Um estudo da Universidade Johns Hopkins demonstra que a aplicação de correntes elétricas suaves ao cerebelo aumenta a capacidade dos indivíduos de transferir habilidades da realidade virtual para ambientes do mundo real, especialmente em cirurgia robótica. Esta técnica, que mostrou uma melhoria significativa na destreza e aplicação de habilidades dos participantes sem treinamento prévio em cirurgia ou robótica, poderia revolucionar os métodos de treinamento em várias indústrias de alta tecnologia, incluindo medicina e robótica. Crédito: SciTechDaily.com
Pesquisadores da Universidade Johns Hopkins descobriram que a estimulação elétrica suave do cerebelo melhora muito a transferência do treinamento em realidade virtual para tarefas do mundo real em cirurgia robótica, indicando avanços potenciais nos métodos de treinamento médico e tecnológico.
Pessoas que receberam correntes elétricas suaves na parte de trás da cabeça aprenderam a manobrar uma ferramenta de cirurgia robótica em realidade virtual e depois em um ambiente real com muito mais facilidade do que pessoas que não receberam esses empurrões, mostra um novo estudo.
As descobertas oferecem o primeiro vislumbre de como a estimulação de uma parte específica do cérebro chamada cerebelo poderia ajudar os profissionais de saúde a levar o que aprendem na realidade virtual para salas de operações reais, uma transição muito necessária num campo que depende cada vez mais do treinamento em simulação digital. disse o autor e roboticista da Universidade Johns Hopkins, Jeremy D. Brown.
“Treinar em realidade virtual não é o mesmo que treinar em um ambiente real, e mostramos com pesquisas anteriores que pode ser difícil transferir uma habilidade aprendida em uma simulação para o mundo real”, disse Brown, do John C. Malone Professor Associado de Engenharia Mecânica. “É muito difícil afirmar exatidão estatística, mas concluímos que as pessoas no estudo foram capazes de transferir habilidades da realidade virtual para o mundo real com muito mais facilidade quando tiveram esse estímulo.”
A obra foi publicada hoje (20 de dezembro) em Natureza Relatórios Científicos.
Os participantes enfiaram uma agulha cirúrgica em três pequenos orifícios, primeiro numa simulação virtual e depois num cenário real usando o da Vinci Research Kit, um robô de investigação de código aberto. Os exercícios imitavam movimentos necessários durante procedimentos cirúrgicos em órgãos da barriga, disseram os pesquisadores.
Os participantes receberam um fluxo sutil de eletricidade através de eletrodos ou pequenas almofadas colocadas no couro cabeludo, destinadas a estimular o cerebelo do cérebro. Enquanto metade do grupo recebeu fluxos constantes de eletricidade durante todo o teste, o restante dos participantes recebeu uma breve estimulação apenas no início e nada durante o restante dos testes.
As pessoas que receberam as correntes constantes mostraram um aumento notável na destreza. Nenhum deles tinha formação prévia em cirurgia ou robótica.
“O grupo que não recebeu estímulo teve um pouco mais de dificuldade para aplicar as habilidades que aprenderam na realidade virtual ao robô real, especialmente os movimentos mais complexos que envolvem movimentos rápidos”, disse Guido Caccianiga, ex-roboticista da Johns Hopkins, agora no Max. Instituto Planck de Sistemas Inteligentes, que projetou e liderou os experimentos. “Os grupos que receberam estimulação cerebral foram melhores nessas tarefas.”
A estimulação cerebral não invasiva é uma forma de influenciar certas partes do cérebro de fora do corpo, e os cientistas mostraram como ela pode beneficiar o aprendizado motor na terapia de reabilitação, disseram os pesquisadores. Com seu trabalho, a equipe está levando a pesquisa a um novo nível, testando como a estimulação do cérebro pode ajudar os cirurgiões a adquirir habilidades necessárias em situações do mundo real, disse a coautora Gabriela Cantarero, ex-professora assistente de medicina física e reabilitação. na Johns Hopkins.
“Foi muito legal termos conseguido influenciar o comportamento usando essa configuração, onde pudemos realmente quantificar cada pequeno aspecto dos movimentos, desvios e erros das pessoas”, disse Cantarero.
Um participante do estudo submetido a estimulação cerebral não invasiva senta-se no console do robô cirúrgico usando simulações de realidade virtual de exercícios de condução de agulha. Crédito: Guido Caccianiga/Universidade Johns Hopkins.
Os sistemas de cirurgia robótica oferecem benefícios significativos aos médicos, melhorando as habilidades humanas. Eles podem ajudar os cirurgiões a minimizar os tremores nas mãos e a realizar tarefas precisas e precisas com visão aprimorada.
Além de influenciar a forma como os cirurgiões do futuro poderão aprender novas competências, este tipo de estimulação cerebral também oferece uma promessa para a aquisição de competências noutras indústrias que dependem da formação em realidade virtual, particularmente no trabalho em robótica.
Mesmo fora da realidade virtual, a estimulação provavelmente também pode ajudar as pessoas a aprender de forma mais geral, disseram os pesquisadores.
“E se pudéssemos mostrar que com a estimulação cerebral é possível aprender novas habilidades na metade do tempo?” disse Caccianiga. “Essa é uma margem enorme sobre os custos porque você treinaria as pessoas com mais rapidez; você poderia economizar muitos recursos para treinar mais cirurgiões ou engenheiros que lidarão com essas tecnologias frequentemente no futuro.”
Referência: “T-DCS cerebelar anódica impacta a aprendizagem e transferência de habilidades em uma tarefa de treinamento em cirurgia robótica” por Guido Caccianiga, Ronan A. Mooney, Pablo A. Celnik, Gabriela L. Cantarero e Jeremy D. Brown, 20 de dezembro de 2023, Relatórios Científicos.
DOI: 10.1038/s41598-023-47404-1
Outros autores incluem Ronan A. Mooney, da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, e Pablo A. Celnik, do Shirley Ryan AbilityLab.
