感觉和运动脑区与运动同步和肌电图监测功能近红外光谱在运动任务

该程序的总体目标是展示在大脑的感觉和运动区域使用功能性近红外光谱，并在不同的运动任务期间同时进行运动学和 EMG 监测。这是通过首先将 F 近视光放在参与者的头部并将其与 CZ 和耳前点对齐来实现的。第二步是将 EMG 电极放置在目标肌肉的肌肉腹部和解剖标志物上的反光标记上。

接下来，当参与者执行运动任务时，同时从 F Ns EMG 和动作捕捉系统收集数据。最终，F NS 用于确定单侧和双侧儿童期脑损伤患者与典型发生脑损伤患者的大脑激活模式之间的差异。与 FMRI 等现有方法相比，这种技术的主要优点是这种技术使我们能够研究直立和功能任务（如步态）的表现。

这种方法可以帮助回答神经康复领域的关键问题，例如受伤后大脑如何重组以及受伤对运动任务执行有什么影响？在研究运动障碍中使用这项技术使我们能够测量大脑活动，同时通过动作捕捉和肌电图量化有意和无意的运动。通常，刚接触这种方法的人会很困难，因为准确的设置需要仔细准备头发并放置 ners optos 以获得最佳信号质量。

协助我们今天演示该程序的是 C Ann Zary Gallagher 博士，他是我们实验室的研究物理治疗师，Mr.No Robinson，他是 NIH 研究员。我们现在将描述 N 的数据收集所涉及的过程。向参与者解释实验程序并获得知情同意。

接下来，管理爱丁堡惯用手量表和其他临床检查，并记录参与者的头发和皮肤类型。测量并记录参与者的身高、体重和年龄。然后通过测量头围、nasn 和 inion 之间的距离以及左右耳耳前点之间的距离来开始该过程。

后两小节中点的交点是 cz，它标记在头皮上，使用可清洗的标记部分沿着 NAS 和 ian 线的头发。如果参与者有长发，请使用辫子或马尾辫固定头发，以便露出放置 optos 的头皮。之后，将 F 近探针放在参与者的头部，注意与 CZ 和 AR al 对齐。

然后将 optos 直接放在头皮上，确保没有头发堵塞接触。这是一个关键步骤，因为头发会降低信号质量。接下来，连接 Velcro 带以将 optos 牢固地固定到位。

确保所有光电线都平放，并且光电件垂直于头皮表面。如有必要，在光缆组下方放置一块薄泡沫，以促进光缆的垂直对齐。现在，确保在所有探测器上测得的光强度至少为 80 分贝，并且在 690 和 830 纳米波长的 delta OD 信号中都可以清楚地看到心跳。

如果不满足这些标准，请检查头发并确保它没有挡住 optos。然后根据需要调整检测器增益，以最大限度地提高信号强度。然后。在 NZ ar al 上添加反光标记，在 iz 上添加参与者。

要求参与者保持静止，并为这些和 F 近光标记收集大约 2 秒的动作捕捉数据。接下来，在 f nears optos 顶部添加一层带有几层黑色毛毡或其他光学吸收材料的盖子。为了保护探测器免受动作捕捉摄像机的干扰或饱和，请确保 F nears 装置的电缆和前面板也使用相同的光学吸收材料进行良好屏蔽。

遵循 Sentium 指南进行电极放置和皮肤准备。在此步骤中，使用解剖标志、肌肉收缩期间的触诊和电极放置指南定位每块目标肌肉的肌肉腹部。然后将 EMG 电极朝向肌肉纤维的方向放置。

接下来，将反光标记放在接缝标志处。当参与者双臂肩部屈曲 90 度，肘部屈曲 90 度时，收集大约两秒钟的动作捕捉数据。现在通过支撑 F 靠近光电电缆来帮助参与者走到跑步机上，然后将电缆固定到天花板支架上。

就位后，指示参与者在休息期间尽可能保持静止和放松，并在任务期间以预定的步态速度行走，同时在数据采集过程中将注意力集中在屏幕上的小黑圈上。之后，调暗灯光并开始在动作捕捉计算机上采集数据，F 靠近计算机。播放与此任务关联的动画文件。

最大化窗口，使黑色图像。位于参与者的站点行中，这将是他在试验期间的焦点。监控参与者的表现，并根据需要提供有关速度或无关自主运动的反馈。

在教学动画结束时，停止在动作捕捉 EMG 和 F fne 系统上进行录制。根据需要给参与者休息或改变位置的机会。在此任务中，将参与者过渡到具有可移动背部和腿部支撑的基座。

请记住支撑 f 附近的光电电缆，并注意不要移动动作捕捉标记或 EMG 电极。指导参与者在休息期间尽可能保持静止和放松，并在任务期间以大约 60 RPM 的速度循环。然后投影卡通动画，提示参与者休息或通过视觉和听觉反馈移动，同时最大化影片窗口以防止参与者监控时间。

现在，在参与者面前放置一张床桌，确保参与者的手臂以舒适的姿势支撑在桌子上。然后指导参与者在任务期间以每秒一次的速度挤压柔软的物体，并在休息期间尽可能保持放松。之后，移开床桌，抬高基座的脚踏板部分，使参与者的脚进入他的视野。

指导参与者在任务期间以每秒一次的速度背屈脚踝，并在休息期间尽可能保持放松。在会话结束时，取下 CAP。这里的所有反射标记和 EMG 电极都是骨骼重建、关节角度和 EMG 的示例对于左背屈任务，试验期间的任务周期从大约 4.5 秒开始，一直持续到 19.5 秒。

在这个通常发育中的 13 岁个体中，除了目标左脚踝外，关节的运动非常有限。此外，除了支持运动的胫骨前肌外，肌肉在任务和休息期间通常是静止的。这是一个 F nears 激活图的示例 在左背屈任务期间，这个蓝色框勾勒出采样的大致区域。

该图显示了一个运动开始后 5 到 10 秒内的平均氧合血红蛋白反应，通常是发育中的青少年背侧弯曲左脚踝。蓝色表示没有激活，而红色区域表示任务期间氧合血红蛋白增加的区域一旦掌握，如果执行得当，这项技术可以在大约两个小时内完成。不应忘记，使用近红外光可能是危险的，因此在执行此程序时应始终采取预防措施，例如保护研究人员和参与者的眼睛免受光源的伤害。

遵循此过程。可以执行其他方法，例如与解剖 MRI 图像共同配准以及从运动学和 EMG 数据中确定回归变量。这使我们能够回答其他问题，例如大脑活动的准确定位和意外活动的神经来源。

观看此视频后，您应该对如何将运动监测工具与 ners 测量相结合以研究在执行运动任务期间大脑感觉和运动区域的激活有一个很好的了解。