约翰斯-霍普金斯大学的一项研究表明，对小脑施加温和的电流可提高个人将技能从虚拟现实转移到现实环境的能力，尤其是在机器人手术中。这项技术可以彻底改变包括医学和机器人技术在内的各种高科技行业的培训方法。

约翰斯-霍普金斯大学的研究人员发现，对小脑进行轻微电刺激可大大提高虚拟现实训练向机器人手术中真实世界任务的转移，这预示着医疗和技术培训方法的潜在进步。

一项新的研究显示，后脑勺接受轻微电流刺激的人比没有接受这些刺激的人更容易学会在虚拟现实中操纵机器人手术工具，然后再在真实环境中操纵。

这项研究的作者、约翰-霍普金斯大学机器人专家杰里米-D-布朗（Jeremy D. Brown）说，这些发现首次展示了刺激大脑中一个名为小脑的特定部位如何帮助医护人员将他们在虚拟现实中学到的知识运用到真实的手术室中，这在一个越来越依赖数字模拟培训的领域是一个亟需的过渡。

"在虚拟现实中进行的培训与在真实环境中进行的培训不同，我们以前的研究表明，很难将在模拟中学习到的技能迁移到现实世界中，"约翰-C-马龙机械工程副教授布朗说。"很难说统计结果是准确的，但我们的结论是，研究中的人在受到这种刺激时，能够更容易地将技能从虚拟现实转移到现实世界。"

这项研究成果今天（12月20日）发表在《自然-科学报告》上。

参与者首先在虚拟模拟中将手术针穿过三个小孔，然后在真实场景中使用达芬奇研究套件（一种开源研究机器人）进行练习。研究人员说，这些练习模仿了腹部器官手术过程中所需的动作。

参与者通过头皮上的电极或小垫子接受微弱的电流，以刺激大脑的小脑。在整个测试过程中，半数参与者接受了稳定的电流，而其余的参与者只在测试开始时接受了短暂的刺激，在测试的其余时间里根本没有接受任何刺激。

接受稳定电流刺激的人的灵活性明显提高。他们之前都没有接受过手术或机器人方面的训练。

前约翰霍普金斯大学机器人专家、现马克斯-普朗克智能系统研究所（Max Planck Institute for Intelligent Systems）的圭多-卡西亚尼加（Guido Caccianiga）说："没有接受刺激的那一组人在将虚拟现实中学到的技能应用到实际机器人上时，尤其是涉及快速运动的最复杂动作时，显得有些吃力。接受脑刺激的小组在这些任务中表现得更好"。

研究人员说，无创脑部刺激是一种从体外影响大脑某些部位的方法，科学家们已经证明了这种方法如何有利于康复治疗中的运动学习。这项研究的共同作者、前约翰霍普金斯大学物理医学与康复助理教授加布里埃拉-坎塔雷罗（Gabriela Cantarero）说，通过他们的工作，研究小组将研究提升到了一个新的水平，即测试刺激大脑如何帮助外科医生获得他们在现实世界中可能需要的技能。

Cantarero说："我们实际上能够利用这种装置影响行为，我们可以真正量化人们的动作、偏差和错误的每一个细小方面。"

一名接受无创脑部刺激的研究人员坐在手术机器人控制台前，使用虚拟现实模拟进行打针练习。图片来源：Guido Caccianiga/约翰霍普金斯大学。

机器人手术系统通过提高人类技能为临床医生带来了巨大的好处。它们可以帮助外科医生最大限度地减少手部震颤，并通过增强视觉来执行精细和精确的任务。

除了影响未来外科医生学习新技能的方式外，这种类型的大脑刺激还为其他依赖虚拟现实培训的行业，尤其是机器人行业的技能学习带来了希望。

研究人员说，即使在虚拟现实之外，这种刺激也有可能帮助人们更普遍地学习。

"如果我们能证明，通过大脑刺激，你可以在一半的时间内学会新技能，那会怎么样呢？"卡西亚尼加说。"这是一个巨大的成本利润空间，因为这可以更快地训练人们；你可以节省大量资源来训练更多的外科医生或工程师，他们将来会经常与这些技术打交道"。

编译自：ScitechDaily