emoties). Sociaal-cognitieve
vaardigheden worden getraind in een progressieve manier, te beginnen met
fundamentele vaardigheden (bv., emotieherkenning) die verder worden uitgebouwd
tot steeds complexere vaardigheden. Uit een recente meta-analyse (Kurtz &
Richardson, 2012) blijkt dat de huidige SCT-interventies voor mensen met
psychotische stoornissen een gemiddeld tot groot effect hebben op sociale
cognitietaken. Echter, de verbetering van sociaal functioneren in het dagelijks
leven bleef zeer beperkt.

SCT is vooral effectief wanneer het wordt gecombineerd met psychosociale
rehabilitatie. Deze combinatie optimaliseert generalisatie (Kurtz & Richardson,
2012; Medalia & Saperstein, 2013). De stimuli die gewoonlijk worden gebruikt in
SCT trainingen verschillen van het dynamische, complexe interactieve karakter
van echte sociale interacties. Zowel FAR- als ToM-trainingen worden meestal
gegeven met behulp van afbeeldingen, verhalen of videoclips. De huidige
trainingen zijn onvoldoende interactief en de taken zijn vaak geïsoleerd van
andere sociale en cognitieve processen; in de dagelijks interactie spelen
factoren als lichaamstaal, achtergrondprikkels en plotselinge onverwachte
incidenten ook een rol. Idealiter zou een SCT een training zijn waarbij met
dagelijkse situaties in de echte wereld geoefend kan worden, maar dit blijkt
praktisch niet haalbaar (Kurtz & Richardson, 2012). Dit zou vereisen dat
therapeuten patiënten vergezellen in diverse sociale situaties. Dit is erg
tijd- en middelenrovend, aangezien men zou moeten wachten totdat specifieke
situaties zich in de praktijk voordoen. Bovendien verandert de aanwezigheid van
een therapeut de situatie: een therapeut is in het dagelijks leven immers ook
niet aanwezig.

SCT met Virtual Reality (VR) zou een veelbelovende oplossing kunnen vormen. Het
karakteriserende kenmerk van VR is de ervaring van aanwezigheid in een
interactieve driedimensionale wereld. Een computer genereert een beeld, dat
wordt gepresenteerd aan de gebruiker door middel van een scherm of een VR-bril.
De virtuele wereld verandert mee met de bewegingen en acties van de deelnemer,
doordat een tracker continu de positie van de gebruiker bepaalt waarop het
beeld wordt aangepast. Het resultaat is een interactieve ervaring die
psychologische en fysiologische reacties ontlokt die vergelijkbaar zijn met
reacties in de echte wereld (Veling, Moritz, & van der Gaag, 2014). Dit biedt
de mogelijkheid om op een ecologisch valide manier de interacties tussen
individuen en complexe alledaagse omgevingen te onderzoeken op een
experimenteel gecontroleerde manier. Het maakt het oefenen van sociale
cognitieve vaardigheden met (virtuele) anderen mogelijk.

VR kan de huidige problemen met SCT omzeilen, doordat het voldoende realistisch
en interactief is om echte psychologische reacties te ontlokken (Veling,
Moritz, et al., 2014), maar het is ook controleerbaar, waardoor dynamische
situaties uit het dagelijks leven gesimuleerd kunnen worden en sociaal
cognitieve vaardigheden (zoals FAR en ToM) kunnen worden getraind. Bovendien
maakt VR het mogelijk om sociale cognitie en gedrag intensief te bestuderen.
Aan VR-systemen kunnen apparaten gekoppeld worden zoals eyetrackers en
hartslagmeters. Hiermee kunnen we onderzoeken of deze maten samenhangen met
sociale cognitie, en VR SC-trainingen verder ontwikkelen.

Met VR kunnen situaties of scenario*s worden gemaakt, die veelvuldig herhaald
en gevarieerd kunnen worden. Ook biedt het de mogelijkheid van directe
feedback. Er is aangetoond dat VR haalbaar en effectief is in de behandeling
van psychische stoornissen (zoals angst: Opri* et al, 2012), en het is een
veilige en valide manier om psychotische stoornissen te onderzoeken ( Veling,
Moritz, et al, 2014). Pilot-onderzoeken tonen veelbelovende effecten van VR
behandelingen, onder andere verbeteringen van sociale vaardigheden bij
psychotische stoornissen (Park et al, 2011; Rus-Calafell, Gutiérrez-Maldonado,
en Ribas-Sabaté, 2014). VR SCT zijn echter nog niet ontwikkeld of empirisch
bestudeerd. In de afgelopen jaren hebben wij met een academisch onderzoeksteam
sociale VR omgevingen ontwikkeld en getest voor onderzoek bij psychotische
stoornissen (Brinkman et al, 2011;. Veling, Brinkman, Dorrestijn, en kan der
Gaag, 2014). Deze omgevingen (een café, bus, straat en supermarkt) kunnen
gebruikt worden als basis voor de ontwikkeling van een VR SCT.

Hoofddoelstelling
Ter voorbereiding van een multicenter RCT willen we de VR SCT testen in een
haalbaarheidsstudie. We willen de haalbaarheid en de aanvaardbaarheid van VR
SCT evalueren en de interventie en het behandelprotocol verbeteren met behulp
van input van experts en ervaringen van de deelnemers.

Secundaire doelstellingen
De effecten van VR SCT op sociale cognitie en fysiologische maten te verkennen.
Sociaal gedrag en fysieke maten bestuderen (bijvoorbeeld interpersoonlijke
afstand, oogbeweging en hartslag).

Dit onderzoek is een klinische studie met een experimentele groep van mensen
met een psychotische stoornis groep (PD) en gezonde controles (HC). PD krijgt
de VR SCT interventie en er wordt een baseline en post-interventie meting
afgenomen.

Bij HC is er sprake van slechts één meting. Deze meting is vergelijkbaar met de
baseline van PD. Daarnaast vindt ook een enkele VR SCT-sessie plaats. Tijdens
deze sessie worden de volgende gegevens verzameld: hartslag (variabiliteit),
eye tracking en prestaties op emotieherkenning. Deze gegevens zijn nodig om het
kijkgedrag, hartslag (variabiliteit) en prestaties op emotie herkenning vast te
stellen in gezonde controles omdat er nog geen referentie-gegevens van gezonde
mensen zijn voor VR SCT taken.

Virtual Reality set-up De virtuele omgevingen zijn ontwikkeld met Unity3D software door CleVR BV. VR wordt aangeboden via de Oculus Rift HMD (eerste consumentenversie) met een resolutie van 1080 x 1200 per oog, met een diagonaal blikveld van 110 graden, en een ingebouwde 6-DOF (vrijheidsgraden)-tracker. Deelnemers kunnen bewegen door de virtuele werelden met behulp van een joystick. De ingebouwde tracker registreert bewegingen van het hoofd van de deelnemer, waarop het systeem reageert zodat wanneer bijvoorbeeld de deelnemer naar beneden kijkt in de echte wereld, dan wordt zijn blik in de virtuele wereld ook naar beneden verschoven. De therapeut bedient de bijbehorende pc en VR-software. Hij heeft te allen tijde de controle over de VR interventie, en kan de virtuele omgeving onmiddellijk stoppen indien nodig. Het VR-programma, dat momenteel wordt gebruikt kan heeft vier verschillende virtuele omgevingen: een bus, een winkelstraat, een winkel en een café. De therapeut kan de inhoud van de virtuele omgeving op verschillende manieren controleren, bijvoorbeeld de hoeveelheid avatars die rondlopen, de emoties die ze laten zien en de moeilijkheidsgraad van de oefeningen. VR SCT De SCT bestaat uit zestien sessies, die elk 60 minuten duren. Tijdens deze sessies navigeren PD deelnemers verschillende virtuele omgevingen, die zijn ontwikkeld om sociaal-cognitieve vaardigheden te trainen. De VR SCT wordt gegeven door een behandelaar, dat wil zeggen, een psycholoog of een andere professional in de GGZ die getraind is in het behandelprotocol. De behandelaar heeft de volgende taken: 1. Het bedienen van het VR-systeem en de deelnemer helpen bij het gebruik van de VR-technologie (zoals hierboven uitgelegd). 2. Het aanpassen van de training (bijvoorbeeld moeilijkheidsgraad) aan de capaciteiten en behoeften van de deelnemer. 3. Het formuleren van strategieën met de deelnemer die gebruikt kunnen worden in de oefeningen, het evalueren van de prestaties van de deelnemer tijdens de oefeningen en het naar aanleiding daarvan aanpassen van de gebruikte strategieën. 4. Het gedrag van de deelnemer observeren in de virtuele omgeving en feedback geven over het nut en de functionaliteit daarvan (b.v. de blik, interactief gedrag). Als bijvoorbeeld een deelnemer oogcontact met virtuele personages vermijdt kan een therapeut dit opmerken en de deelnemer stimuleren om meer naar gelaatstrekken te kijken, zodat emoties beter herkend kunnen worden. 5. Het bedienen van de dialoogfunctie in het laatste deel van de training (hieronder uitgelegd). De interventie bestaat uit drie modules: emotieherkenning in het gezicht, emotieherkenning binnen een context, en Theory of Mind & interactietraining. 1. Emotieherkenning in het gezicht. De deelnemers lopen rond in de virtuele omgeving (zie figuur 1) en ontmoeten virtuele personages (avatars), die dynamische gezichtsemoties laten zien. De deelnemers zullen worden getraind om deze emoties te herkennen met behulp van strategie-coaching (dat wil zeggen, het helpen van de deelnemers om de meest geschikte strategie te kiezen om een taak uit te voeren), oefenen, en het sturen van de aandacht naar saillante gezichtskenmerken (namelijk, het gezicht en de mond, die belangrijke affectieve signalen bieden). Deelnemers worden aangemoedigd om de gelaatstrekken van de avatars te bekijken, en om emotie die ze laten zien te kiezen uit zes basisemoties (blijdschap, verrassing, angst, walging, woede en verdriet). De deelnemers kiezen voor emoties door een antwoord te selecteren met hun joystick in een multiple-choice menu dat wordt vertoond in hun gezichtsveld. In dit deel van de training zullen wij patiënten blootstellen aan gezichtsemoties en ze trainen in emotieherkenning, te beginnen met basisemoties in een één-op-één staande situatie, en geleidelijk oplopende moeilijkheidsgraad. Een voorbeeld hiervan is het aanbieden van gemengde en subtiele emoties. 2. Emotieherkenning binnen contexten. Het algemene doel van deze module is vergelijkbaar met de eerste module, maar in dit deel van de training worden emoties in verhalen geplaatst. Deze verhalen komen voort uit vooraf geschreven scenario's die zijn gestructureerd als een boomstructuur. Deelnemers starten in een basisscenario (bijvoorbeeld A). Het maken van een keuze of het geven van een antwoord op een vraag resulteert in de selectie van één van de datatakken (bv A -> C -> F). Indien een ongepast of fout antwoord wordt gekozen (B of D) krijgen de deelnemers tips (bijvoorbeeld E: overdreven emoties of uitspraken die duidelijker emotionele informatie overbrengen) en daarna opnieuw de mogelijkheid om een antwoord te geven. Het verloop van het verhaal is dus afhankelijk van de keuzes van de deelnemer, om de training naturalistischer en interactiever en meer afgestemd op de capaciteiten van de deelnemer te maken. De vragen die worden gesteld en de antwoorden zullen worden gepresenteerd en beantwoord binnen de VR-omgeving, om een gevoel van aanwezigheid in de virtuele wereld te behouden. 3. Theory of Mind & interactietraining. Het doel van deze module is om de deelnemers te leren om de motivaties, gedachten, intenties en impliciete bedoelingen van de avatars te interpreteren. Zoals in de tweede module, zullen de deelnemers scenario's met avatars tegenkomen. In module 3, ligt de nadruk echter niet meer op het herkennen van emoties, maar het begrijpen van de mentale toestanden daaraan ten grondslag liggen. Een ander belangrijk verschil is dat in module 3, deelnemers niet langer passieve toeschouwers zijn: in dit deel van de training hebben deelnemers interacties met avatars. Als een mentale toestand niet gelijk wordt begrepen, zullen avatars tips geven om deze meer voor de hand liggend te maken. Juiste en adequate antwoorden worden 'beloond' met positieve reacties van de avatars. Bijvoorbeeld, als een deelnemer een avatar geruststelt, kan de avatar reageren met "Dank je, nu voel ik me een stuk beter" en glimlachen naar de deelnemer. We zullen verschillende boomstructuur-scenario's aanbieden, waaronder >true belief>-situaties (begrijpen wat de ander juist gelooft) en >false belief>-scenario>s (begrijpen dat anderen foutieve opvattingen kunnen hebben over de werkelijkheid en kunnen onderdrukken van het eigen perspectief) te gebruiken. Het verloop van het verhaal is wederom gebaseerd op de input van de deelnemer. Deelnemers kunnen vrij antwoorden geven en zijn niet gebonden aan een multiple-choice format. In de datastructuur worden antwoorden gecategoriseerd in drie verschillende opties: 1. De deelnemer geeft een adequaat antwoord; 2. De deelnemer antwoordt inadequaat; of 3. De deelnemer antwoordt nauwelijks of heel vlak. De therapeut selecteert de categorie die het beste past bij het antwoord van de deelnemer.

Sommige deelnemers kunnen milde simulator ziekte ervaren. De symptomen zijn
vergelijkbaar met die van wagenziekte, maar meestal minder ernstig en er is een
lage incidentie. Sommige onderzoeken suggereren dat simulator ziekte symptomen
ten minste gedeeltelijk verklaard kunnen worden door overlap met
angstsymptomen. Studies toonden geen toename van simulatorziektesymptomen na
blootstelling aan VR, en zelfs hogere stimulatorziekte-scores bij patiënten met
psychotische stoornissen vóór, maar niet na blootstelling aan VR ten opzichte
van gezonde controles.