O desenvolvimento da plasticidade cerebral através da interação com jogos virtuais
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Nossa apresentação de TCC para graduação na Universidade Presbiteriana Mackenzie. Fizemos uma pesquisa de abordagem geral para o tema "O desenvolvimento da plasticidade cerebral através da interação com jogos virtuais."
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O desenvolvimento da plasticidade cerebral através da interação com jogos virtuais
- 1. O DESENVOLVIMENTO DA PLASTICIDADE CEREBRAL ATRAVÉS DA INTERAÇÃO COM JOGOS VIRTUAIS Michael Martins Kuhinica Ariane Moreira de Oliveira Gouveia
- 2. Objetivo A plasticidade Cerebral e o Kinect
- 3. Justificativa - A tecnologia é grande aliada no desenvolvimento humano - O cérebro nunca para de se desenvolver, mesmo em condições adversas
- 4. Metodologia - Pesquisa Bibliográfica - Plasticidade Cerebral - JogosVirtuais com foco no Kinect - Casos de uso do Kinect em reabilitação
- 5. Plasticidade Cerebral - A capacidade do cérebro de reestruturar os seus caminhos neurais - Acreditava-se que a estrutura cerebral não se alterava depois de formada - Estudos com macacos mudaram este paradigma Alguns fatos
- 6. Text Plasticidade Cerebral - Durante a Infância - O cérebro se organiza e absorve tudo o que pode - O número de conexões entre neurônios aumenta, criando ligações expecíficas entre eles Quando Ocorre
- 7. Text Plasticidade Cerebral - Em caso de lesão - Compensando funções perdidas - Máximizando o efeito de funções aprendidas - Outras partes do cérebro se reajustam e formam novas conexões Quando Ocorre
- 8. Text Plasticidade Cerebral - Durante a fase adulta - Quando algo novo é aprendido e memorizado - O cérebro humano é reativo, se adapta a partir de estímulos externos - É o que nos torna únicos e especialistas em algo Quando Ocorre
- 9. Text Neurônios Espelho - Permitem que executemos atividades sem pensar nelas, apenas acessando um banco de memórias - Ao simular uma ação, permite ao cérebro antecipar possíveis respostas
- 10. Text Jogos - Pode servir para iniciativas mais complexas além da diversão - O jogador pode viver o que quer ser e decidir sem limitações Objetivo
- 11. Text Jogos - Estética - Ajuda na imersão do jogador através de elementos sensoriais - Estória - Define a problemática do jogo, pode ter um aporte real ou fantasioso Tétrade Elementar
- 12. Text Jogos - Mecânica - Dita mecanismos de regras, pontuação e jogabilidade - Tecnologia - É o que viabiliza o jogo, pode ter diferentes níveis de complexidade Tétrade Elementar
- 14. Text Jogos - Especificações Técnicas - Câmera RGB com 1280x960 pixel de resolução - Emissor e leitor de luz infravermelho - Série de microfones - Acelerômetro de 3 eixos A plataforma Kinect
- 16. Text Estudo de Caso - Usava o Wii, da Nintendo, para sessões de fisioterapia antes do Kinect - Como oWii precisa de controles, nem todos tinham acesso ao tratamento Hospital Royal Berkshire
- 17. Text Estudo de Caso Hospital Royal Berkshire O lado lúdico oferecido pelos jogos ajuda a sair da rotina massante de fisioterapia
- 18. Text Estudo de Caso - Centro de tratamento e diagnose de crianças com autismo que usa tecnologia extensivamente - A sensasão de entretenimento faz com que as crianças abordem o tratamento de forma mais orgânica Lakeside Center for Autism
- 19. Text Estudo de Caso - O Kinect trás uma grande gama de benefícios terapêuticos além da interação com o aparelho - Para jogar, a criança precisa solucionar uma série de problemas que ajudam no desenvolvimento da linguagem, por exemplo Lakeside Center for Autism
- 20. Text Estudo de Caso - Estudo realizado no departamento de fisioterapia da Michigan Central University - Paciente com histórico de traumatísmo craniano devido a um acidente automobilístico - Devido ao acidente, o paciente apresenta graves problemas sensoriais e motoros Reabilitação de trauma cerebral
- 21. Text Estudo de Caso - Aconteceram 10 sessões de jogo de 50 minutos 3 vezes por semana durante 4 semanas consecutivas - Exames clínicos foram repetidos antes, imediatamente depois e 2 semanas após as sessões Reabilitação de trauma cerebral
- 22. Text Estudo de Caso - Exames clínicos motores realizados - Escala de Equilíbrio de Berg (BBS) - Exame Funcional da Marcha (FGA) - Pontuação Ataxia Reabilitação de trauma cerebral
- 23. Text Estudo de Caso Reabilitação de trauma cerebral BBS FGA Ataxia Pré-Teste 32 11 26 Pré-Teste II 33 10 26 Pós-Teste 36 14 24 Retenção 39 14 22 Progressão de pontos nos exames clínicos motoros
- 24. Text Estudo de Caso - Estudo realizado na Universidade Cristã de Chung Huan, emTaiwan - Foi desenvolvido um sistema baseado no Kinect chamado Kinerehab Estudo com jovens com deficiências motoras
- 25. Text Estudo de Caso - O Kinerehab utiliza os sensores do Kinect para identificar a posição das articulações dos participantes - Com estes dados, o sistema identifica se um movimento foi correto ou não - Cada movimento correto foi acompanhado de um retorno positivo de um personagem animado em um projetor Estudo com jovens com deficiências motoras
- 26. Text Estudo de Caso - Movimentos identificados pelo Kinerehab - Levantar os dois braços para a frente - Levantar os dois braços para os lados - Levantar os dois braços para cima Estudo com jovens com deficiências motoras
- 27. Text Estudo de Caso - Os estudantes participantes foram - Peter, 17 anos, diagnosticado com paralisia cerebral e inflexibilidade dos membros superiores - Sherry, 16 anos, diagnosticada com atrofia muscular, ela permanece imóvel em uma cadeira de rodas, mas pode se levantar com ajuda de um apoio Estudo com jovens com deficiências motoras
- 28. Text Estudo de Caso - O experimento se dividiu em duas fases - Fase Base (baseline) - Nenhuma tecnologia assistiva foi usada, os participantes deveriam repetir os movimentos sem o Kinect - Fase de Intervenção (intervention) - O Kinect foi usado para auxiliar a movimentação Estudo com jovens com deficiências motoras
- 29. Text Estudo de Caso Estudo com jovens com deficiências motoras Resultados atingidos por Peter
- 30. Text Estudo de Caso Estudo com jovens com deficiências motoras Resultados atingidos por Sherry
- 31. Text Estudo de Caso - Além da melhora nos pontos, os alunos demonstraram grande interesse em continuar o tratamento - O Kinect pode ser usado como terapia para reabilitação motora e também aumentar a aderência ao tratamento Estudo com jovens com deficiências motoras
- 32. Text Conclusão - A união da ciência da computação com áreas mais humanas tem o potêncial de ajudar o ser humano a se desenvolver cada vez mais - A visão de Ciência da Computação nos permitiu ver grande oportunidade no Kinect para o tratamento de diferentes debilidades
- 33. Text Conclusão - Mostramos como diferentes técnicas de jogo podem ser utilizadas para trazer benefícios terapeuticos com diferentes objetivos para o utilizador - É preciso ter uma visão ampla sobre cada caso, respeitando as limitações impostas por cada problema
Editor's Notes
- Mostrar através de uma compilação bibliográfica como a interação com jogos usando o Kinect pode ser útil para rehabilitação
- A tecnologia pode ser usada como ferramenta para melhorar as condições físicas e mentais de qualquer pessoa.
- Foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre os temas que englobam este trabalho Em seguida os dados coletados na pesquisa foram compilados para estrututar o trabalho
- A Plasticidade é definida pela capacidade do cérebro de reestruturar seus caminhos neurais entre as diferentes áreas do Cérebro Esta capacidade do ser humano foi descoberta através de um experimento com macacos onde observou-se que a amputação de um dedo provocava atrofia dos neurônios responsaveis pelo controle do dedo amputado, mas que esse espaço não permanecia desocupado: era invadido pelos neurônios encarregados pelo movimento do dedo adjacente.
- As células nervosas fazem novas conexões e crescem rapidamente. Com 2 anos chegam a 15.000 sinápses por neurônio, o dobro que de um adulto.
- Um médico sofreu um AVC e teve o braço esquerdo paralizado, pois áreas responsáveis por seu movimento foram danificadas no cérebro. Para se recuperar ele teve o braço direito amarrado ao corpo, assim, aos poucos, o cérebro se reorganizou e reaprendeu a mover o braço esquerdo.
- Acontecem mudanças massivas no cérebro e em suas conexões, foram realizados testes com estudantes de medicina durante o período de prova que detectaram mudanças na região do hipocamo e lobo parietal, ligados ao armazenamento e busca de informação, mostrando como o cérebro pode se reestruturar
- Estão espalhados pelas principais partes do cérebro, responsáveis pela coordenação motora, linguagem, empatia e dor.
- Essa oportunidade de experimentar em um ambiente de jogo controlado, sem consequencias graves para suas ações, permite ao jogador aprender de uma maneira orgânica, espontânea e criativa
- Sensor inteligente lançado pela Microsoft para o console de jogos Xbox em 2010 e, posteriormente, para a plataforma Windows em 2012
- Com os componentes presentes no aparelho, o Kinect pode detectar comandos de voz e movimentos do corpo do jogador com precisão
- Com a ajuda de dados de profundidade da cena fornecidos pelo sensor de luz ultravermelha, o Kinect cria um esqueleto virtual do jogador, podendo ser programado para identificar movimentos específicos de todos os seus membros
- O problema com o Wii é que nem todos os pacientes podem se beneficiar de seu uso, por ele necessitar de um controle para funcionar, o Kinect resolveu este problema
- Com o Kinect, além de aproveitar mais o tratamento, o paciente tem a oportunidade de continua-lo em casa com a sua familia
- Quando a criança quer jogar Kinect, o terapeuta pode abordar uma série de objetivos diferentes, como ajudar o paciente a expressar que jogo quer jogar, que avatar usar, etc.
- O acidente aconteceu 9 anos antes do estudo. O Paciente passou por sessões convencionais de fisioterapia e nunca interagiu com o Kinect antes do experimento
- Os exames tinham o intuito de quantificar precisamente os problemas motores e sensoriais do paciente
- Escala de equilíbrio de Berg mede risco de queda FGA problemas no caminhar, também indica risco de queda Ataxia Problemas de coordenação
- A progressão de pontos do paciente nos diferentes estágios do experimento mostram melhora significativa em diversos pontos, pesmo após 2 semanas do tratamento
- Os movimentos acertados fazem uma baleia animada cantar mais alto e dançar mais rápido, incentivando os participantes
- Os movimentos foram repetidos um certo número de vezes até formarem um cíclo, cada estudante completou três cíclos por sessão
- Observamos nos resultados uma diferença significativa entre o numero de movimentos corretos obtidos na fase base vs. a fase de intervenção
- O Kinect é um aparelho barato e produzido em larga escala, o que facilita o acesso a terapias válidas para a reabilitação
- A ciência deve ser percebida de forma holística, cada parte importa para o todo. Para o bom uso dessas ferramentas em um ambito terapeutico, é necessário notar os mais diversos elementos envolvidos, não só a máquina e nem só o homem.
- Com a visão ampla pode-se desenvolver um sistema com foco e objetivos claros, com o potencial de ser responsável pela mudança de vida de muitas pessoas.