ביואריטים דיגיטליים דינמיים של תפקוד מוטורי וקוגניטיבי במחלת פרקינסון

פרוטוקול זה יכול לעזור לנו לשכבות מחלת פרקינסון הטרוגנית על ידי חומרה קוגניטיבית ומוטורית. באמצעות חיישנים לבישים, אנו יכולים לבצע דיגיטציה של משימות קליניות המשמשות בדרך כלל רופאים. על ידי רישום שותף של פעילויות ברמות תפקודיות שונות של מערכות העצבים, אנו מזהים פרמטרים אינפורמטיביים ביותר של קוגניציה, תנועה ורגש, כדי לייצר סמנים ביולוגיים דיגיטליים דינמיים של מחלת פרקינסון.

עבודה זו מציעה מסגרת מאחדת לאפיון ומעקב אחר החתימות של הפרעות נוירולוגיות באופן מותאם אישית, יחד עם האבולוציה של קבוצה שלמה המקבלת טיפול או טיפול נתון. טכניקה זו מספקת פלטפורמה סטטיסטית מאחדת כדי לעקוב באופן דינמי אחר שינויים בחתימות של שונות סטטיסטית המיוצרת על ידי פעילויות ביולוגיות שנוצרו על ידי עצמם המשתרעות ממולקולות, לתאים, להתנהגות. הזרמת תוכנות מרובות דורשת זיכרון מחשב רב, ולכן אנו ממליצים להשתמש במחשבים בעלי קיבולת חישוב גבוהה, אחרת מערכות עלולות לקרוס בזמן ההקלטה.

אנו משתמשים במכשירים מרובים כדי להקליט את המוח, הגוף והלב, כולם יחד, במהלך תנועות טבעיות, כך שמדיום דינמי, כגון וידאו, ימחיש זאת בצורה הטובה ביותר. הדגמת ההליכים מהמעבדה שלי תהיה הסטודנטים לתארים מתקדמים ג'יהייה ריו וג'וזף ורו. לאחר קבלת הסכמה מדעת מהמשתתף, למדוד את ממדי הגוף של המשתתף כדי לאפשר יצירת גלגול הגוף שלהם במערכת לכידת תנועה.

לאחר מכן, הגדר את מערכת לכידת התנועה, כולל 17 חיישני מעקב תנועה אלחוטיים, ותופס מעקב התנועה. מקם חיישנים על כל חלקי הגוף, כפי שצוין, ואבטח את החיישנים באמצעות רצועות רצועה, כדי לאפשר תנועה ללא הפרעה. לאחר שכל החיישנים הוצבו, כייל את מיקום המשתתף כדי ליצור את האווטאר.

כדי להגדיר את התקן ה-EEG ואת תוכנת ההקלטה, מקם 31 חיישני ערוץ על-פני הקרקפת והצב את התקן ההקלטה בחלק האחורי של הראש. חבר את חיישן הערוץ האחרון למחבר כדי למדוד את אות הלב, והצב את החיישן בצד שמאל של הקיבה של המשתתף. לאחר מכן, צרף חיישני ערוץ התייחסות מאחורי האוזן השמאלית של המשתתף, ולהשתמש במזרק כדי להכניס ג'ל אלקטרודה לתוך החיישנים על מכסה EEG.

כדי ללכוד את קולו של המשתתף במהלך ההערכות, מקם מיקרופון לפני המשתתף וחבר את המיקרופון למחשב שבו פועלת שכבת זרם המעבדה. לאחר מכן, כדי להגדיר את מערכת שכבות זרם המעבדה כדי לסנכרן את הזרמים של EEG, תנועה, שמע, וחותמת זמן לחיצת עכבר, לפתוח את אפליקציית מקליט מעבדה, לפתוח ולקשר את יישומי שכבת זרם המעבדה עבור העכבר ואת לכידת אודיו לנצח App, ולאחר מכן לפתוח יישום מובנה xsense מסנכרן. במקטע הזרמה של אפליקציית מקליט המעבדה, לחץ על עדכן כדי לקבל רשימה מלאה של פריטי זרימה, וסמן את התיבות עבור AudioCaptureWin'EEG'MouseButtons'Position'and TrackerKinematics'כדי לקשר את השמע, EEG, לחיצות עכבר ותנועה דרך מערכת שכבת זרם המעבדה.

הגדר את ההקלטה ללכידת תנועת העט, כולל לוח העט ותופת ניתוח התנועה, והצב את לוח הציור ואת העט של הלוח לפני המשתתף. חבר את הטאבלט למחשב שבו תתועד תוכנת ניתוח התנועה, והקלט פיסת נייר לבן על הלוח. לאחר מכן, הקש על הקלט בשכבת זרם המעבדה, בתוכנת לכידת התנועה ובתופס ההקלטה של EEG.

בתחילתה ובסופו של כל משימה, לחץ על לחצן חותמת הזמן בתוכנת לכידת התנועה כדי לחותמת זמן של המשימה. אל תשכח לרשום את השעה בפועל בעת לחיצה על לחצן חותמת הזמן כגיבוי, כך שכאשר אתה מסתכל על הנתונים מאוחר יותר, באפשרותך לזהות את המשימה מחותמת הזמן. לקבלת עותק מיידי של דמות מורכבת של בנסון, הנחה את המשתתף להעתיק את דמות בנסון על הנייר, ולזכור את העיצוב, מכיוון שהם יתבקשו לצייר את העיצוב שוב מהזיכרון מאוחר יותר.

עבור חלק א' של מבחן ביצוע שבילים, הורה למשתתף למתוח קו בין עיגולים ממוספרים בסדר עולה. כדי לנהל את חלק ב' של מבחן יצירת השבילים, הנחה למתוח קו בין עיגולים המכילים מספרים או אותיות בסדר עולה, תוך מעבר לסירוגין בין המספרים והאותיות. עבור משימת ציור שעון, הורה למשתתף לצייר שעון אנלוגי עם המספרים 1 עד 12, ולהגדיר את השעה לעשר אחרי אחת עשרה.

כדי לנהל עותק דמות מורכבת מעוכבת של בנסון, הורה למשתתף לצייר את הדמות המורכבת של בנסון מהזיכרון על פיסת נייר ריקה. כדי לערוך בדיקת אוהדים של מספרים קדימה, הנחה את המשתתף לחזור על המספרים שהנסיין מקריא בקול רם באותו סדר. לבדיקת אוהדים של מספרים לאחור, הנחה את המשתתף לחזור על המספרים שהנסיין מקריא בקול רם בסדר ההפוך.

למשימה מצביעה, מקם מטרה מול המשתתף כדי להצביע ולגעת, והורה למשתתף להצביע על המטרה ארבעים פעמים באופן בקצב עצמי עם היד הדומיננטית. עבור מטרונום הצבעה המשימה, להורות למשתתף להצביע על היעד ארבעים פעמים בקצב עצמי, תוך הגדרת מטרונום להכות ב 35 פעימות לדקה ברקע, אבל לא להנחות שום דבר על פעימות מטרונום. עבור משימת הצבעה בקצב, הורה למשתתף להצביע על המטרה ארבעים פעמים בעקבות קצב פעימות המטרונום שנקבעו על שלושים וחמש פעימות בדקה.

כדי לבצע משימת הליכה, תחילה להורות למשתתף להסתובב באופן טבעי בחדר במשך חמש דקות. לאחר מכן, הורה למשתתף להסתובב באופן טבעי בחדר תוך הגדרת המטרונום להכות ברקע במשך 12 פעימות לדקה. לאחר מכן, הורה למשתתף להסתובב באופן טבעי בחדר תוך כדי צעידה בקצב הנשימה שלהם אל פעימות המטרונום שנקבעו ב-12 פעימות לדקה.

עבור סרטון פנים, ראשית, הורה למשתתף לשבת בנוחות ולהגדיר מצלמה מול המשתתף. להערכת הבקרה, הורו למשתתף לבהות בחלל ללא גירויים במשך חמש דקות. להערכת החיוך, הנחה את המשתתף לצפות בסרטון מצחיק במשך חמש דקות.

בכל אחת ממשימות הציור, המטופלים במחקר מייצג זה מרובד מלבד הפקדים, להבדיל חתימות סטוכסטיות הפרט שלהם של שונות מוטורית על פי האגודה הפרעת תנועה מאוחדת דירוגי מחלת פרקינסון סולם ציונים בינוניים. משימה של הצבעה על מטרה ספאלית מבוצעת כדי להעריך את הרמות השונות של שליטה מרצון, ודמות זו ממחישה את השפלת מרכז המסלול ההמוני ככל שחומרת המשתתפים של ההפרעה עולה. באמצעות הנחיה זו, ניתן להבחין בין כל תת-סוג של חולה עם מחלת פרקינסון, ולעקוב אחר שינויים בחתימות הסטוצ'סטיות של המטופל מקו הבסיס למשימות הצבעה הקשורות למטרונום הן במקרים ספונטניים והן במקרים מכוונים ומנחים.

בהערכת הליכה אוטומטית, ניתן להשיג את מרכז המסלולים ההמוניים לבקרות וחולים עם מחלת פרקינסון, כיוון שמדורג בינוני על ידי האגודה להפרעות תנועה איחד את ציוני סולם הדירוגים של מחלת פרקינסון. לאחר מכן ניתן לבצע ניתוח סטוכסטי של משימת ההליכה, שעבורה ניתן לבצע התמורות בין חולים לפקדים, ובקרב חולים עם ניתוקים שונים של המחלה. ניתן להשתמש בתוכנת תנוחה פתוחה כדי לברר אזורים בפנים הפעילים ביותר במהלך משימה נתונה, ולבדיקה של התוכן הרגשי על ידי בדיקה של מעברי שטח בין רגשות במהלך משימות.

שילוב אותות ביופיזיים דיגיטליים עבור EEG, תנועת מגנומטר ו- EKG, באמצעות מדידות תיאורטיות אינפואליות וניתוחי קישוריות רשת, ניתן להבחין בין מטופלים לפקדים, ובקרב חולים עם חומרה שונה, על ידי בחינת צפיפות הרשת. באמצעות הנתונים הדיגיטליים של המוח אותות גוף, אנו יכולים ליישם מגוון של ניתוחים, כולל מתאם צולב וקוהרנטיות צולבת כדי לאפיין את האינטראקטיביות בין מצבים שונים של biosignals. המעבדה שלנו הרחיבה שיטות אלה כדי לאפיין הפרעות נוירולוגיות והתנהגותיות אחרות, כגון כאב, וללמוד קוגניציה מגולמת, וכל אלה לענות על שאלות שונות.