Block Building 任务识别单侧周围神经损伤后不同的左/右手选择模式组
2025年3月21日
积木构建任务提供了一种快速、客观、定量的测量方法，即个人选择使用左手与右手进行伸手抓握动作的频率。单侧周围神经损伤后，患者经常转向几乎完全使用一只手，其方向无法从其他临床因素中预测。
我们的实验室专注于研究惯用手。我们研究确定您是更熟练还是更倾向于使用右手或左手的大脑机制。我们还探讨了如何重新连接这些机制以帮助失去使用惯用手能力的人。
大多数研究通过问卷调查来评估惯用手，但自我报告可能存在偏见或不准确，而且已经确定这些问卷并不能真正捕捉人们在现实生活中使用左手与右手的频率。我们需要衡量实际的手牌使用情况，而不是人们对他们的手牌使用情况的看法。存在一些其他技术来测量左手与右手的使用情况，但它们都不是定量和功能性的。
为了获得临床相关的结果，我们需要知道当您拿起一个物体并实际使用该物体来实现您关心的目标时，每只手使用了多少。我们的研究结果表明，一些患者避免使用受伤的手，而另一些患者则继续甚至增加对它的依赖。现在我们知道了这一点，我们可以调查这些差异背后的原因。
哪些因素决定了一个人属于哪个群体，以及哪种方法最能支持该人需要的恢复或赔偿？首先，使用每个模型的 10 个标准积木中的一个构建四个积木构建任务模型。确保在完成后，再保留 40 块砖和备用砖块。
将每个模型粘合在一起以将积木固定到位。在背面用数字标记每个型号。接下来，从海报板上的一个长边中心切出一个 5 英寸的方形底板缺口。
将积木放在海报板上。在海报板上，用钢笔或铅笔勾勒出每块积木的位置，并在每块积木周围留出两毫米的边框。在每个积木轮廓外放置一个标签以指示积木类型，并将其放置在底板对面的实验人员的可读性。
对于任何不对称的砖块，请在标签上添加箭头以指示砖块的一致方向。从海报板上剪出矩形轮廓，为 40 块积木中的每块积木创建标记空间。在参与者到达房间之前设置积木构建任务设备。
将海报板放在桌子上，使其槽口位于桌子的一侧，参与者将坐在那里。然后，将底板放在海报板的槽口中，并沿着两侧牢固地贴上胶带。现在，在底板前面安排一把没有轮子的椅子。
将合适的积木放入海报板上的每个切口中。然后，移除海报板，只剩下积木和底板。使用平衡或随机化确定四个模型的顺序。
将支架和模型放在实验者桌子的一侧。接下来，将相机放置在桌子上方 30 到 50 厘米处，与底板相对。确保相机具有工作区的清晰视图，其中包括模块、指针和型号。
确保模型不会阻挡或遮挡砖块。然后，删除模型。确保从视频执行脱机计数的能力可用。
或者，让三个实验者准备好在主要任务执行期间统计左右到达。接下来，允许参与者进入聊天室。让参与者坐在椅子上，确保砖块在桌子上清晰可见。
删除或覆盖参与者上的任何可见标识符，以防止捕获个人身份信息。检查参与者是否有任何标识符，包括参与者的面部、徽章和纹身。调整摄像头以清晰地捕捉积木和参与者将构建形状的区域，包括模型上方的空间，确保参与者的脸不在框架之外。
指导参与者使用桌子上的形状在绿色底板上构建模型，确保颜色完全匹配。然后，指示参与者拿起每个棋子，而不是在桌子上拖动它。指示他们避免将碎片留到以后。
只有在准备好使用它们时才能拿起它们。通过重复或澄清脚本来解决参与者的任何问题，而不引入新信息。要开始数据收集，请让参与者将手放在底板旁边。
通知参加者录制即将开始，然后开始录制。将第一个模型放在支架上，数字标签面向实验者。然后，说 go，并等待参与者完成他们的模型。
参与者完成模型后，从桌子上移除实验者的胶合模型和参与者的组装模型。积木构建任务数据显示，健康的右撇子成年人主要使用他们的惯用手，比例约为 0.63。惯用手单侧周围神经损伤患者的平均惯用手使用率与健康成人相当。
然而，个别患者表现出差异，有些人赞成过度使用受伤或未受伤的手。聚类分析根据手牌使用分数、从不使用惯用手、典型使用和持续使用确定了三个不同的组。57% 的患者表现出非典型手的使用，聚集与惯用手还是非惯用手受伤无关。
神经受累、损伤部位和疼痛等临床因素并不能预测右撇子患者的手部使用模式。
概述
本研究调查了手势和决定伸手抓取动作的大脑机制。通过积木搭建任务定量评估左右手的使用，特别是在单侧周围神经损伤的患者中。研究结果揭示了手的使用模式的变化，为理解康复方法开辟了新的途径。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为分析
- 康复
背景
- 传统的手势评估方法依赖于自我报告和问卷。
- 自我报告可能引入偏见，并且不能准确捕捉实际手的使用频率。
- 了解手的使用有助于解决伤后康复策略。
- 定量和功能评估对于临床相关的洞察至关重要。
研究目的
- 客观测量和分析实际任务中的手的使用。
- 确定影响神经损伤患者手的使用变异性的因素。
- 基于个人手的使用模式支持恢复或补偿策略。
使用的方法
- 积木搭建任务涉及用标准积木构建模型以监测手的使用。
- 单侧周围神经损伤的患者作为主要生物模型。
- 在任务中统计参与者的手的伸展次数，以评估偏好和使用率。
- 数据收集包括视频录制和基本的观察跟踪。
- 通过交叉平衡或随机化确定模型呈现的顺序。
主要结果
- 研究确认一些患者避免使用受伤的手，而其他人则增加对它的依赖。
- 聚类分析基于不同的手使用模式识别了群组，57%的患者表现出非典型使用。
- 伤害位置和疼痛等临床因素并未有效预测手的使用模式。
- 健康的右撇子成年人表现出约0.63的主导手使用率。
结论
- 本研究使我们更好地理解了伤后手的使用动态。
- 这些见解可能为针对个人使用模式定制的康复实践提供信息。
- 对手势的改进评估为神经机制和恢复策略的更广泛影响做出了贡献。
常见问题
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of hand usage after unilateral peripheral nerve injury addresses a critical gap in functional outcome measurement for translational neuroscience and rehabilitation R&D. The Block Building Task (BBT) enables objective, real-world evaluation of left/right-hand choice patterns, supporting mechanistic de-risking and predictive confidence in early discovery and preclinical model development. This approach informs portfolio decisions by revealing patient-specific adaptation strategies not captured by clinical characteristics or self-report.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables objective measurement of functional adaptation following unilateral nerve injury.
- Supports mechanistic de-risking by distinguishing adaptive versus maladaptive hand usage patterns.
- Facilitates identification of patient subgroups for targeted intervention strategies.
- Provides quantitative endpoints for hypothesis testing in neurorehabilitation research.
Screening & Assay Development
- Delivers standardized, reproducible assessment of hand choice in an unconstrained, goal-directed task.
- Generates quantitative outputs suitable for cross-study and cross-cohort comparisons.
- Prepares validated behavioral endpoints for downstream screening of therapeutic candidates.
- Enables scalable, video-based data collection for high-throughput behavioral phenotyping.
Translational & Preclinical Research
- Aligns functional readouts with disease-relevant models of asymmetric upper limb impairment.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by providing objective behavioral biomarkers.
- Informs risk-adjusted advancement decisions based on real-world functional outcomes.
- Enhances predictive value for translational research targeting neural recovery and compensation.
Pipeline & Workflow Integration
The BBT integrates into the discovery-to-preclinical continuum as a quantitative behavioral assay for functional outcome measurement in models of unilateral nerve injury.
- Discovery Biology: Objectively tests hypotheses about neural adaptation and compensation mechanisms.
- Screening: Provides reproducible, quantitative hand usage metrics for candidate evaluation.
- Analytics: Enables cluster analysis and subgroup identification based on hand choice fractions.
- Translational Research: Bridges preclinical and clinical assessment with real-world functional endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, low-cost platform for repeated use across studies and populations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in functional outcome measurement.
- Operational Value: Standardizes behavioral assessment and supports reproducibility across sites.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions by revealing patient-specific adaptation not predicted by clinical factors.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of therapeutic strategies targeting neural recovery.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and quantitative video analysis.
- Needs basic video recording infrastructure and standardized task setup.
- Demands cross-team agreement on scoring and data interpretation protocols.
- Adaptable to various model systems with minimal material changes.
- Dependent on participant compliance and clear task instructions for data quality.
