Un estudio de la Universidad Johns Hopkins muestra que la aplicación de una suave corriente eléctrica al cerebelo mejora la capacidad de un individuo para transferir habilidades de la realidad virtual a un entorno del mundo real, particularmente durante la cirugía robótica. Esta tecnología podría revolucionar los métodos de formación en una variedad de industrias de alta tecnología, incluidas la medicina y la robótica.
Investigadores de la Universidad Johns Hopkins han descubierto que la estimulación eléctrica leve del cerebelo mejora en gran medida la transferencia del entrenamiento en realidad virtual a tareas del mundo real en cirugía robótica, presagiando avances potenciales en los métodos de entrenamiento médico y técnico.
Las personas que recibieron una leve estimulación eléctrica en la parte posterior de la cabeza aprendieron a manipular herramientas quirúrgicas robóticas en la realidad virtual y luego en el mundo real más fácilmente que aquellos que no recibieron estas estimulaciones, según muestra un nuevo estudio.
Los hallazgos muestran por primera vez cómo estimular una parte específica del cerebro llamada cerebelo puede ayudar a los trabajadores de la salud a aplicar lo que aprenden en realidad virtual al quirófano real, una transición muy necesaria en un campo que depende cada vez más de simulaciones digitales para la capacitación, dijo el autor del estudio Jeremy D. Brown, robótico de la Universidad Johns Hopkins.
"El entrenamiento en realidad virtual es diferente al entrenamiento en el entorno real, y nuestra investigación anterior ha demostrado que es difícil transferir las habilidades aprendidas en simulaciones al mundo real", dijo Brown, profesor asociado de ingeniería mecánica John C. Malone. "Es difícil decir que los resultados estadísticos sean precisos, pero llegamos a la conclusión de que las personas en el estudio pudieron transferir habilidades de la realidad virtual al mundo real más fácilmente cuando se expusieron a este tipo de estimulación".
Los resultados de la investigación se publicaron hoy (20 de diciembre) en Nature Scientific Reports.
Los participantes primero insertaron una aguja quirúrgica a través de tres pequeños orificios en una simulación virtual y luego practicaron en un escenario de la vida real utilizando el kit de investigación da Vinci, un robot de investigación de código abierto. Los investigadores dicen que los ejercicios imitan los movimientos necesarios durante la cirugía de órganos abdominales.
Los participantes reciben una corriente eléctrica débil a través de electrodos o pequeñas almohadillas en el cuero cabelludo para estimular el cerebelo del cerebro. La mitad de los participantes recibieron una corriente constante durante toda la prueba, mientras que el resto recibió solo una breve estimulación al comienzo de la prueba y ninguna estimulación durante el resto de la prueba.
Las personas que recibieron estimulación eléctrica constante experimentaron una destreza significativamente mejorada. Ninguno de ellos tenía formación previa en cirugía o robótica.
"El grupo que no recibió estimulación tuvo algunas dificultades para aplicar las habilidades que aprendieron en la realidad virtual a robots reales, especialmente los movimientos más complejos que implican movimientos rápidos", dijo Guido Caccianiga, ex experto en robótica de la Universidad Johns Hopkins y ahora en el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes. "El grupo que recibió estimulación cerebral obtuvo mejores resultados en estas tareas".
Los científicos han demostrado que la estimulación cerebral no invasiva, un método para influir en ciertas partes del cerebro desde fuera del cuerpo, beneficia el aprendizaje motor en los tratamientos de rehabilitación, dijeron los investigadores. Con su trabajo, el equipo ha llevado la investigación al siguiente nivel al probar cómo la estimulación del cerebro puede ayudar a los cirujanos a adquirir las habilidades que pueden necesitar en el mundo real, dijo la coautora del estudio Gabriela Cantarero, ex profesora asistente de medicina física y rehabilitación de Johns Hopkins.
"De hecho, podemos influir en el comportamiento con este dispositivo", afirmó Cantarero. "Realmente podemos cuantificar cada pequeño aspecto de los movimientos, desviaciones y errores de las personas".
Los sistemas quirúrgicos robóticos brindan enormes beneficios a los médicos al mejorar las habilidades humanas. Ayudan a los cirujanos a minimizar los temblores de las manos y realizar tareas finas y precisas con una visión mejorada.
Además de impactar la forma en que los futuros cirujanos aprenden nuevas habilidades, este tipo de estimulación cerebral también es prometedor para el aprendizaje de habilidades en otras industrias que dependen de la capacitación en realidad virtual, particularmente la industria de la robótica.
Incluso fuera de la realidad virtual, este tipo de estimulación tiene el potencial de ayudar a las personas a aprender de manera más general, afirman los investigadores.
"¿Qué pasaría si pudiéramos demostrar que, mediante la estimulación cerebral, se puede aprender una nueva habilidad en la mitad del tiempo?" dijo Casianiga. "Ese es un margen de costos enorme porque se puede capacitar a las personas más rápido; se ahorran muchos recursos para capacitar a más cirujanos o ingenieros que trabajarán con estas tecnologías regularmente en el futuro".
Compilado de: ScitechDaily