Nós descrevemos uma configuração baseado em romance de realidade virtual que explora o controle voluntário de uma mão para melhorar o desempenho do motor-habilidade na outra mão (não-treinadas). Isto é conseguido fornecendo feedback sensorial baseada em movimento em tempo real, como se a mão não-treinadas está se movendo. Esta nova abordagem pode ser usada para melhorar a reabilitação de pacientes com Hemiparesia unilateral.
Que respeita a aquisição de habilidades motoras é, formação pelo movimento físico voluntária é superior a todas as outras formas de treinamento (ex: treinamento por observação ou passiva de movimento das mãos do estagiário por um dispositivo robótico). Isso obviamente representa um grande desafio na reabilitação do membro parético como controlo voluntário do movimento físico é limitado. Aqui, descrevemos um esquema de treinamento novela temos desenvolvido que tem o potencial para contornar este grande desafio. Temos explorado o controle voluntário de uma mão e fornecido feedback de sensorial manipulado com base em movimento em tempo real, como se a outra mão está se movendo. Manipulação Visual através de realidade virtual (VR) foi combinada com um dispositivo que yokes dedos esquerdos passivamente, siga os movimentos do dedo direito voluntário. Em indivíduos saudáveis, vamos demonstrar ganhos de desempenho aprimorado dentro da sessão de um membro na ausência do voluntário treinamento físico. Resultados em indivíduos saudáveis sugerem que treinamento com a configuração original do VR também pode ser benéfico para pacientes com Hemiparesia dos membros superiores, explorando o controle voluntário de sua mão saudável para melhorar a reabilitação da mão afetada.
Prática física é a forma mais eficiente de treinamento. Embora esta abordagem seja bem estabelecido1, é muito difícil nos casos em que a capacidade de motor básica da mão treinamento limitado2. Para contornar este problema, um grande e crescente corpo de literatura examinou várias abordagens indiretas de treinamento motor.
Uma dessas abordagens de formação indirecta usa prática física com uma mão para introduzir ganhos de desempenho na outra mão (não-praticada). Este fenômeno, conhecido como Cruz-educação (CE) ou transferência intermanual, tem sido estudado extensivamente 3,4,5,6,7,8,9 e usados para melhorar o desempenho em diferentes tarefas motoras 10,11,12. Por exemplo, nas configurações de habilidade esporte, estudos têm demonstrado que basquete treinamento drible com uma mão transfere para aumentou dribles recursos na mão de outros, destreinado 13,14,15.
Em outra abordagem indireta, aprendizagem motora é facilitada com o uso de feedback visual ou sensorial. Na aprendizagem por observação, foi demonstrado que os ganhos significativos de desempenho podem ser obtidos simplesmente observando passivamente outra pessoa realizar a tarefa16,17,18,19 ,20. Da mesma forma, o treinamento proprioceptivo, em que o membro é movido passivamente, também foi mostrado para melhorar o desempenho em tarefas motoras 12,21,22,23,24 , 25 , 26.
Juntos, essas linhas de pesquisa sugerem que a entrada sensorial desempenha um papel importante na aprendizagem. Aqui, demonstramos que manipulando on-line gabarito sensorial (visual e proprioceptivo) durante treinamento físico de um membro resulta em ganho de desempenho aumentada no membro oposto. Descrevemos um regime de treinamento que produz resultados de desempenho ideal em uma mão, na ausência de seu treinamento físico voluntária. A novidade conceitual do método proposto reside no fato de que combina as três diferentes formas de aprendizagem – ou seja, aprendizagem por observação, CE e movimento passivo. Aqui nós examinado se o fenômeno da CE, juntamente com o feedback visual espelhado e movimento passivo, pode ser explorado para facilitar a aprendizagem em indivíduos saudáveis na ausência de movimento físico voluntária do membro treinamento.
O conceito nesta configuração difere direta tenta treinar fisicamente a mão. A nível metodológico – apresentamos uma romance instalação incluindo tecnologias avançadas tais como realidade virtual 3D e personalizado construído de dispositivos que permitem manipular a entrada visual e proprioceptiva em um cenário natural e ambiental. Demonstrar o melhor resultado usando a formação proposta tem consequências chaves para a aprendizagem do mundo real. Por exemplo, crianças usam o feedback sensorial de uma forma que é diferente dos adultos27,28,29 , e a fim de otimizar a aprendizagem motora, as crianças podem exigir longos períodos de prática. O uso de CE juntamente com realimentação sensorial manipulado pode reduzir a duração do treinamento. Além disso, a aquisição de habilidades de esporte pode ser facilitada usando este tipo de treinamento sofisticado. Finalmente, isto pode provar benéfico para o desenvolvimento de uma nova abordagem para a reabilitação de pacientes com déficit motor unilateral, tais como acidente vascular cerebral.
Descrevemos uma instalação de treinamento romance e demonstrar como incorporar o feedback sensorial virtual em um ambiente de mundo real otimiza a aprendizagem motora em uma mão que não é treinada sob controle voluntário. Estamos manipulados feedback em duas modalidades: visuais e proprioceptivos.
Existem alguns passos críticos no protocolo apresentado. Primeiro, o sistema consiste de vários componentes separados (luvas, VR fone de ouvido, câmera e dispositivo de movimento passivo) que devem ser cuidadosamente ligados ao configurar o ambiente de VR. Para esse fim, o experimentador deve manter a ordem exata descrita no protocolo e verificar a conveniência dos sujeitos.
A combinação de manipulação visual e proprioceptiva durante o treinamento introduzido significativamente maiores ganhos de desempenho na mão não-treinados em relação a outros tipos de formação existentes tais como a aprendizagem por observação17e CE3 com e sem movimentos de mão passiva a24,25,26.
É uma questão em aberto se o bom desempenho ganha na manifestação atual generaliza a outras tarefas, durações, modalidades de gabarito ou identidades de mão (esquerda mão activa, ou movimentos bi-manual) de treinamento. O estudo atual foi limitado a assuntos destros usando uma dedo simples tarefa de sequência. Além disso, a manipulação de propriocepção na atual configuração baseia-se em um sistema que permite movimentos muito limitados (por exemplo, flexão/extensão do dedo) para uma formação relativamente a curto prazo. Mais trabalho é necessário para estabelecer a generalização da instalação do apresentado a outros tipos de comportamentos.
A configuração atual pode ser estendida em várias maneiras. Em primeiro lugar, novos tipos de modalidades podem ser adicionados por exemplo, sons auditivos diferentes de ligação aos movimentos do dedo diferente durante a tarefa de sequência. Isto pode resultar em um efeito de supra-aditivo que otimizarão ainda mais aprendizagem na mão inexperiente. Em segundo lugar, o design atual do sistema permite uma fácil troca entre a mão em movimento voluntária (mão direita na descrição do atual) e a Lavradora passivamente (mão esquerda). Estudos futuros podem capitalizar essa flexibilidade para examinar como direcionalidade de transferência (entre mão dominante e não dominante3) pode modificar o nível de ganhos de desempenho ao usar as manipulações sensoriais apresentadas. Finalmente, a única instalação VR desenvolvemos pode ser adaptada para tarefas mais complexas (em oposição a tarefa de sequência simples dedo). Simulação virtual de objetos externos tais como bolas, pinos e placas pode ser incorporada no ambiente real, proporcionando uma experiência de formação de rico e envolvente.
Quanto a aplicações futuras, o efeito descrito neste estudo pode ser facilmente usado com populações clínicas, tais como pacientes com Hemiparesia superior-membro introduzir treinamento físico com a mão saudável e fornecendo feedback visual como se a mão afetada é movendo-se. Dado que o controlo voluntário do membro afetado é limitado em tais populações, este regime de treinamento tem o potencial de contornar os desafios da fisioterapia direto da mão afetada e talvez resultando em melhor recuperação taxas30 ,31. Esta abordagem, explorando o fenômeno da Cruz-educação e terapia de espelho, juntamente com as tarefas de reabilitação bem estabelecida, não foi previamente testada em pacientes clínicos e tem o potencial para fornecer uma reabilitação mais eficiente regime. Finalmente, uma vez que esta configuração é parcialmente senhor compatível, permite o uso do cérebro de toda a ressonância magnética funcional (fMRI) para sondar os relevantes circuitos neurais envolvidos durante tal formação12.
The authors have nothing to disclose.
Este estudo foi suportado pelo núcleo programa do planeamento e orçamentação Comité Israel Science Foundation (grant, n. º 51/11) e a Israel Science Foundation (concede n º 1771/13 e 2043/13) (R.M.); a bolsa de Sagol Yosef para pesquisas de neurociência, o israelense bolsista honorário para pesquisas de neurociência e a Irmandade de Sagol escola de neurociência (O.O.). Os financiadores não tinham qualquer papel no projeto de estudo, coleta de dados e análise, a decisão de publicar ou preparação do manuscrito. Os autores agradecer Kagan E. e r. Hakim ajuda com aquisição de dados, Lihi Sadeh Yuval Wilchfort com filmagem e instalação e O. Levy e Y. Siman-Tov Rehabit-Tec sistema para garantir o acesso ao dispositivo de movimento passivo.
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