仮想現実を使用して 1 つの手から別の運動技能知識を転送するには

バーチャルリアリティを使用したこのトレーニングセットアップの全体的な目標は、自発的な身体の動きがない場合に、手足の単純な運動スキルのパフォーマンスを向上させることです。この方法は、スキル習得における感覚知覚の役割など、運動技能学習の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、トレーニング中に視覚入力と固有受容感覚入力を完全に制御できることです。

この技術の意味は、健康な手の制御が患部の手を訓練するために使用されるため、上肢片麻痺の治療にまで及ぶ可能性があります。その手順を実演するのは、私の研究室の研究助手であるShiriさんです。まず、被験者を試験椅子に案内します。

そして、手を前に出し、手のひらを下に向けて座らせます。ヘッドマウント3Dカメラを搭載したバーチャルリアリティまたはVRヘッドセットを被写体に置き、現実環境のオンライン視覚的フィードバックを提供します。カメラからのビデオがVRヘッドセットに表示されていることを確認します。

次に、モーションセンシングMR互換の手袋を被験者の手に装着し、各手の個々の指の屈曲をオンラインで監視できるようにします。被験者が実際の手の位置を見下ろすときにのみ仮想の手を見るようにします。次に、被験者の手を専用のモーションコントロールデバイスに置き、左右の指を個別にピストンにストラップで固定します。

被験者が右手の指を別々に動かせることを確認してください。最後に、左手がデバイス内にある間、被験者に左手を動かすように依頼することにより、左手の指の自発的な動きが制限されていることを確認します。まず、モーションコントロールデバイスから被験者の手のストラップを外します。

次に、被験者に非トレーニングハンドで30秒間、できるだけ正確かつ迅速にユニマニュアルの5桁の指シーケンスの動きを繰り返し実行させます。次に、被験者の手をモーションコントロールデバイスにストラップで固定します。次に、被験者を次のトレーニングステージに合図して、アクティブな手で自分のペースで指の動きのシーケンスを実行します。

評価後、実験中に手袋から手の構成を記録するカスタマイズされたソフトウェアでデータを分析します。[Session Left File] をクリックし、左側のキャプチャ フォルダで関連する件名の下に作成されたファイルを選択します。次に、[Session Right File] をクリックし、右側のキャプチャ フォルダーに関連する件名の下に作成されたファイルを選択します。

次に、[セッションの再生] をクリックして、モーション トラッキング グローブのセンサーから記録されたデータに基づいて、各評価段階での仮想手の動きを再生および視覚化します。最後に、各評価ステップと各被験者について個別に、訓練を受けていない手で実行された完全で正しい指のシーケンスの数を数え、パフォーマンス向上指数を計算します。クロスエデュケーションまたはCEでのトレーニング後の左手のパフォーマンス向上、および視覚操作条件は、左手の観察によるトレーニング後、または3つのトレーニングタイプが実施された別の健康な被験者のセット CE.In 伝統的な形式である一致する視覚的フィードバックを伴う右手のトレーニング後に得られる利益と比較して有意に高かった。 結果は、視覚操作に受動的な左手の指の動きを追加すると、視覚操作のみ後のパフォーマンス向上よりも有意に高い左手のパフォーマンス向上がもたらされることを示しました。

このテクニックを習得すると、適切に実行すれば約20分で完了します。この手順を試行する際は、トレーニングセッションの間に十分な休憩を確保することが重要です。手袋とセットアップはMRIに対応しているため、この手順はMRIスキャナー内で実行して、関与する根本的な神経メカニズムに関する追加の質問に答えることができます。

その開発後、この技術は、運動技能学習の分野の研究者が、スキル習得の過程で視覚および固有受容性の両方の感覚入力の操作を探求する道を開きました。このビデオを見た後、自発的な身体の動きがない場合に手足をトレーニングする方法をよく理解しているはずです。受動的な移動装置での作業は疲れる可能性があるため、トレーニング中に休憩を取る必要があることを忘れないでください。