Game out: Как видеоигры обучают детей-аутистов держать равновесие и узнавать людей

«Мы играем в игры разума»

Лаборатория исследований аутизма и развития (RAD) находится в лабиринте из коричневых деревянных зданий, похожих на тетрис, недалеко от главного кампуса Калифорнийского университета в Сан-Диего. Сама лаборатория — совершенно стандартная, множество небольших бежевых комнат. Но все остальное в ней сложно назвать обыкновенным.

Первое, что бросается в глаза — футболка, которую один из молодых стажеров носит в этот солнечный день, с девизом RAD Lab: «Мы играем в игры разума». Один из новичков, 20-летний Насим Барамки-Азар, одет в майку «Super Mario Bros.». Остальные члены лаборатории толпятся вокруг компьютерных экранов, где нет ни графиков, ни таблиц. Вместо этого они усердно работают — делают мультфильмы о том, как кроты вылезают из нор, или как пузатые космические корабли стремятся к верхней части монитора.

Директор лаборатории Жанна Таунсенд и помощник директора Лиан Чукоски периодически влезают между сотрудниками, чтобы отследить прогресс. Две женщины разного возраста резко контрастируют друг с другом. Таунсенд сдержанна, носит темные квадратные очки. Чукоски — болтушка с белокурым конским хвостиком. Но удивительно, как одна подхватывает фразы другой, когда они говорят о своих целях: разработать видеоигры, которые помогут детям с аутизмом.

Проект начал свое развитие со встречи двух нейробиологов, работающих в совершенно разных направлениях. «Сегодня я нашла себя в сфере компьютерной науки», — говорит Чукоски. Они также являются молодыми предпринимателями. В прошлом году они запустили стартап BrainLeap Technologies, также основанный в Сан-Диего. Этот шаг, по словам Чукоски, вызвал в ней смешанные чувства — от беспристрастного «э» до наполненного ужасом «фу». Несмотря на дискомфорт, эти двое ученых — важнейшая часть команды по развитию видеоигр в поисках новых методов лечения аутизма.

Как они пришли к столь неожиданному направлению — идея имеет под собой вполне обоснованные причины: дети с аутизмом проводят за видеоиграми почти в 2 раза больше времени, чем их здоровые сверстники. И многие общие функции игры, в том числе предопределенные «роли», цели и повторяемость между уровнями, хорошо сочетаются с отличительными чертами аутизма: затруднение в пребывании в социуме и предпочтение рутины. Об этом рассказывает Мика Мазурек, доцент в Университете Вирджиния в Шарлотсвилл.

5% от всех игр для аутистов подтверждены научно

Но есть в этом направлении и определенные риски. «Серьезные игры», предназначенные для иных целей, например, усвоения практических навыков, вызвали критику и даже что похуже. Федеральная торговая комиссия США наложила штраф в размере $2 млн на Калифорнийскую лабораторию Lumos Labs в Сан-Франциско в 2016 году, которая дала рекламу с неправдивым слоганом: «Обучение в программе Lumosity уменьшает когнитивные нарушения, связанные с состоянием здоровья». Еще одной преградой является то, что игровая индустрия связана с большими бюджетами и более быстрыми сроками, чем привычные условия в исследовательских лабораториях. Это затрудняет конкуренцию последних. Некоторые исследователи, такие как Таунсенд и Чукоски, все равно избрали предпринимательский путь, но их коллеги зачастую искали партнерские отношения с разработчиками игр или рассматривали их исследования лишь как академические упражнения.

За прошедший год несколько небольших пилотных исследований дали многообещающие результаты по играм, предназначенным для помощи детям с аутизмом. Ученые установили, что игры улучшают несколько способностей таких детей, например, контроль равновесия, внимания и взгляда. Создатели этих игр считают, что эти достижения сохраняются и воплощаются из виртуального пространства в реальную жизнь. Используя игровой жаргон, они пытаются «прокачаться».

Если поиски увенчаются успехом, их разработки изменят текущее состояние на рынке подобных игр. В каталоге, составленном правозащитной организацией Autism Speaks, представлено более 700 приложений, игр и других цифровых ресурсов, предназначенных для людей с аутизмом или их семей. Но лишь около 5% из них имеют научные данные, подтверждающие их эффективность.

«Мы с женой загрузили приложения, некоторые из них были бесплатными, некоторые из них стоили 99 центов. Они разработаны для детей с расстройством аутического спектра. И не нашли в них ровным счетом ничего полезного», — рассказывает Эрик Линстед, доцент кафедры информатики в Университет Чепмена в Оранге, Калифорния. Линстед заинтересовался созданием игр и других цифровых ресурсов для аутизма, когда это расстройство было диагностировано у его дочери в 2012 году. С тех пор он уже создал несколько приложений. «Люди знают, особенно столкнувшись с аутизмом, что родители отчаянно пытаются сделать все возможное, чтобы помочь своим детям. Поэтому они называют эти вещи вспомогательными технологиями для аутизма», — говорит он. Но часто, «они или плохо исполнены, или плохо развиты».

Уровень 1: Обратить лечение в игру

Сила геймификации заинтересовала Джеймса Танаку, когнитивного психолога из Университета Виктории в Канаде. В середине 2000-х годов Танака разработал серию из семи «мини-игр», помогающих детям с аутизмом распознавать лица и интерпретировать их выражения. Разработка игр не была первоначальным планом, вспоминает Танака, но он и его сотрудники решили модифицировать свой подход. «Если вам нужно эффективное вмешательство, имеет смысл сделать все в игровой форме, чтобы им было в первую очередь весело», — говорит он.

Серия, которую они разработали, называлась «Let’s Face It!». Она стала одной из первых игр для аутистов, которая продемонстрировала свои преимущества в независимых испытаниях и по-прежнему не сдает свои позиции. В ходе исследования 42 ребенка с аутизмом, которые играли в игры в течение 20 часов, стали лучше распознавать мимику и связанные с ней вещи. Но исследования могут двигаться очень и очень медленно, и пройдут годы между разработкой игры и публикацией результатов клинических испытаний. А за это время визуальный, пользовательский интерфейс и системные требования могут существенно устареть.

Танака продолжил работу над видеоиграми, чтобы помочь людям с аутизмом. Он выпустил приложение для iPad «Let’s Face It!» и игру «Pac-Man», чтобы научить детей-аутистов выражать мимику, ослаблять присущую им безэмоциональность. Но его амбиции на этом поприще весьма скромны. Чтобы сделать игру или приложение для детей с аутизмом, которое действительно будет лидером на рынке, «вы должны иметь достаточные навыки, вам действительно нужно досконально знать, что вы делаете», — уверен Танака.

Быстрое технологическое развитие исправляет некоторые финансовые и информационные пробелы. Благодаря Танаке игровой дизайн стал быстрее и дешевле, не без помощи программного обеспечения с открытым исходным кодом. Более сложные игровые системы открыли новые возможности. Для RAD Lab переломной точкой стало появление около пяти лет назад доступных игр, не требующих особых навыков от пользователя и с хорошей визуализацией процесса. Развитие индустрии позволило добавить в игру шлемы виртуальной реальности. Таунсенд и Чукоски решили, что управление взглядом во время игры даст возможность направлять детей на путь выздоровления и обучать их правильно концентрировать внимание.

Таунсенд в течение 30 лет изучала проблемы концентрации внимания. Она зафиксировала, как люди с аутизмом часто испытывают проблемы с переключением своего внимания, например, направляя свой взгляд на новый объект. Они также избегают быстрых движений глаз, известных как саккады, и перемещают взгляд столь же гладко и точно, как это делают обычные люди. «Очевидно, что это мешает социальному взаимодействию, которое очень динамично», — говорит Таунсенд. Если взгляд направлен не туда, куда нужно в определенный момент, упускаются тонкие социальные сигналы.

Команда создала три игры, чтобы улучшить способность ребенка контролировать движения глаз, в том числе и саккады. В цифровой версии классической карнавальной игры «Mole Whack» игроки сбивают взглядом мультяшных животных. Они также должны избегать кротов в очках, чтобы оттачивать навык, называемый тормозящим контролем. С каждым новым уровнем, кроты двигаются быстрее и ходят в нескольких направлениях, призывая к более быстрым и гибким движениям глаз. В другой игре, «Shroom Digger», игроки взрывают дома, по форме напоминающие грибы. Смотря на них, дети развивают способность устойчиво следить за предметами. А в «Space Race» игроки проводят космический корабль через ворота. Это развивает быстрое переключение взгляда и другие навыки. «Мы тренируем контроль за движениями глаз, который отвечает за концентрацию внимания», — говорит Таунсенд.

Другие исследователи создают видеоигры, в которых используется платформа Nintendo Wii Fit, предназначенная для обучающих программ. Проблемы с равновесием часто встречаются у людей с аутизмом. Они превращают ежедневные навыки, например, одевание, в настоящее испытание. Отсутствие достаточного контроля над равновесием и другими двигательными способностями часто совпадает с плохими социальными навыками и неизменяющейся моделью поведения, хотя причинно-следственные связи между этими наблюдениями до конца неясны, говорит Бриттани Трэверс, доцент кинезиологии в Университете Висконсин-Мэдисон.

Трэверс разрабатывает игру «Ninja Training», в которой дети встают в шесть разнообразных поз, комбинированных из йоги и тай-чи на доске Wii Fit. Силуэт ребенка и нужные позы появляются на прикрепленном экране. Когда часть тела выходит из правильной позиции, высвечиваются красные точки, что обеспечивает немедленную обратную связь. Если ребенок удерживает позу в течение определенного количества секунд, появляется новая фоновая сцена — дерево или горный пик. Игрок продвигается к более высоким уровням ниндзя, удерживая позы в течение более длительных периодов времени.

Повышение доступности гаджетов с дополненной и виртуальной реальностью помогает ученым с коррекцией целого комплекса норм социальных поведения через игры, говорит Линстэд. Эти системы моделируют ряд взаимодействий, которые используют и на сеансах поведенческой терапии. Один из проектов Линстэд — «Магазин рыбки Боба». Это игра в виртуальной реальности, в которой игроки содержат аквариум при этом взаимодействуют с владельцем зоомагазина. Они отвечают на его вопросы, интерпретируют его жесты и следят за его взглядом, отрабатывая навыки концентрации внимания

Уровень 2: Добиться «отдачи»

Почти каждый, кто играет в видеоигру, улучшает свои навыки с каждой сыгранной партией. Попробуйте «Mole Whack». Двигаться в игре сразу уверенно, не врезаясь в очеловеченных кротов, сложно. Но все проходит через несколько минут. Кроты движутся быстрее, как и некоторые парашюты с верхней части экрана, но вы остаетесь хладнокровным: у вас получилось!

Вся суть заключается в том, сможет ли игра перенести все приобретенные в ней навыки в реальную жизнь. На этом этапе Lumosity чуть было не провозгласили «game over».

Чукоски считает, что игр RAD Lab не коснутся подобные трудности, поскольку они используют технологию отслеживания глаз для непосредственного подключения к физиологии игрока. «Вы взаимодействуете с игрой, — рассказывает она. — Таким образом, вы не просто играете в игру, но вы изменяете игру на основе вашей производительности — в нашем случае, пристальным взглядом». Этот подход, часть зарождающегося движения под названием «нейрогейминг», облегчающего переход к реальным навыкам.

В небольшом пилотном исследовании, опубликованном в этом году, восемь подростков с аутизмом играли «Mole Whack», «Shroom Digger» и «Space Race» в течение 30 минут в день, пять раз в неделю, восемь недель подряд. Шестеро из них улучшили свои результаты в тестах на проверку концентрации внимания, контроля взгляда или в обоих. Чтобы оценить эффективность метода в повседневной жизни, исследователи также опросили родителей. Те сообщили об улучшении внимания их детей в целом. В ближайшее время исследование повторят с большей аудиторией.

Трэверс и ее команда также нашли предварительные доказательства реальных преимуществ видеоигр. Они протестировали свою игру «Ниндзя» на 29 детях и подростках с аутизмом. Они три раза в неделю приходили в лабораторию на протяжении шести недель и «тренировались» в течение часа. Игроки, добившиеся наибольшего прогресса в игре, показали максимальные улучшения на фоне других в поддержании своего равновесия, сообщила команда Трэверс в январе.

Критериями оценки стали — улучшение навыков игроков в процессе одевания. А также исследователи сканировали их мозг, чтобы узнать — влияет ли игра на структуру мозга игроков.

В большинстве разрабатываемых игр для аутизма результаты исследований пока дают только косвенные или субъективные доказательства эффективности игр. Но и в этом случае гаджеты становятся грамотным решением поставленной задачи. Чукоски и Таунсенд экспериментируют с очками для слежения за взглядом. Они следят, как зрительное внимание человека смещается во время реального социального взаимодействия. Они изучают результаты лабораторных исследований. И надеются, что их игры покажут и школам, и родителям прогресс детей с аутизмом.

Уровень 3: Аккаунт аутиста

Для ученых, разрабатывающих видеоигры для аутизма, важно не нарушить тонкую грань: сделать игры сложными, но проходимыми. Каждые 20 минут, проведенные ребенком в игре, на самом деле — 20 минут без какого-либо общения. Искушение остаться в виртуальном мире может быть особенно пагубным для людей с аутизмом. Мазурек обнаружила, что взрослые с аутизмом более склонны к многочасовому «зависанию» в видеоиграх, чем их обычные сверстники.

Аутизм таит в себе и другие препятствия для игровых подходов. Трэверс заметила, что некоторые дети, у которых была система Wii дома, придумали свои ритуалы для игр. Например, единоличное пользование пультом управления, что мешало ходу игры «Ниндзя Тренинг». В экспериментальном исследовании игр RAD Lab двум из восьми участников пришлось отказать: один подросток занялся переделкой игровой системы; другой — стал одержим идеей проходить уровень за необходимое количество минут. Мальчик вставал в 5 утра каждый день, чтобы начать игру.

Akili Interactive, компания-разработчик ПО из Бостона, пытается смягчить эти трудности. Они создали продукт под названием «Project: EVO». Это учебная программа, а не игра. «Она разработана как учебная программа, при этом ее графика — как у обычной видеоигры», — рассказывает Элиза Марко, детский невролог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Она работала с Akili в рамках проверки программы. «Но там нет такого жесткого ограничения времени и вознаграждения за прохождение уровней», — добавляет врач. Темп игры и виды вознаграждения, по словам Марко, тщательно подобраны так, чтобы вовлечь детей, но не сделать их зависимыми.

«Project: EVO» основан на методе лаборатории невролога Адама Газзали в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Он направлен на улучшение различных аспектов внимания, особенно когнитивного контроля — умения справляться с различными задачами и игнорировать не относящуюся к делу информацию. Эта способность часто нарушена у детей с аутизмом или синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Программа состоит из четырех разных миров или мини-игр. В каждом из миров живет человекоподобное существо по имени Акили. В одном мире Акили едет на льдине по реке. Игроки наклоняют планшет назад и вперед, чтобы управлять льдиной, избегая айсбергов и ледяных стен. Еще им нужно нажимать на экран, чтобы поймать красных рыбок, но не обращать внимание на синих и зеленых.

Предварительные исследования показывают, что программа приносит пользу детям с СДВГ, а также пациентам с нарушением обработки сенсорной информации. Исследование, представленное на ежегодном собрании Международного общества исследований аутизма в мае, сделало возможными первые испытания проекта на детях с аутизмом. Из 19 детей с аутизмом и проблемами концентрации внимания 11 использовали «Project: EVO» по 30 минут в день, пять раз в неделю, а 8 детей вместо этого использовали только словарь и приложение для написания слов в iPad. В конце четырех недель улучшились оценки стандартного теста на внимание только у группы «Project: EVO».

Akili оценивает, насколько привлекают виды и звуки «Project: EVO» детей с сенсорной чувствительностью. Для них важно: вызывает ли требуемая в игре ловкость затруднения для людей, у которых есть проблемы с движением или координацией. Основываясь на предварительных выводах, Akili скорректировали ритм игры, чтобы дети достигали более высоких уровней и постепенно начинали контролировать больший объем информации. «Там есть огромное количество тонкостей и нюансов, в которые разработчики игр хотели бы вникнуть», — рассказывает Бенджамин Йерис, детский психолог из Детской больницы в Филадельфии. Он координировал испытания на аутистах. Команда Yerys планирует более крупное клиническое испытание приложения для детей с аутизмом и СДВГ.

Akili надеется получить одобрение Управления по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для своего проекта. «Одобрение FDA приведет к принятию проекта как терапевтического метода», — говорит Марко. В своей клинической практике она знакомит пациентов с когнитивной подготовкой, либо с «Project: EVO», либо с другими методами. Это происходит сразу после решения всех проблем с окружающей средой ребенка, диеты, сна и физических упражнений, но до назначения лекарств.

Уровень 4: Мир погружения

Кроме терапевтического потенциала, видеоигры для людей аутического спектра, имеют и другие преимущества. «Дети учатся спокойно переживать неудачи», отмечает Линн Чукоски. Видеоигры могут стать «противоядием» от сложностей в школе и расстройств от невозможности подружиться с другими детьми.

В этом месяце 10-недельная программа стажировки в лаборатории насчитывает 25 студентов, страдающих аутизмом. Ее цель в том, чтобы стажеры получили консультацию по развитию своей карьеры, необходимое наставничество. Но стажеры участвуют и в программировании и разработки графики следующих версий игр. Программа функционирует почти как реальный аналог видеоигры — безопасное и благоприятное пространство для молодых людей. Они осваивают негласные правила делового этикета, и овладевают навыками конструктивной критики и быстрым переключением между различными проектами.

Таунсенд давно наняла молодых людей с аутизмом, чтобы помочь своей лаборатории. Она говорит, что видеоигры — это идеальный проект. Многие из этих молодых людей уже работают».

Барамки-Азар работает в лаборатории два дня в неделю с октября и в этом месяце увеличил количество рабочих часов до 20 часов в неделю. Аутизм ему диагностировали в начальной школе. По его признанию, самую большую трудность у него вызывает неспособность к самозащите. «Это становилось слишком очевидным на некоторых предметах, потому что я просто не мог разговаривать с учителем», — вспоминает он.

Но Барамки-Азар вытянул счастливый билет, когда стал работать над играми RAD Lab. Барамки-Азар — активный игрок. Он поучаствовал в местных турнирах «Super Smash Bros.» и в настоящее время занимается «Minecraft», «Tetris» и «Dance Dance Revolution». После того, как Чукоски рассказала о своей работе в научном музее, он подошел к ней и попросил взять его в программу. Он заинтересовался идеей использования видеоигр для сбора исследовательских данных: «Ученые могли бы получить наилучшие результаты лишь потому, что это не слишком скучно».

В ходе пилотного исследования Чукоски встретила много молодых людей, таких же как Барамки-Азар. Многие из них не работали или даже не учились в школе. Она поняла, что они могут помочь в решении проблем программирования в лаборатории. «Среди игроков есть действительно смышленые ребята. Они дают мне обратную связь», — говорит она.