1. Tipos de alternativas e seus impactos pedagógicos

Definição das alternativas

Agora é possível refinar a definição convencional de uma alternativa. Desenvolvimentos em tecnologia e no pensamento ético assim como exemplos criativos de substituição da utilização de animais que foram conseguidas em todas as disciplinas que envolvem o estudo de ciências mitigaram por esse refinamento. Especificamente, a definição de alternativas dentro da área da educação pode ser mais restrita para que o comprometimento seja exclusivo com as alternativas de substituição do uso animal e pode ser tão ampla a ponto de incluir abordagens que envolvam um trabalho neutro ou benéfico em particular com os animais. Essa tal definição vai além de 'redução, substituição ou refinamento' de experimentos animais, como descrito por Russell e Burch (1). Está mais apropriada à natureza do conhecimento e da aquisição de habilidades dentro do ensino de ciências da vida e reflete as possibilidades do momento e as oportunidades de substituição.

As alternativas, portanto, são uma ajuda à educação humanitária e a abordagem de ensino que pode substituir a utilização de animais ou complementar a educação humanística já existente. Tipicamente utilizada em combinação com os objetivos de ensino existentes e para fornecimento de outros resultados educacionais que não podem ser encontrados através de experimentos animais, elas compreendem:

o Filmes e vídeos
o Modelos, manequins e simuladores
o Simulação multimídia em computador
o Utilização ética de cadáveres e tecidos animais
o Clínica médica com pacientes animais e voluntários
o Auto-experimentação do estudante
o Práticas laboratoriais In vitro
o Estudos de campo

Esse capítulo descreve em detalhes as alternativas apresentadas anteriormente e explora seus impactos pedagógicos. A política da InterNICHE relacionada às alternativas específicas e à produção humanística de novas alternativas estão elaboradas no Anexo.


Filme e vídeo

Historicamente, os filmes têm sido utilizados em alta escala para o ensino de ciências da vida para ilustrar algumas partes do currículo acadêmico que se beneficiam particularmente com a representação visual, que precisam de explicação adicional ou que são difíceis de serem demonstradas em laboratório. A maioria dos filmes foi substituída por vídeos. Alguns materiais produzidos em vídeo têm sido, por sua vez, utilizados em clipes dentro de softwares multimídia em CD-ROM e DVD.

O vídeo moderno de alta qualidade é utilizado, virtualmente, em todos os institutos e pode desempenhar um papel importante como sendo uma alternativa visual à utilização animal. Para institutos com recursos financeiros limitados, o vídeo pode ser uma alternativa realística à dissecção animal e as experimentações, principalmente quando combinadas com outras abordagens de baixo custo para o alcance dos objetivos de ensino. Embora passivo, o vídeo pode fornecer uma boa base para um tema e é freqüentemente utilizado como preparação e material de apoio para o trabalho em conjunto com alternativas, tais como a prática cirúrgica em simuladores e a clínica médica com pacientes humanos e animais.

Vídeos de dissecções realizados por profissionais podem freqüentemente transmitir mais informações aos estudantes do que as dissecções realizadas pelos próprios estudantes e podem ainda ser uma alternativa considerada suficiente para os estudantes que não irão utilizar animais em suas carreiras. Para a minoria dos estudantes que realmente necessitam de habilidades de dissecção em suas carreiras, os vídeos podem ser utilizados para treiná-los antes de começarem a atuar com dissecções éticas reais em cadáveres. Os vídeos de experimentação em farmacologia e fisiologia, assim como suas reproduções em software, também podem demonstrar procedimentos que seriam eticamente inaceitáveis para a realização continuada em animais vivos ou que fossem difíceis de serem ilustrados efetivamente. Muitos vídeos incorporam gráficos, assim como metragem e áudio.

Vídeo Digital

A recente tecnologia digital apresenta novas oportunidades para o desenvolvimento criativo e para a maximização do potencial de recursos de ensino baseado em vídeo em conjunção com o software (2). A digitalização de um vídeo é simples e de baixo custo. A edição de um vídeo digital, incluindo a adição de áudio, fotos e gráficos, assim como o processo de cópia e distribuição, podem ser geridos através de um hardware mediano, o software apropriado e habilidades básicas de computação. A digitalização permite que os videoclipes sejam acessados rapidamente e utilizados com facilidade durante uma palestra ou prática laboratorial e o fluxo pode ser fornecido pela web. A utilização criativa desta tecnologia pode oferecer uma ajuda altamente efetiva ao aprendizado.


Modelos, manequins e simuladores

Essas alternativas sem utilização animal compreendem tanto os objetos sintéticos projetados para treinamento e simulação de órgãos, membros ou animais inteiros como quanto aos aparatos para treinamento e simulação de funções fisiológicas, ou ainda para habilidades clínicas e cenários. Os termos descritivos são utilizados com flexibilidade e, às vezes, de modo passível de mudança. Em geral, os 'modelos' referem-se a objetos designados para apreciação da estrutura anatômica; os 'manequins', às vezes chamados de 'fantasmas', são representações fielmente personificadas dos animais ou seres humanos da vida real, projetados para o treinamento das práticas de habilidade clínica e os 'simuladores' são ferramentas para habilidades clínicas, cirúrgicas e práticas de cuidado intensivo e incluem manequins computadorizados, dispositivos de treinamento cirúrgico e de sutura.

Modelos plásticos de animais, mostrando suas estruturas internas, são comumente utilizados para o ensino de morfologia em todo o mundo, e cadáveres reais de animais podem ser dissecados e preservados utilizando, por exemplo, a plastinação. Dentro da ortopedia para humanos e animais, ossos de plástico são amplamente utilizados para a ilustração de fraturas.

Simuladores simples e baratos podem ser utilizados para a prática efetiva de habilidades psicomotoras e clínicas tais como a coordenação entre mão e olho, o manuseio de instrumentos e sutura. Simuladores de pele e de órgãos vazios, ou de anastomoses intestinais, de treinamento de micro-cirurgias, entre outros, são feitos de plástico especial ou de látex para a simulação realística do tecido ou órgão pertinente. Patologias como, por exemplo, cistos, podem ser incluídas em certos simuladores para a prática da excisão. Até mesmo os canos internos dos pneus das bicicletas são, por vezes, utilizados como dispositivos fáceis de serem obtidos e apropriados para a aquisição de habilidades básicas.

Simuladores Dinâmicos

Um simulador cirúrgico utilizado para o treinamento de cirurgias minimamente invasivas pode acomodar órgãos animais de procedência ética, os quais são aspergidos e utilizados para prática (3). Outro simulador, ainda em desenvolvimento, emprega a perfusão de um cadáver humano, ou de parte dele, para oferecer uma alternativa realística de uma cirurgia realizada ao vivo (4). As veias e artérias são dinamicamente
preenchidas com um líquido colorido, através de uma bomba especialmente projetada para essa atividade. Ela também aplica pressão de pulsação que pode ser transmitida aos vasos sangüíneos e assim proceder a simulação confiável da árvore vascular, tudo dentro de um sistema fechado. A dissecação e uma gama de abordagens cirúrgicas e micro-cirúrgicas como, por exemplo, a sutura vascular, anastomose e reparo, aplicação de grampo em aneurisma, amputação intraparênquima, gestão de hemorragia e procedimentos endoscópicos, tudo pode ser executado. A cirurgia prática pode, portanto, ser realizada e a técnica pode ser potencialmente aplicada tanto para cadáveres de origem humana quanto animal.

Outros simuladores incluem aparatos construídos por instrutores, a fim de ilustrar processos dinâmicos tais como a fisiologia da circulação. Eles podem ser facilmente criados utilizando recursos básicos de laboratório como bombas, tubulação, válvulas e líquido colorido, ou podem ser também simuladores de circuitos eletrônicos para a ilustração de processos neurofisiológicos.

Treinamento Prático

Manequins de pacientes humanos são freqüentemente utilizados em alguns países para o treinamento de estudantes e profissionais em habilidades clínicas e procedimentos, assim como também para prática de atendimento intensivo. Os manequins mais avançados têm pele, ossos e órgãos artificiais, algumas vezes incluem a função de batimentos cardíacos e a simulação artificial de fluidos como o sangue e a bile. A natureza anatomicamente correta dos órgãos pode ser derivada de técnicas avançadas de rastreamento e modulagem precisos feitos por engenheiros. Alguns manequins são computadorizados, a fim de representarem emergências em tempo real e permitirem o monitoramento, também em tempo real, da atuação do treinando quanto ao atendimento intensivo ou cirúrgico. Cirurgiões trainee e médicos podem, portanto, aprender em um ambiente livre de riscos para o paciente, e o monitoramento pode também ajudar a assegurar a consistência e uniformidade do treinamento. Como em todas as alternativas similares utilizadas em sua potencialidade, elas permitem o domínio de uma habilidade e não somente a exposição a ela. Tendo sido submetido a simulação de situações clínicas, os estudantes terão adquirido as habilidades práticas, mentais e emocionais necessárias para as situações da vida real - habilidades que podem, posteriormente, ser refinadas. 

Manequins de animais podem facilitar o treinamento e manuseio, tomada de amostra de sangue, entubação, toracocenteses e técnicas de RCP (ressuscitação cardio-pulmonar), entre outras. Manequins diferentes têm níveis também diversos de realismo anatômico e fisiológico. Para procedimentos desafiantes como, por exemplo, a cateterização urinária de uma cadela, manequins anatomicamente corretos podem permitir ao estudante seguir dicas visuais e táteis para o domínio da técnica. Os procedimentos que envolvem técnica e aqueles que envolvem risco e/ou tensão ao animal podem, portanto, ser dominados pelos estudantes sem a presença de um animal vivo e os casos de atendimento intensivo podem ser explorados antecipadamente às oportunidades clínicas, gerando confiança e competência.

A experiência em lidar com a variabilidade individual em animais pode ser abordada através da utilização de uma gama de manequins e progredindo até a utilização ética de cadáveres e, depois, com o trabalho clínico em animais pacientes.

Os manequins e simuladores oferecem custo-benefício e treinamento prático. Eles dão maior liberdade aos estudantes para praticarem seguindo seu próprio passo, aprendendo através de tentativa e erro e para repetirem procedimentos sem o alto custo da utilização animal. Alguns simuladores básicos também podem ser utilizados por estudantes em seu ambiente doméstico assim como em laboratório, potencialmente liberando alguns recursos de eficiência. O tempo e os recursos anteriormente utilizados para a preparação de laboratórios animais para práticas de habilidades básicas podem ser re-alocados para o desenvolvimento e utilização de simuladores e as oportunidades de aprendizado associadas com pacientes do cenário clínico. Esse último inclui habilidades cirúrgicas mais complexas e outros treinamentos que necessitariam de pacientes humanos e animais. 

Simulação multimídia em computador 

O mouse do computador

O surgimento e aplicação das tecnologias de computador vêm revolucionando a ciência e a sociedade como um todo. Processadores de alta velocidade e softwares poderosos têm transformado a maneira como os dados são reunidos e processados, como os processos biológicos são modelados e explicados e como o conhecimento é transferido. As oportunidades associadas com o desenvolvimento de tecnologias baseadas no computador, em contribuição à efetiva educação das ciências da vida, vêm crescendo espontaneamente na última década. A internet e os softwares multimídia disponíveis em CD-ROM e DVD, estão desempenhando papéis importantíssimos em muitas universidades, com aplicações em laboratórios e palestras, tutoriais e projetos de trabalho. Através de dissecções virtuais e experimentos em laboratórios bem equipados onde os estudantes podem atuar na tela, através de simulações totalmente virtuais da realidade de técnicas clínicas com instrumentos táteis, as possibilidades de estudo assistido por computador são restritas apenas pelos limites da imaginação.

Enquanto que as primeiras simulações em computador eram praticamente livros escolares disponibilizados em disco, os programas multimídia de interação desenvolvidos atualmente podem integrar um laboratório virtual, imagens fotográficas e gráficos em 3D, videoclipes e informação em formato texto para aumentar de maneira significativa a qualidade e profundidade do aprendizado. Criada por professores para o atendimento dos objetivos de ensino de cursos específicos, esses pacotes projetados profissionalmente podem facilitar a habilidade do estudante para a visualização e compreensão da estrutura e do processo, experimentar e aprender as estratégias de solução de problemas e obter uma gama de outras habilidades.

Ampliando o estudo de anatomia

Em uma dissecção virtual ou num programa de anatomia, os estudantes podem desempenhar suas tarefas passo-a-passo, repetindo quando necessário e aprendendo sobre a anatomia funcional de acordo com o decorrer do programa. A gama de aparatos varia entre os programas. Eles podem incluir bibliotecas com imagens fotográficas coloridas da anatomia macroscópica à microscópica, com a possibilidade de aumentar ou diminuir as imagens; permitem a comparação da morfologia entre espécies com um toque no mouse do computador, com comentários em áudio ou quadros de textos fornecendo a informação explicativa e questões; oferecem o recurso de salientar ou desmontar órgãos específicos ou sistemas orgânicos, controlando seu grau de transparência dentro de uma imagem composta; apresentam processos fisiológicos, tais como a digestão ou a ativação dos músculos através da técnica de 'morfing'; gira órgãos e os sistemas esqueléticos e apresenta animações e sobrevôos por quaisquer partes do corpo. Estas oportunidades, ausentes em um laboratório real, mas disponíveis em alta velocidade nas simulações, podem fornecer uma experiência muito rica e sensitiva que permite uma observação muito mais completa da estrutura e da relação estrutural.

Vale a pena observar que as mais novas disciplinas como a genética, biologia molecular ou celular e a neurociência retiram tempo de aprendizado dos campos mais tradicionais, os softwares educacionais em multimídia podem ainda revitalizar e modernizar o estudo de anatomia e ajudar a manter um equilíbrio apropriado entre os campos durante a evolução das ciências. Isto já havia começado com a imagem em 2D de alta resolução, como por exemplo no atlas digital O Homem Visível e das mais recentes simulações anatômicas. E com as novas tecnologias de imagem, como por exemplo o ultra-som em 3D, a Tomografia Assistida por Computador (TAC) e a Imagem de Ressonância Magnética (IRM) tornaram-se mais acessíveis e são utilizadas de maneira mais geral através da visualização em anatomia e fisiologia, diagnósticos, preparação através de cirurgia simulada e atuação cirúrgica real, tudo será melhorado. A Realidade Virtual (RV) já utiliza algumas dessas tecnologias avançadas.


O laboratório virtual

O software que inclui um laboratório virtual apresenta uma gama de equipamentos na tela e pode oferecer um nível bem alto de interatividade. Tipicamente, tais programas simulam a preparação clássica de animais e experimentos no que se refere a fisiologia, farmacologia e atendimento intensivo. Essas disciplinas combinam bem com o sistema multimídia devido à necessidade correlata de eventos simultâneos e múltiplos e para compreender a influência também múltipla entre fenômenos relacionados e complexos.

As simulações oferecem tarefas de práticas orientadas, desenvolvendo nos estudantes o conhecimento teórico. Antes dos estudantes utilizarem tais simulações, os professores podem decidir apresentar aspectos do programa usando um projetor para ajudar a esclarecer objetivos específicos. Uma apresentação em estilo de palestra para dar apoio às experimentações do grupo ou individuais pode ser bem-vinda pelos estudantes. Vale ressaltar que um equilíbrio precisa ser encontrado entre o desafio inerente de uma ferramenta de aprendizado e o conhecimento do estudante e suas habilidades no dado momento de maneira que o aprendizado seja otimizado.

Os laboratórios virtuais detalham a preparação, o equipamento essencial e o método relevante à prática e os estudantes, então, atuam ativamente nos experimentos com reação simulada do tecido ao estímulo ou aos agentes farmacológicos como seria se estivessem sendo aplicados a animais ou em um cenário clínico, monitorando e gravando dados com osciloscópios na tela, entre outros aparatos. Isso pode ser em tempo real ou adaptado às necessidades; a experimentação do estudante na busca de soluções para desafios específicos pode ser beneficiada pela oportunidade de trabalhar mais rápido e com menos despesas do que em um laboratório animal convencional.

Vários parâmetros nos experimentos, tais como pressão e volume numa prática virtual de fisiologia cardiovascular, podem ser modificadas pelo usuário para gerar ajustes de dados para análise e pode haver opções para níveis diferentes de complexidade dentro de um programa. Instrutores darão aos estudantes um grau de controle apropriado aos objetivos do ensino. As reações apresentadas por eles podem ser referentes a experimentos animais não mais realizados, ou por algoritmos, e podem incluir variáveis aleatórias para a simulação da variação biológica e, através disso, produzir resultados diferentes entre os estudantes. Algumas simulações permitem a ilustração de conceitos ou da realização de tarefas que não seriam consideradas éticas e seriam difíceis ou impossíveis em uma situação real, como por exemplo os efeitos da respiração com baixa concentração de oxigênio, medição do líquido cérebro-espinhal ou da re-utilização de preparações.

Aplicações da Web

Os softwares de acesso a Web para utilização de estudantes é uma abordagem que está sendo cada vez mais explorada para o desenvolvimento do aprendizado assistido por computador (AAC) e pode aumentar a facilidade de entrega, sendo utilizados tanto em um instituto como para a educação a distância. Algumas alternativas e cursos de treinamento já estão disponíveis on-line, mas a internet como mediadora poderia ser bem mais explorada, a fim de maximizar a utilização criativa e o impacto positivo de tal tecnologia sobre o processo de aprendizado. Por exemplo, tais programas poderiam oferecer experimentações on-line; os estudantes poderiam trabalhar onde e quando quisessem e poderiam ainda revisitar seu laboratório on-line individualizado para revisar ou dar continuidade a experimentos específicos. Tutores poderiam monitorizar e analisar resultados individuais com grande facilidade. Assim como também poderiam criar o seu próprio material de ensino, sendo que para isso seria necessário o conhecimento dos instrutores e de seus colaboradores quanto as aplicações da web e de habilidades técnicas de webdesign e programação para sua realização. Para isso também são necessários recursos adequados de software e de hardware.

Quando estão desenvolvendo cursos, os instrutores geralmente analisam textos de recursos instrucionais já existentes, criam algo próprio e então combinam os componentes diferentes a fim de juntarem seus objetivos de ensino. Um conceito que está sendo explorado na vanguarda do design e das aplicações da web para fins educacionais é o de compartilhamento dos componentes do projeto ou 'objetos de aprendizagem'. Partes bem elaboradas de equipamento de laboratório virtual e algoritmos bem escritos a partir de alternativas existentes são exemplos de objetos de aprendizagem que poderiam ser utilizados por outros instrutores envolvidos no desenvolvimento de softwares para novas alternativas. O design mais atual de software não permite que componentes individuais do software sejam descontextualizados. A liberação de objetos de aprendizado que estavam anteriormente somente disponíveis para utilização dentro de programas específicos e a garantia de que o novo software foi projetado com conteúdo reutilizável de objetos de aprendizagem pode fornecer mais recursos para os instrutores. A construção deste conceito de ajuda mútua poderia ser obtida através de um banco de dados on-line, com usuários contribuindo e/ou obtendo elementos individuais dos programas. Programas gratuitos existentes também poderiam contribuir. Compartilhar esses recursos é uma tarefa de democratização que dará apoio ao processo de desenvolvimento de bons cursos e de projetos de software: os desenvolvedores de software capazes de reutilizar objetos de aprendizagem podem evitar a repetição de projetos já realizados e estarão livres para concentrar sua força no próprio projeto e nas necessidades de ambientação, e através disso ampliar os limites de desenvolvimento e entrega de cursos.

Design e suporte técnico

Com a utilização de software, os estudantes podem se autodirecionar amplamente e, com isso, trabalhar no seu próprio ritmo. Eles podem repetir partes do programa e utilizar o material de apoio que é fornecido pelos tutores ou que está disponível no próprio programa até que se sintam satisfeitos com a compreensão obtida pelo procedimento experimental e pelos princípios que foram ensinados. O conhecimento teórico suficiente deve fornecer as bases sobre as quais as novas habilidades e conhecimentos possam ser construídos através da utilização do programa. Questões de auto-avaliação e feedback dentro dos programas, oportunidades para apresentação de resultados e conclusões, assim como apoio e revisão do tutor podem confirmar essa colocação.

O material de apoio, como por exemplo o livro de exercícios do estudante e as anotações dos professores, pode estar disponível através do produtor do software e de um 'envoltório' de suporte da edição local que pode vir a fornecer a ferramenta ideal para implementação efetiva. Os professores também poderiam optar por sua própria bibliografia recomendada.

Um bom projeto de software educacional pode elevar os estudantes a conceitos de nível cada vez mais alto, como também fornecer uma melhor compreensão de um tópico específico que está sendo abordado. Além disso, aspectos fundamentais e de importância crucial das ciências da vida podem ser apreciados e praticados pelos estudantes, de forma independente ou em grupos. Particularmente, esse projeto pode encorajar a exploração autodirecionada e as estratégias de resolução de problemas que dão apoio à iniciativa, a criatividade e ao pensamento científico. E por ser firmemente fundamentado na própria experiência do estudante, esse tipo de aprendizado ativo é altamente efetivo. Com a simulação de condições experimentais realísticas, o projeto experimental também pode ser praticado.

A integração de diferentes mídias e projetos de níveis diferentes de experiência de aprendizado dentro de um programa pode fornecer um auxílio educacional complexo que é altamente sensível aos requisitos do curso prático, como também do estudante. A idealização e projeto efetivo do software requerem um elemento interdisciplinar e colaborativo entre, por exemplo, os fisiologistas, educadores, designers gráficos e programadores. O envolvimento do estudante no processo de produção de um novo software, assim como o beta teste e as sugestões podem melhorar tanto a qualidade quanto o potencial educativo do software e envolver pessoalmente os estudantes no campo sob estudo.

A natureza inovadora do desenvolvimento de novas tecnologias, tais como o software multimídia, pode ser estimulante tanto para os estudantes quanto para os professores, que vem somar à experiência de aprendizado e desempenha uma parte importante no treinamento informal profissionalizante onde as habilidades com o computador terão um papel crucial. No entanto, a simulação por computador pode sempre ser complementada pela experiência prática não prejudicial realizada com animais ou seres humanos vivos, de maneira que a tecnologia é mantida como uma ferramenta poderosa e não como uma alternativa à realidade.

Realidade Virtual

Todas as simulações, sejam por softwares de computador ou modelos plásticos, são modelos virtuais da realidade, mas o termo 'realidade virtual' (RV) é geralmente entendido como sendo uma referência a softwares de interatividade avançada com excepcional grafismo em 3D e uma natureza de imersão que permite a prática e os procedimentos de habilidades psicomotoras com um elevado grau de experiência sensitiva. A RV aumenta dramaticamente as oportunidades de uma interação em tempo real com um modelo dinâmico de realidade.

Somente no final dos anos 90 os processos necessários para os simuladores de RV em tempo tornaram disponíveis nos computadores pessoais, assim o campo é muito novo e envolve tecnologia de ponta. A RV tem sido utilizada em outras áreas, como na simulação de vôos e treinamento para gestão de acidentes, devido a importância de um treinamento preparatório de alta efetividade para cenários de alto risco e ainda para a prática óbvia ou das limitações éticas nas experiências da vida real. A adoção da RV pela profissão médica é guiada pelas mesmas preocupações a cerca da importância de treinamento técnico e devido ao crescimento do diagnóstico minimamente invasivo e das técnicas terapêuticas. Tais técnicas já possuem uma natureza 'virtual' com o desenvolvimento e utilização de endoscópios de alta qualidade, imagem em vídeo aprimorada digitalmente e de uma nova instrumentação; além de envolverem muitas técnicas de habilidades orientadas. Elas são, portanto, bastante ajustadas à simulação da RV.

Atualmente, utiliza-se um pouco de RV nas escolas de medicina, com suas aplicações voltadas principalmente para a visualização de objetos e análise de dados na prática clínica e de pesquisa, para o aprendizado de novas habilidades a nível profissional e de trainee e para a manutenção de habilidades por especialistas cirúrgicos. O interesse pela RV na área de educação veterinária é, atualmente, ainda menos comum e há, relativamente, menos dinheiro investido para melhoria da educação veterinária. A despeito do baixo investimento e da qualidade de pesquisa intensiva da RV, os cientistas da computação em colaboração com um pequeno grupo de faculdades de veterinária têm desenvolvido simulações experimentais em RV como por exemplo o exame dos ovários em éguas e exploração anatômica canina (5). Dentro do campo médico e veterinário, a RV será intensamente adotada em resposta à demanda por habilidades específicas dos formandos e para o alcance da demanda dos objetivos de ensino.

Essas demandas incluirão a melhoria da visualização da estrutura anatômica e fisiológica e dos processos farmacológicos, como também as habilidades clínicas. Conforme a RV for evoluindo, ela também será utilizada na execução de experimentos mais complexos no ambiente virtual, fornecendo um aprimoramento adicional às simulações atualmente disponíveis para estudantes e somando-se ao momento de substituição em todas as áreas.

Treinamento de habilidades utilizando a RV

A RV é, particularmente, muito útil para o treinamento de procedimentos endovasculares e endoscópicos, através da utilização de um paciente virtual. As imagens do paciente podem ser criadas utilizando tecnologias como a mapeamento do TAC (Treinamento Assistido por Computador) e computação gráfica avançada. Cenários diferentes e complicações são preparados em simulações de RV; o treinando pratica através do manejo de uma varinha, que representa um instrumento como uma agulha ou um bisturi e executa o procedimento necessário em frente a uma tela que idealiza a anatomia e rastreia os movimentos do instrumento em tempo real. Fones podem fornecer uma visão estereoscópica, mas há muitos outros métodos de imersão no ambiente virtual, incluindo a disposição do treinando em uma sala de projeção cúbica onde em cada uma das paredes são projetadas imagens que correspondem, dinamicamente, aos seus movimentos.

Uma gama de diferentes visões do procedimento de simulação ao vivo pode ser escolhida.Tecidos específicos podem ser dissolvidos de maneira a oferecer uma percepção mais aguçada e maior sensibilidade através de um ponto anatômico específico, dando sustentação à finalização bem-sucedida de um procedimento. Além do feedback visual, os dispositivos de haptic - o sentido do tato que pode ser simulado através da RV - representam uma função de extrema importância. Podem ser utilizadas luvas computadorizadas, que oferecem resistência como a de um endoscópio ou de uma agulha de proxy que interage com o corpo do paciente virtual. Esse retorno de força significa que o giro, o levantamento e a guinada podem ser claramente sentidos e que técnicas que oferecem desafio, como por exemplo a transação de uma agulha ao redor de uma veia, a manobra de um cateter por entre as artérias coronárias ou as curvas de navegação no cólon podem ser praticadas e aperfeiçoadas. Outros feedbacks podem incluir 'comentários' do paciente virtual - como por exemplo, uma expressão de desconforto ou de dor - e uma evidência na tela de contusão ou de sangramento. Vários parâmetros também podem ser posteriormente medidos e analisados para um maior detalhamento sobre a atuação. 

A RV é aplicável e pode ampliar o currículo do aprendizado baseado no problema (problem-based learning -PBL) na educação através dos dispositivos extras que ela pode oferecer para o exame de casos clínicos. As pesquisas referentes a esta aplicação para a prática clínica e educação estão em desenvolvimento. Simulações baseadas na web utilizando a dinâmica de VRML (Virtual Reality Modelling Language) também estão sendo exploradas para treinamento de habilidades selecionadas, como por exemplo a de cateterização, mas sua natureza não é tão imersiva como a RV total. 

Cirurgia virtual e robótica

Assim como o rastreamento e as técnicas de imagem avançaram quanto a melhoria de qualidade, velocidade e grau de aplicação, os dados da pessoa do paciente real podem ser acrescentados com maior freqüência no ambiente da RV. A visualização para os cirurgiões será melhorada e procedimentos cirúrgicos que são específicos para as necessidades da pessoa do paciente poderão ser representados antecipadamente de forma virtual. O procedimento real pode utilizar técnicas de endoscopia e, às vezes, até mesmo robôs como ferramentas cirúrgicas. A experiência em RV pelos estudantes na universidade e dos cirurgiões em seu treinamento profissional continuado irá auxiliá-los quanto a preparação de procedimentos endoscópicos: assim como de simulações de RV em endoscopia, a técnica em si é, por natureza, 'virtual', com ação a distância e visualização através de monitores.
O mesmo princípio é verdadeiro quando se trata de cirurgia robótica. Ela pode estender e aprimorar a atuação humana e alcançar partes do corpo que são difíceis de serem alcançadas através de acesso convencional. Experiências de cirurgias cardíacas minimamente invasivas já vêm utilizando robôs. 

Os braços robóticos e os instrumentos podem cortar e enxertar artérias, fazer suturas e costurá-las a nível microscópico, imitando os movimentos do cirurgião a nível macro - mas sem o tremor. Essa grande sensibilidade mecânica, destreza, aprimorada precisão e a liberdade do cirurgião para focar mais nas tarefas mentais só podem ser consideradas positivas para o paciente.

A RV também será aplicada no futuro em aplicações remotas como exames clínicos de pacientes, onde a presença física de um corpo médico seja limitada ou impossível. Os ambientes de redes de comunicação virtual permitirão o colaborativo compartilhamento de expertise e os recursos humanos poderão ser combinados e projetados utilizando-se supercomputadores e telecomunicações, incluindo satélites, para respostas efetivas às emergências médicas. A tutoria a distância é a aplicação imediata mais provável, mas a cirurgia remota é uma possibilidade real.

Utilização Ética de cadáveres de animais e de tecido

Para muitos estudantes de zoologia e para todos os futuros veterinários, o estudo de anatomia não seria completo sem que existisse um certo grau de experiência de tátil de animais e tecidos animais. De maneira similar as cirurgias, o treinamento poderia não ser suficiente se a experiência real com tecidos verdadeiros e as práticas de habilidades associadas estivessem ausentes. Alternativas éticas a matança e ferimento de animais certamente existem para tais requisitos, especialmente através da utilização de recurso ético de cadáveres de animais e tecidos. 

O termo 'recurso ético', nesse contexto, refere-se aos cadáveres de animais e tecidos obtidos de animais que morreram de causas naturais ou por acidentes, ou ainda que sofreram eutanásia devido a uma doença natural terminal ou por uma série de ferimentos sem possibilidade de recuperação. Os animais que tenham sido machucados ou mortos para o fornecimento de cadáveres ou de tecido não são considerados 'recurso ético', nem tampouco aqueles que são obtidos de locais onde a matança e ferimento de animais é rotineira. Além disso, um mercado de compra de cadáveres de animais onde a aquisição possa ser considerada ética não deve ser criado ou apoiado.

A utilização do recurso ético de cadáveres não se trata de uma abordagem nova. Dentro da medicina humana é uma prática padrão. A aquisição de cadáveres humanos que são devidamente doados talvez não seja sempre suficiente, mas apesar disso os programas de doação dos corpos em testamento e outros mecanismos atendem algumas das necessidades dos estudantes de medicina para o estudo de anatomia. Os recursos éticos de cadáveres de animais não devem ser diferentes e é potencialmente muito mais fácil do que a de cadáveres humanos.

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