18 сентября 2017 г.
Мы описываем Роман виртуальной реальности на основе установки, которая эксплуатирует добровольного контроля одной стороны для улучшения производительности мотор мастерство в другой (обучение). Это достигается путем предоставления в реальном времени на основе движения сенсорной обратной связи, как будто не обучены рука движется. Этот новый подход может использоваться для расширения реабилитации больных с односторонним гемипарез.
Общая цель этой тренировочной установки с использованием виртуальной реальности состоит в том, чтобы увеличить прирост производительности в простом моторном навыке в конечности при отсутствии ее произвольного физического движения. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области обучения моторным навыкам, такие как роль сенсорного восприятия в приобретении навыков. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она позволяет полностью контролировать визуальный и проприоцептивный ввод во время тренировки.
Применение этой техники может распространяться на терапию гемипареза верхних конечностей, поскольку контроль здоровой руки используется для тренировки пораженной руки. Демонстрировать процедуру будет Шири, научный сотрудник из моей лаборатории. Начните с сопровождения испытуемого к испытательному креслу.
Пусть они сядут, вытянув руки вперед ладонями вниз. Поместите гарнитуру виртуальной реальности или виртуальной реальности с наголовной 3D-камерой на объект, чтобы обеспечить визуальную обратную связь в режиме реального времени в режиме онлайн. Убедитесь, что видео с камеры отображается в гарнитуре виртуальной реальности.
Затем наденьте на руки пациента перчатки с датчиками движения, совместимые с МРТ, которые позволят в режиме онлайн контролировать индивидуальное изгибание пальцев на каждой руке. Убедитесь, что субъект видит только виртуальные руки, когда смотрит вниз на место, где находятся его реальные руки. Затем поместите руки объекта в специализированное устройство управления движением и пристегните правый и левый пальцы по отдельности к поршням.
Убедитесь, что объекты могут двигать пальцами правой руки отдельно. Наконец, убедитесь, что произвольное движение пальцев левой руки ограничено, попросив испытуемых двигать левой рукой, пока она находится внутри устройства. Начните с того, что отстегните руки объекта от устройства управления движением.
Затем попросите испытуемых выполнить одномануальное движение пятизначной последовательностью пальцев несколько раз как можно точнее и быстрее нетренирующейся рукой в течение 30 секунд. Далее пристегните руки субъекта к устройству управления движением. Затем подготовьте испытуемого к предстоящему этапу тренировки, чтобы выполнить последовательность движений пальцев активной рукой в самостоятельном темпе.
После оценки проанализируйте данные в специализированном программном обеспечении, которое записывает конфигурацию рук перчаток во время эксперимента. Нажмите «Файл слева от сеанса» и выберите файлы, созданные в левой папке захвата под соответствующей темой. Затем нажмите «Файл справа от сеанса» и выберите файлы, созданные в правой папке захвата под соответствующей темой.
Затем нажмите «Сеанс воспроизведения», чтобы воспроизвести и визуализировать движения виртуальных рук на каждом этапе оценки на основе данных, записанных с датчиков в перчатке для отслеживания движения. Наконец, для каждого шага оценки и каждого испытуемого в отдельности подсчитайте количество полных и правильных последовательностей пальцев, выполненных нетренированной рукой, а затем рассчитайте индекс прироста производительности. Повышение производительности левой рукой после тренировки в перекрестном обучении или КЭ и в условиях визуальной манипуляции было значительно выше по сравнению с результатами, полученными после тренировки с помощью наблюдения левой рукой или после тренировки правой руки с конгруэнтной визуальной обратной связью, которая является традиционной формой CE.In другой группой здоровых испытуемых, где были реализованы три типа обучения. Результаты показали, что добавление пассивного движения пальца левой руки к визуальной манипуляции привело к наибольшему приросту производительности левой руки, который был значительно выше, чем прирост производительности только после визуальной манипуляции.
После освоения этой техники ее можно выполнить примерно за 20 минут, если она выполнена правильно. При выполнении этой процедуры важно обеспечить достаточные перерывы между тренировочными сессиями. Поскольку перчатки и комплект совместимы с МРТ, эту процедуру можно выполнить внутри МРТ-сканера, чтобы ответить на дополнительные вопросы о задействованных нейромеханизмах.
После своего развития эта методика проложила путь исследователям в области обучения моторным навыкам к изучению манипуляций с сенсорной информацией, как визуальной, так и проприоцептивной в процессе приобретения навыков. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как тренировать конечность при отсутствии ее произвольного физического движения. Не забывайте, что работа с пассивным двигательным устройством может быть утомительной, поэтому следует предусмотреть перерывы во время тренировки.
Это исследование представляет новую настройку виртуальной реальности, которая улучшает выполнение моторных навыков на необученной руке через добровольное управление другой рукой. Обеспечивая реальное время обратной связи с сенсорной системой, этот метод может значительно помочь в реабилитации пациентов с односторонней гемипарезией.
Translational neuroscience and rehabilitation R&D increasingly require methods that enable motor skill acquisition when voluntary movement is impaired. This VR-based protocol provides a controlled platform for manipulating sensory feedback, supporting mechanistic de-risking and predictive confidence in early-stage therapeutic hypothesis testing. The approach is positioned to inform portfolio decisions in neurorehabilitation and device-enabled intervention pipelines.
This VR-based sensory manipulation protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for neurorehabilitation and device-enabled therapy development.