Des électrodes pour maîtriser la chirurgie robotique ?

Une étude récente révèle que la stimulation électrique douce de la partie arrière de la tête peut faciliter l’apprentissage de la manipulation d’un outil de chirurgie robotique, tant en réalité virtuelle que dans un environnement réel.

Une nouvelle approche pour la formation en chirurgie

Les individus qui ont reçu de légers courants électriques à l’arrière de leur tête ont appris à manœuvrer un outil de chirurgie robotique en réalité virtuelle, puis dans un environnement réel, beaucoup plus facilement que ceux qui n’ont pas reçu ces stimulations, selon une nouvelle étude.

Les résultats offrent un premier aperçu de la manière dont la stimulation d’une partie spécifique du cerveau, appelée cervelet, pourrait aider les professionnels de la santé à transférer ce qu’ils apprennent en réalité virtuelle vers de véritables salles d’opération. Cette transition est essentielle dans un domaine qui repose de plus en plus sur la formation par simulation numérique, a déclaré l’auteur de l’étude, le roboticien de l’Université Johns Hopkins, Jeremy D. Brown.

De la réalité virtuelle à la réalité

« La formation en réalité virtuelle n’est pas la même que la formation dans un environnement réel, et nous avons montré avec des recherches précédentes qu’il peut être difficile de transférer une compétence apprise dans une simulation dans le monde réel », a déclaré Jeremy D. Brown, le professeur associé John C. Malone de génie mécanique. « Il est très difficile de revendiquer une exactitude statistique, mais nous avons conclu que les personnes de l’étude ont pu transférer les compétences de la réalité virtuelle au monde réel beaucoup plus facilement lorsqu’elles ont eu cette stimulation. »

Les participants ont guidé une aiguille chirurgicale à travers trois petits trous, d’abord dans une simulation virtuelle, puis dans un scénario réel en utilisant le kit de recherche da Vinci, un robot de recherche open source. Les exercices imitaient les mouvements nécessaires lors des interventions chirurgicales sur les organes de l’abdomen, ont déclaré les chercheurs.

Stimulation cérébrale et apprentissage

Les participants ont reçu un flux subtil d’électricité à travers des électrodes où de petits tampons placés sur leur cuir chevelu destinés à stimuler le cervelet de leur cerveau. Alors que la moitié du groupe a reçu des flux constants d’électricité pendant tout le test, le reste des participants a reçu une brève stimulation seulement au début et rien du tout pour le reste des tests.

Les personnes qui ont reçu les courants constants ont montré une amélioration 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 qu’ils ont apprises en réalité virtuelle au robot réel, surtout les mouvements les plus complexes impliquant des mouvements rapides », a indiqué Guido Caccianiga, un ancien roboticien de Johns Hopkins, maintenant à l’Institut Max Planck pour les systèmes intelligents, qui a conçu et dirigé les expériences. « Les groupes qui ont reçu une stimulation cérébrale étaient meilleurs dans ces tâches. »

En synthèse

La stimulation non invasive du cerveau est une méthode pour influencer certaines parties du cerveau de l’extérieur du corps, et les scientifiques ont montré comment elle peut bénéficier à l’apprentissage moteur en thérapie de rééducation. Avec leur travail, l’équipe pousse la recherche à un nouveau niveau en testant comment la stimulation du cerveau peut aider les chirurgiens à acquérir des compétences dont ils pourraient avoir besoin dans des situations réelles.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que la stimulation cérébrale non invasive ?

C’est une méthode qui permet d’influencer certaines parties du cerveau de l’extérieur du corps.

Comment la stimulation cérébrale peut-elle aider à l’apprentissage ?

La stimulation cérébrale peut améliorer la dextérité et faciliter le transfert de compétences de la réalité virtuelle au monde réel.

Quels sont les avantages de la chirurgie robotique ?

La chirurgie robotique peut aider les chirurgiens à minimiser les tremblements de la main et à effectuer des tâches fines et précises avec une vision améliorée.

Quels sont les avantages de la formation en réalité virtuelle ?

La formation en réalité virtuelle permet de simuler des situations réelles et d’apprendre des compétences dans un environnement contrôlé.

Quels sont les domaines d’application de cette recherche ?

Cette recherche peut bénéficier à la formation en chirurgie, en robotique et dans d’autres industries qui dépendent de la formation en réalité virtuelle.

Références

Légende illustration principale : Un participant à l’étude soumis à une stimulation cérébrale non invasive est assis à la console du robot chirurgical qui simule en réalité virtuelle des exercices d’enfoncement d’aiguille. Crédit : Guido Caccianiga/Johns Hopkins University.

Article : « Anodal Cerebellar t-DCS Impacts Skill Learning and Transfer on a Robotic Surgery Training Task » – Nature Scientific Reports.