La combinación de sistemas de adquisición de datos múltiples para el Estudio de salida corticoespinal y multi-segmento de Biomecánica

Summary

El uso de la estimulación magnética transcraneal (EMT) para estudiar el control motor humano requiere la integración de sistemas de adquisición de datos para controlar la entrega de EMT y registrar simultáneamente el comportamiento humano. El presente manuscrito proporciona una metodología detallada para la integración de sistemas de adquisición de datos con el propósito de investigar el movimiento humano a través de TMS.

Abstract

Las técnicas de estimulación magnética transcraneal permiten una investigación en profundidad de los mecanismos neuronales que sustentan el comportamiento humano. Hasta la fecha, el uso de la EMT para estudiar el movimiento humano se ha visto limitado por los desafíos relacionados con la sincronización precisa de la entrega de la EMT a las características del movimiento en desarrollo y, también, por la caracterización precisa de la cinemática y la cinética. Para superar estos desafíos técnicos, los sistemas de entrega y adquisición de TMS deben integrarse con un sistema de seguimiento de movimiento en línea. El presente manuscrito detalla innovaciones técnicas que integran múltiples sistemas de adquisición para facilitar y avanzar en el uso de TMS para estudiar el movimiento humano. Utilizando sistemas de software y hardware disponibles en el mercado, se proporciona un enfoque paso a paso tanto para el ensamblaje de hardware como para los scripts de software necesarios para realizar estudios de TMS desencadenados por características específicas de un movimiento. El abordaje se centra en el estudio de los movimientos de alcance de las extremidades superiores, planos, multiarticulares. Sin embargo, el mismo sistema integrador es susceptible de una multitud de estudios sofisticados del control motor humano.

Introduction

La estimulación magnética transcraneal (TMS) es un método no invasivo para estimular la corteza humana. ^3,5 Hay varios protocolos de TMS que se utilizan para entender la función cortical, tales como pulsos individuales y múltiples, la estimulación de doble sitio para sondear la conectividad funcional, y pulsos repetitivos para promover la plasticidad neural. ^4,6-8 protocolos TMS también se pueden combinar para avanzar en la comprensión actual de los procesos corticales humanos y guiar las estrategias de rehabilitación neuronales. Además de estimular la corteza, TMS también se puede utilizar para comprender la función sub-cortical por la estimula....

Protocol

NOTA: El siguiente protocolo se puede aplicar a una variedad de experimentos. A continuación se presentan detalles sobre un experimento que consiste en un brazo llegar tarea guiada visualmente a uno de los seis objetivos espaciales que aparecen en un monitor de computadora. TMS, para sondear la excitabilidad corticoespinal, se desencadena por cualquiera de las señales analógicas que surgen del movimiento (es decir, EMG o la entrada electrogoniómetro) señales digitales generadas por el software de adquisición de datos basados ​​en barrido o. Este estudio fue aprobado por el Consejo de Ética de Investigación de McMaster, de conformidad con la Declaración de He....

Results

Figura 3 muestra los resultados de un único ensayo. En este ensayo, la figura 3A muestra la posición inicial del participante y, después de un auditorio 'go' cue, el participante se movió tan rápido y preciso como sea posible para el objetivo (es decir., La posición final). El software de adquisición de datos basados ​​en barrido desencadenó un impulso TMS basado en EMG aparición en el músculo bíceps braquial. Esto permitió a la medida de la pro.......

Discussion

El presente manuscrito detalla un método innovador para integrar TMS y sistemas de captura de movimiento en el contexto de una tarea visomotora. Para lograr avances rápidos y significativos en el estudio del control motor humano, es esencial que las metodologías permitan una comunicación precisa a través de múltiples sistemas de hardware y software. El paradigma presentado podría usarse para estudiar una variedad de intereses de investigación, incluida la contribución cortical al aprendizaje motor, la neurofisiología d.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polhemus FASTRAK	Polhemus Inc.		Dispositivo de seguimiento de movimiento electromagnético de 6 grados de libertad con 4 sensores
Presentación	Neurobehavioural Systems Inc.		Un software totalmente programable para experimentos que involucran la adquisición de datos y la entrega de estímulos
Cutom construyó Exoskeleton	80/20 Inc. - El conjunto de erectores industriales	Varía	Varias partes utilizadas para construir el exoesqueleto
Brainsight	Rogue Research Inc.		Software de neuronavegación para rastrear la posición de la bobina durante todo el experimento