Name: הגדרה רב-תכליתית ללימוד אדם בקרת מנוע באמצעות גירוי מגנטי Transcranial, Electromyography, לכידת תנועה, ומציאות וירטואלית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: למד שיטה לסנכרון זרמי נתונים מרובים בביומכניקה באמצעות גירוי מגנטי Transcranial, Electromyography ולכידת תנועה. הפרוטוקול משפר דיוק ניסויי ומאפשר ניתוח תנועה אנושית טבעית במעבדה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי GM109098 מענק NIH P20, NSF ותכנית WVU ADVANCE חסות (VG), וקרנות סטארט-אפ המחלקתיים WVU.

<ol><li>Dounskaia, N., Wang, W., Sainburg, R. L., Przybyla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preferred+directions+of+arm+movements+are+independent+of+visual+perception+of+spatial+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+brain+Res%22%5BJournal%5D)">Preferred directions of arm movements are independent of visual perception of spatial directions.</a> Exp. brain Res. 232 (2), 575-586 (2014).</li>
<li>McIntosh, R. D., Mulroue, A., Brockmole, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+automatic+is+the+hand%E2%80%99s+automatic+pilot%3F+Evidence+from+dual-task+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+brain+Res%22%5BJournal%5D)">How automatic is the hand’s automatic pilot? Evidence from dual-task studies.</a> Exp brain Res. 206 (3), 257-269 (2010).</li>
<li>Shabbott, B. A., Sainburg, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+a+visuomotor+rotation%3A+simultaneous+visual+and+proprioceptive+information+is+crucial+for+visuomotor+remapping%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Learning a visuomotor rotation: simultaneous visual and proprioceptive information is crucial for visuomotor remapping.</a> Exp. Brain Res. 203 (1), 75-87 (2010).</li>
<li>Sarlegna, F. R., Sainburg, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+roles+of+vision+and+proprioception+in+the+planning+of+reaching+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Exp.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">The roles of vision and proprioception in the planning of reaching movements.</a> Adv. Exp. Med. Biol. 629, 317-335 (2009).</li>
<li>Lillicrap, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adapting+to+inversion+of+the+visual+field%3A+a+new+twist+on+an+old+problem%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+brain+Res%22%5BJournal%5D)">Adapting to inversion of the visual field: a new twist on an old problem.</a> Exp. brain Res. 228 (3), 327-339 (2013).</li>
<li>Saposnik, G., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+reality+in+stroke+rehabilitation%3A+a+meta-analysis+and+implications+for+clinicians%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Virtual reality in stroke rehabilitation: a meta-analysis and implications for clinicians.</a> Stroke. 42 (5), 1380-1386 (2011).</li>
<li>Robles-García, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+facilitation+during+real-time+movement+imitation+in+Parkinson%E2%80%99s+disease%3A+a+virtual+reality+study%5BTitle%5D)+AND+%22Parkinsonism+Relat.+Disord%22%5BJournal%5D)">Motor facilitation during real-time movement imitation in Parkinson’s disease: a virtual reality study.</a> Parkinsonism Relat. Disord. 19 (12), 1123-1129 (2013).</li>
<li>Gritsenko, V., Kalaska, J. F., Cisek, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Descending+corticospinal+control+of+intersegmental+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Descending corticospinal control of intersegmental dynamics.</a> J. Neurosci. 31 (33), 11968-11979 (2011).</li>
<li>Shirvalkar, P. R., Shapiro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+construction+of+a+cost+effective+headstage+for+simultaneous+neural+stimulation+and+recording+in+the+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Design and construction of a cost effective headstage for simultaneous neural stimulation and recording in the water maze.</a> J. Vis. Exp. (44), e2155(2010).</li>
<li>Kendall, F. P., McCreary, E. K., Provance, P. G., Rodgers, M., Romani, W. Muscles: Testing and Function With Posture and Pain. , Lippincott Williams & Wilkins. (2005).</li>
<li>Barbero, M., Merletti, R., Rainoldi, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atlas+of+Muscle+Innervation+Zones%3A+Understanding+Surface+Electromyography+and+Its+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Springer-Verlag+Mailand%22%5BJournal%5D)">Atlas of Muscle Innervation Zones: Understanding Surface Electromyography and Its Applications.</a> Springer-Verlag Mailand. , (2012).</li>
<li>Sliwinska, M. W., Vitello, S., Devlin, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation+for+investigating+causal+brain-behavioral+relationships+and+their+time+course%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation for investigating causal brain-behavioral relationships and their time course.</a> J. Vis. Exp. (89), (2014).</li>
<li>Goss, D. A., Hoffman, R. L., Clark, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilizing+transcranial+magnetic+stimulation+to+study+the+human+neuromuscular+system%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Utilizing transcranial magnetic stimulation to study the human neuromuscular system.</a> J. Vis. Exp. (59), e3387(2012).</li>
<li>Rogers, J., Watkins, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulating+the+lip+motor+cortex+with+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Stimulating the lip motor cortex with transcranial magnetic stimulation.</a> J. Vis. Exp. (88), e51665(2014).</li>
<li>Ellaway, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variability+in+the+amplitude+of+skeletal+muscle+responses+to+magnetic+stimulation+of+the+motor+cortex+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr.+Clin.+Neurophysiol.+Mot.+Control%22%5BJournal%5D)">Variability in the amplitude of skeletal muscle responses to magnetic stimulation of the motor cortex in man.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. Mot. Control. 109 (2), 104-113 (1998).</li>
<li>Storr, W. Electronics Tutorials 555 Timer Tutorial. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555_timer.html">http://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555_timer.html</a> (1999).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.

המטרה של מאמר זה היא מתאר שיטה לשילוב VR למחקר של תנועה אנושית ושיטה לסנכרון זרמי נתונים שונים. מציאות מדומה תרחיב את היכולות של חוקרים המנסים לשחזר תרחישי תנועה בעולם אמיתי בסביבת מעבדה. VR שילוב עם שיטות הקלטה וגירוי עצבית-שרירית אחרות יוצר חבילה חזקה של כלי ללימוד מקיף מנגנוני שליטה מוטורית אנושיים. מערכי נתונים רב-ממדיים וכתוצאה מכך התקבלו במהלך ניסויים תוכננו בקפידה יכולים להעמיק את ההבנה של השליטה העצבית של תנועה שלנו. <p class="jove_content" style=";text-align:right;dir...

מציאות וירטואלית (VR) הופכת במהירות כלי מחקר נגיש לשימוש במספר תחומים, כולל המחקר של תנועה אנושית. המחקר של תנועת גפיים העליונה נהנה במיוחד על ידי שילוב VR. מציאות וירטואלית מאפשרת ההתאמה האישית המהירה של פרמטרים ניסיוניים שנועדו לחקור תכונות kinematic ודינמיות מסוימות של שליטת תנועת זרוע. פרמטרים אלה יכולים להיות מותאמים באופן אינדיבידואלי לכל נושא. לדוגמא, את מיקומם של יעדים וירטואליים ניתן לשנותם על מנת להבטיח תנוחת זרוע ראשונית זהה על פני נושאים. מציאות וירטואלית מאפשרת גם המניפולציה של משוב חזותי במהלך ניסויים, שהוא כלי רב ערך במחקר visuomotor 1 - 5. השימוש בסביבות VR מציאותיים עם כלים ביו-מכאניים אחרים גם יאפשר תרחישי תנועה הנטורליסטית שבלבחון דפוסי תנועה. הסדר זה הופך יותר ויותר חשוב ללימוד ותרגול של שיקום לאחר 6,7 מחלות ופציעות. תנועות חיקוי נטורליסטי וסביבות (למשל ביצוע תנועות במטבח וירטואלי) בסביבה קלינית יאפשרו מומחי שיקום לתאר באופן מדויק יותר ליקויים של פרט בהקשר של עולם אמיתי. תיאור ירידת ערך מאוד אישי יאפשר לאסטרטגיות טיפול ממוקדות יותר, ואפשרות להגדיל את היעילות ולהפחית את משך הזמן של שיקום. שילוב VR עם כלים אחרים כגון גירוי מגנטי transcranial (TMS), electromyography משטח (EMG), ולכיד תנועת גוף מלאה, יוצר פלטפורמה חזקה מאוד וגמישה ללימוד השליטה העצבית-שרירית של תנועה בבני אדם. גירוי מגנטי Transcranial הוא שיטה לא פולשנית חזקה של מדידת הרגישות ושלמות פונקציונלית של מסלולים יורדים מנוע (למשל בדרכי corticospinal) דרך respons EMGes כגון מנוע פוטנציאלים מעורר (חברי הפרלמנט האירופי) 8. מערכות ללכוד תנועה תלת-ממדית מודרניות גם יאפשרו לחוקרים ללמוד פעילות עצבית-שרירית יחד עם קינמטיקה תנועה וכתוצאה מכך ודינמיקה. זה מאפשר יצירת מודלים מפורטים מאוד של מערכת השלד והשרירים, כמו גם הבדיקה של השערות לגבי המבנה והתפקוד של בקרים עצביים. מחקרים אלה ירחיבו במערכת הסנסורית האנושית הידע המדעי שלנו ולהוביל לשיפור בטיפול בשרירים ושלד והפרעות נוירולוגיות. עם זאת, בעיה עיקרית עם מערכות רב תכליתיים הוא הסנכרון של זרמים נרשמו בנפרד נתונים (לכידת תנועה למשל, EMG, וכו &#39;). המטרה של פרוטוקול זה היא לתאר הסדר להכללה של מערכות זמינות מסחרי נפוצות להקליט בו זמנית מדידות ביו-מכאניות ופיזיולוגיות בזמן התנועה. חוקרים אחרים תוך שימוש בציוד מיצרנים שונים עשויים להיות לשנות אלמנטים של פרוטוקול זה כדי להתאים לצרכימים הספציפיים שלהם. עם זאת, עקרונות כלליים מפרוטוקול זה עדיין צריכים להיות ישימים.

<table><tbody><tr><td>ממריץ מגנטי טרנס-גולגולתי</td><td>Magstim</td><td>N/A</td><td>TMS סטימולטור וסלילים</td></tr><tr><td>Impulse X2</td><td>PhaseSpace</td><td>N/A</td><td>מערכת לכידת תנועה</td></tr><tr><td>MA300 מערכת EMG רב-ערוצית מתקדמת</td><td>מערכות מעבדת תנועה</td><td>MA300-28</td><td>EMG קדם מגבר ומגבר</td></tr><tr><td>נורוטרוד אלקטרודות EMG</td><td>Myotronics</td><td>N/A</td><td>אלקטרודות</td></tr> <tr><td>EMGBNC-2111 בלוק מחבר BNC מוגן חד-קצה</td> National <td>Instruments</td><td>779347-01</td><td>בלוק מחבר BNC</td></tr><tr><td>NI PXI-1033 מארז PXI עם 5 חריצים עם בקר MXI-Express משולב</td> National <td>Instruments</td><td>779757-01</td><td>מארז DAQ</td></tr><tr><td>NI PXI-6254 16 סיביות, 1 MS/s (רב ערוצי), 1.25 MS/s (ערוץ אחד), 32 כניסות אנלוגיות</td> National <td>Instruments</td><td>779118-01</td><td>כרטיס</td></tr> <tr><td>DAQכבל SHC68-68-EPM (2 מ')</td> <td>National Instruments</td><td>192061-02</td><td>כבל מוגן</td></tr><tr><td>DK1 או DK2</td><td>Oculus VR</td><td>N/A</td><td>אוזניות Ocuclus Rift</td></tr><tr><td>Vizard 5 Lite</td><td>WorldViz</td><td>N/A</td><td>תוכנת מציאות מדומה</td></tr><tr><td>קבלי C1 ו-C2</td><td>מגוונים</td><td>N/A</td><td>התאם ערכים כך שיתאימו</td></tr><tr><td>לנגדי R1 ו-R2</td><td>מגוונים</td><td>N/A</td><td>התאם ערכים כך שיתאימו</td></tr><tr><td>CD4011 NAND שער NAND</td><td>מגוון</td>, N<td>/A</td><td>שער NAND</td></tr><tr><td>2N2222, טרנזיסטור</td><td>N/A</td><td>מגוון</td>, <td>טרנזיסטור</td></tr><tr><td>NE555, מעגל טיימר</td> N/A <td>מגוון</td>, <td>מעגל טיימר</td><td>N/A</td></tr><tr><td>DB25 ומחברי USB, מחברי</td><td>N/A</td><td>מקבילים ו-USB מגוונים</td><td></td></tr></tbody></table>

הגדרה רב-תכליתית ללימוד אדם בקרת מנוע באמצעות גירוי מגנטי transcranial, electromyography, לכידת תנועה, ומציאות וירטואלית

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

המחקר של שליטה עצבית-שרירית של תנועה בבני האדם נעשה עם מספר רב של טכנולוגיות. שיטות לא פולשניות לחקירת תפקוד עצבית-שרירית כוללות גירוי מגנטי transcranial, electromyography, ולכידת תנועה תלת-ממדית. כניסתו של פתרונות מציאות וירטואלית זמינים וחסכוניים בקלות הרחיבה את היכולות של חוקרים ביצירה מחדש של סביבות ותנועות &quot;בעולם האמיתי&quot; בסביבת מעבדה. ניתוח תנועת נטורליסטי לא רק לגייס הבנה טובה יותר של שליטה מוטורית באנשים בריאים, אלא גם לאפשר העיצוב של ניסויים ואסטרטגיות שיקום כי יעד ליקויים ספציפיים מוטוריים (למשל שבץ). השימוש בשילוב של כלים אלה יוביל להבנה יותר ויותר עמוקה יותר של מנגנונים עצביים של שליטה מוטורית. דרישת מפתח כאשר משלבים מערכות רכישת נתונים אלה היא התכתבות זמנית עדינה בין זרמי נתונים השונים. Tהפרוטוקול שלו מתאר קישוריות של מערכת רב תכליתי הכוללת, איתות intersystem, וסנכרון הזמני של הנתונים שנרשמו. סנכרון של מערכות הרכיב מושגת בעיקר באמצעות השימוש במעגל להתאמה אישית, בקלות שנעשה עם את רכיבי המדף ומיומנויות הרכבה אלקטרוניקה מינימליות.

סנכרון של זרמי נתונים הרבים בהתקנה זו מאפשר להקליט קינמטיקה, פעילות רציפה שריר (EMG), ופעילות עצבית-שרירית (חברי הפרלמנט האירופי) מיידיים המתרחשות במהלך תנועות של הגפיים העליונים. ניסויים חוזרים ונשנים של תנועה נתון נדרשים לשחזר פרופילי תגובה חבר הפרלמנט האירופי על תנועה כולה. איור 4 מציג נתונים שנאספו מנושא אחד. איור 4 א מציג דוגמא של זרמי נתונים אלה במהלך משפט יחיד עם אותות הסנכרון המתאימים ואירועים. יישור זמני של האותות ביחס לאירוע הסנכרון הוא ...

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי, אלקטרומיוגרפיה ולכידת תנועה תלת מימדית הן טכניקות לא פולשניות נפוצות לחקירת תפקוד עצבי-שרירי בבני אדם. במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול הדוגם באופן סינכרוני נתונים שנוצרו על ידי כל שלושת הכלים הללו יחד עם התוספת הייחודית של הצגת גירוי מציאות מדומה ומשוב.

הגדרה רב-תכליתית ללימוד אדם בקרת מנוע באמצעות גירוי מגנטי Transcranial, Electromyography, לכידת תנועה, ומציאות וירטואלית

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא להדגים טכניקה כללית לסנכרון של מספר זרמי נתונים המוקלטים במהלך מחקרים ביומכניים בבני אדם. דבר זה מושג על ידי שימוש באותות אלקטרומיוגרפיים ואותות לכידת תנועה כדי ליצור אירוע סנכרון אנלוגי שניתן להקליט באופן עצמאי על ידי שתי מערכות או יותר. כשלב שני, ניתן לתכנן רכיבי מעגל פשוטים, הממירים אירוע זה לאותות המתאימים לכל מכשיר הקלטה.לאחר מכן, השתמש בתוכנת ניתוח כדי לסנכרן זמנית את אירועי הסנכרון בין האותות שהוקלטו באופן עצמאי, במטרה לסנכרן את כל האותות. התוצאות מראות כי ניתן לסנכרן זמנית מספר אותות ביומכניים בתוך תדרי הדגימה של מערכות הקלטת הנתונים הרלוונטיות, מה שמאפשר איסוף של סט נתונים ניסויי עשיר של תנועה אנושית נטורליסטית למחקר של בקרה נוירו-שרירית. קיימות שאלות מורכבות רבות בתחומי הבקרה המוטורית והביומכניקה שניתן להשיב עליהן בצורה הטובה ביותר באמצעות חקר תנועה אנושית טבעית בסביבת מעבדה.כאן אנו מתארים את השיטה לשימוש במציאות מדומה להגדרת משימות התנהגותיות שבמהל她们ן מוקלטים בו-זמנית מספר אותות פיזיולוגיים. היתרון של מערך ניסויי המבוסס על מציאות מדומה על פני שיטות קיימות, כגון מתקני התנהגות מבוססי חומרה, הוא שניתן להתאימו במהירות רבה לניסויים שונים וכן לאנטומיה הייחודית של משתתפים בודדים. במהלך ניסויים התנהגותיים, נהוג להקליט בו-זמנית מספר אותות המכמתים התנהגות, כגון אלקטרומיוגרפיה ותפיסת תנועה.השיטה שלנו מספקת פתרון לבעיית הסנכרון הזמני של אותים אלו באמצעות יחידת סנכרון מותאמת אישית התואמת למספר יצרנים. התחל בביצוע כל החיבורים החשמליים הדרושים בין ציוד ה-EMG, כולל מגברים, קדם-מגברים, חוטי חיישנים ומגבי חיישנים, בהתאם להנחיות היצרן. נקה כל אתר אלקטרודה כדי להבטיח ערכי עכבה נמוכים ועקביים בין האלקטרודה לעור.לאחר מכן, הנחה את הנבדק לבצע כיווצים איזומטריים של השרירים הספציפיים הנדרשים, והצמד את אלקטרודות ה-EMG על המיקום של כיווץ השריר כפי שזוהה במישוש. שים לב לכיוון של האתרים הפעילים לאורך סיבי השריר. הצמד את אלקטרודת ההארקה לעור מעל חוליה C7.בשלב הבא, כדי לבחון את איכות האות, יש לבחון את אותות ה-EMG המוגברים במחשב בעוד הנבדק מכווץ כל אחד מהשרירים הרלוונטיים. לבסוף, יש להפחית את הגבrings ההגברה אם אותות ה-EMG מגיעים לרוויה במהלך כיווצי שרירים הדרושים למשימה ההתנהגותית. התחל בכיול מצלמות מעקב התנועה בהתאם להוראות היצרן.הדביקו חיישני LED פעילים לנקודות עצם בולטות ליד מפרקי הזרוע, ולנקודות אנטומיות אחרות בעלות עניין, כגון ליד האצבע, שורש כף היד, הכתף והחזה. הצמידו חיישן LED נוסף למשקפי המציאות המדומה (VR) כדי לקבוע את נקודת המבט בסביבה הווירטואלית. לאחר מכן, חברו כל LED לצמה של חוטים המחוברת ליחידת ההפעלה האלחוטית.הפעל את יחידת הדרייבר וודא שכל נוריות ה-LED מוארות כראוי. לבסוף, מקם את נורית ה-LED לסנכרון במיקום הרחוק מהנבדק, אך בטווח ראייה ברור של מצלמות לכידת התנועה. ראשית, בצע כיול למכשיר ולתוכנת הגירוי המגנטי התת-גולגולתי (TMS) כדי לאפשר מיקום מדויק של הסליל.כדי לעשות זאת, בצעו רישום משותף (coregister) של סלילי ה-TMS עם נקודות ציון אנטומיות כגון נקודות ה-NAS preauricular וקצה האף, באמצעות מצביע כיול. לאחר מכן, בצעו טכניקות למציאת "נקודות חמות" (hotspot) כדי לאתר אזורים רגישים ל-TMS בקורטקס, המניבים את האמפליטודה הגבוהה ביותר עבור פוטנציאלי תגובה מוטוריים (motor evoked potentials) או meps.בעזרת אמפליטודה נמוכה ביותר של גרייה, רשמו את מיקומו של אתר הגרייה המיטבי על קרקפת הנבדק באמצעות ציוד ותוכנה מכוילים לרישום סטראאוטקסי. לבסוף, מדדו את סף הגרייה של הנבדק על ידי הורדת אמפליטודת הגרייה במיקום שנבחר, עד ש-meps של לפחות 50 microvolts יעוררו ב-50% מהמקרים. ראשית, הגדירו את סביבת ה-VR למטלה ההתנהגותית בהתאם לפרוטוקול היצרן.באמצעות שימוש בתוכנת VR מסחרית התואמת לערכה (headset) ולתוכנית מערכת מעקב התנועה. פלטים דיגיטליים דרך הפורט המקבילי (parallel port) לצורך סנכרון וסימון של אירועים ספציפיים רלוונטיים. חברו את פלט ה-VR למעגל הסנכרון וכן לציוד נוסף שנדרש לסנכרון באמצעות כבלים עם מחברים תואמים.הסבר לנבדק את דרישות המשימה שיבצע במציאות מדומה (VR). בקש מהנבדק להצביע על מטרות כדוריות כאשר אלו מופיעות בשדה הראייה שלו או שלה. לאחר שהנבדק הבין את המשימה והייתה לו הזדמנות לתרגל אותה, התחל בהקלטת נתוני לכידת תנועה של EMG ואותות סנכרון במהלך ניסוי סנכרון VR בודד.התוכנה מפעילה את ציוד ה-EMG להקלטת אותות הממחישים פעילות נוירו-שרירית שהתרחשה במהלך תנועות של הגפה העליונה. היא גם מפעילה את ציוד לכידת התנועה להקלטת נתוני תנועה רציפים. אות זה יכול לשמש לסנכרון של נתוני ה-EMG ונתוני לכידת התנועה.כאן.הקינמטיקה והדינמיקה הזוויתית הממוצעות והפעילות הנוירומוסקולרית הרציפה והמיידית הנלווית לה לאורך 24 ניסיונות מוצגות עבור משימה בודדת. מערכי נתונים רב-ממדיים אלה, המסופקים על ידי המציאות המדומה, יאפשרו לחוקרים לחקור מנגנוני בקרה מוטורית אנושיים ספציפיים. לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה כללית לגבי האופן שבו ניתן לסנכרן זרמי נתונים מרובים שניתן להקליט במהלך ניסויי תנועה אנושיים, כגון EMG ולכידת תנועה (motion capture). ניתן להרחיב הליך זה כך שיכלול מערכות נוספות, כגון אלקטרואנצפלוגרפיה.יתרה מכך, ניתן להשתמש בגירוי חשמלי של עצבים פריפריאליים גם כדי להעריך את התרומה של משוב תחושתי לבקרה מוטורית לאחר התפתחותה. טכניקה זו סללה את הדרך עבור נוירומדענים לחקור שינויים בתנועה מבוקרת-עצבית אצל אנשים עם הפרעות תנועה, כגון שבץ מוחי או פגיעה בחוט השדרה.

multifunctional-setup-for-studying-human-motor-control-using

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

מקור: Stefanou, M., et.al. גירוי מוחי תלוי מצב מוחי עם גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי המופעל על ידי אלקטרואנצפלוגרפיה בזמן אמת. J. Vis. Exp. (2019)סרטון זה מדגים את התהליך של גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) המופעל על ידי EEG בזמן אמת כדי לחקור את הריגוש בקליפת המוח. ההליך כולל מיקום סליל ה-TMS מעל קליפת המוח המוטורית, סנכרון הגירוי עם שלבים ספציפיים של אות ה-EEG, ורישום פוטנציאלים מעוררים מוטוריים (MEPs) כדי לחקור את ההשפעות של מצבי מוח שונים על תגובות קליפת המוח. טכניקה זו מאפשרת אפנון מדויק של...

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי המופעל על ידי אלקטרואנצפלוגרפיה בזמן אמת לעירור קליפת המוח

מקור: Charalambos, C. C., et al. הערכה דו-צדדית של המסלולים הקורטיקו-שדרתיים של שרירי הקרסול באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי מנווט. J. Vis. Exp. (2019)סרטון זה מדגים את השיטה להערכת מסלולי קורטיקו-ספינל של שרירי הרגליים באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS). מנוחה ותגובות שרירים פעילות נרשמות מחצי כדור מוח אחד כדי להעריך את התפקוד הקורטיקומוטורי הנגדי של שרירי הרגליים.

הערכת מסלולים קורטיקו-ספינאליים באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי

ניטור פעילות מוחית במהלך משימות מוטוריות זקופות הוא בעל ערך רב כאשר חוקרים את המקור העצבי להפרעות תנועה. כאן, אנו מדגימים פרוטוקול המשלב ספקטרוסקופיה פונקציונלית קרוב לאינפרא אדום עם ניטור רציף של פעילות שרירים וקינמטית במהלך 4 סוגים של משימות מוטוריות.

קרוב פונקציונלי אינפרא אדום ספקטרוסקופיה של אזורים חושיים ומוטורי במוח עם סימולטני Kinematic וניטור EMG במהלך משימות מוטוריות

ממשק אדם-מכונה חדשני בעלות נמוכה למערכת שיקום שיווי משקל אינטראקטיבית לאחר שבץ מוצג במאמר זה. המערכת משלבת חיישנים בעלות נמוכה מהמדף לקראת פרדיגמת אלקטרותרפיה מונעת רצון. ממשק התוכנה להוכחת היתכנות מודגם על מתנדבים בריאים.

ממשק אדם-מכונה-שילוב חיישנים בעלות נמוכה עם מערכת גירוי חשמלי Neuromuscular לשיקום מאזן פעימות הודעה

השימוש בגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) לחקר בקרה מוטורית אנושית דורש שילוב של מערכות איסוף נתונים כדי לשלוט בהעברת TMS ובו זמנית לתעד התנהגות אנושית. כתב היד הנוכחי מספק מתודולוגיה מפורטת לשילוב מערכות איסוף נתונים לצורך חקירת תנועה אנושית באמצעות TMS.

שילוב מערכות נתונים רכישה מרובות לחקר פלט corticospinal ורב-קטע ביומכניקה

נייר זה מתאר בזמן אמת הtranscranial מגנטית גירוי מגנטי ללמוד לווסת את רשתות המוח האנושי.

המוח מעורר גירוי המוח עם אלקטרונצגרפיה בזמן אמת-מופעלות גירוי מגנטי Transcranial

מאמר זה מתאר גישות חדשות כדי למדוד ולחזק מסלולים עצביים ספציפיים מבחינה פונקציונלית עם גירוי transcranial גנטי. מתודולוגיות גירוי מוחי מתקדמות שאינן פולשנית יכולות לספק הזדמנויות חדשות להבנת יחסי המוח-התנהגות ופיתוח של טיפולים חדשים לטיפול בהפרעות במוח.

מדידת ושינוי פונקציונלית מסלולים עצביים ספציפיים במערכת המנוע האנושי עם גירוי מגנטי Transcranial

המטרה הייתה לעצב, לבנות ולנהל משימת מציאות מדומה חדשנית כדי לזהות ולאפיין הזנחה מרחבית חד-צדדית, תסמונת המשפיעה על 23-46% מניצולי שבץ חריף, הרחבת תפקידה של המציאות המדומה במחקר וניהול של מחלות נוירולוגיות.

כלי מציאות מדומה להערכת הזנחה מרחבית חד-צדדית: הזדמנות חדשנית לאיסוף נתונים

הפרוטוקול המתואר כאן נועד לשפר את ההערכה הכמותית של ליקויים בגפיים העליונות, במטרה לפתח טכנולוגיה נוספת להערכה מרחוק הן במרפאה והן בבית. טכנולוגיות מציאות מדומה וביוסנסורים משולבות עם טכניקות קליניות סטנדרטיות כדי לספק תובנות לגבי תפקוד המערכת העצבית-שרירית.

הגדרה להערכה כמותית של תנועה ופעילות שרירים במהלך מבחן קופסה ובלוק וירטואלי שונה

לדימוי מוטורי בסביבת מציאות מדומה יש יישומים רחבים במערכות ממשק מוח-מחשב. כתב יד זה מתאר את השימוש באווטארים דיגיטליים מותאמים אישית הדומים למשתתפים המבצעים תנועות שדמיין המשתתף בסביבת מציאות מדומה כדי לשפר את הטבילה ואת תחושת הבעלות על הגוף.

ביצועי דימויים מוטוריים באמצעות תאומים דיגיטליים מגולמים בסביבת ממשק מוח-מחשב התומכת במציאות מדומה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול המתאר את המתודולוגיה להערכת ריגוש וריגוש של קליפת המוח המוטורית הראשונית באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) בשילוב עם אלקטרומיוגרפיה (EMG).

הערכת ריגוש קליפת המוח המוטורית הראשונית ואפנון ריגוש על ידי זיווג גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי עם אלקטרומיוגרפיה

למד שיטה לסנכרון זרמי נתונים מרובים בביומכניקה באמצעות גירוי מגנטי Transcranial, Electromyography ולכידת תנועה. הפרוטוקול משפר דיוק ניסויי ומאפשר ניתוח תנועה אנושית טבעית במעבדה.

הגדרה רב-תכליתית ללימוד אדם בקרת מנוע באמצעות גירוי מגנטי Transcranial, Electromyography, לכידת תנועה, ומציאות וירטואלית

גלה סרטונים נוספים