الجمع بين أنظمة الحصول على البيانات متعددة لدراسة الإخراج القشري ومتعدد القطاعات الميكانيكا الحيوية

الهدف العام من هذه المنهجية هو إنشاء نهج فعال من حيث التكلفة لدمج دراسات تحفيز الدماغ والحركة البشرية. يمكن لهذه الطريقة الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال التحكم الحركي العصبي مثل كيفية تعديل الإخراج العصبي من القشرة الحركية أثناء الحركة المستمرة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن توصيل تحفيز الدماغ مؤتمت بواسطة الكمبيوتر ويتم تحديده من خلال المعلمة المحددة التي تهم الباحث ، مثل زاوية المفصل أو حجم نشاط العضلات.

سيوضح هذا الإجراء آرون بيلي ، طالب دراسات عليا من مختبري. انظر المخطوطة المصاحبة لهذا الفيديو للحصول على إرشادات إعداد الأجهزة والبرامج لهذا البروتوكول التجريبي. يعطي الرسم التخطيطي الموضح هنا نظرة عامة على تكوين الأجهزة.

ابدأ بفحص المشارك للتأكد من سلامة TMS والحصول على موافقة خطية ومستنيرة للتجربة. ثم سجل إجمالي كتلة الجسم للمشارك باستخدام مقياس. استخدم أيضا شريط القياس لتحديد طول يد المشارك وساعده وذراعه ، حيث يمكن استخدام هذه الأجزاء لاحقا للتحليل الحركي والحركي.

بعد ذلك ، قم بإعداد الجلد على العضلات ذات الأهمية باستخدام جل كاشطة خفيف. ثم امسح المنطقة بالكحول. استخدم مقياس المعاوقة للتأكد من أن مقاومة قطب الجلد أقل من 10 كيلوأوم لتعزيز اكتساب إشارة مخطط كهربية العضل.

الآن ضع قطبين كهربائيين على بطون العضلات في مونتاج ثنائي القطب. في هذه التجربة ، ضع الأقطاب الكهربائية فوق العضلة ذات الرأسين العضدية ، ثلاثية الرؤوس العضدية ، الصدرية الكبرى ، الدالية الخلفية ، العضدية الكعبية. أخيرا ، باستخدام كبلات NC ، قم بتوصيل المخرجات من مضخم كهربية العضل بالقنوات التناظرية صفر وواحد وثلاثة وأربعة وخمسة على صندوق AD.

حدد موقع الرأس باستخدام نظام وضع القطب الكهربائي لتخطيط كهربية الدماغ الدولي 10-20. قم بمعايرة ملف TMS للمشارك باستخدام برنامج الملاحة العصبية. يعد تحديد موقع النقطة الساخنة للمحرك لكل عضلة ذات أهمية هو الجزء الأكثر أهمية في التجربة.

يمكن أن يكون لتحديد موقع النقطة الساخنة للمحرك بشكل غير صحيح أو توجيه الملف بشكل غير صحيح تأثيرات على البيانات التي يتم الحصول عليها. بعد ذلك ، لتحديد موقع النقطة الساخنة للمحرك ، ابدأ بوضع الملف على نصف الكرة الأرضية المقابل للذراع أو اليد التي تتم دراستها وخمسة سنتيمترات جانبية للرأس. يجب أن يكون الملف مسطحا على رأس المشارك وموجه بحيث يكون 45 درجة بالنسبة للمستوى السهمي.

ثم ابدأ بحوالي 30٪ من الحد الأقصى لإخراج المحفز وقم بتسليم نبضات TMS بفاصل زمني بين التحفيز مدته ست ثوان أو أكثر كما هو موضح في برنامج الحصول على البيانات المستند إلى المجموعة. حرك ملف TMS إلى مواقع مختلفة قليلا على فروة الرأس مع تغيير الاتجاه قليلا حتى يتم ملاحظة إمكانات استثارها المحرك في العضلة ذات الاهتمام. حدد الآن عتبة المحرك المريح بالبدء بالشدة التي تنتج الاستجابة الأكثر موثوقية عند حوالي مللي فولت.

قم بتوصيل نبضات مفردة وسجل السعة المحتملة التي يستثيرها المحرك من نظرة خاطفة عبر الإنترنت. ابدأ التجربة بتشغيل برنامج توصيل التحفيز البصري أولا. ثم قم بتشغيل ملف البرنامج النصي للتجارب التجريبية داخل برنامج الحصول على البيانات المستند إلى المجموعة، كما هو موضح في المخطوطة المصاحبة لهذا البروتوكول.

أدخل المعلومات المطلوبة في مربع حوار التكوين كما هو موضح على الشاشة هنا. ستقوم هذه القيم بتكوين التوقيت والإعدادات الأخرى للتجارب التجريبية. على سبيل المثال ، تتحكم مجموعات التحفيز وقيمة التوزيع العشوائي في عدد المرات التي يتم فيها تنفيذ نوع التجربة في كتلة.

يتم لصق مستشعرات التقاط الحركة على المريض. بعد هذه الخطوة ، سيتم تشغيل البرنامج من تلقاء نفسه بأقل قدر من إدخال المستخدم. تأكد من أن المشارك يفهم جميع تعليمات المهمة ثم ابدأ التجربة.

تبدأ التجربة عندما يضع المشارك المؤشر في هدف موضع المنزل. ثم سيظهر موضع هدف مرئي جديد. بعد ذلك ، يتم تسليم que go السمعي عبر مخرج رقمي إلى تناظري في مربع الحصول على البيانات ويجب على المشارك تحريك المؤشر إلى الهدف الجديد.

يجب أن يحتفظوا بالمؤشر على هذا الموضع المستهدف لمدة ثانية واحدة ثم إعادته إلى موضع المنزل لانتظار التجربة التالية. ستؤدي الإشارة التناظرية من مخطط كهربية العضل إلى تشغيل نبضة TMS ، والتي يجب تكوينها لتحدث بعد 100 مللي ثانية بعد الانتقال السمعي. راقب المشارك وتأكد من وضع المؤشر في وضع المنزل وعلى الأهداف أثناء التجارب.

تحتوي التجربة ، كما هو موضح هنا ، على 21 شرطا تتكون من سبعة شروط مستهدفة مع ثلاث نقاط زمنية مختلفة يتم عندها تشغيل نبضة TMS. المدة الإجمالية التقريبية للتجربة هي ثلاث إلى أربع ساعات. في تجربة واحدة ، يظهر التخطيطي الموجود على اليسار موضع البداية في بداية التجربة ، بينما يظهر التخطيطي الموجود على اليمين موضع النهاية أثناء التجربة.

هنا نرى سعة النظرة الخاطفة للعملية الميكانيكية والميكانيكية التي تم الحصول عليها من كل عضلة من نبضة TMS المفردة أثناء بداية مخطط كهربية العضل لهذه التجربة. تعرض الرسوم البيانية الموضحة هنا الإزاحة الزاوية لمفصل الكتف والكوع ، بينما توضح هذه التمثيلات البيانية السرعة الزاوية عند نفس المفاصل. هنا نرى الحركية في مفاصل الكتف والكوع ، حيث تمثل الخطوط الزرقاء والخضراء والحمراء كل منها العضلات الصافية ولحظة التلامس بين العظام على العظام على التوالي.

يوضح هذا الشكل مثالا على الإمكانات التي تثيرها المحركات المسجلة من العضلة ذات الرأسين العضدية والصدرية الكبرى ، مع الوصول إلى هدف يتطلب أن تكون كلتا العضلتين نشطتين. تظهر أيضا إمكانات استثارتها الحركية مسجلة من العضلة ثلاثية الرؤوس العضدية والدالية الخلفية ، أثناء الوصول إلى الهدف الذي يتطلب أن تكون هذه العضلات نشطة. بمجرد إتقانها ، يمكن تنفيذ هذه التقنية في غضون ساعتين إلى ثلاث ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم تحديد الإشارة التناظرية ، مثل نشاط مخطط كهربية العضل أو زاوية المفصل التي سيتم استخدامها لتشغيل نبضة TMS. سيتم تحديد هذه المعلومات حسب سياق التجربة. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل مخطط كهربية الدماغ للإجابة على أسئلة إضافية مثل ما إذا كانت التغييرات في تذبذبات الدماغ قد تم تعديلها بالتوازي مع التغيرات في الناتج القشري الشوكي.