Method Article

Sanal gerçeklik bir yandan Motor beceri bilgi aktarmak için kullanma

DOI:

10.3791/55965

⸱

September 18th, 2017

 , 
1Sagol School of Neuroscience, Tel-Aviv University, 2School of Psychological Sciences, Tel-Aviv University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biz diğer (eğitimli olmayan) el motor beceri performansını artırmak için bir yandan gönüllü denetimini kullanan bir roman sanal gerçeklik tabanlı kurulum tarif. Bu eğitimli olmayan el hareket ediyor sanki hareket tabanlı gerçek zamanlı duyusal geribildirim sağlayarak elde edilir. Bu yeni yaklaşım tek taraflı Hemiparezi Hastalarında rehabilitasyonu geliştirmek için kullanılabilir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Motor becerileri edinme ilgili olarak gönüllü fiziksel hareketi tarafından eğitim eğitim (örneğin stajyer'ın elleri gözlem ya da pasif hareketi tarafından bir robot cihaz tarafından eğitim) her türlü üstündür. Fiziksel hareket gönüllü denetim sınırlı olduğundan bu belli ki paretic bir uzuv rehabilitasyon büyük bir meydan okuma sunuyor. Burada, bu büyük sorun aşmak potansiyeline sahiptir geliştirdiğimiz bir roman eğitim düzeni açıklayın. Biz bir yandan gönüllü kontrolünü istismar ve öte yandan hareket ediyor sanki gerçek zamanlı hareket tabanlı işlenmiş duyusal geribildirim sağladı. Sanal gerçeklik (VR) aracılığıyla görsel işleme pasif sağ gönüllü parmak hareketleri takip etmek sol parmak Klemensleri bir aygıt ile kombine edildi. Sağlıklı bireylerde bir uzuv yokluğunda gönüllü beden eğitimi, oturum içinde geliştirilmiş performans kazançları göstermektedir. Sağlıklı bireylerde sonuçları eğitim benzersiz VR Kur ile aynı zamanda etkilenen el rehabilitasyonu geliştirmek için sağlıklı el gönüllü kontrolünü sömürerek üst ekstremite hemiparezi olan hastalar için yararlı olabileceğini öneririz.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fiziksel pratik eğitim en etkili şeklidir. Bu yaklaşım iyi kurulmuş1olsa da, eğitim el temel motor yeteneği sınırlı2nerede durumlarda çok zordur. Bu sorunu bypass için geniş ve büyüyen vücut edebiyatının çeşitli dolaylı yaklaşımlar motor eğitim inceledi.

Böyle bir dolaylı eğitim yaklaşım fiziksel uygulama performans kazançları diğer (icra-) eldeki tanıtmak için tek eliyle kullanır. Çapraz-Eğitim (CE) veya intermanual transfer olarak bilinen bu fenomen oldu yoğun 3,4,5,6,7,8,9 okudu ve çeşitli motor görevleri 10,11,12performansı artırmak için kullanılabilir. Örneğin, spor beceri ayarları'nda, bir elinde top sürme eğitim basketbol yetenekleri, eğitimsiz el 13,14,15top sürme arttı aktarır ki çalışmalar göstermiştir.

Başka bir dolaylı yaklaşım, motor öğrenme kullanımı ile görsel ya da duyusal geribildirim kolaylaştırılmıştır. Gözlem tarafından öğrenme, önemli performans artışı elde sadece pasif başkası görev16,17,18,19 gerçekleştirmek gözlemleyerek elde edilebilir kanıtlanmıştır ,20. Benzer şekilde, amac eğitim, hangi pasif ampütasyonu taşınır, aynı zamanda motor görevleri 12,21,22,23,24 performansını artırmak için gösterildi , 25 , 26.

Birlikte, önerilen bu satırlar araştırma duyusal girdi öğrenmede önemli bir rol oynar. Burada, çevrimiçi duyusal geribildirim (görsel ve amac) bir uzuv beden eğitimi sırasında işleme karşı ekstremite artırılmış performans kazanç içinde sonuçları göstermektedir. En iyi performans sonucu yokluğunda onun gönüllü beden eğitimi, bir el veren bir eğitim rejim açıklar. Gerçeği öğrenme - Yani, gözlem, CE ve pasif taşıma tarafından öğrenme üç farklı formları birleştiren, önerilen yöntem kavramsal yenilik bulunur. CE, fenomen yansıtılmış görsel geribildirim ve pasif hareketi ile birlikte öğrenme eğitim bacak gönüllü fiziksel hareketi yokluğunda sağlıklı bireylerde kolaylaştırmak için istismar burada biz incelenmiştir.

Bu kurulum kavramında fiziksel olarak el tren doğrudan girişimlerine farklıdır. Metodolojik düzeyde - 3D sanal gerçeklik ve görsel ve amac giriş doğal bir çevre ortamda manipüle izin özel inşa aygıtları gibi gelişmiş teknolojileri de dahil olmak üzere yeni bir kurulum tanıtmak. Geliştirilmiş sonucunu önerilen eğitim kullanarak gösteren gerçek öğrenme için önemli sonuçları vardır. Örneğin, çocukların yetişkin27,28,29 farklı bir şekilde duyusal geribildirim kullanımı ve motor öğrenme iyileştirmek amacıyla çocuk uygulama uzun süre gerektirebilir. CE kullanımı işlenmiş duyusal geribildirim ile birlikte eğitim süresini azaltmak. Ayrıca, spor becerileri edinme sofistike eğitim bu tür kullanarak kolaylaştırılmış. Son olarak, bu faydalı rehabilitasyon inme gibi tek taraflı motor açıkları olan hastalar için yeni bir yaklaşım geliştirilmesi için kanıtlayabilirim.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aşağıdaki protokol yapılmıştır insan Etik Komitesi, Tel-Aviv University.The tarafından onaylanan yönergeleri doğrultusunda çalışma 2 deneyler içerir – bir görsel düzenleme ve başka bir birleştirme görsel kullanarak amac duyusal manipülasyon ile. Konu bilişsel açıkları veya nörolojik problemler (Edinburgh el kullanımı soru formunu göre), normal görme ve hayır ile teslim sağ rapor sağlıklı bulunmuştur. Onlar saf çalışma amacına ve yazılı Onam çalışmaya katılmak için sağlanan.

1. sanal gerçeklik ortamını kurma

  1. kendi elleriyle ileri bir sandalyede konular sit ve avuç içi aşağı bakacak şekilde.
  2. Sanal gerçeklik (VR) kulaklık gerçek çevrenin online görsel geribildirim sağlamak için başa takılan özel 3D ile kamerayı. Kameradan video içinde VR kulaklık sunulan emin olun.
    Not: Video C# tarafından sunulan özel yazılım, yerleşik kod temeli bir açık kaynak, çapraz platform 3D render motoru üzerine kuruludur.
  3. Yerine bireysel parmak kivrimi her elinde online izleme izin hareket algılama Bay uyumlu eldiven üzerinde. Öyle konular sanal eller sadece nerede gerçek ellerini normalde olurdun yer doğru baktığımızda görüyoruz ki yazılım sanal eller uzayda belirli bir konumda gömer olduğunu olun.
  4. Tüm deney boyunca yazılım kaydeder el yapılandırma tarafından eldiven sağlanan emin olun.
    Not: C tabanlı bir uygulama programı arabirimi (API) kullanır aynı yazılım tarafından eldiven parmakları arasındaki açıları da dahil olmak üzere düşük kalibre edilmiş ham veri ve jest bilgilerine erişmek için katıştırılmış sanal el hareketi denetlenir ' eklem.
  5. Konular yer ' elinde özel bir hareket kontrol aygıtı ve sağ ve sol parmak tek tek pistons bağlayın. Denekler sağ el parmaklarının ayrı ayrı hareket emin olun.
    Not: Sağ el parmak piston pompası bir potansiyometre onların fleksiyon derecesine göre hareket ederler. Bu sırayla her potansiyometre her parmak sağ elinin üzerinde konumunu okur bir modül denetler ve buna karşılık gelen itme/çekme güçleri motors sol el parmak karşılık gelen konuma.
  6. Doğrulamak sol el parmaklarında gönüllü hareketi cihazın içinde bulunan sol eliyle hareket konularının sorarak sınırlıdır.
    Not: Yalnızca etkin (sağda) el parmak hareketi motorlar etkinleştirir, gönüllü sol el parmak hareketi olduğu için imkansız aygıt etkinleştirildiğinde.

2. Deney

Not: deneysel aşamaları için bkz: şekil 1. Her konu üç öğretim-değerlendirme-tren-değerlendirme deneysel seans uygulandı. Yönergeleri ve Değerlendirme aşamalarında ayrıntılarını temsilcisi sonuçları bölümünde sağlanan.

  1. Çöz konular ' hareket kontrol cihazı elinden.
  2. Var unimanual 5 haneli parmak sıralı hareketi önceden tanımlanmış bir zaman dilimi içinde sürekli olarak doğru ve hızlı bir şekilde eğitim-el ile gerçekleştirmek konular (örneğin 30 s). Her bireysel parmak fleksiyon en az 90 derece olmalıdır.
    Not: Parmak (1) dizininden küçük parmak (4) sayılı ve belirli bir 5 haneli sıra yönergeleri içerir. Sıra 4-1-3-2-4 ise, konuları taşımak zorunda onların parmak aşağıdaki sıra ile: küçük-dizin-halka-orta-küçük.
  3. Değerlendirme (Adım 2.2), kayış sonra konu hareket kontrol cihazı ile eller.
  4. Kendi kendine öğreten bir şekilde parmak hareketleri ile aktif el dizisini gerçekleştirmeniz için yaklaşan eğitim sahne hastaya cue.
  5. Değerlendirme aşamalarında 2.1-2.2 tekrar tekrarlayın.

3. Davranışsal veri çözümleme ve performans artışı hesaplama

  1. özelleştirilmiş yazılım eldiven deneyleri sırasında kaydedilen veri dosyalarını okur,'ı tıklatın ' yük sol el veri ' ve içinde oluşturulan dosyaları seçin ' sol Yakalama ' klasörü ilgili konu altında.
    Not: Sitemizde hiçbir farklı klasörler için öncesi ve sonrası değerlendirme. Değerlendirme adım kimlik dosya adlarında.
  2. 'I tıklatın ' yük sağ veri ' ve içinde oluşturulan dosyaları seçin ' sağ yakalama ' klasörü ilgili konu altında.
  3. 'I tıklatın ' gitmek ' yeniden oynatmasını ve her değerlendirme aşamasında hareket takibi eldiven sensörler kaydedilmiş verileri esas sanal el hareketleri görselleştirmek.
  4. Ayrı ayrı, her değerlendirme adım ve her konu sayısını saymak için tam ve doğru parmak dizileri (P) sigara eğitimli el ile gerçekleştirilen.
    Not: yalnızca proksimal Filanji ve el arasındaki açı ulaştığında bir parmak hareketi geçerli sayılır 90˚. Bir 5 haneli sıra yalnızca tüm parmak hareketleri geçerli olsaydı doğru ve eksiksiz olarak kabul edilir.
  5. Hesaplama performans kazançları dizin (G) aşağıdaki formüle göre:
    figure-protocol-1
    nereye P post_training /P pre_training karşılık gelen konuya ' s performans (tam parmak sıraların sayısını) yazı/öncesi eğitim değerlendirme aşamasında sırasıyla.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

duyusal (görsel/amac) geribildirim manipüle edildi iken sağ el parmak hareketleri hızlı dizileri yürütmek için iki deney 36 konular eğitim. Parmak küçük parmak (4) (1) için dizinden numaralandırılmış ve her konu üç ardışık deneysel oturumlarında gibi üç farklı ard arda geliş öğrenmek istedi: 4-1-3-2-4, 4-2-3-1-4 ve 3-1-4-2-3. Her sıra/oturum belirli eğitim türü ile ilişkilendirilmiş ve sıra ile eğitim türü arasında ilişki konular arasında karşı dengeli. Her oturumun başlangıcında konular ile iki el resim (sağ ve sol) ile numaralandırılmış parmak ve altında belirli bir 5 numara sırası tasvir bir öğretim slayt öğrenilmesi gereken parmak hareketleri dizisini temsil eden sunuldu (bkz. şekil 1). Talimatları slayt (12 s) tarafından öncesi eğitim izledi değerlendirme aşaması (30 s). Bu aşamada, online görsel geribildirim olan parmak hareketleri yoked iki sanal el görüntüler oluşuyordu (sanal eller dayalı bir modeli 5DT eldiven araç kutusunda kullanılabilir) konularda gerçek parmak hareketleri için gerçek zamanlı. Böylece, gerçek sol el hareketi sol (uyumlu) sanal el hareketi görsel geribildirim tarafından eşlik etti. Konular sürekli sıra hızlı ve doğru bir biçimde onların sol el ile olarak yürütmek emredildi. Aşağıdaki eğitim aşamasında kendi kendine öğreten bir şekilde belirli bir deneysel koşul altında serisini konular antrenman ör. 15 20 blok, her eğitim bloğu yer alan eğitim sahne sürdü s 9 tarafından takip dönemi istirahat için işaret olarak hizmet sarı boş ekran s. Biz koşullar arasında önemli farklılıklar elde etmek için yeterli olan bizim durumumuzda 20 eğitim blokları kullanılır. Son olarak, bir sonrası eğitim değerlendirme aşaması öncesi eğitim değerlendirme aynı gerçekleştirilmiştir. Her konu üç tür öğretim-değerlendirme-tren-değerlendirme deneysel seans uygulandı. Deneysel her oturum benzersiz eğitim durumu ve parmak sıra ile ilişkili idi. 1 denemede aşağıdaki eğitim koşulları G dizin değerleriyle karşılaştırıldığında: pasif gözlem - konular (1) eğitim gözlenen sanal sol el gerçek her iki ellerini hareketsiz; iken sırası gerçekleştirme (2) CE - fiziksel olarak değil sanal el hareketi uyumlu online görsel geribildirimi alınırken kendi sağ eliyle eğitimli konular; (3) CE + görsel işleme (VM) - önemlisi, online görsel geribildirim sol (uyumsuz) sanal el alırken kendi sağ el ile benzersiz bir 3d deneysel koşul içinde fiziksel olarak konular eğitim oluşturmak için bize izin VR Kur hareket (CE + VM durumu). Sol sanal el parmak hareketi gerçek sağ el parmak hareketi eldiven (Adım 1.4) tarafından tespit dayanıyordu. Tüm koşullarda - konularda el avuç vardı yukarı dönük olacak şekilde. Sanal el parmak hareketi eğitim hızı gözlem koşulu (koşul 1) tarafından konu ortalama hızı önceki etkin sağ el koşullarında (koşulları 2 ve 3) göre ayarlanmış. Öyle ki eğitim gözlem ilk eğitim koşulları nedeniyle dengelemek sırasını neredeydi durumlarda, hızı önceki konu ortalama hızı göre belirlenmiş. Tüm G dizin karşılaştırmalar bir konu içinde eşleştirilmiş-moda farklı eğitim koşulları arasında yapıldı.

Eğitim durumu 3 (CE + görsel işleme) sol el performans artışı kazançları göre anlamlı olarak daha yüksek eğitim sol el gözlem tarafından elde edilmiştir (koşul 1; p < 0,01; iki kuyruklu t-Testi eşleştirilmiş) veya sağ ardından uyumlu görsel geribildirim-CE geleneksel şeklinde eğitim el (koşul 2; p < 0,05; iki kuyruklu eşleştirilmiş t-Testi; Şekil 2 ve Tablo 1). İlginçtir, daha yüksek performans kazanç iki temel eğitim türleri tarafından elde edilen kazançlar toplamı daha uyumsuz görsel geribildirim (CE + VM) ile eğitim vermiştir: sağ elin fiziksel eğitim ve eğitim gözlem sol tarafından fiziksel olmadan hareketi. Bu süper katkı etkisi ne zaman sağ el eğitim konu tarafından kontrol edilir sol el görsel geri besleme ile takıma performans artışı sol elinde sigara doğrusal gelişmiş gösterir. Bu CE ve öğrenme gözlem tarafından bir roman öğrenme düzenine birleştirilebilir etkileşen süreçleri olduğunu anlamına gelir.

Biz de pasif sol el hareketi ilavesi daha sol el performans artışı geliştirmek 18 sağlıklı konular başka bir dizi incelenmiştir. Bu amaçla 2 çalışma, ellerini sol el parmak hareketi denetleyen yukarıda belirtilen özel olarak oluşturulmuş cihazın içinde (Adım 1,7) yerleştirildi iken konular 3 Eğitim türleri ile benzer bir protokol yapıldı. Bu deneyde, konular için 10 blok eğitim. Her eğitim bloğu 50 sürdü s 10 tarafından takip dönemi istirahat için işaret olarak boş bir sarı ekran s. Aşağıdaki üç eğitim türleri kullanılmıştır: (1) CE + VM-eşliğinde eğitim çapraz manipüle görsel geribildirim (çalışma 1 3 durumuna benzer); (2) CE + PM-standart çapraz-eğitim (yani sağ el etkin hareket + şu sanal el hareketi görsel geribildirimi), ile birlikte yapılı pasif hareketi (PM) sol elin; (3) CE + VM + PM-öyle ki sanal el hareketi yaptı karşılık gelen (durum ilk çalışmada kullanılan 3 benzer) görüntülenen görsel giriş manipüle edildi ise fiziksel olarak onların sağ eliyle eğitimli konular. Ancak, Ayrıca, sağ el etkin parmak hareketi yapılı pasif sol el parmak hareketi aygıtı aracılığıyla sonuçlandı.

Görsel işleme pasif sol parmak hareketi ilavesi vermiştir görsel işleme aşağıdaki performans artışı anlamlı olarak daha yüksek olan en yüksek sol performans artışı (şekil 3 ve Tablo 2), tek başına (koşul 1; p < 0,01; iki kuyruklu t-Testi eşleştirilmiş). CE + VM eğitim durumu çalışma 1 benzer olsa da, mutlak G değerleri yalnızca içinde aynı çalışma koşullarında karşılaştırılabilir olduğunu belirtmek gerekir. Gerçeğini (1) eğitim tasarımı biraz farklı olduğunu nedeniyle bu (çalışma palms karşı karşıya 2 aşağı ve değil cihazın farklı süresi/blok eğitim sayısı nedeniyle yukarı) ve (2) her konular farklı bir grup üzerinde yapılan. Önemlisi, her çalışma içinde her konu gerçekleştirilen tüm üç eğitim türü ve G endeksleri koşullarında eşleştirilmiş bir biçimde karşılaştırılır.

figure-results-1
Şekil 1. Deney tasarımı. Tek bir deneysel oturumda şematik gösterimi 1 çalışma. Her konu 3 tür oturumlara gerçekleştirilen. Her oturumda beş basamaklı benzersiz bir dizi eşlenen parmak bir kroki ile birlikte sunuldu. Talimatları sonra konular dizi hızlı ve performans düzeyi ilk değerlendirme için sol elini kullanarak mümkün olduğunca doğru olarak gerçekleştirilen. Daha sonra konular serisini (temsilcisi sonuçları görmek) eğitim türlerinden biri tarafından kendi kendine öğreten bir şekilde eğitti. Eğitimden sonra konular performans düzeyi yeniden değerlendirilmesi için değerlendirme aşaması tekrarladı. 2 çalışmada, genel tasarımı farklı süreleri/tutarı (temsilcisi sonuçlarında detaylı) blok eğitim ile benzer. Resimde elinde temsilyalnızca etkin el (görsel geribildirimin iki sanal eli her zaman yer). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

figure-results-2
Şekil 2. Çalışma 1-sol el performans artışı. Beden eğitimi ile sağ ve sol hareket ediyor (CE + görsel düzenleme; sanki online görsel geribildirim alırken VM; kırmızı) en yüksek sol el performans artışı incelendiğinde diğer eğitim koşullara göre sonuçlandı: sol el gözlem (sarı) ve çapraz-eğitim görsel işleme (yani sağ el eğitim + uyumlu görsel geribildirim şu sanal el olmadan hareket; Yeşil). Hata çubukları SEM arasında 18 konular göstermek. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

figure-results-3
Şekil 3. Çalışma 2-sol el performans artışı. Görsel işleme ile çapraz eğitim (CE + VM + PM; ışık kırmızı) aygıt tarafından pasif sol el parmak hareketi ile birleştirildiğinde en yüksek sol el performans kazanç elde edildi. Çapraz Eğitim görsel işleme (CE + VM; kırmızı) ve çapraz eğitim amac manipülasyon (CE + PM; yeşil) ile takip elde daha anlamlı olarak daha yüksek bir gelişmeydi. Hata çubukları SEM arasında 18 konular göstermek. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

figure-results-4
Tablo 1. 1 veri çalışma. Çalışmada 1 öncesi ve sonrası eğitim Değerlendirme aşamalarında bireysel ilgilinin performans (P). Her hücre içinde 30 s. S-denek doğru gerçekleştirilen tam 5 haneli sıraların sayısını temsil eder. Bu tabloyu indirmek için buraya tıklayınız.

figure-results-5
Tablo 2. 2 veri çalışma. Tablo 1 çalışma 2 için aynı. Bu deneme süresi ve el yönde eğitim 1 deneme daha farklı olduğunu not (bkz: metin). Bu tabloyu indirmek için buraya tıklayınız.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biz bir roman eğitim kurulumunu açıklayan ve nasıl bir gerçek ortamda sanal duyusal geribildirim katıştırma gönüllü kontrol altında eğitimli değil bir el motor öğrenmede en iyi duruma getirir gösterilmektedir. Biz iki modalities geribildirim manipüle: görsel ve amac.

Sunulan protokolünde kaç kritik adımlar vardır. İlk olarak, sistem VR ortamı kurma ayarlarken dikkatli bir şekilde bağlanmalıdır (eldiven, VR kulaklık, kamera ve pasif hareketi aygıt) birkaç ayrı bileşenlerden oluşur. Bu amaçla, deneyci iletişim kuralında tanımlanan tam düzeni sağlamak ve konularda kolaylık doğrulamanız gerekir.

Görsel ve amac düzenleme eğitim sırasında kombinasyonu tarafından gözlem17ve CE3 ile anlamlı olarak daha yüksek performans artışı göre öğrenme gibi varolan diğer eğitim türleri eğitimli olmayan elinde tanıttı ve pasif el hareketleri24,25,26olmadan.

Bir açık soru olup geçerli gösteride gelişmiş performans artışı sürelerini, geribildirim yöntemleri veya el kimlikler (aktif el veya BI-elle yapılan hareketleri sol) eğitim diğer görevlere genelleştirir. Çalışmada basit parmak sıra görev kullanarak sağ elini konular sınırlıydı. Ayrıca, geçerli kurulum proprioception manipülasyon için nispeten kısa vadeli bir eğitimden (parmak fleksiyon/uzantısı gibi) çok sınırlı hareketine izin verir bir sistemine bağlıdır. Daha fazla çalışma davranışları diğer türleri için sunulan Kur generalizability kurmak için gereklidir.

Geçerli kurulum birkaç şekilde genişletilebilir. İlk, yeni türleri yöntemleri, farklı parmak hareketleri sıra görev sırasında bağlama farklı işitsel seslere eklenebilir. Bu daha fazla öğrenme eğitimsiz elinde en iyi duruma getirir bir supra-katkı etkiye neden olabilir. İkinci olarak, sistem geçerli tasarımı kolay bir takas gönüllü hareketli el (geçerli tanımını sağ elinde) ve pasif yapılı el (sol el) arasında sağlar. Gelecekteki çalışmaları nasıl yön (arasında baskın ve olmayan-baskın eller3) Aktarım performans artışı düzeyde sunulan duyusal manipülasyonlar kullanırken değiştirebileceğini incelemek için bu esneklik yararlanmak olabilir. Son olarak, geliştirdiğimiz benzersiz VR Kur daha karmaşık görevleri (as basit parmak sıra görev) adapte olabilir. Topları, iğne ve panoları gibi harici nesnelerin sanal simülasyon zengin ve ilgi çekici eğitim deneyimi sağlayan gerçek ortamda gömülü olabilir.

Gelecekteki uygulamaları gelince, bu çalışmada etkiyi kolayca gibi üst ekstremite Hemiparezi Hastalarında klinik nüfus ile beden eğitimi sağlıklı el ile tanıtılması ve etkilenen el sanki görsel geribildirim sağlama kullanılabilir hareket ediyor. Etkilenen uzuv gönüllü kontrolünü böyle nüfus sınırlı ki, bu eğitim düzeni etkilenen el doğrudan fizik tedavi zorlukları engellemeyi ve belki de daha iyi kurtarma oranları30 ' kaynaklanan potansiyeli sahiptir ,31. Çapraz-Eğitim ve ayna tedavisi ile birlikte köklü rehabilitasyon görevleri, fenomen istismar bu yaklaşım, daha önce klinik hastalarda test edilmemiştir ve daha verimli bir rehabilitasyon sağlamak için potansiyele sahip rejimi. Son olarak, bu kurulum kısmen Bay uyumlu olduğundan, Bütün beyin fonksiyonel manyetik rezonans gibi eğitim12sırasında nişanlı ilgili sinir devreleri soruşturma için görüntüleme (fMRI) kullanımını etkinleştirir.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar onlar rakip hiçbir mali çıkarları var bildirin.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada ben-çekirdek tarafından Program planlama ve bütçeleme Komitesi ve İsrail Bilim Vakfı (grant No 51/11) ve İsrail Bilim Vakfı desteklenmiştir (No 1771/13 ve 2043 verir/13) (RM); Yosef Helal burs nörolojik araştırma, nörolojik araştırma için İsrail Cumhurbaşkanlığı Fahri burs ve Neuroscience Helal okul Bursu (O.O.) için. Fon çalışma tasarım, veri toplama ve analizi, yayımlamaya karar veya el yazması hazırlanması herhangi bir rolü yoktu. Yazarlar E. Kagan ve A. Hakim yardımıyla veri toplama, Lihi Sadeh ve Yuval Wilchfort filme ve kurulum ve O. Levy ve Y. Siman-Tov Rehabit-Tec sistemi için pasif hareketi aygıtına erişim sağlamak için teşekkür ederiz.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Oculus Geliştirme Kiti 1Oculus VROculus Rift DK1, Oculus VR tarafından geliştirilip üretilen bir sanal gerçeklik başlığıdır ve geliştirme kiti içerir.
5DT Veri Eldiveni 14 MRI Sağ elini ve sol elini kullananBeşinci boyut Teknolojileri100-0009 ve 100-00105DT Veri Eldiveni Ultra, modern Hareket Yakalama ve Animasyon Profesyonellerinin katı gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır. Konfor, kullanım kolaylığı, küçük bir form faktörü ve çoklu uygulama sürücüleri sunar. Yüksek veri kalitesi, düşük çapraz korelasyon ve yüksek veri hızı, onu gerçekçi gerçek zamanlı animasyon için ideal hale getirir.
PlayStation Eye KameraSonyPlayStation Eye (ticari marka PLAYSTATION Eye), web kamerasına benzer bir dijital kamera cihazıdır.PlayStation 3. Teknoloji, kamera tarafından çekilen görüntüleri işlemek için bilgisayar görüşü ve hareket tanımayı kullanır.
REHABİLİTASYON SİSTEMİ REHABİD-TECRehabit-Tecwww.rehabit-tec.comRehabit-Tec Rehabilitasyon sistemi, CVA yaralı bir bireyin ayna hareketlerine dayanarak kendi kendine rehabilitasyonunu ilerletmesine izin vermeyi amaçlayan bir rehabilitasyon sistemidir

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Motor learning and control for practitioners. , Routledge. (2017).">Coker, C. A. Motor learning and control for practitioners. , Routledge. (2017).
  2. Constraint-induced movement therapy in the treatment of the upper limb in children with hemiplegic cerebral palsy. Cochrane Database Syst Rev. 18 (2), (2007).">Hoare, B. J., Wasiak, J., Imms, C., Carey, L. Constraint-induced movement therapy in the treatment of the upper limb in children with hemiplegic cerebral palsy. Cochrane Database Syst Rev. 18 (2), (2007).
  3. Interlimb transfer of visuomotor rotations: independence of direction and final position information. Exp Brain Res. 145 (4), 437-447 (2002).">Sainburg, R. L., Wang, J. Interlimb transfer of visuomotor rotations: independence of direction and final position information. Exp Brain Res. 145 (4), 437-447 (2002).
  4. Is interlimb transfer of force-field adaptation a cognitive response to the sudden introduction of load? J Neurosci. 24 (37), 8084-8089 (2004).">Malfait, N., Ostry, D. J. Is interlimb transfer of force-field adaptation a cognitive response to the sudden introduction of load? J Neurosci. 24 (37), 8084-8089 (2004).
  5. Neurophysiological mechanisms involved in transfer of procedural knowledge. J Neurosci. 27 (5), 1045-1053 (2007).">Perez, M. A., Wise, S. P., Willingham, D. T., Cohen, L. G. Neurophysiological mechanisms involved in transfer of procedural knowledge. J Neurosci. 27 (5), 1045-1053 (2007).
  6. Limited transfer of learning between unimanual and bimanual skills within the same limb. Nat Neurosci. 9 (11), 1364-1366 (2006).">Nozaki, D., Kurtzer, I., Scott, S. H. Limited transfer of learning between unimanual and bimanual skills within the same limb. Nat Neurosci. 9 (11), 1364-1366 (2006).
  7. Contralateral effects of unilateral strength training: evidence and possible mechanisms. J Appl Physiol. 101 (5), 1514-1522 (2006).">Carroll, T. J., Herbert, R. D., Munn, J., Lee, M., Gandevia, S. C. Contralateral effects of unilateral strength training: evidence and possible mechanisms. J Appl Physiol. 101 (5), 1514-1522 (2006).
  8. Neuro-physiological adaptations associated with cross-education of strength. Brain Topogr. 20 (2), 77-88 (2007).">Farthing, J. P., Borowsky, R., Chilibeck, P. D., Binsted, G., Sarty, G. E. Neuro-physiological adaptations associated with cross-education of strength. Brain Topogr. 20 (2), 77-88 (2007).
  9. Neural adaptations to resistive exercise: mechanisms and recommendations for training practices. Sports Med. 36 (2), 133-149 (2006).">Gabriel, D. A., Kamen, G., Frost, G. Neural adaptations to resistive exercise: mechanisms and recommendations for training practices. Sports Med. 36 (2), 133-149 (2006).
  10. Asymmetrical intermanual transfer of learning in a sensorimotor task. Exp Brain Res. 202 (4), 927-934 (2010).">Kirsch, W., Hoffmann, J. Asymmetrical intermanual transfer of learning in a sensorimotor task. Exp Brain Res. 202 (4), 927-934 (2010).
  11. Inter-manual transfer and practice: coding of simple motor sequences. Acta Psychol (Amst). 131 (2), 99-109 (2009).">Panzer, S., Krueger, M., Muehlbauer, T., Kovacs, A. J., Shea, C. H. Inter-manual transfer and practice: coding of simple motor sequences. Acta Psychol (Amst). 131 (2), 99-109 (2009).
  12. Neural Network Underlying Intermanual Skill Transfer in Humans. Cell Reports. 17 (11), 2891-2900 (2016).">Ossmy, O., Mukamel, R. Neural Network Underlying Intermanual Skill Transfer in Humans. Cell Reports. 17 (11), 2891-2900 (2016).
  13. Acquisition of a complex basketball-dribbling task in school children as a function of bilateral practice order. Res Q Exerc Sport. 82 (2), 188-197 (2011).">Stockel, T., Weigelt, M., Krug, J. Acquisition of a complex basketball-dribbling task in school children as a function of bilateral practice order. Res Q Exerc Sport. 82 (2), 188-197 (2011).
  14. Brain lateralisation and motor learning: selective effects of dominant and non-dominant hand practice on the early acquisition of throwing skills. Laterality. 17 (1), 18-37 (2012).">Stockel, T., Weigelt, M. Brain lateralisation and motor learning: selective effects of dominant and non-dominant hand practice on the early acquisition of throwing skills. Laterality. 17 (1), 18-37 (2012).
  15. Mirror Visual Feedback Training Improves Intermanual Transfer in a Sport-Specific Task: A Comparison between Different Skill Levels. Neural Plasticity. 2016, (2016).">Steinberg, F., Pixa, N. H., Doppelmayr, M. Mirror Visual Feedback Training Improves Intermanual Transfer in a Sport-Specific Task: A Comparison between Different Skill Levels. Neural Plasticity. 2016, (2016).
  16. Sequence learning by action and observation: evidence for separate mechanisms. Br J Psychol. 94 (Pt 3), 355-372 (2003).">Kelly, S. W., Burton, A. M., Riedel, B., Lynch, E. Sequence learning by action and observation: evidence for separate mechanisms. Br J Psychol. 94 (Pt 3), 355-372 (2003).
  17. Motor learning by observing. Neuron. 46 (1), 153-160 (2005).">Mattar, A. A., Gribble, P. L. Motor learning by observing. Neuron. 46 (1), 153-160 (2005).
  18. Sequence learning by action, observation and action observation. Br J Psychol. 96 (Pt 3), 371-388 (2005).">Bird, G., Osman, M., Saggerson, A., Heyes, C. Sequence learning by action, observation and action observation. Br J Psychol. 96 (Pt 3), 371-388 (2005).
  19. Action observation with kinesthetic illusion can produce human motor plasticity. Eur J Neurosci. 41 (12), 1614-1623 (2015).">Nojima, I., Koganemaru, S., Kawamata, T., Fukuyama, H., Mima, T. Action observation with kinesthetic illusion can produce human motor plasticity. Eur J Neurosci. 41 (12), 1614-1623 (2015).
  20. Activity in superior parietal cortex during training by observation predicts asymmetric learning levels across hands. Scientific reports. , (2016).">Ossmy, O., Mukamel, R. Activity in superior parietal cortex during training by observation predicts asymmetric learning levels across hands. Scientific reports. , (2016).
  21. Perceptual learning in sensorimotor adaptation. J Neurophysiol. 110 (9), 2152-2162 (2013).">Darainy, M., Vahdat, S., Ostry, D. J. Perceptual learning in sensorimotor adaptation. J Neurophysiol. 110 (9), 2152-2162 (2013).
  22. Can proprioceptive training improve motor learning? J Neurophysiol. 108 (12), 3313-3321 (2012).">Wong, J. D., Kistemaker, D. A., Chin, A., Gribble, P. L. Can proprioceptive training improve motor learning? J Neurophysiol. 108 (12), 3313-3321 (2012).
  23. Structure of plasticity in human sensory and motor networks due to perceptual learning. J Neurosci. 34 (7), 2451-2463 (2014).">Vahdat, S., Darainy, M., Ostry, D. J. Structure of plasticity in human sensory and motor networks due to perceptual learning. J Neurosci. 34 (7), 2451-2463 (2014).
  24. Experiencing a reaching task passively with one arm while adapting to a visuomotor rotation with the other can lead to substantial transfer of motor learning across the arms. Neurosci. Lett. 638, 109-113 (2017).">Bao, S., Lei, Y., Wang, J. Experiencing a reaching task passively with one arm while adapting to a visuomotor rotation with the other can lead to substantial transfer of motor learning across the arms. Neurosci. Lett. 638, 109-113 (2017).
  25. Direct-effects and after-effects of visuomotor adaptation with one arm on subsequent performance with the other arm. J Neurophysiol. 114 (1), 468-473 (2015).">Wang, J., Lei, Y. Direct-effects and after-effects of visuomotor adaptation with one arm on subsequent performance with the other arm. J Neurophysiol. 114 (1), 468-473 (2015).
  26. The combined effects of action observation and passive proprioceptive training on adaptive motor learning. Neuroscience. 331, 91-98 (2016).">Lei, Y., Bao, S., Wang, J. The combined effects of action observation and passive proprioceptive training on adaptive motor learning. Neuroscience. 331, 91-98 (2016).
  27. Externally guided control of static grip forces by visual feedback-age and task effects in 3-6-year old children and in adults. Neurosci. Lett. 271 (1), 41-44 (1999).">Blank, R., Heizer, W., Von Voß, H. Externally guided control of static grip forces by visual feedback-age and task effects in 3-6-year old children and in adults. Neurosci. Lett. 271 (1), 41-44 (1999).
  28. Spatial-temporal analysis of movements in children: Motor programs versus feedback in the development of reaching. J Mot Behav. 11 (3), 189-200 (1979).">Hay, L. Spatial-temporal analysis of movements in children: Motor programs versus feedback in the development of reaching. J Mot Behav. 11 (3), 189-200 (1979).
  29. Children's and adults' learning of a visuomanual coordination: role of ongoing visual feedback and of spatial errors as a function of age. Percept Mot Skills. 77 (2), 659-669 (1993).">Fayt, C., Minet, M., Schepens, N. Children's and adults' learning of a visuomanual coordination: role of ongoing visual feedback and of spatial errors as a function of age. Percept Mot Skills. 77 (2), 659-669 (1993).
  30. Constraint-induced movement therapy. Stroke. 35 (11 Suppl 1), 2699-2701 (2004).">Grotta, J. C., et al. Constraint-induced movement therapy. Stroke. 35 (11 Suppl 1), 2699-2701 (2004).
  31. Constraint-Induced Movement Therapy: a new family of techniques with broad application to physical rehabilitation--a clinical review. J Rehabil Res Dev. 36 (3), 237(1999).">Taub, E., Uswatte, G., Pidikiti, R. Constraint-Induced Movement Therapy: a new family of techniques with broad application to physical rehabilitation--a clinical review. J Rehabil Res Dev. 36 (3), 237(1999).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Virtual Reality TrainingMotor Skill LearningCross EducationSensory FeedbackPassive Movement DeviceUpper Limb HemiparesisMotion Tracking GlovesVisual ManipulationProprioceptive InputPerformance Gains

Related Articles