Dyadenlernen in einer Handgelenk-Roboter-Umgebung nach einem Schlaganfall

„Robotergestützte Rehabilitation wird eingesetzt, um die verheerenden Auswirkungen eines Schlaganfalls zu lindern und die Fähigkeit von Überlebenden zur Ausführung komplexer motorischer Aufgaben wiederherzustellen.“ Ein häufiges Problem besteht darin, dass Robotergeräte kostspielig sind und Einzelpersonen nur in begrenztem Umfang zur Verfügung stehen. Die Steigerung der Effizienz durch die Reduzierung der erforderlichen körperlichen Übungszeit oder durch die Verbesserung der Trainingsgewinne ist daher von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der Ergebnisse bei der robotergestützten Rehabilitation nach einem Schlaganfall. Unser Ziel ist es, Dyadenlernen als Lernparadigma zu implementieren, das das motorische Lernen innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens steigert, damit Einzelpersonen dieses Problem überwinden können. Dyadenlernen ist eine Form des sensomotorischen Lernens, bei dem die Teilnehmer paarweise lernen und dabei zwischen physischer Übung und Beobachtungsübungen wechseln. Zwischen den Prüfungen wird den Lernenden oft die Möglichkeit gegeben, sich an einem Dialog zwischen den Prüfungen zu beteiligen.

Dyadenlernen hat sich nicht als Hilfsmittel in der Rehabilitation etabliert, obwohl es das Potenzial hat, entweder die erforderliche körperliche Übungszeit zu verkürzen oder die motorische Verbesserung zu steigern. Das allgemeine Ziel dieses Projekts besteht darin, die Verwendbarkeit (Ziel 1) und Durchführbarkeit (Ziel 2) des dyadischen Lernens in einer Handgelenkroboterumgebung bei Personen mit chronischem Schlaganfall sowie Transfereffekte bei zwei Transferaufgaben (Ziel 3) zu bestimmen. Dyadisches Lernen wird als motorisches Lernen charakterisiert, bei dem die Lernenden zwischen körperlichem Training und Beobachtungstraining wechseln. Körperliche Übung bedeutet, dass eine Person die motorische Aufgabe selbst ausführt. Beobachtungsübung bedeutet, dass der Lernende einer anderen Person beim Üben der motorischen Aufgabe zusieht.

Die konkreten Ziele sind insbesondere folgende:

Ziel 1: Feststellung, ob ein dyadisches Lernparadigma in der Handgelenkroboterumgebung bei Teilnehmern mit chronischem Schlaganfall implementiert werden kann. Dieses Ziel zielt darauf ab, die Verwendbarkeit des dyadischen Lernens einer spielerischen motorischen Aufgabe in der Handgelenkroboterumgebung zu bestimmen. Der erfolgreiche Abschluss der Studie durch die Teilnehmer wird dieses Ziel bestätigen.

Ziel 2: Bestimmung der Wirkung des Dyadenlernens auf die Verbesserung der motorischen Leistung des Handgelenks innerhalb der Handgelenkroboterumgebung. Teilnehmer mit chronischem Schlaganfall werden mithilfe eines dyadischen Lernparadigmas in einer spielerischen motorischen Aufgabe geschult. Die motorische Leistung wird anhand eines Leistungsmotor-Scores gemessen, einem zusammengesetzten Score, der räumliche und zeitliche Variablen umfasst. Eine Verbesserung des leistungsmotorischen Scores am Ende des Trainings wird dieses Ziel bestätigen.

Ziel 3: Feststellung, ob dyadisches Training der Handgelenksmotorik in der Umgebung eines Handgelenksroboters zu Verbesserungen der Leistung von zwei untrainierten funktionellen Handgelenksbewegungsaufgaben bei Teilnehmern mit chronischem Schlaganfall führt. Dieses Ziel zielt darauf ab, die Übertragungseffekte dyadischer lernbezogener motorischer Trainingsgewinne auf die funktionelle motorische Leistung zu identifizieren. Die Teilnehmer führen vor und nach dem Training zwei untrainierte Aufgaben zur Handgelenksmotorik durch. Die motorischen Aufgaben sind Linienverfolgungs- und Verfolgungsaufgaben. Die Leistung wird durch die Berechnung des quadratischen Mittelfehlers (Root Mean Square Error, RMSE) gemessen, indem gemessen wird, wie stark der Teilnehmer von der Linie abweicht, sowie durch die Zeit bis zum Abschluss in Sekunden. Eine Verringerung des RMSE und/oder der Zeit bis zur Fertigstellung beim zweiten Besuch im Vergleich zur ersten Leistung wird dieses Ziel bestätigen.