利用虚拟现实将运动技能知识从一只手转移到另一只手

利用虚拟现实进行训练的总体目标是，在肢体缺乏自主物理运动的情况下，提高其简单运动技能的表现水平。该方法有助于回答运动技能学习领域中的一些关键问题，例如感觉知觉在技能获取过程中的作用。该技术的主要优势在于，能够在训练期间完全控制视觉和本体感觉输入。

该技术的意义可能延伸至偏瘫上肢的治疗，因为该方法利用健康手的控制来训练患侧手的功能。演示该操作过程的是来自我实验室的研究助理 Shiri。首先，引导受试者就座于测试椅上。

让他们坐下，双手前伸，掌心向下。将带有头戴式3D摄像机的虚拟现实（VR）头显设备佩戴在受试者头上，以提供真实环境的在线视觉反馈。确保摄像机的视频画面呈现在VR头显中。

接下来，将运动感应的磁共振兼容手套戴在受试者的手上，以实现对每只手各个手指弯曲的在线监测。确保受试者仅在低头看向其真实手部位置时才能看到虚拟手。然后将受试者的手放置于专用的运动控制装置中，并分别将左右手的手指固定在活塞上。

确保受试者能够分别活动右手手指。最后，通过要求受试者移动位于设备内部的左手，确认其左手手指的自主运动受到限制。首先，解开受试者双手与运动控制装置的绑带。

然后让受试者用非训练手尽可能准确且快速地重复执行单手五指手指序列动作，持续30秒。接着，将受试者的双手固定在运动控制装置上。随后提示受试者即将进入训练阶段，要求其用主动手以自主节奏执行手指运动序列。

评估完成后，在自定义软件中分析数据，该软件可记录实验过程中手套所捕捉的手部姿态。单击“Session Left File”，选择相应受试者左侧采集文件夹中生成的文件；然后单击“Session Right File”，选择相应受试者右侧采集文件夹中生成的文件。

接下来，点击“播放会话”以回放并可视化每次评估阶段中基于运动追踪手套传感器记录数据生成的虚拟手部运动。最后，针对每个评估步骤和每位受试者，分别统计非训练手完成的完整且正确的手指序列次数，并计算表现提升指数。在交叉学习（CE）结合视觉操控条件下，左手训练后的表现提升显著高于仅通过观察左手训练后获得的提升，也显著高于在一致视觉反馈下进行右手训练（即传统形式的CE）后的提升。在另一组健康受试者中实施了三种训练方式，结果表明，在视觉操控基础上增加左手手指的被动运动，所产生的左手表现提升最高，且显著高于单独进行视觉操控训练后的表现提升。

一旦掌握，若操作得当，该技术可在约20分钟内完成。在实施该操作过程中，重要的是在训练环节之间提供充足的休息时间。由于手套和设备装置均与磁共振成像（MRI）兼容，因此该操作可在MRI扫描仪内进行，以进一步探究所涉及的潜在神经机制。

该技术问世后，为运动技能学习领域的研究人员探索感觉输入（包括视觉和本体感觉）在技能习得过程中的调控作用铺平了道路。观看本视频后，您应能够充分理解如何在肢体无法自主运动的情况下对其进行训练。请注意，操作被动运动装置可能会令人疲劳，因此在训练过程中应安排休息时间。