Быстрое овладение хирургическим мастерством: Новая технология обучения в виртуальной реальности

В ходе нового исследования, проведенного в Университете Джона Хопкинса, ученые обнаружили, что легкая электростимуляция мозжечка может значительно улучшить перенос обучения в виртуальной реальности на реальные задачи в роботизированной хирургии. Это открытие способно произвести революцию в методах медицинского и технологического обучения, предложив более эффективный способ применения профессионалами своих навыков в операционной.

В исследовании принимали участие участники, которые получали мягкие электрические токи на затылок во время обучения маневрированию роботизированным хирургическим инструментом в виртуальной реальности, а затем в реальных условиях. Результаты показали, что те, кто получал электростимуляцию, справлялись с заданиями гораздо легче, чем те, кто стимуляцию не получал. Это говорит о том, что стимуляция мозжечка может помочь преодолеть разрыв между обучением в виртуальной реальности и реальным применением.

По словам Джереми Д. Брауна, доцента кафедры машиностроения Джона К. Мэлоуна в Университете Джона Хопкинса, тренировки в виртуальной реальности не эквивалентны тренировкам в реальных условиях. Предыдущие исследования показали, что перенести навыки, полученные в симуляторе, в реальный мир бывает непросто. Однако данное исследование демонстрирует, что электрическая стимуляция мозга может способствовать такому переносу, облегчая людям применение полученных в виртуальной реальности знаний в реальных операционных.

Перед участниками исследования стояла задача провести хирургическую иглу через три небольших отверстия, как в виртуальной симуляции, так и в реальном сценарии с использованием исследовательского набора da Vinci. Упражнения имитировали движения, необходимые при хирургических операциях на органах в животе. Половина участников получала постоянный поток электричества на протяжении всего теста, в то время как другая половина получала кратковременную стимуляцию только в самом начале и ничего после этого.

Результаты показали, что те, кто получал постоянный электрический ток, продемонстрировали заметное улучшение ловкости, несмотря на отсутствие предварительной подготовки в области хирургии или робототехники. С другой стороны, группа, не получавшая стимуляцию, испытывала больше трудностей при применении навыков, полученных в виртуальной реальности, к реальному роботу, особенно когда речь шла о сложных движениях, связанных с быстрыми перемещениями. Это подчеркивает эффективность стимуляции мозга в повышении производительности и переносе навыков.

Неинвазивная стимуляция мозга, которая предполагает воздействие на определенные участки мозга извне тела, уже показала свою эффективность при обучении двигательным навыкам в рамках реабилитационной терапии. Однако данное исследование делает еще один шаг вперед, изучая, как стимуляция мозга может помочь хирургам приобрести навыки, необходимые в реальных ситуациях. Габриэла Кантареро, бывший доцент кафедры физической медицины и реабилитации Университета Джона Хопкинса и соавтор исследования, выразила волнение по поводу возможности влиять на поведение с помощью этой установки и количественно оценивать каждый аспект движений, отклонений и ошибок людей.

Это исследование открывает новые возможности для улучшения медицинского обучения и развития технологических приложений в различных областях. Используя возможности электрической стимуляции мозга, медицинские работники смогут совершенствовать свои навыки и плавно переходить от симуляций виртуальной реальности к сценариям реального мира. Последствия этого исследования выходят за рамки роботизированной хирургии, предлагая потенциальный прогресс в других областях, которые зависят от цифрового симуляционного обучения.