BrainTraining : a suite of neuropsychological games in the magic room

In literature, there are several examples of standardized neuropsychological tests concerning memory and attention-based functions. They are usually applied in neuropsychological clinical interventions to evaluate cognitive abilities. Traditional tests are typically performed using paper sheets. Recently, several digital tools have been developed, which are thought to reproduce more effectively and in a more engaging way real-world situations in which the under-test cognitive functions are required. Available solutions are computerized (tablet-based) versions of traditional tests and virtual reality games. This thesis aims to explore a new approach to digitally enhanced neuropsychological tests by exploiting smart interactive multisensory environments, specifically the Magic Room, designed and developed at Politecnico di Milano-i3lab. The tests are proposed as game activities that include the tasks of standard memory and attention tests (resp. the Corsi Block Test and the Stroop Test) and involve various full-body interaction paradigms and multisensory stimuli. All the games are designed in collaboration with Magic Room experts and neuropsychology specialists to provide a multi-stimuli experience that is engaging for the subject and offers a highly customizable test environment for the therapists. Moreover, the developed activities are suitable for novel empirical studies similar to clinical evaluations, devoted to comparing user performances in traditional tests against the ones in Magic Room tests. Such studies could allow discovering a correlation between users' performance in the two testing modes, which could mean that the two kinds of tests measure the same cognitive function at a comparable degree. On the contrary, the lack of correlation could mean that Magic Room tests could unveil different cognitive capabilities that are yet to be covered by the corresponding traditional tests. In collaboration with neuropsychology specialists, a detailed protocol for an exploratory study was designed to investigate the above issues. Unfortunately, the pandemic situation has prevented the study execution, planned to be performed as soon as the current lockdown ends.

In letteratura, vi sono molti esempi di test neuropsicologici standardizzati, principalmente basati sulla memoria e l'attenzione. Sono normalmente utilizzati durante il colloquio clinico, volto a valutare le capacità cognitive. I test tradizionali sono tipicamente somministrati con strumenti cartacei. Recentemente, sono state sviluppate alternative digitali, che possono riprodurre più efficacemente e in modo più coinvolgente situazioni dell'ambiente reale, dove le funzioni cognitive, sotto esame, sono richieste. Le soluzioni disponibili sono versioni computerizzate (basate su tablet) di test tradizionali e giochi di realtà virtuale. Questa tesi vuole esplorare un nuovo approccio ai test neuropsicologici sfruttando ambienti smart multisensoriali e interattivi, nello specifico la Magic Room, progettata e sviluppata al Politecnico di Milano-i3lab. I test sono proposti come videogiochi che includono compiti di test standard di memoria e attenzione (rispettivamente il Corsi Block Test e lo Stroop Test) e coinvolgono vari paradigmi d'interazione full-body e stimoli multisensoriali. Tutti i giochi sono progettati in collaborazione con esperti della Magic Room e specialisti di neuropsicologia per fornire un'esperienza multistimolo che sia coinvolgente, per il soggetto, e offra un ambiente altamente personalizzabile, per i terapisti. Inoltre, le attività sviluppate sono adatte a nuovi studi empirici simili a valutazioni cliniche, dedicati a confrontare le prestazioni degli utenti nei test tradizionali con quelle nelle attività della Magic Room. Tali studi potrebbero consentire di scoprire una correlazione tra le prestazioni degli utenti nelle due modalità di test, il che potrebbe significare che i due tipi di test misurano la stessa funzione cognitiva in misura comparabile. Al contrario, la mancanza di correlazione potrebbe significare che i test della Magic Room rivelano diverse capacità cognitive, non ancora coperte dai corrispondenti test tradizionali. In collaborazione con gli specialisti di neuropsicologia, è stato progettato un protocollo dettagliato per uno studio esplorativo volto a indagare le questioni di cui sopra. Purtroppo, la situazione pandemica ha impedito l'esecuzione dello studio, che sarà eseguito non appena l'attuale lockdown finirà.