אנו מתארים מציאות מדומה הרומן מבוסס ההתקנה המנצלת שליטה רצונית של יד אחת כדי לשפר את ביצועי המנוע-מיומנות וביד השנייה (שאינו מאומן). זו מושגת על-ידי מתן משוב החישה מבוססת על תנועה בזמן אמת כאילו היד הלא מאומן זז. גישה חדשה זו עשוי לשמש כדי לשפר את שיקום של חולים עם hemiparesis חד צדדית.
ככל רכישת מיומנויות מוטוריות הוא מודאג, הדרכה על ידי תנועת הגוף מרצון עדיפה כל צורות אחרות של הדרכה (למשל הדרכה על ידי התבוננות או פסיבית תנועה של הידיים של המתאמן על ידי מכשיר רובוטי). ברור מהווה אתגר גדול לשיקום איבר paretic מאז שליטה רצונית של תנועת הגוף היא מוגבלת. כאן, אנו מתארים את ערכת הדרכה הרומן פיתחנו שיש בה פוטנציאל לעקוף את זה אתגר מרכזי. אנו לנצל את שליטה רצונית של יד אחת, סיפק משוב בזמן-אמת מבוססות על תנועה מניפולציה חושית כאילו היד השנייה זז. מניפולציה חזותית דרך מציאות וירטואלית (VR) היה בשילוב עם מכשיר yokes השמאלי לאצבעות פסיבי לעקוב אחר תנועות ימין אצבע מרצון. במקצועות בריאות, נדגים משופרת בתוך-הפעלה הביצועים המשופרים של איבר בהיעדרו של אימון גופני מרצון. תוצאות במקצועות בריאות מראים כי אימון עם הגדרת VR ייחודי עשוי גם להיות מועיל עבור חולים עם הגפיים העליונות hemiparesis על ידי ניצול של שליטה רצונית של היד שלהם בריא לשיפור לשיקום היד שלהם מושפעת.
התרגול הפיזי היא הצורה היעילה ביותר של אימון. אמנם גישה זו מבוססת היטב1, זה מאתגר מאוד במקרים בהם היכולת מוטוריים בסיסיים של היד הדרכה מוגבלת2. כדי לעקוף בעיה זו, גוף וגדל של ספרות בחן מגוון גישות עקיף של אימונים מוטוריים.
גישה עקיפה הדרכה אחת כזו משתמשת התרגול הפיזי עם יד אחת כדי להציג את הביצועים המשופרים וביד השנייה (שאינו מתורגל). תופעה זו, המכונה קרוס-חינוך (CE) או העברה intermanual, היה חקר בהרחבה 3,4,5,6,7,8,9 להשתמש כדי לשפר את הביצועים שונים פעילויות מוטוריות 10,11,12. למשל, ספורט מיומנות הגדרות, מחקרים הראו כי אימון כדורסל יזיל ריר ביד אחת מעבירה גדל יזיל ריר יכולות יד אחרים, מאומנת 13,14,15.
בגישה עקיפה נוספת, למידה מוטורית הוא הקל באמצעות משוב חזותי או חושית. בלמידה באמצעות התבוננות, זה הוכח כי ניתן להשיג הישגים משמעותיים בביצועים פשוט התבוננות מישהו אחר לבצע את המשימות16,17,18,19 פסיבי ,20. באופן דומה, הכשרה נראה שההתפתחות שלהם, שבו האיבר מועברת באופן. פסיבי, הוצגה גם כדי לשפר את הביצועים על פעילויות מוטוריות 12,21,22,23,24 , 25 , 26.
יחד, שורות אלה של המחקר מראים כי הקלט החושי ממלא תפקיד חשוב בלמידה. . הנה, נדגים כי מניפולציה משוב מקוון חושית (חזותי, נראה שההתפתחות שלהם) במהלך אימון גופני של איבר אחד מתבטא בביצועים מוגבר בהאיבר ההפוך. אנו מתארים משטר אימונים המניבה תוצאות ביצועים מיטביים ביד, בהיעדרו של אימון גופני מרצון שלה. החידוש המושגי של השיטה המוצעת שוכן העובדה כי היא משלבת את שלוש צורות שונות של למידה – כלומר, למידה על ידי התבוננות, לסה נ, תנועה פסיבית. כאן אנחנו בדקו אם אפשר לנצל את תופעת לסה נ, יחד עם משוב חזותי אמצעי אחסון שעברו שיקוף, תנועה פסיבית, כדי להקל על למידה במקצועות בריאות בהעדר מרצון התנועה הפיזית של האיבר הכשרה.
הרעיון של תוכנית התקנה זו שונה מניסיונות ישירים להתאמן פיזית את היד. ברמת מתודולוגי – אנחנו מציגים מלכודת הרומן כולל טכנולוגיות מתקדמות כגון תלת-ממד מציאות מדומה, והתקני מותאם אישית הבנויה המאפשרות מניפולציה קלט חזותי נראה שההתפתחות שלהם בסביבה סביבה טבעית. הוכחת התוצאה משופרת באמצעות הכשרה המוצעת השלכות המפתח ללמידה בעולם האמיתי. לדוגמה, ילדים להשתמש משוב חושי בצורה שונה מזו של מבוגרים27,28,29 , כדי לייעל למידה מוטורית, ילדים עשויים לדרוש תקופות ארוכות יותר של תרגול. השימוש לסה”נ יחד עם משוב חושית מניפולציה עשויים להפחית את משך האימונים. יתר על כן, רכישת מיומנויות ספורט עשוי להקל באמצעות הסוג כזה של אימון מתוחכמות. בסופו של דבר, זה יכול להועיל לפיתוח גישה חדשה לשיקום חולים עם גירעונות מנוע חד צדדיים כגון שבץ.
אנו מתארים מלכודת הכשרה חדשניים, להדגים כיצד הטמעת משוב חושית וירטואלית סביבה בעולם האמיתי מייעל למידה מוטורית ביד זה לא מאומנת תחת שליטה רצונית. אנחנו מניפולציות משוב על שתי שיטות: חזותי, נראה שההתפתחות שלהם.
ישנם מספר צעדים קריטיים בפרוטוקול שהוצגו. ראשית, המערכת מורכבת ממספר רכיבים נפרדים (כפפות VR אוזניות, מצלמה, התקן תנועה פסיבית) צריכים להיות מחוברים היטב בעת הגדרת הסביבה VR. לשם כך, הנסיין צריך לשמור על הסדר המדויק תיאר בפרוטוקול ואמת הנוחות של הנבדקים.
השילוב של ועיבוד חזותי נראה שההתפתחות שלהם במהלך אימון הציג גבוה משמעותית בביצועים ביד שאינו מאומן ביחס סוגי אימונים קיימים אחרים כגון למידה על ידי התבוננות17ו- CE3 עם וללא יד פסיבי תנועות24,25,26.
. זה שאלה פתוחה אם ביצועים משופרים רווחי בהפגנה הנוכחי generalizes פעילויות אחרות, הדרכה המשכים, שיטות משוב או זהויות יד (משמאל ליד פעיל או דו-מדריך תנועות). המחקר הנוכחי הייתה מוגבלת לנושאים ימני באמצעות האצבע פשוט רצף פעילות. בנוסף, המניפולציה קינסטזיה ב הכיוונון הנוכחי מבוסס על מערכת המאפשרת תנועות מוגבל מאוד (כגון כיפוף אצבע/הרחבה) עבור אימון קצר יחסית. נדרשת עבודה נוספת להקים את generalizability של ההתקנה הציג לסוגים אחרים של התנהגויות.
ניתן להאריך את ההתקנה הנוכחית במספר דרכים. ראשית, חדש סוגי שיטות ניתן להוסיף לדוגמה, איגוד צלילים השמיעה שונים לתנועות האצבע שונים במהלך הפעילות רצף. התוצאה עלולה להיות תופעת העל-תוסף אשר יהיה עוד יותר לייעל למידה ביד מיומנת. שנית, העיצוב הנוכחי של המערכת מאפשרת החלפה קלה של בין היד לנוע מרצון (יד ימין בתיאור הנוכחי) את היד yoked פסיבי (יד שמאל). מחקרים עתידיים יכולים לנצל את גמישות זו כדי לבחון איך כיוון ההעברה (בין הידיים דומיננטי והדומיננטי3) ניתן לשנות את הרמה של בביצועים בעת שימוש המניפולציות חושית שהוצגו. לבסוף, הגדרת VR הייחודי שפיתחנו עשוי להיות מותאם כדי משימות מורכבות יותר (בניגוד לפעילות רצף אצבע פשוטה). יכול להיות מוטבע סימולציה וירטואלי של אובייקטים חיצוניים כגון ביצים, סיכות ולוחות הסביבה האמיתי שמספק חוויה הדרכה עשיר ומרתק.
עבור יישומים עתידיים, האפקט המתוארים במחקר זה יכול בקלות לשמש עם אוכלוסיות קליניים כגון חולים עם hemiparesis העליונה-האיבר היכרות עם אימון גופני עם היד בריא, מתן משוב חזותי כאילו על יד ימין מושפעת העברה. בהתחשב בכך שליטה רצונית של המשותק מוגבל אוכלוסיות כאלה, ערכת הדרכה זו יש הפוטנציאל של עקיפת האתגרים של פיזיותרפיה ישירה של היד המושפעת וכתוצאה מכך אולי יותר טוב שחזור המחירים30 ,31. גישה זו, מנצלים את התופעה של צלב-חינוך, ראי-טיפול, יחד עם פעילויות שיקום ומבוססת, לא קודם לכן נבדק בחולים קליני, יש הפוטנציאל למתן שיקום יעיל יותר המשטר. בסופו של דבר, מאז תוכנית התקנה זו היא חלקית מר תואם, היא מאפשרת את השימוש כל-מוח הדמיית תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) כדי לחקור את המעגלים העצביים הרלוונטיים העוסקים במהלך אימון כזה12.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה נתמך על ידי אני-ליבת התוכנית של התכנון, ועדת תקציב הקרן הלאומית למדעים (גרנט מס 51/11) לבין קרן המדע ישראל (מעניקה מס 1771/13 ו- 2043/13) (חומרי גלם); מילגה סגול של יוסף על חקר המוח את המלגה כבוד הנשיאותי הישראלי למחקר מדעי המוח, לאחווה סגול של ספר מדעי המוח (O.O.). התורמים שחיים היה אין תפקיד תכנון המחקר, איסוף נתונים, ניתוח, ההחלטה לפרסם או אופן ההכנה של כתב היד. המחברים תודה קגן א א חכים לעזרה עם חדרי קירור והקפאה, ליהי שדה, יובל Wilchfort עם הצילומים, התקנה, ו O. לוי, י’ סימן-טוב ממערכת Rehabit-טק למתן גישה להתקן תנועה פסיבית.
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 |