Conception et utilisation d'un apparatus pour la présentation d'objets graspables dans l'espace de travail 3D

Le principe neuronal sous-jacent à la portée et à la saisie a été étudié en profondeur au cours des dernières décennies, cependant, peu d’appareils ont été développés pour permettre une combinaison flexible des deux mouvements en une seule tâche. En coupant une table de rotation personnalisée avec un dispositif translationnel tridimensionnel, notre appareil permet une combinaison d’essai-sage de positions multiples dans l’espace tridimensionnel, et des objets de forme différente dans chaque position. Notre appareil fournit une plate-forme précieuse pour étudier la fonction des membres supérieurs et leurs principes neuronaux sous-jacents.

Il peut également faciliter la reconstruction simultanée des mouvements d’atteinte et de saisie dans l’interface cerveau-machine. Commencez par fixer deux rails Y sur la surface supérieure du cadre en parallèle, en fixant les piédestaux à la surface supérieure avec des vis. Ensuite, connectez deux rails Y avec un arbre de raccordement et deux couplages de diaphragme.

Serrer les écluses des couplages pour synchroniser les arbres des deux rails. Mettez six écrous dans les rainures arrière du rail Z et fixez un côté du cadre triangle droit à l’arrière du rail Z avec des vis. Tirez le cadre triangle à l’extrémité qui est distal à l’arbre et serrer les vis.

Fixez l’autre cadre triangle droit à l’autre rail Z de la même manière. Fixer les autres côtés inclinés droit des deux cadres triangle aux curseurs des deux rails Y avec des vis. Ensuite, connectez les deux rails Z avec un arbre de raccordement et des couplages de diaphragme, et serrez les écluses du couplage.

Fixez les deux planches de raccordement en forme de T à l’arrière du rail X avec des écrous et des vis. Ensuite, tirez les deux planches en forme de T aux deux extrémités du rail X et serrez les vis. Fixez les deux planches de raccordement en forme de T sur les curseurs des deux rails Z à l’l’appui de vis.

Insérez le moteur de marche dans le trou d’arbre du ré reduceur d’engrenage, et vissez leurs brides ensemble. Enfin, vissez l’anneau de raccordement à l’extrémité de l’arbre du rail X. Insérez l’arbre du ré reduceur d’engrenage dans le couplage et vissez le ré reduceur de vitesse sur l’anneau de raccordement.

Serrer le porte-serrure du couplage. Commencez par placer les capteurs tactiles dans la rainure du corps de l’objet et collez-les sur les zones de toucher prédéfinis avec du ruban adhésif à double face. Passez les fils à travers le trou de l’arrière-plan de l’objet et fixez la planche de couverture sur le corps de l’objet avec des vis.

Ensuite, passez les fils à travers les trous sur les côtés du rotateur, et vissez les objets sur le rotateur. Souder les extrémités métalliques des capteurs tactiles aux extrémités rotatives du fil de l’anneau de glissement électrique, et envelopper les joints avec du ruban électrique. Vissez le boîtier du curseur du rail X.

Placez le roulement dans le trou inférieur de la boîte. Ensuite, mettez le rotateur dans le boîtier à partir de la droite et passez les fils de l’anneau de glissement électrique à travers le trou supérieur de l’étui. Ensuite, insérez l’arbre métallique dans le roulement à partir du trou supérieur du boîtier, et adaptez la clé de l’arbre au porte-clés du rotateur.

Placez l’anneau de glissement électrique autour de l’arbre métallique. Placez l’extrémité de la barre de localisation dans l’encoche de l’anneau de glissement électrique pour empêcher l’anneau extérieur de tourner. Insérez l’arbre moteur de marche dans le trou d’arbre métallique, et fixez le moteur sur le dessus de la boîte avec des vis.

Collez une LED tricolore sur le côté avant de l’étui avec du ruban adhésif. Enfin, vissez le buffet droit sur le boîtier. Insérez les fils de commande des moteurs de marche, des LED, et des capteurs tactiles dans les ports numériques d’un conseil d’acquisition de données.

Pour initialiser l’appareil translationnel tridimensionnel et la table de rotation, tirez les curseurs de tous les rails linéaires vers le point de départ et tournez le premier objet de la table de rotation pour faire face au côté avant de la table rotatif. Ensuite, entrez les coordonnées de toutes les positions d’une matrice dans un document texte. Assurez-vous que chaque ligne inclut les coordonnées X, Y et Z d’une position séparée par un espace, puis enregistrez le document.

Ensuite, ouvrez le logiciel de paradigme, cliquez sur Open File dans le panneau Pool, et sélectionnez le document texte pour charger les positions de présentation dans le logiciel de paradigme. Vérifiez les objets présentés dans l’expérience dans le pool d’objets du logiciel de paradigme. Ensuite, ajustez les paramètres expérimentaux dans le panneau Paramètres de temps du logiciel de paradigme.

Définissez la ligne de base à 400 millisecondes, Motor Run égale 2000 millisecondes, planification égale à 1000 millisecondes, temps de réaction maximum égal à 500 millisecondes, max Reach Time égale 1000 millisecondes, min Hold Time équivaut à 500 millisecondes, Récompense égale 60 millisecondes, et Error Cue égale 1000 millisecondes. Ensuite, fixez la chaise de singe au cadre de construction en aluminium. Fixez trois marqueurs réfléchissants à l’extrémité du bras avec du ruban adhésif à double face.

Assurez-vous que les trois marqueurs forment un triangle scalene. Ensuite, dans le logiciel de paradigme, cliquez sur Exécuter pour démarrer la tâche. Cliquez sur le bouton RECORD sur le panneau de capture de mouvement du logiciel Cortex pour enregistrer les trajectoires des trois marqueurs pendant 60 secondes lorsque le singe fait la tâche.

Cliquez sur le bouton STOP pour mettre fin à l’expérience. Créez un modèle de suivi des trois marqueurs sur le logiciel à l’aide des trajectoires enregistrées et enregistrez le modèle. Ensuite, connectez le fil de sol de l’amplificateur avant au sol du réseau de microélecrodes, qui est implanté dans le cortex moteur du singe.

Insérez les étapes de la tête dans le connecteur du tableau microélecrode. Ouvrez le logiciel Central du système d’acquisition de signaux neuronaux. Ouvrez le logiciel de synchronisation.

Cliquez sur les trois boutons de connexion dans les panneaux Cerebus, Motion Capture et Paradigm pour connecter le logiciel de synchronisation avec le système d’acquisition de signaux neuronaux, le système de capture de mouvement et le logiciel de paradigme respectivement. Enfin, cliquez sur le bouton Exécuter du logiciel de paradigme pour recommencer la tâche, suivi du bouton Enregistrement sur le panneau de stockage de fichiers du logiciel central pour commencer à enregistrer les signaux neuronaux. Vérifiez le modèle de suivi enregistré et cliquez sur le bouton RECORD sur le panneau de capture de mouvement du logiciel Cortex pour commencer à enregistrer la trajectoire du poignet du singe.

La trajectoire du poignet au cours de la phase d’atteinte de tous les essais réussis a été extraite et divisée en huit groupes basés sur des positions cibles. Les extrémités de huit groupes de trajectoire forment un cuboïde, qui a la même taille que l’espace de travail cuboïde prédéfini. Ici, l’histogramme du temps peristimulus montre deux exemples neurones réglage à la fois atteindre la position et les objets est montré.

Le neurone sur le dessus montre une sélectivité significative pendant les phases d’atteinte et de détention. Alors que le neurone sur le fond commence à régler les positions et les objets à partir du milieu de la phase de course du moteur. Comme le logiciel de paradigme ne pouvait pas lire les positions des moteurs, il est essentiel de paraize la table de rotation et l’appareil translationnel avant chaque session.

Pour contrôler complètement quand le sujet pouvait voir l’objet cible et sa position, un verre commutable pouvait être installé devant l’appareil. En utilisant notre appareil, il est maintenant possible d’étudier l’interaction neuronale entre atteindre et saisir les mouvements, ce qui peut aider à décoder simultanément la trajectoire de portée et les types d’adhérence.