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Artículo de método

Análisis de vídeo fotograma por fotograma de idiosincrásicos alcance de entender los movimientos en los seres humanos

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DOI:

10.3791/56733

15 de enero de 2018

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe cómo utilizar análisis de video cuadro por cuadro para cuantificar idiosincrásicos alcance de entender los movimientos en los seres humanos. Un análisis comparativo de alcanzar en avistado frente a adultos sanos unsighted se utiliza para demostrar la técnica, pero el método también puede aplicarse al estudio de poblaciones clínicas y de desarrollo.

Resumen

Prensión, el acto de llegar para agarrar un objeto, es fundamental para la experiencia humana. Lo usamos para alimentarnos, novio a nosotros mismos y manipular objetos y herramientas en nuestro entorno. Tales comportamientos se deterioran por muchos trastornos sensoriomotores, sin embargo, nuestra comprensión actual de su control neural está lejos de ser completa. Las tecnologías actuales para investigar los movimientos de alcance a la comprensión a menudo utilizan seguimiento sistemas que pueden ser costosos, requieren la fijación de marcadores o sensores en las manos, impiden el movimiento natural y la regeneración sensorial y proporcionar cinemática del movimiento salida que puede ser difícil de interpretar. Aunque generalmente es eficaz para el estudio de los movimientos de alcance de entender estereotipados de adultos discapacitados visuales saludables, muchas de estas tecnologías enfrentan limitaciones adicionales al intentar estudiar los movimientos de alcance de entender impredecibles e idiosincrásicos de los bebés pequeños, unsighted adultos y pacientes con trastornos neurológicos. Así, presentamos un protocolo nuevo, barato y muy confiable pero flexible para la cuantificación de la estructura temporal y cinemática de los movimientos de alcance de entender idiosincrásicas en los seres humanos. Cámaras de vídeo de alta velocidad capturan múltiples vistas del movimiento de alcance de entender. Análisis de vídeo fotograma por fotograma se utilizan para documentar la distribución y magnitud de eventos conductuales predefinidas como inicio del movimiento, colección, altura máxima, abertura máxima, primer contacto y comprensión final. La estructura temporal del movimiento es reconstruida por documentar el número relativo de cada evento, mientras que la estructura cinemática de la mano se cuantifica mediante la función de regla o medida en software de edición fotográfica para calibrar 2 dimensional lineal distancias entre dos partes del cuerpo, o entre una parte del cuerpo y el objetivo. Análisis de vídeo fotograma por fotograma pueden proporcionar una descripción cuantitativa y completa de movimientos de alcance de entender idiosincrásicos y permitirán a los investigadores a ampliar su área de investigación para incluir una gama más amplia de naturalista prensil comportamientos, guiados por una amplia variedad de modalidades sensoriales, en las poblaciones saludables y clínicas.

Introducción

Prensión, el acto de llegar para agarrar un objeto, se utiliza para muchas funciones diarias, incluyendo la adquisición de alimentos para comer, aseo personal, manipular objetos, manejando herramientas y comunicar a través gesto y palabra escrita. La teoría más prominente sobre el control neurológico de la prensión, el doble canal de Visuomotor teoría1,2,3,4, propone que la prensión consiste en dos movimientos - un alcance transporta la mano a la ubicación de la meta y una comprensión que se abre, formas y se cierra la mano al tamaño y forma....

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Protocolo

Todos los procedimientos con participantes humanos han sido aprobados por la Comisión de investigación de sujetos humanos de Universidad de Lethbridge y la ética de la investigación de la Universidad de Thompson ríos para sujetos humanos.

1. los participantes

  1. Lograr el consentimiento de los adultos que tienen una visión normal o corregida a normal y son de buena salud sin antecedentes de trastornos neurológicos o sensoriomotoras (a menos que el objetivo es investigar una particular población clínica).

2. experimental configuración

  1. Seleccione los arándanos, bolas de donut y rodajas de nar....

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Resultados

Esta sección proporciona ejemplos de los resultados que pueden obtenerse cuando se usa análisis de video cuadro por cuadro para investigar movimientos idiosincrásicos de alcance de entender bajo dirección sensorial no visuales. El hallazgo principal es que cuando los participantes pueden usar visión para identificar preventivamente ambos la extrínseca (ubicación/orientación) y propiedades intrínsecas (tamaño/forma) de un objetivo de objetos que integran el alcance y la comprensión en un s.......

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Discusión

El documento describe cómo utilizar análisis de video cuadro por cuadro para cuantificar la organización temporal, la estructura cinemática y un subconjunto de características topográficas de los movimientos de alcance a la comprensión humanos. La técnica puede utilizarse para estudiar movimientos guiados visualmente típicos de alcance de entender, pero también a movimientos idiosincrásicos de alcance de entender. Estos movimientos son difíciles de estudiar con movimiento 3D tradicional sistemas de seguimiento, pero son .......

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Divulgaciones

Los autores tienen intereses financieros que compiten a revelar.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a Alexis M. Wilson y Marisa E. Bertoli por su ayuda con rodajes y preparando el video para este manuscrito. Esta investigación fue apoyada por las ciencias naturales y Consejo de investigación ingeniería de Canadá (JMK, JRK, IQW), Alberta salud Innova soluciones (JMK) y los institutos canadienses de investigación de salud (IQW).

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Cámaras de video de alta velocidadCámara de alta velocidad Casiohttp://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_f1/ o http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_100/Casio EX-F1 o cámara de alta velocidad Casio EX-100 utilizada para recopilar registros de video de alta velocidad
Adobe PhotoshopAdobehttp://www.adobe.com/ca/products/photoshop.htmlSoftware utilizado para calibrar y medir distancias en fotogramas
de video individualesAdobe Premiere ProAdobehttp://www.adobe.com/ca/products/premiere.html?sdid=KKQOM&mv=search&s_kwcid=AL!3085!3!193588412847!e!!g!!adobe%20premiere%20pro&ef_id=WDd17AAABAeTD6-D:20170606160204:sSoftware utilizado para realizar análisis de vídeo fotograma a fotograma
Pedestal ajustable en alturaSanushttp://www.sanus.com/en_US/products/speaker-stands/htb3/Un soporte de altavoz ajustable en altura con una placa superior triangular de 9 cm x 9 cm hecha a medida unida a la parte superior con un tornillo se utiliza como pedestal de alcance
cubo de calibración de 1 cm(Walmart)https://www.walmart.com/ip/Learning-Resources-Centimeter-Cubes-Set-500/24886372Se utiliza un cubo de plástico de 1 cm para transformar las medidas de distancia de píxeles a centímetros
Líneade puntos de luz de estudiohttps://www.bhphotovideo.com/c/product/1035910-REG/dot_line_rs_5620_1600w_led_light.htmlLámpara fuerte con luz LED fría que se utiliza para iluminar al participante y el área de prueba
Máscara para dormir tridimensional (3D)Kfinehttps://www.amazon.com/Kfine-Sleeping-Contoured-lightweight-Comfortable/dp/B06W5CDY78?th=1Se utiliza como venda en los ojos para ocluir la visión en la condición de No Visión
Rodajas de naranjaN/AN/ALas rodajas de naranja sirvieron como los objetivos de alcance de gran tamaño
Bolas de rosquilla TimHortonshttp://www.timhortons.com/ca/en/menu/timbits.phpLos timbits simples y pasados de moda de Tim Hortons sirvieron como objetivos de alcance de tamaño mediano
ArándanosN/AN/ALos arándanos sirvieron como objetivos de alcance de tamaño pequeño
Recursos de aprendizaje del

Referencias

  1. Karl, J. M., Whishaw, I. Q. Different evolutionary origins for the Reach and the Grasp: an explanation for dual visuomotor channels in primate parietofrontal cortex. Front Neurol. 4 (208), (2013).
  2. Whishaw, I. Q., Karl, J. M.

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