Wykorzystanie wirtualnej rzeczywistości do przenoszenia wiedzy o umiejętnościach motorycznych z jednej ręki do drugiej

Ogólnym celem tego układu treningowego z wykorzystaniem rzeczywistości wirtualnej jest zwiększenie przyrostów sprawności w prostej umiejętności motorycznej kończyny w warunkach braku jej dobrowolnego ruchu fizycznego. Metoda ta może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie uczenia się umiejętności motorycznych, takie jak rola percepcji sensorycznej w nabywaniu umiejętności. Główną zaletą tej techniki jest możliwość pełnej kontroli nad dopływem bodźców wizualnych i proprioceptywnych podczas treningu.

Implikacje tej techniki mogą rozciągać się na terapię niedowładu kończyny górnej, ponieważ kontrola zdrowej dłoni jest wykorzystywana do trenowania dłoni objętej niedowładem. Procedurę zaprezentuje Shiri, asystentka badawcza z mojego laboratorium. Należy rozpocząć od odprowadzenia badanego do krzesła testowego.

Następnie poproś badanych o zajęcie miejsca w pozycji siedzącej, z rękami wysuniętymi przed siebie i dłońmi skierowanymi wnętrzem do dołu. Załóż badanemu gogle wirtualnej rzeczywistości (VR) z zamontowaną na głowie kamerą 3D, aby zapewnić wizualną informację zwrotną z otoczenia w czasie rzeczywistym. Upewnij się, że obraz z kamery jest wyświetlany w goglach VR.

Następnie załóż na dłonie badanego rękawice kompatybilne z MR z czujnikami ruchu, które umożliwiają monitorowanie w czasie rzeczywistym zgięcia poszczególnych palców każdej dłoni. Upewnij się, że badany widzi wirtualne dłonie tylko wtedy, gdy patrzy w dół, w miejsce, w którym znajdowałyby się jego prawdziwe dłonie. Następnie umieść dłonie badanego w specjalistycznym urządzeniu do kontroli ruchu i przymocuj pojedynczo prawe oraz lewe palce do tłoków.

Upewnij się, że badani mogą niezależnie poruszać palcami prawej ręki. Na koniec sprawdź, czy ruchy wolicjonalne palców lewej ręki są ograniczone, prosząc badanych o próbę poruszenia lewą ręką, gdy znajduje się ona wewnątrz urządzenia. Rozpocznij od odpięcia rąk badanego od urządzenia do kontroli ruchu.

Następnie należy polecić badanym wielokrotne wykonywanie jednoręcznego ruchu sekwencyjnego pięcioma palcami ręki nietrenowanej, tak dokładnie i szybko, jak to możliwe, przez 30 sekund. Następnie należy przymocować dłonie badanego do urządzenia kontroli ruchu. Po tym czasie należy poinformować badanego o nadchodzącym etapie treningu, polegającym na wykonywaniu sekwencji ruchów palców ręką aktywną we własnym tempie.

Po przeprowadzeniu oceny przeanalizuj dane w specjalistycznym oprogramowaniu, które rejestruje konfigurację dłoni z rękawic podczas eksperymentu. Kliknij Session Left File i wybierz pliki utworzone w folderze przechwytywania lewej dłoni dla odpowiedniego badanego. Następnie kliknij Session Right File i wybierz pliki utworzone w folderze przechwytywania prawej dłoni dla odpowiedniego badanego.

Następnie kliknij Play session, aby odtworzyć i zwizualizować ruchy wirtualnej dłoni podczas każdego etapu oceny na podstawie danych zarejestrowanych przez czujniki w rękawicy do śledzenia ruchu. Na koniec, dla każdego kroku oceny i każdego badanego osobno, oblicz liczbę pełnych i poprawnych sekwencji ruchów palców wykonanych niedyscyplinowaną dłonią, a następnie wylicz wskaźnik przyrostu wydajności. Przyrosty wydajności lewej dłoni po treningu w warunkach edukacji krzyżowej (cross education, CE) oraz manipulacji wizualnej były znacznie wyższe w porównaniu do przyrostów uzyskanych po treningu polegającym na obserwacji lewej dłoni lub po treningu prawej dłoni z congruentnym sprzężeniem zwrotnym wizualnym, co stanowi tradycyjną formę CE. W innej grupie zdrowych ochotników, w której zastosowano trzy rodzaje treningu, wyniki wskazały, że dodanie pasywnego ruchu palców lewej dłoni do manipulacji wizualnej przyniosło najwyższe przyrosty wydajności lewej dłoni, które były istotnie wyższe niż przyrosty wydajności po samej manipulacji wizualnej.

Po opanowaniu techniki, jej wykonanie zajmuje około 20 minut, pod warunkiem że jest przeprowadzana prawidłowo. Podczas realizacji tej procedury ważne jest zapewnienie odpowiednich przerw między sesjami treningowymi. Ponieważ rękawiczki i cały zestaw są kompatybilne z MRI, procedurę tę można przeprowadzić wewnątrz skanera MRI, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące zaangażowanych mechanizmów neurologicznych.

Po opracowaniu technika ta utorowała drogę badaczom z zakresu uczenia się umiejętności motorycznych do eksploracji manipulacji sygnałami sensorycznymi, zarówno wizualnymi, jak i proprioceptywnymi, w procesie nabywania umiejętności. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo dobrze rozumieć, jak trenować kończynę w warunkach braku jej dobrowolnego ruchu fizycznego. Należy pamiętać, że praca z urządzeniem do ruchów pasywnych może być męcząca, dlatego podczas treningu należy zapewnić przerwy.