Un participant à l'étude subissant une stimulation cérébrale non invasive est assis devant la console du robot chirurgical en utilisant des simulations de réalité virtuelle d'exercices de conduite d'aiguilles. Crédit : Guido Caccianiga/Université Johns Hopkins.
Les personnes qui ont reçu de légers courants électriques à l'arrière de la tête ont appris à manœuvrer un outil de chirurgie robotique en réalité virtuelle puis dans un environnement réel beaucoup plus facilement que les personnes qui n'ont pas reçu ces coups de pouce, montre une nouvelle étude.
Les résultats offrent un premier aperçu de la façon dont la stimulation d’une partie spécifique du cerveau appelée cervelet pourrait aider les professionnels de la santé à appliquer ce qu’ils apprennent en réalité virtuelle dans de vraies salles d’opération, une transition indispensable dans un domaine qui repose de plus en plus sur la formation par simulation numérique. , a déclaré l'auteur et roboticien de l'Université Johns Hopkins Jeremy D. Brown.
“La formation en réalité virtuelle n'est pas la même chose que la formation dans un environnement réel, et nous avons montré avec des recherches antérieures qu'il peut être difficile de transférer une compétence acquise lors d'une simulation dans le monde réel”, a déclaré Brown, directeur général de John C. Malone Professeur agrégé de génie mécanique. “Il est très difficile de prétendre à l'exactitude statistique, mais nous avons conclu que les personnes participant à l'étude étaient capables de transférer beaucoup plus facilement leurs compétences de la réalité virtuelle au monde réel lorsqu'elles bénéficiaient de cette stimulation.”
L'ouvrage paraît aujourd'hui dans Rapports scientifiques.
Les participants ont fait passer une aiguille chirurgicale à travers trois petits trous, d'abord dans une simulation virtuelle, puis dans un scénario réel, à l'aide du da Vinci Research Kit, un robot de recherche open source. Les exercices imitent les mouvements nécessaires lors d'interventions chirurgicales sur les organes du ventre, ont indiqué les chercheurs.
Les participants ont reçu un flux subtil d'électricité via des électrodes ou de petits coussinets placés sur leur cuir chevelu destinés à stimuler le cervelet de leur cerveau. Alors que la moitié du groupe a reçu un flux électrique constant pendant tout le test, le reste des participants n'a reçu qu'une brève stimulation au début et rien du tout pour le reste des tests.
Les personnes qui ont reçu les courants constants ont montré une augmentation notable de leur dextérité. Aucun d’entre eux n’avait reçu de formation préalable en chirurgie ou en robotique.
“Le groupe qui n'a pas reçu de stimulation a eu un peu plus de mal à appliquer les compétences acquises en réalité virtuelle au robot réel, en particulier les mouvements les plus complexes impliquant des mouvements rapides”, a déclaré Guido Caccianiga, un ancien roboticien de Johns Hopkins, maintenant chez Max. Planck Institute for Intelligent Systems, qui a conçu et dirigé les expériences. “Les groupes qui ont reçu une stimulation cérébrale étaient meilleurs dans ces tâches.”
La stimulation cérébrale non invasive est un moyen d'influencer certaines parties du cerveau depuis l'extérieur du corps, et les scientifiques ont montré comment elle peut bénéficier à l'apprentissage moteur dans la thérapie de rééducation, ont indiqué les chercheurs. Grâce à leurs travaux, l'équipe porte la recherche à un nouveau niveau en testant comment la stimulation du cerveau peut aider les chirurgiens à acquérir les compétences dont ils pourraient avoir besoin dans des situations réelles, a déclaré la co-auteure Gabriela Cantarero, ancienne professeure adjointe de médecine physique et de réadaptation. à Johns Hopkins.
“C'était vraiment cool de pouvoir influencer le comportement en utilisant cette configuration, où nous pouvions vraiment quantifier chaque petit aspect des mouvements, des écarts et des erreurs des gens”, a déclaré Cantarero.
Les systèmes de chirurgie robotisée offrent des avantages significatifs aux cliniciens en améliorant les compétences humaines. Ils peuvent aider les chirurgiens à minimiser les tremblements des mains et à effectuer des tâches fines et précises avec une vision améliorée.
En plus d’influencer la manière dont les chirurgiens du futur pourraient acquérir de nouvelles compétences, ce type de stimulation cérébrale est également prometteur pour l’acquisition de compétences dans d’autres secteurs qui s’appuient sur la formation en réalité virtuelle, notamment dans le domaine de la robotique.
Même en dehors de la réalité virtuelle, la stimulation peut probablement aider les gens à apprendre de manière plus générale, ont indiqué les chercheurs.
“Et si nous pouvions montrer qu'avec la stimulation cérébrale, on peut acquérir de nouvelles compétences en deux fois moins de temps ?” » dit Caccianiga. “Cela représente une marge énorme sur les coûts, car vous formeriez les gens plus rapidement ; vous pourriez économiser beaucoup de ressources pour former davantage de chirurgiens ou d'ingénieurs qui utiliseront fréquemment ces technologies à l'avenir.”
Parmi les autres auteurs figurent Ronan A. Mooney de la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins et Pablo A. Celnik du Shirley Ryan AbilityLab.
Plus d'information:
Le t-DCS cérébelleux anodal a un impact sur l'apprentissage et le transfert de compétences lors d'une tâche de formation en chirurgie robotique, Rapports scientifiques (2023).
Fourni par l'Université Johns Hopkins
Citation: Un coup de pouce électrique à la tête pourrait aider les médecins à faire fonctionner un robot chirurgical, suggère une nouvelle recherche (20 décembre 2023) récupérée le 20 décembre 2023 sur
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