Analisi Video frame-by-Frame di idiosincratici Reach da afferrare movimenti in esseri umani

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare l'organizzazione temporale, la struttura cinematica e le caratteristiche topografiche dei movimenti idiosincratici reach-to-grasp. Questo metodo può essere utilizzato per rispondere a domande chiave relative all'organizzazione neurocomportamentale dei movimenti delle mani nei neonati, nei pazienti con lesioni cerebrali e nei primati non umani, che possono essere difficili da studiare utilizzando tecniche di tracciamento del movimento automatizzato. Il vantaggio principale di questa tecnica è che è altamente affidabile, economica e non intrusiva, ma è facilmente modificabile per adattarsi a una serie di obiettivi di ricerca.

A dimostrare la procedura oggi saranno Alexis Wilson e Marisa Bertoli, che sono assistenti di ricerca nel mio laboratorio. Inizia selezionando mirtilli, palline di ciambelle e fette d'arancia per raggiungere gli obiettivi. Accompagna il partecipante nella sala prove e informalo che completerà un totale di 60 prove di raggiungimento, separate in quattro blocchi, con ogni blocco composto da 15 prove di raggiungimento.

Quindi, regolare l'altezza di un piedistallo autoportante regolabile in altezza in base alla lunghezza del tronco del partecipante seduto, in modo che la parte superiore del piedistallo si trovi a metà strada tra la parte superiore dell'anca del partecipante e lo sterno del partecipante. Quindi, posiziona il sagittale di una videocamera ad alta velocità rispetto al partecipante sullo stesso lato della mano non dominante del partecipante a una distanza di un metro dal piedistallo per registrare una vista laterale della mano dominante del partecipante. Successivamente, posiziona una seconda videocamera a un metro di distanza dal piedistallo per catturare una vista frontale del partecipante.

Chiedi al partecipante di iniziare ogni prova di raggiungimento con le mani aperte, rilassate e appoggiate con il palmo rivolto verso il basso sul dorso della parte superiore delle cosce. Dì al partecipante che all'inizio di ogni prova, lo sperimentatore posizionerà un oggetto bersaglio sul piedistallo e che dovrebbe aspettare fino a quando lo sperimentatore fornirà un comando verbale uno, due, tre, vai per allungare la mano dominante, afferrare l'oggetto bersaglio e poi mettere l'oggetto bersaglio in bocca come se stesse per mangiarlo. Quindi, inizia la raccolta dei dati toccando rapidamente la superficie centrale superiore del piedistallo con il dito indice per fungere da segnale temporale su tutti i video.

Infine, posiziona il primo oggetto bersaglio sul piedistallo e usa un uno, due, tre, vai per segnalare al partecipante di eseguire la prova di raggiungimento. Inizia aprendo i file video nel programma software di editing video. Usa i tasti freccia sulla tastiera per navigare fino al fotogramma video che rappresenta il movimento in cui lo sperimentatore tocca la parte superiore del piedistallo con il dito indice.

Quindi, utilizzare la funzione di ritaglio nel software di editing video per rimuovere tutti i fotogrammi precedenti al fotogramma corrente. Quindi, utilizzare la funzione di esportazione sul software di editing video per salvare la versione tagliata di ogni registrazione video in una posizione sicura sul disco rigido del computer. Infine, seleziona e trascina tutte le registrazioni video appena tagliate per un singolo partecipante in timeline separate nel software di editing video per eseguire l'analisi video fotogramma per fotogramma sincronizzata nel tempo.

Inizia identificando il numero di fotogrammi dell'inizio del movimento, che è definito come il primo sollevamento visibile del palmo della mano lontano dal dorso della parte superiore della coscia. Quindi, identifica il numero di fotogramma della raccolta, che è la formazione di una postura della mano chiusa in cui le dita si flettono e si chiudono al massimo. Quindi, identifica il numero di fotogramma dell'altezza massima, che è l'altezza massima della nocca più prossimale del dito indice quando la mano si allunga verso l'oggetto target.

Successivamente, identifica il numero di fotogramma dell'apertura del picco, che è l'apertura massima della mano che si verifica dopo la raccolta, ma prima del primo contatto con il bersaglio. Identificare il numero di fotogramma del primo contatto tra la mano e l'oggetto target. Infine, identifica il numero di fotogramma che corrisponde al momento in cui tutte le manipolazioni dell'oggetto target sono complete e il partecipante ha una presa salda sull'oggetto target, che viene indicato come presa finale.

Inizia aprendo l'immagine del fotogramma che raffigura l'evento comportamentale chiave della raccolta nel software di fotoritocco. Seleziona lo strumento righello e usalo per tracciare una linea retta tra la punta centrale del pollice e la punta centrale dell'indice. Registra la lunghezza di questa linea come distanza di raccolta nel foglio di calcolo.

Quindi, apri l'immagine del fotogramma che rappresenta l'altezza massima nel software di fotoritocco. Utilizzare lo strumento righello per misurare la distanza verticale tra la parte superiore del piedistallo e la parte superiore dello snodo dell'indice del partecipante. Registra la lunghezza di questa linea come distanza massima in altezza nel foglio di calcolo.

Apri l'immagine dell'apertura massima nel software di fotoritocco e usa lo strumento righello per misurare la distanza tra la punta centrale del pollice e la punta centrale dell'indice. Registra la lunghezza di questa linea come distanza di apertura massima nel foglio di calcolo. Quindi, apri la prima immagine di contatto e usa lo strumento righello per misurare la distanza tra la punta centrale del pollice e la punta centrale dell'indice.

Registra la lunghezza di questa linea come distanza di apertura del primo contatto nel foglio di calcolo. Infine, apri l'immagine del fotogramma che raffigura la presa finale nel software di fotoritocco. Usa lo strumento righello per misurare la distanza tra la punta centrale del pollice e la punta centrale dell'indice.

Registra la lunghezza di questa linea come distanza finale dell'apertura di presa nel foglio di calcolo. Durante l'esecuzione dell'analisi video fotogramma per fotogramma, documentare nel foglio di calcolo quale parte della mano viene utilizzata per stabilire il primo contatto con il bersaglio per ogni prova per ogni partecipante. Determina i primi punti di contatto esportando un'immagine fissa del bersaglio, aprendola nel software di fotoritocco e utilizzando lo strumento pennello del programma per contrassegnare la posizione sul bersaglio in cui è stato effettuato il primo contatto tra la mano e il bersaglio per ogni prova.

Quindi, determinare i punti di presa utilizzando lo strumento pennello del programma per contrassegnare la posizione sul bersaglio in cui la mano tocca il bersaglio al momento della presa finale per ogni prova. Successivamente, determinare il numero di regolazioni effettuate in ciascuna prova ispezionando la registrazione video, annotando eventuali casi in cui il partecipante ha rilasciato e ristabilito il contatto con il bersaglio tra il fotogramma del primo contatto e il fotogramma della presa finale. Quindi, caratterizza il tipo di impugnatura come impugnatura a tenaglia, presa di precisione o presa di potenza.

Infine, determina la strategia di presa utilizzata per ogni prova e registrala nel foglio di calcolo per ogni prova. I risultati hanno indicato che quando i partecipanti possono usare la vista per identificare preventivamente sia la posizione che le dimensioni di un oggetto bersaglio, integrano la portata e la presa in un unico atto prensile senza soluzione di continuità. Quando la visione non è disponibile, tuttavia, dissociano i due movimenti in modo che il feedback tattile possa essere utilizzato per dirigere prima la mano in relazione alla posizione e poi alla forma del bersaglio.

Inoltre, la mano adotta un approccio più elevato al bersaglio e quindi raggiunge un'altezza massima maggiore in condizioni di assenza di visione rispetto alla condizione di visione. In assenza di visione, la posizione del primo contatto e la parte della mano in cui stabilire il primo contatto con il bersaglio varia notevolmente. Ciò contrasta con la condizione visiva, in cui i partecipanti generalmente usavano l'indice e/o il pollice per stabilire il primo contatto con i lati opposti del bersaglio.

In assenza di visione, l'apertura della mano non si preforma in base alle dimensioni del bersaglio né al picco di apertura né al primo contatto. Tuttavia, l'apertura della mano alla presa finale è identica nella visione e in nessuna condizione di visione. Variazioni di questo protocollo hanno migliorato la nostra comprensione del comportamento reach-to-grasp negli adulti non vedenti, nei neonati umani, nei pazienti con lesioni cerebrali e nei primati non umani, fornendo informazioni sia sull'organizzazione neurale che su quella comportamentale della prensione e anche fornendo supporto per la teoria del doppio canale visuomotorio del reaching.