טיפול בפריזמה וירטואלית הסתגלות: פרוטוקול לאימות בוגרים בריאים
February 12th, 2020
פרוטוקול ניסיוני זה מדגים את השימוש בטיפול מנסרה וירטואלית הסתגלות (VPAT) בקרב מבוגרים בריאים הקשר בין VPAT ופונקציונלי הקרוב הספקטרוסקופית אינפרא אדום כדי לקבוע את ההשפעה של VPAT על הפעלה קורטיקלית. תוצאות מציעות כי VPAT עשוי להיות אפשרי והוא יכול לגרום לעיבוד התנהגותי דומה בתור טיפול קונבנציונאלי הסתגלות פריזמה.
הפרוטוקול הניסיוני שלנו יכול להתייחס לשאלה האם טיפול בהסתגלות למנסרה יעיל לחולים עם הזנחה ההמיספטיאלית והאם מערכת הטיפול הוירטואלית שלנו בהסתגלות למנסרה מקדמת יישור מחדש מרחבי והפעלה קליפתית. טיפול הסתגלות פריזמה וירטואלי פותח להיות פחות יקר, מהיר יותר להגדיר, וקל יותר להסתגל מאשר הסתגלות פריזמה קונבנציונלית. טכניקה זו יכולה לשמש כדי להחליף טיפול פריזמה קונבנציונלי בחולים עם הזנחה hemispatial כי זה יכול לחקות את ההשפעות של הסתגלות פריזמה קונבנציונלית.
שיטה זו מרמזת על פוטנציאל לשימוש במציאות מדומה לטיפול בשבץ מוחי ועשויה לתת תובנה על שיקום הזנחה מימשית בתחום השיקום הווירטואלי. למרות שהמערכת מבוססת על מנוע גיימינג למציאות מדומה ולכן נעשה בה שימוש קל. הקפד לטפל בהכנה.
עבור פונקציונלי ליד הגדרת מדידת ספקטרוסקופיה אינפרא אדום, יש את המשתתף לשבת על כיסא עם גב ישר ולאשר כי ידו של המשתתף לא פגע בטבלה בעת הושטת יד. לאחר מכן, בחר את הפונקציונליות המתאימה ליד גודל ספקטרוסקופיית אינפרא אדום בהתאם להיקף הראש של המשתתף והצב את הכובע על ראשו של המשתתף, כך שהקודקוד ממוקם בצומת של נקודת האמצע בין האיון לנסיון ונקודת האמצע בין האזורים הקדם-אורקולריים השמאליים והימין. הצג את המונטאז' על המסך וחבר 15 מקורות ו-24 גלאים למונטאז'.
השתמש ג'ל מוליך כדי לשפר את הרווח ממקור האור אם קריטי לפני החדרת optode ולהמקם את מכסה שמירה על המשתתף. כדי להגדיר את התוכנה, הפעל את תוכנת מערכת הספקטרוסקופיה הפונקציונלית ליד אינפרא-אדום וטען את מונטאז' ההזנחה. כשהמונטאז' מוצג על המסך, קבעו 15 מקורות ו-24 גלאים לפי המונטאז' ולחצו על כיול.
כדי לכייל את מערכת הטיפול בהסתגלות פריזמה וירטואלית, תחילה הר את ראש המציאות המדומה רכוב על הצג מעל כובע ספקטרוסקופיה אינפרא אדום פונקציונלית דואג כדי למנוע הפרעה הכובע. כאשר התצוגה נמצאת במקום, פתח את התוכנה הווירטואלית לטיפול בהסתגלות פריזמה והזן את פרטי המשתתפים. לחץ על התחל ואשר את הפריט החזותי של היד הווירטואלית בתצוגה.
ליזום את הכיול הדו-שלתי ולהורות למשתתף לצפות בסימן הצלב האדום במרכז המסך. לאחר מכן הקש על מקש R כדי לכייל את המסך. הורה למשתתף להצביע על המטרה ביד ימין.
לאחר מכן הקש על מקש O כדי לכייל את מיקום היד. יש לספק מספיק מקום לכיול בטווח היד ואין למתוח את היד רחוק מדי כדי לקבוע את מיקום היעד. בסוף הכיול, אשר את נכונותו של המשתתף להתחיל את הניסוי ולהתחיל את המערכת ללא מצב פריזמה.
לחץ על מקש ההתחלה כדי ליזום ניסוי עם ארבעה שלבים בו זמנית עם הקלטת ספקטרוסקופיה אינפרא אדום פונקציונלית ולהורות למשתתף להצביע או ללחוץ עם האצבע המורה הימנית שלהם בתוך שלוש שניות מהסמל המתאים המופיע או לנוח. במצב התאמת פריזמה וירטואלית, זווית הסטייה שנקבעה גורמת לסטיית יד וירטואלית. היד הירוקה היא העמדה המוכרת בפועל ביד אשר אינה מוצגת למשתמש.
הידיים הכחולות הן ידיים סוטות המוצגות למשתמש. במצב סטייה, ידו של המשתמש משתרעת בכיוון שמאל על מנת לשמור על ידו של המשתמש קרובה יותר ויותר ליעד. עבור בלוק הלחיצה, הנחה את המשתתף ללחוץ על לחצן.
כל שלב יכלול בלוקים להצביע, ללחוץ או לנוח. בגרף מייצג זה, שגיאת הצבעה עבור ארבעה משתתפים בריאים מוצגת עם הממוצע של הערך החציוני מ 10 ניסויים ב subphase של כל משימת הצבעה נמשך 30 שניות. כאן מוצגת שגיאת ההצביעה של כל נושא המדגימה הסתגלות בשלבי הטיפול בהסתגלות הפריזמה הווירטואלית ובהסתגלות הפוסט-מנסמטית.
השתמש בכיול מסך כדי למקם את המרחב הווירטואלי לפני הטווח החזותי של המשתמש ולהשתמש בכיול מרחק היעד כדי למקם את היעד בהישג ידו של המשתמש. למדנו מתנדבים מבוגרים בריאים, אבל הטכנולוגיה יכולה לשמש עם חולים קליניים. בנוסף, השוואת הנתונים עם שיעורי פריזמה אמיתיים יכולה להיות משמעותית.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
פרוטוקול ניסיוני זה מדגים את השימוש בטיפול התאמה לפריזמה וירטואלית (VPAT) בקרב מבוגרים בריאים ואת הפוטנציאל שלו לחקות טיפול התאמה לפריזמה קונבנציונלי. המחקר בוחן את הקשר בין VPAT לספקטרוסקופיה תפקודית של תת-אדום קרוב כדי להעריך את השפעותיו על הפעלה קליפתית.
מרכיבי המחקר העיקריים
תחום המדע
- מדעי המוח
- שיקום
- מציאות מדומה
רקע
- טיפול התאמה לפריזמה משמש לחולים עם הזנחה מרחבית חד-צדדית.
- טיפול התאמה לפריזמה וירטואלית נועד להיות חסכוני יותר וקל יותר ליישום.
- טכניקה זו עשויה לספק תובנות לאסטרטגיות שיקום לחולי שבץ.
- משתמשת במנוע משחקי מציאות מדומה לנגישות.
מטרת המחקר
- להעריך את יעילות ה-VPAT ליישורי מרחב.
- לקבוע את ההשפעה של VPAT על הפעלה קליפתית.
- לחקור את היתכנות השימוש ב-VPAT כתחליף לטיפול קונבנציונלי.
שיטות ששימשו
- יישום של טיפול התאמה לפריזמה וירטואלית.
- ספקטרוסקופיה תפקודית של תת-אדום קרוב למדידת הפעלה קליפתית.
- השוואה בין התאמות התנהגותיות בין VPAT לטיפול קונבנציונלי.
- הערכת הגדרת המערכת וחווית המשתמש.
תוצאות עיקריות
- VPAT עשוי לגרום להתאמות התנהגותיות דומות לטיפול קונבנציונלי.
- היתכנות ה-VPAT הוכחה במבוגרים בריאים.
- ראיות לשינויים בהפעלה קליפתית הקשורים ל-VPAT.
- פוטנציאל לשימוש ב-VPAT בסביבות קליניות לשיקום.
מסקנות
- VPAT הוא חלופה מבטיחה לטיפול התאמה לפריזמה קונבנציונלי.
- יש צורך במחקר נוסף כדי לאמת את יעילותו באוכלוסיות קליניות.
- שיטה זו עשויה לשפר גישות שיקום להזנחה מרחבית חד-צדדית.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Virtual prism adaptation therapy (VPAT) offers a cost-effective, scalable approach to assess spatial realignment and cortical activation in neurorehabilitation research. By leveraging virtual reality and fNIRS, VPAT enables mechanistic de-risking of therapeutic hypotheses related to visuospatial motor integration. This supports target validation and predictive confidence in early discovery for stroke-related cognitive deficits.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses on spatial realignment mechanisms in hemispatial neglect models.
- Operational Value: Enables functional target validation through quantifiable behavioral error reduction and cortical activation patterns.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by providing measurable biomarkers of visuospatial adaptation prior to clinical investment.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated neurobehavioral readouts (pointing error, deviation angle) for high-throughput compound or intervention screening.
- Reproducibility: Standardized calibration protocols (screen and hand position) ensure consistent quantitative outputs across operators and sites.
- Scalability: VR-based system allows rapid deployment and adaptation across diverse participant pools without physical prism hardware constraints.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase mechanistic insights with preclinical validity via fNIRS-measured cortical activation in dorsolateral prefrontal and parietal regions.
- Risk-Adjusted Advancement: Enables go/no-go decisions based on convergent behavioral and neurophysiological adaptation thresholds.
- Disease-Relevant System: Models visuospatial dysfunction relevant to stroke-induced hemispatial neglect, supporting biomarker-aligned preclinical validation.
Pipeline & Workflow Integration
VPAT fits within the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven assessment of neurorepair mechanisms before lead optimization.
- Discovery Biology: Tests pathway-specific hypotheses involving visuomotor integration and attentional reorienting networks.
- Screening: Delivers standardized, quantitative behavioral readouts (pointing error median) suitable for intervention comparison.
- Analytics: Generates fNIRS-derived cortical activation maps that inform target engagement and mechanistic de-risking.
- Translational Research: Alters with preclinical validity through homologous cortical activation patterns in healthy models predictive of patient response.
- Enterprise Reuse: Platform-agnostic VR/fNIRS framework supports reuse across cognitive motor domains beyond neglect.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity by linking behavioral adaptation to prefrontal-parietal cortical activation.
- Operational Value: Eliminates physical prism constraints, enabling faster setup, lower cost, and easier parameter adjustment.
- Strategic Value: Improves go/no-go confidence through multimodal validation (behavioral + neuroimaging), reducing late-stage failure risk.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of neurorehabilitation candidates using objective neurobehavioral thresholds.
Implementation Considerations
- Requires expertise in VR system calibration, fNIRS montage placement, and neurobehavioral task design.
- Dependent on functional near infrared spectroscopy hardware, VR head-mounted display, and depth-sensing camera integration.
- Necessitates cross-team standardization of calibration protocols (screen and hand position) for reproducible multi-site deployment.
- Adaptation considerations include adjusting deviation angles and target distances for varied motor abilities and visual fields.
- Practical limitation: Current validation limited to healthy adults; clinical translation requires stroke patient data.
