استخدام الواقع الافتراضي لنقل المعارف المهارات الحركية من جهة إلى أخرى

Published 9/18/2017
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Behavior
 

Summary

يصف لنا رواية إعداد استناداً إلى الواقع الافتراضي الذي يستغل التحكم الطوعي من ناحية تحسين أداء المهارات الحركية في اليد الأخرى (غير المدربين). ويتحقق ذلك بتوفير التغذية المرتدة في الوقت الحقيقي الحسي القائم على الحركة كما إذا كان يتحرك ناحية غير المدربين. يمكن استخدام هذا النهج الجديد تعزيز إعادة التأهيل للمرضى الذين يعانون من هيميباريسيس الأحادية.

Cite this Article

Copy Citation

Ossmy, O., Mukamel, R. Using Virtual Reality to Transfer Motor Skill Knowledge from One Hand to Another. J. Vis. Exp. (127), e55965, doi:10.3791/55965 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

وبقدر ما يتعلق باكتساب المهارات الحركية، التدريب بالحركة المادية الطوعية متفوقة على جميع الأشكال الأخرى للتدريب (التدريب مثلاً بحركة المراقبة أو السلبي في يديه المتدرب بجهاز روبوتية). ومن الواضح أن هذا يمثل تحديا رئيسيا في إعادة تأهيل أطرافهم باريتيك نظراً لمراقبة التبرعات للحركة المادية محدودة. هنا، يمكننا وصف خطة تدريب رواية وضعنا الذي لديه القدرة على التحايل على هذا التحدي الكبير. نحن استغلال السيطرة الطوعية من جهة وتقديم الملاحظات في الوقت الحقيقي على أساس حركة التلاعب الحسي كما إذا كان يتحرك اليد الأخرى. التلاعب البصري عن طريق الواقع الافتراضي (VR) كان جنبا إلى جنب مع جهاز مقرن أصابع اليسرى سلبية اتباع حركات اليد اليمنى الإصبع الطوعية. في مواضيع صحية، نبدي المكاسب الأداء المحسن داخل الدورة من أطرافهم في غياب التدريب البدني الطوعية. وتشير النتائج في مواضيع صحية إلى أن التدريب مع الإعداد VR فريدة من نوعها قد يكون مفيداً للمرضى الذين يعانون من هيميباريسيس أطرافهم العليا أيضا باستغلال السيطرة من ناحية صحية لتحسين إعادة تأهيل أيديهم المتضررة على التبرعات.

Introduction

الممارسة الفعلية هو الشكل الأكثر كفاءة للتدريب. على الرغم من أن هذا النهج هو راسخة1، أنها صعبة للغاية في الحالات التي يكون فيها القدرة الحركية الأساسية من ناحية التدريب المحدودة2. لتجاوز هذه المشكلة، بحثت مجموعة كبيرة ومتنامية من المؤلفات مختلف النهج غير المباشرة للتدريب الحركي.

يستخدم أحد هذه النهج التدريب غير المباشر الممارسة الفعلية مع جهة لإدخال المكاسب الأداء في اليد الأخرى (غير تمارس). هذه الظاهرة، والمعروفة باسم الصليب-التعليم (CE) أو نقل إينتيرمانوال، وقد درس على نطاق واسع 3،4،،من56،،من78،9 وتستخدم لتحسين الأداء في مختلف المهام الحركية 10،،من1112. على سبيل المثال، في إعدادات المهارات الرياضية، أثبتت الدراسات أن التدريب في كرة السلة المراوغة في ناحية التحويلات إلى زيادة المراوغة قدرات في اليد الأخرى، غير مدربين 13،،من1415.

في نهج آخر غير مباشر، هو تيسير التعلم الحركي من خلال استخدام التغذية المرتدة البصرية أو الحسية. في التعلم بالملاحظة، وقد ثبت أنه يمكن الحصول على مكاسب كبيرة في الأداء ببساطة عن طريق مراقبة سلبية شخص آخر القيام بالمهمة16،،من1718،19 ،20. وبالمثل، كان التدريب المخصوص، الذي نقل سلبية أطرافهم، أظهرت أيضا لتحسين الأداء على المهام الحركية 12،21،22،،من2324 , 25 , 26.

معا، هذه الأسطر من البحوث تشير إلى أن المدخلات الحسية دوراً هاما في التعلم. هنا، علينا أن نظهر أن التلاعب على الإنترنت ردود الفعل الحسية (البصرية والتحفيز) أثناء التدريب البدني من طرف واحد يؤدي إلى كسب الأداء المعزز في الجزء الآخر. يصف لنا نظام تدريب التي تسفر عن نتائج الأداء الأمثل في يد، وفي غياب التدريب البدني بالتبرعات. الجدة المفاهيمي الأسلوب المقترح تكمن في أنها تجمع بين ثلاثة أشكال مختلفة من التعلم-إلا وهو التعلم عن طريق الملاحظة، CE، وحركة سلبية. هنا قمنا بدراسة ما إذا كان يمكن أن تستغل ظاهرة CE، جنبا إلى جنب مع الملاحظات المرئية التي لها نسخ متطابقة وحركة سلبية، لتيسير التعلم في مواضيع صحية في غياب الطوعية الحركة المادية لتقويم التدريب.

هذا المفهوم في هذا الإعداد يختلف عن محاولات مباشرة لتدريب اليد فعلياً. على المستوى المنهجي-نقدم إعداد جديدة بما في ذلك التكنولوجيات المتقدمة مثل الواقع الافتراضي ثلاثي الأبعاد، والأجهزة بنيت مخصصة تسمح معالجة المدخلات البصرية والتحفيز في إعداد البيئة طبيعية. مما يدل على تحسن نتائج استخدام التدريب المقترح آثار رئيسية للتعلم في العالم الحقيقي. على سبيل المثال، استخدام الأطفال لردود الفعل الحسية بطريقة مختلفة عن الكبار27،،من2829 ومن أجل تحسين التعلم الحركي، الأطفال قد تتطلب فترات أطول من الممارسة. استخدام CE جنبا إلى جنب مع ردود الفعل الحسية التلاعب قد تقلل من مدة التدريب. وعلاوة على ذلك، قد تيسر اكتساب المهارات الرياضية باستخدام هذا النوع من التدريب المتطور. وأخيراً، يمكن أن يثبت هذا مفيد لتطوير نهج جديد لإعادة التأهيل للمرضى الذين يعانون من العجز الحركي الانفرادية مثل السكتة الدماغية.

Protocol

البروتوكول التالية أجريت وفقا للمبادئ التوجيهية التي اعتمدتها اللجنة الأخلاقيات البشرية في تل أبيب University.The وتشمل الدراسة تجارب 2 – واحد باستخدام التلاعب البصرية، والجمع بين آخر مرئي مع التلاعب الحسي المخصوص. وكانت مواضيع صحية، ذكرت حق سلم (وفقا للاستبيان الطغيان أدنبرة)، مع الرؤية العادية وليس العجز الإدراكي أو مشاكل عصبية. كانوا من السذاجة وغرض الدراسة وقدمت الموافقة الخطية للمشاركة في الدراسة-

1-إعداد بيئة "الواقع الافتراضي"

  1. مواضيع الجلوس على كرسي بأيديهم إلى الأمام والنخيل التي تواجه.
  2. وضعت
  3. على الواقع الافتراضي سماعة الرأس (VR) مع الكاميرا 3D المتخصصة لتوفير ملاحظات مرئية على الإنترنت للبيئة الحقيقية مثبتة على رأسه. تأكد من أن يعرض شريط الفيديو من الكاميرا في سماعة الرأس VR.
    ملاحظة: الفيديو هو المقدمة من C# تعليمات البرمجة الأساسية برامج مخصصة، بنيت استناداً إلى محرك تقديم ثلاثي الأبعاد مفتوح المصدر، عبر منصة-
  4. وضع قفازات المتوافقة مع السيد اقتراح الاستشعار التي تسمح لرصد الإنترنت فليشر الإصبع الفردية في كل ناحية. التأكد من أن البرنامج يضمن أيدي الظاهري في موقع معين في الفضاء أن المواضيع انظر أيدي الظاهري فقط عندما غمط صوب المكان حيث تكون عادة أيديهم الحقيقية.
  5. في جميع أنحاء كامل التجربة، تأكد من البرنامج السجلات من ناحية التكوين المقدمة من القفازات.
    ملاحظة: حركة اليد الافتراضية المضمنة يتم التحكم بنفس البرنامج الذي يستخدم واجهة البرنامج تطبيق يستند إلى ج (API) للوصول إلى معلومات البيانات ولفته الخام معايرة من القفازات بما في ذلك الزوايا بين أصابع ' المفاصل.
  6. ضع
  7. المواضيع التي ' اليدين في حركة متخصصة جهاز التحكم وحزام الأصابع اليمنى واليسرى على حدة بيستونز. تأكد من المواضيع التي يمكن أن تتحرك أصابع يده اليمنى بشكل منفصل.
    ملاحظة: نقل بيستونز إصبع يده اليمنى المكبس على الجهد وفقا لدرجة على الانحناء. وهذا بدوره يتحكم وحدة نمطية الذي يقرأ موقع كل الجهد على كل إصبع من اليد اليمنى والمحركات القوى الذي دفع/سحب المقابل غادر أصابع اليد إلى موقف المقابلة.
  8. التحقق من أن الحركة الطوعية من أصابع اليد اليسرى مقيدة بطرح المواضيع التي تتحرك اليد اليسرى في حين يقع داخل الجهاز-
    ملاحظة: منذ ذلك الحين فقط تنشيط حركة أصابع اليد (يمين) النشطة المحركات، حركة إصبع يده اليسرى الطوعية من المستحيل عند تشغيل الجهاز-

2. إجراء التجربة

ملاحظة: انظر الشكل 1 في المراحل التجريبية. كل موضوع خضع لثلاث دورات تجريبية التعليمات-التقييم-القطار-التقييم. وترد تفاصيل التعليمات ومراحل التقييم في مقطع تمثيلي النتائج.

  1. أونستراب المواضيع ' أيدي من جهاز مراقبة الحركة-
  2. وقد
  3. المواضيع التي تؤدي أونيمانوال إصبع 5 أرقام تسلسل حركة مرارا وتكرارا دقة وسرعة ممكنة باليد لغير أغراض التدريب في غضون فترة زمنية محددة مسبقاً (مثلاً 30 s). كل الانحناء الإصبع الفردية يجب أن تكون على الأقل 90 درجة.
    ملاحظة: يتم ترقيم الأصابع من فهرس (1) للاصبع الصغير (4) والتعليمات تشمل 5 أرقام تسلسل معين. إذا كان التسلسل 4-1-3-2-4، يكون الأمر الموضوعات على تحريك أصابعهم بالترتيب التالي: القليل-فهرس-خاتم-الأوسط-قليلاً-
  4. بعد التقييم (الخطوة 2، 2)، حزام أيدي الموضوع إلى جهاز مراقبة الحركة-
  5. جديلة المريض إلى مرحلة التدريب المقبلة إجراء تسلسل حركات الأصابع مع اليد النشطة بطريقة تناسبهم.
  6. تكرار التقييم مراحل 2.1-2.2 مرة أخرى.

3. تحليل البيانات السلوكية وحساب المكاسب الأداء

  1. في برنامج مخصص الذي يقرأ ملفات البيانات للقفازات سجلت أثناء التجارب، انقر فوق ' تحميل بيانات اليد اليسرى ' واختر الملفات التي تم إنشاؤها في ' اليد اليسرى التقاط ' المجلد تحت هذا الموضوع ذات الصلة-
    ملاحظة: لا توجد أية مجلدات مختلفة لما قبل والتقييمات اللاحقة. تحتوي أسماء الملفات على تحديد الخطوة التقييم.
  2. انقر فوق ' تحميل بيانات اليد اليمنى ' واختر الملفات التي تم إنشاؤها في ' "القبض على اليد اليمنى" ' المجلد تحت هذا الموضوع ذات الصلة.
  3. انقر فوق ' اذهب ' للإعادة وتصور حركات اليدين الظاهري خلال كل مرحلة من مراحل التقييم استناداً إلى البيانات المسجلة من أجهزة الاستشعار في القفازات تتبع الحركة.
  4. كاملة لكل خطوة من خطوات التقييم وكل موضوع على حدة، عدد وتسلسل الإصبع الصحيحة (ع) يقوم باليد غير مدربين.
    ملاحظة: حركة إصبع يعتبر صالحاً فقط عندما وصلت إلى الزاوية بين الكتائب الدانية، والسنعيه 90 ˚. تسلسل أرقام 5 تعتبر كاملة وصحيحة فقط إذا كانت كافة حركات الأصابع صالحة.
  5. أداء حساب مكاسب مؤشر (ز) وفقا للصيغة التالية:
    Equation
    "حيث ف" post_training/P pre_training تتوافق مع هذا الموضوع ' s الأداء (عدد تسلسل الإصبع كاملة) في التدريب قبل الوظيفة/ مرحلة التقييم على التوالي-

Representative Results

تدريب 36 المواضيع في التجربتين تنفيذ تسلسل سريع لحركات الأصابع اليد اليمنى بينما تم التلاعب بها الملاحظات الحسية (البصرية/المخصوص). أصابع الاتهام كانت مرقمة من فهرس (1) للاصبع الصغير (4)، وطلب من كل موضوع تعلم تسلسلات مختلفة الثلاثة في ثلاث دورات متتالية التجريبية مثل: 4-1-3-2-4، 4-2-3-1-4 و 3-1-4-2-3. كل تسلسل/الدورة كان مرتبطاً بنوع تدريب محددة وكان يعادله الاقتران بين التسلسل ونوع التدريب عبر المواضيع. في بداية كل دورة، عرضت المواضيع مع شريحة تعليمات التي صورت اثنين من ناحية الرسوم التوضيحية (اليمين واليسار) مع الأصابع المرقمة وتسلسل رقمي 5 محددة تحت، تمثل تسلسل حركات الأصابع يمكن تعلمه (انظر الشكل 1). الشريحة تعليمات (12 s) وأعقب التدريب ما قبل مرحلة التقييم (30 ثانية). في هذه المرحلة، تألفت الملاحظات البصرية على الإنترنت لعرض اثنين من أيدي الظاهري حركات الأصابع الذين كانوا مسيحيين في الوقت الحقيقي لحركات الأصابع الفعلية المواضيع (الظاهري أيدي تستند إلى نموذج متوفرة في مربع الأدوات قفازات 5DT). وبالتالي، رافق حركة اليد اليسرى الحقيقي الملاحظات البصرية لحركة اليسار اليد الظاهري (متطابقة). مواضيع صدرت تعليمات لتنفيذ التسلسل مرارا وتكرارا بسرعة ودقة قدر الإمكان مع اليد اليسرى. في المرحلة التالية من التدريب، تدريب المواضيع المتعلقة بتسلسل تحت شرط تجريبية محددة بطريقة تناسبهم. مرحلة التدريب الواردة 20 كتل، كل كتلة تدريبية استغرقت 15 s يليه 9 ق شاشة فارغة صفراء، كانت بمثابة الرمز ليستريح فترة. كنا 20 التدريب كتل، والتي كانت كافية للحصول على وجود اختلافات كبيرة بين الأوضاع في حالتنا. وأخيراً، ما بعد تدريب وأجرى تقييم مرحلة مماثلة لتقييم التدريب قبل. وخضع كل موضوع هذه التعليمات-التقييم-القطار-التقييم التجريبي الدورات الثلاث. وكان كل دورة تجريبية المقترنة مع تسلسل حالة وأصابع تدريبية فريدة من نوعها. في تجربة 1، يمكننا مقارنة قيم الفهرس ز عبر التدريب الشروط التالية: (1) التدريب بمراقبة-مواضيع سلبية لاحظ اليد اليسرى الظاهري أداء التسلسل بينما كانت أيديهم الحقيقية غير متحرك؛ (2) م-مواضيع تدريب جسديا مع تلك اليد اليمنى أثناء تلقي الملاحظات البصرية على الإنترنت المنسجمة مع حركة اليد حق الظاهري؛ (3) م + التلاعب البصرية (VM)--الأهم من ذلك، برنامج الإعداد VR سمح لنا بإنشاء شرط تجريبية 3d فريدة من نوعها فيها مواضيع تدريب فعلياً مع تلك اليد اليمنى أثناء تلقي الملاحظات البصرية على الإنترنت من اليد اليسرى (تتعارض) الظاهري حركة (CE + VM الشرط). حركة إصبع يده اليسرى الظاهري يستند إلى حركة إصبع يده اليمنى الحقيقي الكشف عنها بواسطة القفازات (الخطوة 1، 4). في جميع الأحوال-مواجهة على كف يد المواضيع. وتيرة حركة أصابع اليد الظاهري في التدريب بشرط المراقبة (الحالة 1) كان تعيين استناداً إلى معدل متوسط لهذا الموضوع خلال اليد اليمنى النشطة الشروط السابقة (شروط 2 و 3). في الحالات التي يكون فيها ترتيب شروط التدريب نظراً لموازنة ذلك التدريب بالمراقبة للمرة الأولى، تم تعيين الوتيرة استناداً إلى على متوسط سرعة الموضوع السابق. أجريت المقارنات الفهرس ز جميع بطريقة إرفاقها ضمن هذا الموضوع عبر ظروف مختلفة للتدريب.

اليد اليسرى المكاسب الأداء بعد التدريب في حالة 3 (CE + التلاعب البصرية) أعلى بكثير بالنسبة للمكاسب التي حصلت بعد التدريب المراقبة اليد اليسرى (الشرط 1; p < 0.01؛ والذيل اثنين إقران اختبار t) أو في أعقاب حق من ناحية التدريب مع الملاحظات البصرية المنسجمة – الشكل التقليدي ل CE (الشرط 2; p < 0.05؛ وهما الذيل إقران اختبار t؛ الشكل 2 و الجدول 1). من المثير للاهتمام، التدريب مع الملاحظات المرئية تتعارض (CE + VM) أسفرت عن كسب الأداء أعلى من مجموع المكاسب التي حصلت عليها نوعين من التدريب الأساسي: التدريب البدني لليد اليمنى، والتدريب بالمراقبة من الأيسر دون البدنية حركة. يوضح هذا التأثير سوبر المضافة أن المكاسب الأداء في اليد اليسرى تزداد غير خطيا عندما تستكمل تدريب اليد اليمنى مع اليد اليسرى الملاحظات المرئية التي يسيطر عليها هذا الموضوع. وهذا يعني أن CE والتعلم بالملاحظة هي عمليات التفاعل التي يمكن دمجها إلى نظام تعلم رواية.

بحثنا أيضا في مجموعة أخرى من الأصحاء 18 سواء إضافة حركة اليد اليسرى سلبية يمكن مواصلة تعزيز المكاسب الأداء اليد اليسرى. وتحقيقا لهذه الغاية في دراسة 2، مواضيع خضع بروتوكول مماثل مع 3 أنواع التدريب لحين وضع أيديهم داخل الجهاز المواصفات المذكورة آنفا (الخطوة 1، 7) الذي يتحكم بحركة إصبع يده اليسرى. في هذه التجربة، درب المواضيع لكتل 10. كل كتلة تدريبية استغرقت 50 s متبوعاً 10 ق شاشة فارغة الأصفر كانت بمثابة الرمز ليستريح فترة. واستخدمت أنواع التدريب الثلاثة التالية: (1) CE + VM – عبر التعليم مصحوبا بالتلاعب بها الملاحظات البصرية (مشابهة لحالة 3 من الدراسة 1)؛ (2) CE + م – القياسية عبر التعليم (أي اليد اليمنى حركة نشطة + الملاحظات البصرية لحركة اليد حق الظاهري)، جنبا إلى جنب مع مسيحيين السلبي حركة (م) من اليد اليسرى. (3) م + VM + م – موضوعات تدريب جسديا من ناحية اليمين بينما تم التلاعب بها المدخلات البصرية بالمقابل ترك حركة اليد الظاهرية تم عرضها (مشابهة للشرط 3 المستخدمة في الدراسة الأولى). بيد وبالإضافة إلى ذلك، أدت حركة نشطة إصبع يده اليمنى في حركة الإصبع اليد اليسرى سلبية مسيحيين من خلال الجهاز.

إضافة حركة الإصبع الأيمن السلبي للتلاعب بالمرئي، أسفرت عن أعلى أداء الأيسر المكاسب (الشكل 3 و الجدول 2)، التي كانت أعلى بكثير من المكاسب الأداء بعد التلاعب بالمرئي وحدها (الشرط 1; p < 0.01؛ والذيل اثنين إقران اختبار t). تجدر الإشارة إلى أنه رغم أن حالة التدريب CE + VM مشابهة لذلك في الدراسة 1، المطلقة ز القيم فقط قابلة للمقارنة عبر الظروف داخل نفس الدراسة. وهذا يرجع إلى أن تصميم التدريب (1) كانت مختلفة قليلاً (في الدراسة 2 تواجه النخيل أسفل ولم يصل بسبب الجهاز، المدة/عدد مختلف من التدريب كتل) و (2) كل تجربة أجريت على مجموعة مختلفة من المواضيع. الأهم من ذلك، داخل كل دراسة، كل موضوع إجراء جميع أنواع التدريب الثلاثة وهي مقارنة مؤشرات ز عبر الشروط بطريقة الاقتران.

Figure 1
رقم 1. تجربة تصميم. توضيح تخطيطي لدورة تجريبية واحدة في دراسة 1. كل موضوع تنفيذ 3 مثل هذه الدورات. وقدم تسلسلاً فريداً من خمسة أرقام في كل دورة، جنبا إلى جنب مع رسم الأصابع المعينة. بعد التعليمات، يقوم المواضيع بالتسلسل سريعة ودقيقة قدر الإمكان باستخدام اليد اليسرى للتقييم الأولى لمستوى الأداء. المقبل، تدريب المواضيع المتعلقة بتسلسل من أحد أنواع التدريب (انظر نتائج الممثل) بطريقة تناسبهم. بعد التدريب، تكرار المواضيع مرحلة التقييم لإعادة تقييم لمستوى الأداء. في الدراسة 2، كان التصميم العام مماثلة، بمدد مختلفة/مقدار التدريب كتل (مفصلة في نتائج تمثيلية). تمثل الأيدي في التوضيحاليد النشطة فقط (التغذية المرتدة البصرية الواردة دائماً اثنين من أيدي الظاهري). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
رقم 2. دراسة 1-المكاسب الأداء اليد اليسرى. التدريب البدني مع اليد اليمنى أثناء تلقي الملاحظات البصرية على الإنترنت كما لو كان هو تحريك اليد اليسرى (CE + التلاعب البصرية؛ الجهاز الظاهري؛ الأحمر) أدت إلى مكاسب الأداء اليد اليسرى أعلى بالنسبة لظروف التدريب الأخرى دراسة: مراقبة اليد اليسرى (أصفر)، والصليب-التعليم دون التلاعب البصرية (أي تدريب اليد اليمنى + الملاحظات البصرية المتطابقة من ناحية اليمين الظاهري الحركة؛ الأخضر). أشرطة الخطأ الدلالة SEM عبر مواضيع 18. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3. الدراسة 2-المكاسب الأداء اليد اليسرى. تم الحصول على كسب الأداء اليد اليسرى أعلى عندما عبر التعليم مع التلاعب البصرية كان جنبا إلى جنب مع حركة إصبع يده اليسرى سلبية بالجهاز (CE + VM + م؛ الضوء الأحمر). وهذا التحسن كان أعلى بكثير من التي تم الحصول عليها بعد التعليم عبر التلاعب البصري (م + VM؛ الأحمر) وعبر التعليم مع التلاعب المخصوص (م + م؛ الأخضر). أشرطة الخطأ الدلالة SEM عبر مواضيع 18. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Table 1
الجدول 1. دراسة البيانات 1- الأداء الفردي للموضوع (ع) خلال مراحل ما قبل وما بعد التدريب التقييم في الدراسة 1. كل خلية تمثل عدد المنجز بشكل صحيح تسلسل 5 أرقام كاملة داخل ق س. 30 – رقم الموضوع. اضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

Table 2
الجدول 2. دراسة البيانات 2- نفس الجدول 1 للدراسة 2. علما أن التدريب التوجه المدة واليد في هذه التجربة كانت مختلفة عن تجربة 1 (انظر النص). اضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

Discussion

وصف إعداد تدريب رواية، وتبين كيفية تضمين الملاحظات الحسية الظاهرية في بيئة العالم الحقيقي يحسن التعلم الحركي في يد التي لم يتم تدريب تحت السيطرة الطوعية. نحن التلاعب التغذية المرتدة في طريقتين: البصرية والتحفيز.

وهناك بعض الخطوات الحاسمة في البروتوكول المقدم. أولاً، أن النظام يتكون من عدة مكونات منفصلة (قفازات VR سماعة رأس، وكاميرا وجهاز الحركة السلبية) التي ينبغي أن تكون ذات صلة بعناية أثناء إعداد البيئة VR. تحقيقا لهذه الغاية، ينبغي الحفاظ ترتيب بالضبط المبينة في البروتوكول المجرب والتحقق من الملاءمة للمواضيع.

مزيج التلاعب البصرية والتحفيز من خلال التدريب وعرض المكاسب الأداء أعلى بكثير في اليد غير المدربين بالنسبة لأنواع التدريب الأخرى الموجودة مثل التعلم المراقبة17و م3 مع ودون يد الخامل الحركات24،،من2526.

تساؤل عما إذا كانت المكاسب الأداء المعزز في التظاهرة الحالية يعمم لمهام أخرى، التدريب المدد، وطرائق التغذية المرتدة أو هويات اليد (يسار اليد النشطة، أو حركات ثنائية-دليل). الدراسة الحالية اقتصرت على مواضيع اليد اليمنى باستخدام مهمة تسلسل إصبع بسيطة. بالإضافة إلى ذلك، تستند التلاعب بوضع الجسم في الإعداد الحالي لنظام يسمح حركات محدودة للغاية (مثل إصبع الانحناء/extension) لتدريب قصير المدى نسبيا. المزيد من العمل مطلوب لإنشاء جينيراليزابيليتي إعداد عرض لأنواع أخرى من السلوك.

ويمكن تمديد الإعداد الحالي في عدة طرق. يمكن إضافة أنواع الطرائق الجديدة الأولى، وعلى سبيل المثال، ملزمة الأصوات السمعية المختلفة لحركات الأصابع مختلفة أثناء تسلسل للمهمة. قد ينتج هذا عن تأثير الحاشية المضافة التي سيتم مواصلة تحسين التعلم في اليد غير مدربين. ثانيا، تمكن التصميم الحالي للنظام مبادلة سهلة بين اليد تتحرك الطوعية (اليد اليمنى في وصف الحالية)، ومن ناحية سلبية يوكيد (اليد اليسرى). يمكن الاستفادة من الدراسات المستقبلية على هذه المرونة لدراسة كيف يمكن تعديل اتجاهية لنقل (بين أيدي المهيمنة وغير المهيمنة3) مستوى الأداء عند استخدام ألاعيب الحسية المقدمة. أخيرا، قد يكون الإعداد VR فريدة طورنا تكييفها لمهام أكثر تعقيداً (بدلاً من مهمة تسلسل إصبع بسيطة). يمكن تضمين المحاكاة الافتراضية لكائنات خارجية مثل الكرات ودبابيس والمجالس في البيئة الحقيقية توفير تجربة تدريبية غنية وجذابة.

أما بالنسبة للتطبيقات المستقبلية، أثر الموصوفة في هذه الدراسة يمكن سهولة استخدامها مع السكان السريرية مثل المرضى الذين يعانون من هيميباريسيس أطرافهم العليا بإدخال التدريب البدني مع جهة صحية، وتوفير التغذية المرتدة البصرية كما لو كانت الجهة المتضررة تتحرك. نظراً لأن الرقابة الطوعية من أطرافهم المتضررة محدود بهؤلاء السكان، نظام التدريب هذا لديه القدرة على التحايل على تحديات مباشرة العلاج الطبيعي للجهة المتضررة، وربما أدى إلى تحسين معدلات الاسترداد30 ،31. هذا النهج، استغلال هذه الظاهرة عبر التعليم والعلاج مرآة، جنبا إلى جنب مع مهام التأهيل الراسخة، لم يتم اختباره من قبل في المرضى السريرية ولديها الإمكانات لتوفير إعادة تأهيل أكثر كفاءة النظام. أخيرا، منذ هذا الإعداد هو جزئيا السيد متوافقة، فإنه يمكن استخدام الدماغ كلياً وظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي (الرنين المغناطيسي الوظيفي) للتحقيق في الدوائر العصبية ذات الصلة خلال هذا التدريب12.

Disclosures

الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.

Acknowledgements

هذه الدراسة كان يدعمها برنامج التخطيط و "لجنة الميزانية" و "مؤسسة العلوم إسرائيل" (منحة رقم 51/11)، و "مؤسسة العلوم إسرائيل" أنا-الأساسية (منح رقم 1771/13 و 2043/13) (جمهورية مقدونيا)؛ ساجل يوسف منحة دراسية لأبحاث علم الأعصاب والمنح الفخرية الرئاسة الإسرائيلية "أبحاث علم الأعصاب"، والزمالة "المدرسية ساجل لعلم الأعصاب" (O.O.). وكان الممولين أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات والتحليل، وقرار نشر أو إعداد المخطوطة. يشكر المؤلفون كاغان هاء-والحكيم أ للمساعدة في الحصول على البيانات، وسادية Lihi ويوفال ويلشفورت بالتصوير والإعداد، وليفي O. و Y. سيمان-طوف من "نظام" رابية-تك لتوفير إمكانية الوصول إلى جهاز الحركة السلبية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Oculus Development Kit 1 Oculus VR The Oculus Rift DK1 is a virtual reality headset developed and manufactured by Oculus VR, and contains development kit.
5DT Data Glove 14 MRI Right-handed and left handed Fifth dimension Technologies 100-0009 and 100-0010 The 5DT Data Glove Ultra is designed to satisfy the stringent requirements of modern Motion Capture and Animation Professionals. It offers comfort, ease of use, a small form factor and multiple application drivers. The high data quality, low cross-correlation and high data rate make it ideal for realistic realtime animation.
PlayStation Eye Camera Sony The PlayStation Eye (trademarked PLAYSTATION Eye) is a digital camera device, similar to a webcam, for thePlayStation 3. The technology uses computer vision and gesture recognition to process images taken by the camera.
REHABILITATION SYSTEM REHABIT-TEC Rehabit-Tec www.rehabit-tec.com The Rehabit-Tec Rehabilitation system is a rehabilitation system intended to allow a CVA injured individual advance self rehabilitation on the basis of mirror movements

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Coker, C. A. Motor learning and control for practitioners. Routledge. (2017).
  2. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Kirsch, W., Hoffmann, J. Asymmetrical intermanual transfer of learning in a sensorimotor task. Exp Brain Res. 202, (4), 927-934 (2010).
  11. 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. Ossmy, O., Mukamel, R. Neural Network Underlying Intermanual Skill Transfer in Humans. Cell Reports. 17, (11), 2891-2900 (2016).
  13. 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. 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. 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. 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. Mattar, A. A., Gribble, P. L. Motor learning by observing. Neuron. 46, (1), 153-160 (2005).
  18. 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. 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. Ossmy, O., Mukamel, R. Activity in superior parietal cortex during training by observation predicts asymmetric learning levels across hands. Scientific reports. (2016).
  21. Darainy, M., Vahdat, S., Ostry, D. J. Perceptual learning in sensorimotor adaptation. J Neurophysiol. 110, (9), 2152-2162 (2013).
  22. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Grotta, J. C., et al. Constraint-induced movement therapy. Stroke. 35, (11 Suppl 1), 2699-2701 (2004).
  31. 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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats