Les auteurs décrivent une nouvelle configuration basée réalité virtuelle qui exploite le contrôle volontaire de la main pour améliorer les performances du moteur dans l’autre main (non formés). Ceci est réalisé en fournissant la rétroaction sensorielle axée sur la circulation en temps réel, comme si la main non formés se déplace. Cette nouvelle approche peut servir à améliorer la réadaptation des patients présentant une hémiparésie unilatérale.
Autant l’acquisition d’habiletés motrices est préoccupé, formation de mouvement physique volontaire est supérieure à toutes les autres formes de formation (p. ex. formation par observation ou passif mouvement des mains du stagiaire par un dispositif robotisé). Évidemment, cela pose un défi majeur dans la réhabilitation d’un membre parétique contrôle volontaire des mouvements physiques étant limitée. Nous décrivons ici un programme de formation novateur, nous avons développé qui a le potentiel de contourner ce défi majeur. Nous avons exploité le contrôle volontaire de la main et fourni une rétroaction sensorielle manipulée en temps réel axée sur le mouvement comme si l’autre main se déplace. Manipulation visuelle par le biais de réalité virtuelle (VR) a été combinée avec un dispositif de jougs doigts gauche pour suivre passivement les mouvements de droite doigt volontaire. Chez des sujets sains, nous montrent des gains de performances améliorées au sein de session d’un membre en l’absence de l’entraînement physique volontaire. Résultats chez des sujets sains suggèrent que formation avec la configuration unique de VR peut être aussi bénéfique pour les patients présentant une hémiparésie supérieurs en exploitant le contrôle volontaire de leur main en bonne santé pour améliorer la réhabilitation de leur main.
Pratique physique est la forme la plus efficace de la formation. Bien que cette approche soit bien établie1, c’est très difficile dans les cas où la capacité moteur de base de la main de la formation est limitée2. Pour contourner ce problème, un corps important et croissant de la littérature a examiné diverses approches indirectes de la formation automobile.
Une telle approche de formation indirecte utilise pratique physique d’une seule main pour introduire des gains de performance dans l’autre main (non-pratiquée). Ce phénomène, appelé la Croix-formation (CE) ou par virement intermanual, a été largement étudiée 3,4,5,6,7,8,9 et utilisé pour améliorer les performances dans diverses tâches motrices 10,11,12. Par exemple, dans les paramètres des habiletés sport, des études ont démontré que basket-ball formation dribble à une main transfère à augmenté de dribble de capacités dans les autres, non formés à la main 13,14,15.
Dans une autre approche indirecte, apprentissage moteur est facilitée par l’utilisation de la rétroaction visuelle ou sensorielle. Dans l’apprentissage par observation, il a été démontré que les gains de performances significatifs peuvent être obtenues simplement par passivement quelqu’un d’autre observation à effectuer la tâche16,17,18,19 ,,20. De même, formation proprioceptive, dans lequel le membre est passivement déplacé, a également été montrée pour améliorer les performances sur les tâches motrices 12,21,22,23,24 , 25 , 26.
Ensemble, ces recherches suggèrent qu’entrée sensorielle joue un rôle important dans l’apprentissage. Ici, nous démontrons que manipuler en ligne rétroaction sensorielle (visuelle et proprioceptive) au cours de l’entraînement physique d’un membre entraîne en gain de performance augmentée dans le membre opposé. Nous décrivons un régime de formation qui donne des résultats des performances optimales dans une main, en l’absence de son entraînement physique volontaire. La nouveauté conceptuelle de la méthode proposée réside dans le fait qu’elle réunit les trois différentes formes d’apprentissage – à savoir, l’apprentissage par observation et CE mouvement passif. Ici, nous avons examiné si le phénomène de la CE, ainsi que la rétroaction visuelle en miroir et mobilisations passives, peut être exploité pour faciliter l’apprentissage chez des sujets sains en l’absence de mouvement physique volontaire de la branche formation.
Le concept dans cette configuration diffère des tentatives directes s’entraîner physiquement la main. Au niveau méthodologique – nous introduisons une configuration originale y compris les technologies de pointe telles que la réalité virtuelle en 3D et les périphériques bâtis personnalisés qui permettent de manipuler l’entrée visuelle et proprioceptive dans un environnement verdoyant. Démontrant l’amélioration des résultats à l’aide de la formation proposée a des conséquences principales pour l’apprentissage du monde réel. Par exemple, les enfants utilisent la rétroaction sensorielle d’une manière qui est différente de celle des adultes27,28,29 et afin d’optimiser l’apprentissage moteur, les enfants peuvent exiger des périodes plus longues de la pratique. L’utilisation de CE ainsi que la rétroaction sensorielle manipulée peut réduire la durée de la formation. En outre, l’acquisition des habiletés sportives pourrait être facilitée en utilisant ce genre de formation avancée. Enfin, cela peut se révéler bénéfique pour le développement d’une nouvelle approche pour la réadaptation des personnes souffrant de déficits moteurs unilatéraux comme les accidents vasculaires cérébraux.
Nous décrivons une installation de formation nouveaux et démontrer comment enrobage rétroaction sensorielle virtuelle dans un environnement réel optimise l’apprentissage moteur dans une main qui n’est pas formée sous contrôle volontaire. Nous avons manipulé la rétroaction en deux modalités : visuels et proprioceptifs.
Il y a quelques étapes cruciales dans le protocole présenté. Tout d’abord, le système se compose de plusieurs composants distincts (gants, un casque VR, caméra et dispositif de mobilisations passives) qui doivent être soigneusement connectés tout en mettant en place l’environnement de VR. À cette fin, l’expérimentateur doit garder l’ordre exact indiqué dans le protocole et vérifier la commodité des sujets.
La combinaison de manipulation visuelle et proprioceptive au cours de la formation a présenté des gains de performances significativement plus élevés dans la main non formés par rapport aux autres types de formation existants comme l’apprentissage par observation17et CE3 avec et sans main passive mouvements24,25,26.
C’est une question ouverte si la performance améliorée gagne dans la démonstration actuelle se généralise aux autres tâches, de durées, les modalités de retour ou les identités de main (gauche active, ou mouvements de bi-manual) de la formation. La présente étude a été limitée aux sujets droitiers en utilisant une tâche de séquence simple doigt. En outre, la manipulation de la proprioception dans la configuration actuelle est basée sur un système qui permet des mouvements très limités (par exemple doigt flexion/extension) pour un entraînement à relativement court terme. Poursuite des travaux sont nécessaire pour établir la possibilité de généraliser l’installation présentée à d’autres types de comportements.
La configuration actuelle peut être prolongée de plusieurs façons. Tout d’abord, de nouveaux types de modalités peuvent être ajoutés par exemple, différents sons auditifs de liaison aux mouvements des doigts différents au cours de la tâche de la séquence. Cela pourrait avoir des effets supra-additifs qui permettra d’optimiser davantage l’apprentissage dans la main non formée. Deuxièmement, la conception actuelle du système permet un échange facile entre la main de mouvement volontaire (main droite dans la description actuelle) et la main passivement accouplée (main gauche). Les études à venir peuvent capitaliser sur cette souplesse pour examiner comment directivité du transfert (entre dominants et non dominants mains3) pouvez modifier le niveau des gains de performances lorsque vous utilisez les manipulations sensorielles présentées. Enfin, la configuration unique de VR que nous avons développé peut être adaptée à des tâches plus complexes (par opposition à la tâche de séquence simple doigt). Simulation virtuelle d’objets externes tels que balles, épingles et conseils peut être incorporée dans l’environnement réel, offrant une expérience de formation riche et engageante.
En ce qui concerne les futures applications, l’effet décrit dans cette étude peut être utilisé facilement avec des populations cliniques tels que les patients avec une hémiparésie du membre supérieur en introduisant l’entraînement physique avec la main saine et fournir une rétroaction visuelle, comme si la main est en mouvement. Étant donné que le contrôle volontaire du membre affecté est limitée dans ces populations, ce programme de formation a la possibilité de contourner les difficultés de la thérapie physique directe de la main et entraînant peut-être meilleure récupération taux30 ,31. Cette approche, en exploitant le phénomène de la Croix-éducation et miroir-thérapie, ainsi que des tâches de réhabilitation bien établie, n’a pas été préalablement testée en clinique et a le potentiel pour fournir une rééducation plus efficace régime. Enfin, étant donné que cette configuration est partiellement compatible Monsieur, il permet d’utiliser ensemble-cerveau fonctionnelle imagerie par résonance magnétique (IRMf) pour sonder les circuits neuronaux pertinentes engagées au cours de cette formation12.
The authors have nothing to disclose.
Cette étude a été financée par le je-CORE programme de la planification et budgétisation Comité et Israël Science Foundation (subvention no 51/11) et l’Israël Science Foundation (subventions 1771/n13 et 2043/13) (Mr) ; la bourse de Sam Yosef pour la recherche en neurosciences, la bourse honneur présidentielle israélienne pour la recherche en neurosciences et la bourse de Sam School of Neuroscience (O.O). Les bailleurs de fonds n’avaient aucun rôle dans la conception de l’étude, la collecte de données et analyse, décision de publier ou préparation du manuscrit. Les auteurs remercient Kagan E. et A. Hakim pour aide avec acquisition de données, Lihi Sadeh et Yuval Wilchfort avec le tournage et le programme d’installation et O. Levy Y. Siman-Tov Rehabit-Tec système permettant d’accéder à l’appareil de mobilisations passives.
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