DOI: https://doi.org/10.1007/s10055-024-00968-3
تاريخ النشر: 2024-04-06
المؤلف: Diego E. Guzmán وآخرون
الموضوع الرئيسي: الألعاب التعليمية وت gamification
نظرة عامة
تستعرض هذه المراجعة دور ألعاب الواقع الافتراضي (VR) في إعادة التأهيل المعرفي لكبار السن، خاصة في سياق زيادة الحالات الطبية المرتبطة بالعمر مثل التدهور المعرفي. وفقًا لبروتوكول PRISMA، يتناول المؤلفون أسئلة رئيسية تتعلق بتطبيق ألعاب VR في إعادة التأهيل المعرفي، والمجالات المعرفية المستهدفة، والسكان المستفيدين، والميزات التي تعزز المشاركة، وطرق تعديل الصعوبة في التمارين. تحدد المراجعة 25 دراسة ذات صلة، تكشف أن 92% تركز على مجالات معرفية فردية، على الرغم من الأدبيات التي تدعو إلى التدريب المتزامن عبر مجالات متعددة.
من الجدير بالذكر أنه بينما توجد ألعاب VR تهدف إلى تعزيز الذاكرة العاملة، لا توجد حاليًا أي منها تدمج بين مجالات معرفية متعددة مع تعديل ديناميكي للصعوبة، وهو أمر حاسم للصلاحية البيئية والالتزام بالعلاج. تشير النتائج إلى أن ألعاب VR يمكن أن تراقب تقدم المستخدم بفعالية وتبرز الحاجة إلى مزيد من الاستكشاف للتفاعلات متعددة اللاعبين، وتعديلات الصعوبة المستندة إلى الفسيولوجيا، وعلاقات الصعوبة والمهارة المتوافقة مع تفضيلات المستخدم. يخلص المؤلفون إلى أن الحواجز الكبيرة أمام تنفيذ تعديل الصعوبة الديناميكي تشمل نقص المقاييس لتقييم مستويات التحدي المناسبة وغياب إطار مفاهيمي شامل يدمج نظريات التدفق، والعبء المعرفي، وإعادة التأهيل المعرفي، وأنظمة التغذية الراجعة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على التحول الديموغرافي المتوقع في أوروبا، حيث بحلول عام 2060، سيتجاوز عدد الأفراد الذين تتراوح أعمارهم بين خمسة وستين عامًا وما فوق عدد الذين تقل أعمارهم عن ستة عشر عامًا، مما يؤدي إلى زيادة انتشار التدهور المعرفي. يؤثر هذا التدهور على الوظائف المعرفية الأساسية مثل الذاكرة، والوظائف التنفيذية، والتفكير، والتي تعتبر حاسمة للحفاظ على الاستقلالية. الآثار الاقتصادية للإعاقة المعرفية كبيرة، تؤثر على كل من أنظمة الرعاية الصحية والعائلات. تركز الاستراتيجيات الحالية لمعالجة التدهور المعرفي على أهمية التشخيص المبكر والالتزام بالعلاج، وهو ما لا يزال يمثل تحديًا. يُقترح أن تكون الأساليب الشاملة التي تدمج التحفيز المعرفي، والنشاط البدني، والمشاركة الاجتماعية، وتقليل التوتر أكثر فعالية كعلاجات.
تناقش الفقرة أيضًا إمكانية الألعاب غير الرقمية والألعاب الجادة التي تستخدم تقنية الواقع الافتراضي (VR) لتعزيز إعادة التأهيل المعرفي. بينما تركز إعادة التأهيل المعرفي التقليدية غالبًا على مجالات معرفية فردية، يسمح إدخال تعديل الصعوبة الديناميكي (DDA) في الألعاب الجادة بالتكيف في الوقت الحقيقي مع مستوى مهارة المستخدم، مما يعزز المشاركة المستمرة والدافع. تهدف المراجعة إلى استكشاف كيفية استخدام ألعاب VR في إعادة التأهيل المعرفي، والمجالات المعرفية التي تتناولها، والميزات التي تعزز مشاركة المستخدم، مع التركيز بشكل خاص على فعالية هذه الألعاب عبر مختلف السكان، بما في ذلك كبار السن الذين يعانون من ضعف إدراكي خفيف والخرف.
الطرق
تتضمن منهجية هذه المراجعة، المستندة إلى رامداني وآخرون (2014)، ثلاث مراحل رئيسية: البحث، والاختيار، وتوليف الأدبيات المتعلقة باستخدام ألعاب الواقع الافتراضي (VR) لإعادة التأهيل المعرفي. تهدف المراجعة إلى معالجة أربعة أسئلة رئيسية: تطبيق ألعاب VR في إعادة التأهيل المعرفي، والمجالات المعرفية المستهدفة والسكان المستفيدين، والميزات التي تعزز المشاركة، وطرق تعديل الصعوبة في هذه الألعاب. يركز البحث على التطبيقات عبر منصات متنوعة، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر، والأجهزة المحمولة، ونظارات VR، مع استهداف الألعاب المصممة للتحفيز المعرفي أو إعادة التأهيل في الفئات السنية الكبيرة.
تم الحصول على الأدبيات من قواعد بيانات متعددة، بما في ذلك Scopus وPUBMED، باستخدام كلمات مفتاحية مثل “ألعاب جادة” AND adapt AND (cognitive OR senior adults OR rehabilitation) دون تحديد حد زمني. تؤكد المراجعة على تعريفات VR والتكيف، مشيرة إلى أن VR قد تطورت لتتجاوز الألعاب لتشمل التطبيقات في التعليم والرعاية الصحية. تسلط الضوء على أهمية تفاعل المستخدم داخل البيئات الافتراضية وتفرق بين التخصيص، والتكيف، والتعديل في الألعاب الجادة. كانت معايير الإدراج للمراجعة تتطلب أن تكون المقالات باللغة الإنجليزية، منشورة منذ عام 2013 فصاعدًا، وتصف غرض وآليات لعبة VR، بينما استبعدت معايير الاستبعاد الدراسات التي تفتقر إلى الوضوح بشأن هذه الجوانب. يتم تلخيص عملية الاختيار بصريًا في الشكل 1.
النتائج
تم تجميع نتائج الدراسات التي تمت مراجعتها في الجدول 2، الذي يوفر توليفًا شاملاً للنتائج. يعمل هذا الجدول كمرجع حاسم لفهم النتائج الجماعية للبحث، مع تسليط الضوء على نقاط البيانات الرئيسية والاتجاهات الملحوظة عبر الدراسات المختارة. يهدف التوليف إلى تسهيل تفسير أوضح للنتائج وآثارها ضمن السياق الأوسع لموضوع البحث.
المناقشة
تجمع قسم المناقشة النتائج من ثماني دراسات حول استخدام ألعاب الواقع الافتراضي (VR) لإعادة التأهيل المعرفي لدى كبار السن، مع تسليط الضوء على اعتبارات التصميم، والمجالات المعرفية التي تم تناولها، والأجهزة المستخدمة. يدعو براسيل وآخرون (2021) إلى نهج تصميم شامل يدمج خصائص المستخدم ويؤكد على السلامة والتعاون بين مصممي الألعاب والأطباء. يوصي كونتريراس-سوموزا وآخرون (2021) بتقييمات مزدوجة للاستخدام لتعزيز تجربة المستخدم والالتزام بالعلاج. تكشف الدراسات مجتمعة عن فجوة في فهم الخصائص الأساسية التي تجعل ألعاب VR فعالة لإعادة التأهيل المعرفي، فضلاً عن غياب الإرشادات لتنفيذ ميزات تعديل الصعوبة الديناميكي (DDA).
تشير الأدبيات التي تمت مراجعتها إلى أنه بينما يمكن لألعاب VR تحفيز الوظائف المعرفية مثل الذاكرة والانتباه، هناك عدم اتساق في فعاليتها عبر دراسات مختلفة. على سبيل المثال، لم يجد عبد الرزاق وآخرون (2022) فرقًا كبيرًا في فعالية ألعاب VR مقارنةً بالتمارين التقليدية لتحسين الوظائف التنفيذية. علاوة على ذلك، يُلاحظ أن دمج DDA أمر حاسم للحفاظ على مشاركة المستخدم وضمان أن تكون الألعاب تحديًا مناسبًا. تقترح دراسات مختلفة طرقًا مختلفة لتعديل الصعوبة، تتراوح من الأساليب الحدسية إلى الخوارزميات المعقدة التي تتكيف في الوقت الحقيقي بناءً على أداء المستخدم والبيانات الفسيولوجية. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة إلى مزيد من البحث لتأسيس مبادئ تصميم فعالة وطرق تحقق لألعاب VR في إعادة التأهيل المعرفي.
القيود
تقدم الدراسة حول الألعاب الجادة لإعادة التأهيل المعرفي لدى كبار السن عدة قيود تستدعي الاعتبار. أولاً، بينما تعتبر مراجعة الأدبيات شاملة، قد لا تلتقط جميع الأبحاث ذات الصلة ضمن هذا المجال المتطور بسرعة، مما يشير إلى أن التحقيقات المستقبلية يجب أن تهدف إلى توسيع النطاق لفهم أكثر شمولاً. ثانيًا، يتم التساؤل عن قابلية تعميم النتائج بسبب تباين سكان كبار السن، والسياقات الثقافية المتنوعة، والبيئات الصحية المختلفة.
علاوة على ذلك، تؤكد الدراسة على أهمية دمج وجهات نظر متنوعة تتجاوز العلوم المعرفية. تدعو إلى أن تعزز الأبحاث المستقبلية التعاون بين التخصصات، وهو أمر أساسي لتطوير نهج شامل للألعاب الجادة التي تهدف إلى إعادة التأهيل المعرفي. يمكن أن تعزز هذه النظرة الشاملة فعالية وقابلية تطبيق التدخلات عبر إعدادات وسكان متنوعين.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10055-024-00968-3
Publication Date: 2024-04-06
Author(s): Diego E. Guzmán et al.
Primary Topic: Educational Games and Gamification
Overview
This review examines the role of virtual reality (VR) games in cognitive rehabilitation for senior adults, particularly in the context of increasing age-related medical conditions such as cognitive decline. Following the PRISMA protocol, the authors address key questions regarding the application of VR games in cognitive rehabilitation, the cognitive domains targeted, the populations served, features enhancing engagement, and methods for difficulty adjustment in exercises. The review identifies 25 relevant studies, revealing that 92% focus on single cognitive domains, despite literature advocating for simultaneous training across multiple domains.
Notably, while there are VR games aimed at enhancing working memory, none currently integrate multiple cognitive domains with dynamic difficulty adjustment, which is crucial for ecological validity and adherence to therapy. The findings suggest that VR games can effectively monitor user progress and highlight the need for further exploration of multiplayer interactions, physiological-based difficulty adjustments, and user-preference-aligned difficulty-skill relationships. The authors conclude that significant barriers to implementing dynamic difficulty adjustment include the lack of metrics for assessing appropriate challenge levels and the absence of a comprehensive conceptual framework that incorporates theories of flow, cognitive load, cognitive rehabilitation, and feedback systems.
Introduction
The introduction highlights the projected demographic shift in Europe, where by 2060, individuals aged sixty-five and older will outnumber those under sixteen, leading to an increased prevalence of cognitive decline. This decline affects essential cognitive functions such as memory, executive functions, and reasoning, which are critical for maintaining autonomy. The economic implications of cognitive impairment are significant, impacting both healthcare systems and families. Current strategies for addressing cognitive decline emphasize the importance of early diagnosis and treatment adherence, which remains a challenge. Holistic approaches that integrate cognitive stimulation, physical activity, social engagement, and stress reduction are suggested as more effective interventions.
The section further discusses the potential of non-digital games and serious games utilizing virtual reality (VR) technology to enhance cognitive rehabilitation. While traditional cognitive rehabilitation often focuses on single cognitive domains, the introduction of Dynamic Difficulty Adjustment (DDA) in serious games allows for real-time adaptation to the user’s skill level, promoting sustained engagement and motivation. The review aims to explore how VR games are utilized in cognitive rehabilitation, the cognitive domains they address, and the features that enhance user engagement, particularly focusing on the effectiveness of these games across various populations, including older adults with mild cognitive impairment and dementia.
Methods
The methodology of this review, based on Ramdhani et al. (2014), involves three key phases: search, selection, and synthesis of literature concerning the use of virtual reality (VR) games for cognitive rehabilitation. The review aims to address four primary questions: the application of VR games in cognitive rehabilitation, the cognitive domains targeted and the populations served, features enhancing engagement, and methods for difficulty adjustment in these games. The focus is on applications across various platforms, including computers, mobile devices, and VR headsets, specifically targeting games designed for cognitive stimulation or rehabilitation in senior populations.
The literature was sourced from multiple databases, including Scopus and PUBMED, using keywords such as “serious games” AND adapt AND (cognitive OR senior adults OR rehabilitation) without a specified time limit. The review emphasizes the definitions of VR and adaptation, noting that VR has evolved beyond gaming to encompass applications in education and healthcare. It highlights the importance of user interaction within virtual environments and distinguishes between personalization, adaptability, and adaptation in serious games. Inclusion criteria for the review mandated that articles be in English, published from 2013 onwards, and describe the VR game’s purpose and mechanics, while exclusion criteria eliminated studies lacking clarity on these aspects. The selection process is visually summarized in Figure 1.
Results
The results of the reviewed studies are compiled in Table 2, which provides a comprehensive synthesis of the findings. This table serves as a crucial reference for understanding the collective outcomes of the research, highlighting key data points and trends observed across the selected studies. The synthesis aims to facilitate a clearer interpretation of the results and their implications within the broader context of the research topic.
Discussion
The discussion section synthesizes findings from eight studies on the use of virtual reality (VR) games for cognitive rehabilitation in the elderly, highlighting design considerations, cognitive domains addressed, and hardware utilized. Brassel et al. (2021) advocate for a holistic design approach that incorporates user characteristics and emphasizes safety and collaboration between game designers and clinicians. Contreras-Somoza et al. (2021) recommend dual usability evaluations to enhance user experience and adherence to treatment. The studies collectively reveal a gap in understanding the essential characteristics that make VR games effective for cognitive rehabilitation, as well as the absence of guidelines for implementing dynamic difficulty adjustment (DDA) features.
The reviewed literature indicates that while VR games can stimulate cognitive functions such as memory and attention, there is inconsistency in their efficacy across different studies. For instance, Abd-Alrazaq et al. (2022) found no significant difference in the effectiveness of VR games compared to traditional exercises for improving executive functions. Furthermore, the incorporation of DDA is noted as crucial for maintaining user engagement and ensuring that games are appropriately challenging. Various studies propose different methods for adjusting difficulty, ranging from heuristic approaches to complex algorithms that adapt in real-time based on user performance and physiological data. Overall, the findings underscore the need for further research to establish effective design principles and validation methods for VR games in cognitive rehabilitation.
Limitations
The study on serious games for cognitive rehabilitation in older adults presents several limitations that warrant consideration. Firstly, while the literature review is extensive, it may not capture all relevant research within this rapidly evolving field, suggesting that future investigations should aim to expand the scope for a more thorough understanding. Secondly, the generalizability of the findings is questioned due to the heterogeneity of older adult populations, varying cultural contexts, and differing healthcare environments.
Moreover, the study emphasizes the importance of incorporating diverse perspectives beyond cognitive science. It advocates for future research to foster interdisciplinary collaboration, which is essential for developing a comprehensive approach to serious games aimed at cognitive rehabilitation. This holistic perspective could enhance the effectiveness and applicability of interventions across varied settings and populations.