Name: Análisis de vídeo fotograma por fotograma de idiosincrásicos alcance de entender los movimientos en los seres humanos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 51 s
Description: Aprende a cuantificar movimientos de alcance y agarre idiosincrásicos en humanos mediante análisis de vídeo fotograma a fotograma. Este método fiable y económico permite estudiar la organización neuroconductual del movimiento manual en diversas poblaciones.

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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).

<ol><li>Karl, J. M., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+evolutionary+origins+for+the+Reach+and+the+Grasp%3A+an+explanation+for+dual+visuomotor+channels+in+primate+parietofrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Different evolutionary origins for the Reach and the Grasp: an explanation for dual visuomotor channels in primate parietofrontal cortex.</a> Front Neurol. 4 (208), (2013).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Karl, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+contribution+of+the+reach+and+the+grasp+to+shaping+brain+and+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Can+J+Exp+Psychol%22%5BJournal%5D)">The contribution of the reach and the grasp to shaping brain and behaviour.</a> Can J Exp Psychol. 68 (4), 223-235 (2014).</li>
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<li>De Bruin, N., Sacrey, L. A., Brown, L. A., Doan, J., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+guidance+for+hand+advance+but+not+hand+withdrawal+in+a+reach-to-eat+task+in+adult+humans%3A+reaching+is+a+composite+movement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mot+Behav%22%5BJournal%5D)">Visual guidance for hand advance but not hand withdrawal in a reach-to-eat task in adult humans: reaching is a composite movement.</a> J Mot Behav. 40 (4), 337-346 (2008).</li>
<li>Karl, J. M., Sacrey, L. A., Doan, J. B., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hand+shaping+using+hapsis+resembles+visually+guided+hand+shaping%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Hand shaping using hapsis resembles visually guided hand shaping.</a> Exp Brain Res. 219 (1), 59-74 (2012).</li>
<li>Domellöff, E., Hopkins, B., Francis, B., Rönnqvist, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+finger+markers+on+the+kinematics+of+reaching+movements+in+young+children+and+adults%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Biomech%22%5BJournal%5D)">Effects of finger markers on the kinematics of reaching movements in young children and adults.</a> J Appl Biomech. 23 (4), 315-321 (2007).</li>
<li>Karl, J. M., Sacrey, L. A., Doan, J. B., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+hapsis+guides+accurate+hand+preshaping+for+grasping+food+targets+in+the+mouth%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Oral hapsis guides accurate hand preshaping for grasping food targets in the mouth.</a> Exp Brain Res. 221 (2), 223-240 (2012).</li>
<li>Karl, J. M., Schneider, L. R., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonvisual+learning+of+intrinsic+object+properties+in+a+reaching+task+dissociates+grasp+from+reach%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Nonvisual learning of intrinsic object properties in a reaching task dissociates grasp from reach.</a> Exp Brain Res. 225 (4), 465-477 (2013).</li>
<li>Hall, L. A., Karl, J. M., Thomas, B. L., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reach+and+Grasp+reconfigurations+reveal+that+proprioception+assists+reaching+and+hapsis+assists+grasping+in+peripheral+vision%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Reach and Grasp reconfigurations reveal that proprioception assists reaching and hapsis assists grasping in peripheral vision.</a> Exp Brain Res. 232 (9), 2807-2819 (2014).</li>
<li>Karl, J. M., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Haptic+grasping+configurations+in+early+infancy+reveal+different+developmental+profiles+for+visual+guidance+of+the+Reach+versus+the+Grasp%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Haptic grasping configurations in early infancy reveal different developmental profiles for visual guidance of the Reach versus the Grasp.</a> Exp Brain Res. 232 (9), 3301-3316 (2014).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Karl, J. M., Humphrey, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociation+of+the+Reach+and+the+Grasp+in+the+destriate+%28V1%29+monkey+Helen%3A+a+new+anatomy+for+the+dual+visuomotor+channel+theory+of+reaching%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Dissociation of the Reach and the Grasp in the destriate (V1) monkey Helen: a new anatomy for the dual visuomotor channel theory of reaching.</a> Exp Brain Res. 234 (8), 2351-2362 (2016).</li>
<li>Timmann, D., Stelmach, G. E., Bloedel, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grasping+component+alterations+and+limb+transport%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Grasping component alterations and limb transport.</a> Exp Brain Res. 108 (3), 486-492 (1996).</li>
<li>Saling, M., Mescheriakov, S., Molokanova, E., Stelmach, G. E., Berger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grip+reorganization+during+wrist+transport%3A+the+influence+of+an+altered+aperture%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Grip reorganization during wrist transport: the influence of an altered aperture.</a> Exp Brain Res. 108 (3), 493-500 (1996).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Faraji, J., Kuntz, J., Mirza Ahga, B., Patel, M., Metz, G. A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organization+of+the+reach+and+grasp+in+head-fixed+vs+freely-moving+mice+provides+support+for+multiple+motor+channel+theory+of+neocortical+organization%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Organization of the reach and grasp in head-fixed vs freely-moving mice provides support for multiple motor channel theory of neocortical organization.</a> Exp Brain Res. 235 (6), 1919-1932 (2017).</li>
</ol>

Los autores tienen intereses financieros que compiten a revelar.

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 ...

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 del blanco. Los dos movimientos están mediados por vías nerviosas disociables pero interactuantes de visual a la corteza motora del lóbulo parietal1,,2,3,4. Apoyo conductual para la teoría de doble canal de Visuomotor ha sido ambiguo, en gran parte debido a que el movimiento alcance de entender aparece como un acto transparente único y se desarrolla con poco esfuerzo consciente. Sin embargo, la prensión se estudia casi siempre en el contexto de prensión guiado visualmente, en el cual un participante sano alcanza para comprender un objeto visible. En estas circunstancias la acción aparecen como un único movimiento que se desarrolla de manera predecible y estereotipada. Antes del inicio de alcance los ojos para fijar el objetivo. El brazo se extiende los dígitos abrirán, preshape al tamaño del objeto y posteriormente empiezan a cerrar. Desenganchar los ojos de la meta justo antes del contacto de destino y final comprensión del destino sigue casi de inmediato luego5. Cuando se quita visión, sin embargo, la estructura del movimiento es fundamentalmente diferente. El movimiento se disocia en sus componentes constitutivos que un alcance dogmáticos se utiliza primero para localizar el objetivo de tocar y entonces hápticos señales asociadas con guía contacto objetivo formar y cierre de la mano para agarrar6.
Cuantificación del movimiento alcance de entender más a menudo se logra utilizando un sistema de seguimiento de movimiento (3D) dimensiones 3. Estos pueden incluir sistemas de seguimiento de infrarrojos, electromagnéticos de sistemas, o sistemas de seguimiento basados en vídeo. Mientras que tales sistemas son efectivos para adquirir medidas cinemáticas de prensión en participantes adultos sanos realizando movimientos stereotypical del alcance de entender hacia objetos de destino visible, tienen varios inconvenientes. Además de ser muy caros, estos sistemas requieren la fijación de sensores o marcadores en el brazo, mano y dígitos del participante. Estos generalmente se unen con cinta médica, que puede impedir la regeneración táctil de la mano, alterar el comportamiento natural de motor y distraer a los participantes7. Estos sistemas generalmente producen salida numérica relacionada con diferentes variables cinemáticas como aceleración, desaceleración y velocidad también no son ideales para investigar cómo la mano entra en contacto con el blanco. Cuando usando estos sistemas, sensores adicionales o equipos deben determinar qué parte de la mano hace contacto con el blanco, donde en el de destino se produce el contacto, y cómo podría cambiar la configuración de la mano en el fin de manipular el destino. Además, sistemas de seguimiento de infrarrojos, que son los más comúnmente empleados, requieren el uso de una cámara especializada para rastrear la ubicación de los marcadores en la mano en el espacio 3D6. Esto requiere una línea de vista directa entre la cámara y los sensores en la mano. Como tal, cualquier idiosincrasia en el movimiento suelen ocultar esta línea de la vista y ocasionar la pérdida de los datos cinemáticos. Sin embargo, hay un gran número de casos en el que idiosincrasia en el movimiento de alcance de entender es realmente la norma. Estos incluyen durante el desarrollo temprano, cuando los bebés están aprendiendo a alcanzar y agarrar objetos; Cuando el objeto no es visible y táctil señales se utilizarán para orientar el alcance y las garras; Cuando el objeto de destino es una extraña forma o textura; y cuando el participante presenta con cualquiera de una variedad de trastornos sensoriomotores como un accidente cerebrovascular, enfermedad de Huntington, enfermedad de Parkinson, Parálisis Cerebral, etc. en todos estos casos, el movimiento de alcance de entender no es ni predecible ni estereotipadas, ni necesariamente es guiado por visión. En consecuencia, la capacidad de movimiento 3D sistemas de seguimiento para cuantificar confiablemente la estructura temporal y cinemática de estos movimientos puede ser seriamente limitada debido a las interrupciones en la regeneración sensorial de la mano, cambios en el comportamiento natural del motor, pérdida de datos, o dificultades de interpretación de la salida cinemática idiosincrásica de estos dispositivos.
El presente trabajo describe una técnica novedosa para cuantificar idiosincrásicos alcance de entender los movimientos en varias poblaciones humanas que es asequible, no impide la regeneración sensorial de la mano o el comportamiento natural del motor y es confiable pero puede ser flexible modificado para adaptarse a una variedad de paradigmas experimentales. La técnica implica el uso de múltiples cámaras de alta velocidad para registrar el movimiento de alcance de entender desde múltiples ángulos. El vídeo entonces se analiza fuera de línea por progresar a través de los fotogramas de vídeo uno a la vez y el uso de inspección visual a los eventos conductuales clave del documento que, en conjunto, proporcionan una Descripción cuantificada de la organización temporal y cinemática del alcance de entender movimiento. El presente trabajo describe un análisis comparativo de visualmente - versus nonvisually guiada por movimientos de alcance de entender en adultos humanos sanos6,8,9,10 para demostrar la eficacia de la técnica; sin embargo, versiones modificadas de la técnica también han utilizado para cuantificar el alcance de entender acciones de los infantes11 y12de primates no humanos. Los resultados integrales de lo análisis de vídeo fotograma por fotograma de estos estudios son los primeros en demostrar el comportamiento en apoyo de la teoría de doble canal de Visuomotor de prensión.

<table><tbody><tr><td>Cámaras de video de alta velocidad</td><td>Cámara de alta velocidad Casio</td><td>http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_f1/ o http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_100/</td> <td>Casio EX-F1 o cámara de alta velocidad Casio EX-100 utilizada para recopilar registros de video de alta velocidad</td></tr><tr><td>Adobe Photoshop</td><td>Adobe</td><td>http://www.adobe.com/ca/products/photoshop.html</td><td>Software utilizado para calibrar y medir distancias en fotogramas</td></tr> <tr><td>de video individualesAdobe Premiere Pro</td><td>Adobe</td><td>http://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:s</td><td>Software utilizado para realizar análisis de vídeo fotograma a fotograma</td></tr><tr><td>Pedestal ajustable en altura</td><td>Sanus</td><td>http://www.sanus.com/en_US/products/speaker-stands/htb3/</td><td>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</td></tr> Recursos <tr>de aprendizaje del<td>cubo de calibración de 1 cm</td><td>(Walmart)</td><td>https://www.walmart.com/ip/Learning-Resources-Centimeter-Cubes-Set-500/24886372</td><td>Se utiliza un cubo de plástico de 1 cm para transformar las medidas de distancia de píxeles a centímetros</td></tr><tr><td>Línea</td><td></td> <td>de puntos de luz de estudiohttps://www.bhphotovideo.com/c/product/1035910-REG/dot_line_rs_5620_1600w_led_light.html</td><td>Lámpara fuerte con luz LED fría que se utiliza para iluminar al participante y el área de prueba</td></tr><tr><td>Máscara para dormir tridimensional (3D)</td><td>Kfine</td><td>https://www.amazon.com/Kfine-Sleeping-Contoured-lightweight-Comfortable/dp/B06W5CDY78?th=1</td><td>Se utiliza como venda en los ojos para ocluir la visión en la condición de No Visión</td></tr><tr><td>Rodajas de naranja</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Las rodajas de naranja sirvieron como los objetivos de alcance de gran tamaño</td></tr><tr><td>Bolas de rosquilla Tim</td><td>Hortons</td><td>http://www.timhortons.com/ca/en/menu/timbits.php</td><td>Los timbits simples y pasados de moda de Tim Hortons sirvieron como objetivos de alcance de tamaño mediano</td></tr><tr><td>Arándanos</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Los arándanos sirvieron como objetivos de alcance de tamaño pequeño</td></tr></tbody></table>

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

Frame-by-Frame Video Analysis of Idiosyncratic Reach-to-Grasp Movements in Humans

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.

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...

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.

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

Prehension, the act of reaching to grasp an object, is central to the human experience. We use it to feed ourselves, groom ourselves, and manipulate ...

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.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

La escala de llegar experto divide el movimiento de una extremidad anterior en un acto de alcance de los alimentos en elementos compuestos cada uno de los cuales son evaluados con una escala de tres puntos. La escala de calificación se describe a una rata normal y puede ser aplicada a la evaluación de los trastornos neurológicos del motor.

La estructura del Miembro Anterior especializada en llegar a la Rata: una escala de calificación del Movimiento

El estímulo magnético transcranial del Solo-pulso sobre la corteza de motor primaria, el neuronavigation, y el registro de la actividad electromiográfica de los músculos de la mano fueron utilizados en este estudio para explorar excitabilidad corticospinal mientras que los participantes observaban secuencias de la acción.

Modulación de excitabilidad corticoespinal durante la observación de la acción

No está claro cómo las señales de arriba hacia abajo de la corriente visual ventral afectan al movimiento. Hemos desarrollado un paradigma para probar el comportamiento del motor hacia un objetivo en una ilusión inversión de la profundidad 3D. Las diferencias significativas se registraron en ambos movimientos deliberados dirigidos a un objetivo y las acciones automáticas en condiciones de visión ilusoria y verídicos.

Los métodos para explorar la influencia de arriba hacia abajo Procesos Visuales en Comportamiento Motor

El objetivo del protocolo es detallar cómo recoger los datos de vídeo para su uso en el laboratorio; Cómo registrar los datos de seguimiento ocular de los participantes que analizan los datos y cómo analizar eficientemente el contenido de los videos que estaban buscando utilizando una técnica de aprendizaje automático.

Combinando los datos de seguimiento ocular con un análisis de contenido de vídeo de la visualización gratuita de un vídeo de un paseo en un entorno de parque urbano

Aquí se presenta un protocolo para construir un aparato automático que guía a un mono a realizar la tarea flexible de alcance a agarre. El aparato combina un dispositivo traslacional 3D y una mesa giratoria para presentar múltiples objetos en una posición arbitraria en el espacio 3D.

Diseño y uso de un aparato para presentar objetos agarrables en el espacio de trabajo 3D

El alcance con habilidades de roedores se utiliza comúnmente para estudiar habilidades hábiles, pero requiere mucho tiempo y esfuerzo para implementar la tarea y analizar el comportamiento. Describimos una versión automatizada del alcance cualificado con seguimiento de movimiento y reconstrucción tridimensional de trayectorias de alcance.

Rata automatizada de un solo pellet alcanzando la reconstrucción tridimensional de trayectorias de patas y dígitos

Aquí se presenta un paradigma conductual que provoca respuestas visuomotoras rápidas y robustas en los músculos de las extremidades superiores humanas durante los alcances guiados visualmente.

Un paradigma de objetivo emergente para evocar respuestas visuomotoras rápidas en los músculos humanos de las extremidades superiores

Alcanzar es una habilidad fundamental que permite a los humanos interactuar con el medio ambiente. Varios estudios han tenido como objetivo caracterizar el comportamiento de alcance utilizando una variedad de metodologías. Este documento ofrece una aplicación de código abierto de la estimulación magnética transcraneal para evaluar el estado de excitabilidad corticoespinal en humanos durante el rendimiento de la tarea.

Evaluación de la excitabilidad corticoespinal durante el comportamiento de alcance dirigido a objetivos

Cuando agarramos un objeto, múltiples regiones de los dedos y la mano suelen hacer contacto con la superficie del objeto. La reconstrucción de tales regiones de contacto es un desafío. Aquí, presentamos un método para estimar aproximadamente las regiones de contacto combinando la captura de movimiento basada en marcadores con la reconstrucción de malla manual basada en aprendizaje profundo existente.

Estimación de las regiones de contacto entre las manos y los objetos durante el agarre humano de varios dígitos

El estudio actual describe una prueba de comportamiento motor fino para examinar los déficits motores en modelos de roedores, incluida la rata TgF344-AD, utilizando el aprendizaje automático.

Una tarea de motricidad fina para estudiar la cinemática articular en un modelo preclínico de enfermedad neurodegenerativa

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