Approche innovante de l'Université Johns Hopkins pour améliorer les compétences chirurgicales : une étude sur les courants électriques et le transfert de compétences

par Klaus Müller
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Brain Stimulation Surgery Training

Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins ont découvert que l’application d’une légère stimulation électrique au cervelet améliore considérablement la capacité d’appliquer les compétences acquises en réalité virtuelle à des scénarios réels, en particulier en chirurgie robotique. Cette technique révolutionnaire a montré des améliorations notables dans les compétences manuelles des participants qui n’avaient aucune expérience préalable en chirurgie ou en robotique. Cette avancée pourrait transformer les pratiques de formation dans divers domaines de haute technologie, notamment les secteurs médical et robotique. Source : SciTechPost.com

L’étude a révélé que les individus ayant subi une légère stimulation électrique de la région du cervelet du cerveau étaient plus aptes à transférer leurs compétences d’un environnement de réalité virtuelle à de véritables tâches de chirurgie robotique. Cette méthode s’est avérée efficace pour ceux qui n’avaient aucune expérience en matière de procédures chirurgicales ou robotiques.

Jeremy D. Brown, roboticien à l'Université Johns Hopkins et auteur principal de l'étude, a souligné les défis liés à la traduction de la formation en réalité virtuelle en applications du monde réel. Selon lui, cette recherche fournit des informations essentielles sur la façon dont la stimulation cérébrale, en particulier celle du cervelet, peut améliorer l'acquisition et l'application des compétences dans les salles d'opération, qui dépendent de plus en plus de la simulation numérique pour la formation.

Brown, titulaire de la chaire agrégée John C. Malone en génie mécanique, a souligné la difficulté d'obtenir des mesures statistiques précises. Cependant, l’étude a conclu que les participants ayant reçu une stimulation cérébelleuse étaient plus compétents dans l’application des compétences acquises dans des environnements virtuels à des scénarios réels.

Les résultats ont été publiés dans Nature Scientific Reports le 20 décembre.

Dans l’étude, les participants ont effectué une tâche consistant à enfoncer une aiguille chirurgicale à travers trois petites ouvertures, d’abord dans une simulation virtuelle, puis dans un environnement réel à l’aide du da Vinci Research Kit, un robot open source. Les tâches imitent les actions nécessaires aux interventions chirurgicales impliquant les organes abdominaux.

Les participants ont subi une stimulation cérébrale non invasive grâce à des électrodes placées sur leur cuir chevelu, ciblant le cervelet. Alors que la moitié du groupe a reçu une stimulation continue tout au long du test, l’autre moitié n’a reçu qu’une brève stimulation initiale.

Ceux qui ont subi une stimulation électrique continue ont démontré une amélioration significative de la dextérité manuelle, malgré un manque d'expérience préalable en chirurgie ou en robotique.

Guido Caccianiga, ancien roboticien de Johns Hopkins et aujourd'hui à l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents et concepteur principal des expériences, a noté que ceux qui n'étaient pas stimulés étaient confrontés à de plus grands défis pour appliquer les compétences du virtuel aux scénarios réels, en particulier dans les tâches complexes nécessitant des mouvements rapides.

La recherche élargit les connaissances existantes sur la stimulation cérébrale non invasive, généralement utilisée dans l'apprentissage moteur pour la thérapie de réadaptation. Selon la co-auteure Gabriela Cantarero, ancienne professeure adjointe à Johns Hopkins, cette étude explore le potentiel de la stimulation cérébrale pour aider les chirurgiens et autres à acquérir des compétences concrètes.

Au cours de l’étude, les participants se sont livrés à des simulations de réalité virtuelle d’exercices de conduite d’aiguilles tout en subissant une stimulation cérébrale, comme le démontre une image attribuée à Guido Caccianiga de l’Université Johns Hopkins.

Les systèmes de chirurgie robotique, qui améliorent les compétences humaines et permettent une plus grande précision et un meilleur contrôle, devraient bénéficier de ce type de stimulation cérébrale lors de l'entraînement. La technique a également des implications pour l’apprentissage des compétences dans d’autres secteurs qui dépendent de la formation en réalité virtuelle.

Caccianiga a spéculé sur les applications plus larges de cette méthode, suggérant qu'elle pourrait accélérer le processus d'apprentissage de diverses compétences, économisant ainsi du temps et des ressources dans la formation des professionnels de la chirurgie, de l'ingénierie et d'autres domaines qui utilisent fréquemment ces technologies.

L'étude, intitulée « Le t-DCS anodal cérébelleux a un impact sur l'apprentissage et le transfert de compétences sur une tâche de formation en chirurgie robotique », a été co-écrit par Ronan A. Mooney de la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins et Pablo A. Celnik du Shirley Ryan AbilityLab. , et publié avec le DOI : 10.1038/s41598-023-47404-1.

Foire aux questions (FAQ) sur la formation en chirurgie de stimulation cérébrale

Que révèle l’étude de Johns Hopkins sur la stimulation cérébrale et la formation chirurgicale ?

L'étude de l'Université Johns Hopkins démontre qu'une légère stimulation électrique du cervelet améliore considérablement la capacité de transférer les compétences acquises en réalité virtuelle vers des tâches réelles en chirurgie robotique. Cette découverte indique une percée potentielle dans les méthodes de formation médicale et technologique.

Comment la stimulation cérébrale améliore-t-elle les compétences en chirurgie robotique ?

La stimulation cérébrale, en particulier celle du cervelet, aide les individus à apprendre et à appliquer des compétences issues des simulations de réalité virtuelle à des scénarios réels, comme la chirurgie robotique. Cette méthode a montré une amélioration marquée de la dextérité et de l’application des compétences des participants, même sans formation préalable en chirurgie ou en robotique.

Quelles méthodes ont été utilisées dans l’étude de Johns Hopkins sur la stimulation cérébrale ?

Les participants à l’étude ont subi une stimulation cérébrale non invasive grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu, ciblant le cervelet. Ils ont effectué des tâches dans une simulation virtuelle puis dans un scénario réel à l'aide du da Vinci Research Kit, un outil robotique, pour imiter des procédures chirurgicales.

Quelles sont les implications plus larges de cette étude pour la formation dans les industries de haute technologie ?

Les résultats suggèrent que la stimulation cérébrale non invasive pourrait révolutionner les méthodes de formation non seulement en médecine mais également dans d’autres industries de haute technologie qui s’appuient sur la réalité virtuelle pour l’acquisition de compétences. Cela pourrait conduire à des programmes de formation plus efficients et efficaces dans divers domaines.

Quels ont été les principaux chercheurs impliqués dans cette étude ?

L'étude a été dirigée par Jeremy D. Brown, roboticien à l'Université Johns Hopkins, avec Guido Caccianiga, un ancien roboticien de Johns Hopkins maintenant à l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents, et les co-auteurs Ronan A. Mooney de l'Université Johns Hopkins. École de médecine et Pablo A. Celnik du Shirley Ryan AbilityLab.

En savoir plus sur la formation en chirurgie de stimulation cérébrale

  • Université Johns Hopkins
  • Stimulation cérébrale non invasive
  • Kit de recherche Da Vinci
  • La réalité virtuelle en médecine
  • Journal des rapports scientifiques
  • Institut Max Planck pour les systèmes intelligents
  • Shirley Ryan Laboratoire de Capacités

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5 commentaires

David Lee décembre 20, 2023 - 4:17 pm

Hein, je n'aurais jamais pensé que le cervelet jouait un rôle aussi important dans le transfert de compétences, je dois aimer la science ! cela pourrait changer la façon dont nous formons les chirurgiens.

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Mike Smith décembre 20, 2023 - 9:18 pm

c'est intéressant mais je suis un peu sceptique, est-il sécuritaire de stimuler le cerveau comme ça ? je dois en savoir plus à ce sujet.

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Emilie Wang décembre 21, 2023 - 1:12 am

J'ai lu cela dans SciTechPost, leur couverture était assez détaillée. C'est incroyable de voir jusqu'où la technologie a évolué, notamment en médecine.

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Sarah Johnson décembre 21, 2023 - 2:06 am

recherche étonnante! c'est fascinant de voir comment la réalité virtuelle peut être utilisée de manière aussi pratique. l'avenir de la médecine est ici, les gars.

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Jane Doe décembre 21, 2023 - 2:41 am

wow, c'est vraiment cool ! Johns Hopkins propose toujours des trucs tellement innovants qu'il ne savait jamais que l'on pouvait utiliser la stimulation cérébrale pour la formation en chirurgie.

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