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

El objetivo general de este procedimiento es cuantificar la organización temporal, la estructura cinemática y las características topográficas de los movimientos idiosincrásicos de alcance para agarrar. Este método se puede utilizar para responder preguntas clave relacionadas con la organización neuroconductual de los movimientos de las manos en bebés, pacientes con lesiones cerebrales y en primates no humanos, que pueden ser difíciles de estudiar utilizando técnicas automatizadas de seguimiento del movimiento. La principal ventaja de esta técnica es que es altamente confiable, barata y poco intrusiva, pero se modifica fácilmente para adaptarse a una serie de objetivos de investigación.

Hoy haremos una demostración del procedimiento por parte de Alexis Wilson y Marisa Bertoli, quienes son asistentes de investigación en mi laboratorio. Comience seleccionando arándanos, bolas de rosquillas y rodajas de naranja para que sirvan como objetivos de alcance. Acompañe al participante a la sala de pruebas e infórmele que completará un total de 60 pruebas de alcance, separadas en cuatro bloques, cada uno de los cuales consta de 15 pruebas de alcance.

A continuación, ajuste la altura de un pedestal autónomo ajustable en altura a la longitud del tronco del participante sentado, de modo que la parte superior del pedestal quede a medio camino entre la parte superior de la cadera del participante y el esternón del participante. Luego, coloque el sagital de una cámara de video de alta velocidad para el participante en el mismo lado que la mano no dominante del participante a una distancia de un metro del pedestal para registrar una vista lateral de la mano dominante del participante. A continuación, coloque una segunda cámara de vídeo a un metro delante del pedestal para capturar una vista frontal del participante.

Indique al participante que comience cada prueba de alcance con las manos abiertas, relajadas y descansando con la palma hacia abajo en el dorso de la parte superior de los muslos. Dígale al participante que al comienzo de cada prueba, el experimentador colocará un objeto objetivo en el pedestal y que debe esperar hasta que el experimentador proporcione una orden verbal de uno, dos, tres, ve para extender la mano dominante, agarrar el objeto objetivo y luego colocar el objeto objetivo en su boca como si fuera a comérselo. A continuación, comience la recopilación de datos tocando rápidamente la superficie central superior del pedestal con el dedo índice para que sirva como una señal de tiempo en todos los videos.

Finalmente, coloque el primer objeto objetivo en el pedestal y use una señal de uno, dos, tres, go para indicarle al participante que realice la prueba de alcance. Comience abriendo los archivos de video en el programa de software de edición de video. Utilice las teclas de flecha del teclado para desplazarse hasta el fotograma de vídeo que representa el movimiento con el que el experimentador toca la parte superior del pedestal con el dedo índice.

A continuación, utiliza la función de recorte del software de edición de vídeo para eliminar todos los fotogramas anteriores al fotograma actual. A continuación, utiliza la función de exportación del software de edición de vídeo para guardar la versión recortada de cada grabación de vídeo en una ubicación segura del disco duro del ordenador. Por último, selecciona y arrastra todas las grabaciones de vídeo recién recortadas para un solo participante a líneas de tiempo separadas en el software de edición de vídeo para realizar un análisis de vídeo sincronizado en el tiempo fotograma a fotograma.

Comience por identificar el número de marco del inicio del movimiento, que se define como el primer levantamiento visible de la palma de la mano lejos del dorso de la parte superior del muslo. Luego, identifique el número de fotograma de la colección, que es la formación de una postura de mano cerrada en la que los dedos se flexionan y cierran al máximo. A continuación, identifique el número de fotograma de altura máxima, que es la altura máxima del nudillo más proximal del dedo índice a medida que la mano se extiende hacia el objeto objetivo.

A continuación, identifique el número de fotogramas de apertura máxima, que es la apertura máxima de la mano que se produce después de la recolección, pero antes del primer contacto con el objetivo. Identifique el número de fotograma del primer contacto entre la mano y el objeto objetivo. Por último, identifique el número de fotograma que corresponde al momento en el que se completa toda la manipulación del objeto objetivo y el participante tiene un agarre firme del objeto objetivo, lo que se conoce como agarre final.

Comience abriendo la imagen de marco fijo que representa el evento de comportamiento clave de la colección en el software de edición de fotos. Selecciona la herramienta de regla y úsala para dibujar una línea recta entre la punta central del pulgar y la punta central del dedo índice. Registre la longitud de esta línea como la distancia de recolección en la hoja de cálculo.

A continuación, abra la imagen de marco fijo que muestra la altura máxima en el software de edición de fotos. Utilice la herramienta de regla para medir la distancia vertical entre la parte superior del pedestal y la parte superior del nudillo índice del participante. Registre la longitud de esta línea como la distancia máxima de altura en la hoja de cálculo.

Abra la imagen de apertura máxima en el software de edición de fotos y use la herramienta de regla para medir la distancia entre la punta central del pulgar y la punta central del dedo índice. Registre la longitud de esta línea como la distancia de apertura máxima en la hoja de cálculo. A continuación, abra la imagen de primer contacto y use la herramienta de regla para medir la distancia entre la punta central del pulgar y la punta central del dedo índice.

Registre la longitud de esta línea como la distancia de apertura del primer contacto en la hoja de cálculo. Finalmente, abra la imagen de marco fijo que representa el agarre final en el software de edición de fotos. Utilice la herramienta de regla para medir la distancia entre la punta central del pulgar y la punta central del dedo índice.

Registre la longitud de esta línea como la distancia de apertura de agarre final en la hoja de cálculo. Al realizar el análisis de vídeo fotograma a fotograma, documente en la hoja de cálculo qué parte de la mano se utiliza para hacer el primer contacto con el objetivo en cada prueba para cada participante. Determine los primeros puntos de contacto exportando una imagen fija del objetivo, abriéndola en el software de edición de fotos y utilizando la herramienta de pincel del programa para marcar la ubicación en el objetivo en la que se realizó el primer contacto entre la mano y el objetivo para cada prueba.

A continuación, determine los puntos de agarre utilizando la herramienta de pincel del programa para marcar la ubicación del objetivo en la que la mano entra en contacto con el objetivo en el momento del agarre final de cada intento. A continuación, determine el número de ajustes realizados en cada ensayo inspeccionando el registro de vídeo, anotando cualquier instancia en la que el participante haya liberado y restablecido el contacto con el objetivo entre el fotograma del primer contacto y el fotograma de la toma final. A continuación, caracterice el tipo de agarre como un agarre de pinza, un agarre de precisión o un agarre de potencia.

Por último, determine la estrategia de agarre utilizada para cada ensayo y anótelo en la hoja de cálculo de cada ensayo. Los resultados indicaron que cuando los participantes pueden usar la visión para identificar de manera preventiva tanto la ubicación como el tamaño de un objeto objetivo, integran el alcance y el agarre en un solo acto prensil sin interrupciones. Sin embargo, cuando la visión no está disponible, disocian los dos movimientos para que la retroalimentación táctil se pueda usar para dirigir primero la mano en relación con la ubicación y luego con la forma del objetivo.

Además, la mano adopta un enfoque más elevado hacia el objetivo y, por lo tanto, alcanza una mayor altura máxima en la condición de no visión en comparación con la condición de visión. En la condición de no visión, la ubicación del primer contacto y la parte de la mano para hacer el primer contacto con el objetivo varía mucho. Esto contrasta con la condición de visión, en la que los participantes generalmente usaban el dedo índice y/o el pulgar para hacer el primer contacto con los lados opuestos del objetivo.

En la condición de no visión, la apertura de la mano no se preajusta al tamaño del objetivo ni en la apertura máxima ni en el primer contacto. Sin embargo, la apertura de la mano en el agarre final es idéntica en las condiciones de visión y no en ninguna visión. Las variaciones de este protocolo han mejorado nuestra comprensión del comportamiento de alcanzar para agarrar en adultos no videntes, bebés humanos, pacientes con lesiones cerebrales y en primates no humanos al proporcionar información sobre la organización neuronal y conductual de la prensión y también al proporcionar apoyo a la Teoría del Canal Visuomotor Dual del alcance.