Name: 인간의 상반신 근육에 빠른 Visuomotor 응답을 불러 일으키는 신흥 대상 패러다임 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-25T13:15:00.000+00:00
Duration: 9 min 27 s
Description: 학습하세요 인간 상반신 근육의 빠른 시각운동 반응을 유도하는 신흥 대상 패러다임을 통해 EMG 기반 근육 활동 측정 방법을. 이 연구는 시각 입력의 운동 출력 전환 신경 메커니즘을 이해하는 데 활용됩니다.

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이 작품은 캐나다 자연 과학 및 공학 연구 위원회 (NSERC)에서 BDC에 디스커버리 그랜트에 의해 지원됩니다; RGPIN 311680) 및 건강 연구의 캐나다 연구소에서 BDC에 운영 보조금 (CIHR; MOP-93796). RAK는 온타리오 대학원 장학금의 지원을 받았으며, ALC는 NSERC CREATE 보조금의 지원을 받았습니다. 이 원고에 설명된 실험 장치는 캐나다 혁신 재단에 의해 지원되었다. 추가 지원은 캐나다 제1 연구 우수 기금 (BrainsCAN)에서 왔다.

<ol><li>Veerman, M. M., Brenner, E., Smeets, J. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+latency+for+correcting+a+movement+depends+on+the+visual+attribute+that+defines+the+target%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The latency for correcting a movement depends on the visual attribute that defines the target.</a> Experimental Brain Research. 187 (2), 219-228 (2008).</li>
<li>Soechting, J. F., Lacquaniti, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modification+of+trajectory+of+a+pointing+movement+in+response+to+a+change+in+target+location%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Modification of trajectory of a pointing movement in response to a change in target location.</a> Journal of Neurophysiology. 49 (2), 548-564 (1983).</li>
<li>Day, B. L., Lyon, I. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+modification+of+automatic+arm+movements+evoked+by+motion+of+a+visual+target%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Voluntary modification of automatic arm movements evoked by motion of a visual target.</a> Experimental Brain Research. 130 (2), 159-168 (2000).</li>
<li>Gaveau, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+online+control+of+motor+adjustments+in+reaching+and+grasping%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Automatic online control of motor adjustments in reaching and grasping.</a> Neuropsychologia. 55 (1), 25-40 (2014).</li>
<li>Day, B. L., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+subcortical+involvement+in+the+visual+control+of+human+reaching%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+A+Journal+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Evidence for subcortical involvement in the visual control of human reaching.</a> Brain A Journal of Neurology. 124, Pt 9 1832-1840 (2001).</li>
<li>Pruszynski, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus-locked+responses+on+human+arm+muscles+reveal+a+rapid+neural+pathway+linking+visual+input+to+arm+motor+output%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Stimulus-locked responses on human arm muscles reveal a rapid neural pathway linking visual input to arm motor output.</a> European Journal of Neuroscience. 32 (6), 1049-1057 (2010).</li>
<li>Corneil, B. D., Olivier, E., Munoz, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+responses+on+neck+muscles+reveal+selective+gating+that+prevents+express+saccades%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Visual responses on neck muscles reveal selective gating that prevents express saccades.</a> Neuron. 42 (5), 831-841 (2004).</li>
<li>Wood, D. K., Gu, C., Corneil, B. D., Gribble, P. L., Goodale, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transient+visual+responses+reset+the+phase+of+low-frequency+oscillations+in+the+skeletomotor+periphery%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Transient visual responses reset the phase of low-frequency oscillations in the skeletomotor periphery.</a> European Journal of Neuroscience. 42 (3), 1919-1932 (2015).</li>
<li>Gu, C., Wood, D. K., Gribble, P. L., Corneil, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Trial-by-Trial+Window+into+Sensorimotor+Transformations+in+the+Human+Motor+Periphery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A Trial-by-Trial Window into Sensorimotor Transformations in the Human Motor Periphery.</a> Journal of Neuroscience. 36 (31), 8273-8282 (2016).</li>
<li>Kozak, R. A., Kreyenmeier, P., Gu, C., Johnston, K., Corneil, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus-locked+responses+on+human+upper+limb+muscles+and+corrective+reaches+are+preferentially+evoked+by+low+spatial+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">Stimulus-locked responses on human upper limb muscles and corrective reaches are preferentially evoked by low spatial frequencies.</a> eNeuro. 6 (5), (2019).</li>
<li>Kowler, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+expectations%2C+not+habits%2C+control+anticipatory+smooth+oculomotor+pursuit%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Cognitive expectations, not habits, control anticipatory smooth oculomotor pursuit.</a> Vision Research. 29 (9), 1049-1057 (1989).</li>
<li>Goonetilleke, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-species+comparison+of+anticipatory+and+stimulus-driven+neck+muscle+activity+well+before+saccadic+gaze+shifts+in+humans+and+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Cross-species comparison of anticipatory and stimulus-driven neck muscle activity well before saccadic gaze shifts in humans and nonhuman primates.</a> Journal of Neurophysiology. 114 (2), 902-913 (2015).</li>
<li>Franklin, D. W., Reichenbach, A., Franklin, S., Diedrichsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+evolution+of+spatial+computations+for+visuomotor+control%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Temporal evolution of spatial computations for visuomotor control.</a> Journal of Neuroscience. 36 (8), 2329-2341 (2016).</li>
<li>Krekelberg, B., Vatakis, A., Kourtzi, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implied+motion+from+form+in+the+human+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Implied motion from form in the human visual cortex.</a> Journal of Neurophysiology. 94 (6), 4373-4386 (2005).</li>
<li>Gribble, P. L., Everling, S., Ford, K., Mattar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hand-eye+coordination+for+rapid+pointing+movements%3A+Arm+movement+direction+and+distance+are+specified+prior+to+saccade+onset%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Hand-eye coordination for rapid pointing movements: Arm movement direction and distance are specified prior to saccade onset.</a> Experimental Brain Research. 145 (3), 372-382 (2002).</li>
<li>Paré, M., Munoz, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saccadic+reaction+time+in+the+monkey%3A+advanced+preparation+of+oculomotor+programs+is+primarily+responsible+for+express+saccade+occurrence%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Saccadic reaction time in the monkey: advanced preparation of oculomotor programs is primarily responsible for express saccade occurrence.</a> Journal of Neurophysiology. 76 (6), 3666-3681 (1996).</li>
</ol>

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인간은 필요한 경우 최소한의 방신 및 효능 전도 지연에 접근하는 신속하고 시각적으로 유도된 행동을 생성할 수 있는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 앞서 상측에 자극-잠긴 응답(SR)을 빠른 바이저모터 응답6,9,10에대한 새로운 척도로 기술하였다. 시각적 자극에 의해 영향을 받는 상반신 근육 모집의 첫 번째 측면에 대 한 재판-의 벤치 마크를 제공에 도움이 하는 동안, 사지 SLA 모든 과목에서 표현 되지 않은 종종 침략 근육 기록에 의존. 여기서, 신흥 표적 패러다임(보충파일 1)이기재되고 결과는 정적 표적으로 얻은 것과 비교된다. 출현 대상 패러다임의 이점은 새로운 대상 패러다임에서 SLR을 표현하지 않는 참가자가 (예 : 그림 2,참가자 1 - 1 행 대 2 행)에서 SLR을...

핸드폰에 메시지를 받으면 시각적으로 안내된 연락을 수행하여 휴대폰을 수령하고 메시지를 읽으라는 메시지가 표시됩니다. 휴대 전화의 모양과 크기와 같은 시각적 기능은 모터 명령으로 변환되어 목표에 성공적으로 도달 할 수 있습니다. 이러한 visuomotor 변환 은 높은 수준의 제어를 허용하는 실험실 조건에서 연구 될 수있다. 그러나 응답 시간이 중요한 시나리오(예: 넘어질 경우 전화 잡기)가 있습니다. 빠른 visuomotor 행동의 실험실 연구는 종종 대상 위치의 일부 변화에 따라 비행 중 에서 진행 중인 움직임이 수정되는 변위 대상 패러다임에 의존합니다 (예 : 참조1,2). 이러한 온라인 보정은 & 150 ms3에서발생할 수 있지만, 팔의 로우 패스 필터링 특성으로 인해 운동학을 사용하여 빠른 visuomotor 출력의 정확한 타이밍을 확인하기가 어렵고 빠른 visuomotor 출력은 비행 중 이미 움직임을 대체하기 때문에. 이러한 합병증은 빠른 visuomotor 반응의 근본적인 기판에 대한 불확실성으로 이끌어 내습니다 (검토를 위한 참조4 참조). 일부 연구에 따르면 전두엽 피질 영역이 아닌 우수한 콜리큘러스와 같은 하위 구조가 온라인 보정을 시작할 수 있다고5.
근본적인 신경 기판에 관하여 이 불확실성은, 적어도 부분적으로, 빠른 visuomotor 시스템의 출력을 위한 믿을 수 있는 biomarker의 부족에 기인할 수 있습니다. 최근에는 정전기촬영(EMG)을 통해 정적 자세에서 생성되고 기록될 수 있는 빠른 바이저모터 반응의 측정을 설명했습니다. 자극-잠긴 응답(SR)은 자극 개시 후 지속적으로 ~100ms를 진화시키는 자발적 운동6,7,진화를 앞둔 EMG 활동의 시간 잠긴 버스트이다. 이름에서 알 수 있듯이, SLA는 자극 개시에 의해 연상되며, 최종 움직임이8을 보류하거나 반대 방향으로 이동하더라도지속됩니다 9. 또한 동적 패러다임에서 표적 변위로 인해 유발되는 SR은 짧은 대기 시간 온라인보정(10)과연관된다. 따라서, SR은 짧은 대기 시간 RT에 관여하는 빠른 바이저모터 시스템의 출력을 체계적으로 연구하기 위한 객관적인 측정을 제공하며, 이는 정적 자세로부터 생성되고 빠른 visuomotor 반응의 초기 단계와 관련이 없는 다른 EMG 신호로부터 구문 분석될 수 있기 때문에.
현재 연구의 목표는 SLA를 강력하게 유도하는 시각적으로 유도된 도달 패러다임을 제시하는 것입니다. SLR을 조사하는 이전 연구는 더 침략적인 근육 내 기록을 사용하는 경우에도 참가자에 걸쳐 100 % 미만의검출률을보고6,8,9. 낮은 검출 률과 침습적 기록에 대한 의존도는 질병 또는 수명 전반에 걸친 빠른 visuomotor 시스템에 대한 향후 조사에서 SLR 조치의 유용성을 제한합니다. 일부 과목은 단순히 SLR을 표현하지 않을 수 있지만, 이전에 사용 된 자극과 행동 패러다임은 SLR을 연상이상하지 않았을 수 있습니다. SR의 과거 보고서는 일반적으로 참가자가 갑자기 나타나는 대상6,9를향해 시각적으로 유도 된 도달을 생성하는 패러다임을 사용했다. 그러나 빠른 바이저모터 시스템은 낙하 또는 비행 물체와 빠르게 상호 작용해야 하는 시나리오에서 가장 필요한 시스템이며, 정적 자극보다는 움직이는 것이 SR을 더 잘 불러일으킬 수 있는지 궁금해합니다. 따라서, 우리는 눈 의 움직임을 연구하는 데 사용되는움직이는 대상 패러다임을 적응하고, SLR9을검사하는 데 사용되는 프로 / 안티 시각적으로 유도 도달 작업과 결합했다. 이전에 사용 된 패러다임의 결과와 비교했을 때6,8,9,신흥 대상 패러다임의 SLA가 더 빨리 진화하고, 더 높은 크기를 달성했으며, 참가자 샘플 전반에 걸쳐 더 널리 퍼졌다는 것을 발견했습니다. 전반적으로, 신흥 표적 패러다임은 객관적인 EMG 측정이 표면 기록, 임상 인구 내 및 수명 전반에 걸쳐 전능한 연구 결과로 안정적으로 이루어질 수 있는 정도로 빠른 visuomotor 반응의 표현을 촉진합니다. 또한, 새로운 표적 패러다임을 여러 가지 방법으로 수정하여 빠른 visuomotor 응답을 촉진하거나 수정하는 감각, 인지 및 모터 요인에 대한 보다 철저한 조사를 촉진할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Bagnoli-8 데스크탑 표면 EMG 시스템</td><td>Delsys Inc.</td><td></td><td>다른 도달 장치는</td></tr><tr><td>Kinarm End-Point Robot</td><td>Kinarm, Kingston, Ontario, Canada</td><td></td>를 <td>사용할 수 있다 다른 도달 장치는</td></tr><tr><td>MATLAB(버전 R2016a) Stateflow 및 Simulink 응용 프로그램을</td> 사용할 수 있다 The <td>MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, United States</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PROPixx projector</td><td>VPIXX Saint-Bruno, QC, Canada</td><td></td><td>이것은 Kinarm을 위한 맞춤형 애드온입니다. 다른 디스플레이를 사용할 수 있습니다. 해상도: 1920 x 1080. 표준 보기 모니터도 사용할 수 있습니다.</td></tr></tbody></table>

인간의 상반신 근육에 빠른 visuomotor 응답을 불러 일으키는 신흥 대상 패러다임

An Emerging Target Paradigm to Evoke Fast Visuomotor Responses on Human Upper Limb Muscles

볼 수 있는 물체를 향해 도달하려면 시각적 정보를 모터 명령으로 변환해야 합니다. 물체의 색상, 모양 및 크기와 같은 시각적 정보는 수많은 뇌 영역 내에서 처리되고 통합된 다음 궁극적으로 모터 주변으로 전달됩니다. 어떤 경우에는 가능한 한 빨리 반응이 필요합니다. 이러한 빠른 visuomotor 변환, 그리고 그들의 근본적인 신경 기질, 그들은 신뢰할 수 있는 바이오 마커 부족으로 인간에서 제대로 이해. 자극-잠긴 응답(SR)은 시각 자극 프리젠테이션에 의해 영향을 받은 근육 모집의 첫 번째 물결을 나타내는 짧은 대기 시간(&100 ms) 전동(EMG) 활동의 파열입니다. SR은 급속한 바이저모터 변환의 정량화 가능한 출력을 제공하지만, SR은 과거 연구의 모든 과목에서 일관되게 관찰되지 않았습니다. 여기서 우리는 지속적으로 강력한 SR을 연상시키는 장애물 아래 움직이는 대상의 갑작스런 출현을 특징으로하는 새로운 행동 패러다임을 설명합니다. 인간 참가자는 표면 전극이 가슴 주요 근육에서 EMG 활동을 기록하는 동안 로봇 매니풀란덤을 사용하여 신흥 대상을 향해 또는 멀리 유도 생성. 정적 자극을 사용하여 SR을 조사한 이전 연구와 비교하여, 이 새로운 표적 패러다임으로 불러온 SR은 더 크고, 더 일찍 진화했으며, 모든 참가자에게 존재했습니다. 도달 반응 시간(RTs)도 신흥 표적 패러다임에서 신속히 처리되었다. 이 패러다임은 다양한 감각, 인지 및 모터 조작이 빠른 visuomotor 반응에 미치는 영향에 대한 체계적인 연구를 허용할 수 있는 수많은 수정 기회를 제공합니다. 전반적으로, 우리의 결과는 새로운 표적 패러다임이 빠른 visuomotor 시스템 내에서 일관되고 강력하게 활동을 불러 올 수 있다는 것을 보여줍니다.

자극 잠긴 응답 (SR) 근육 활동 시간의 짧은 버스트 운동 발병과 관련 된 근육 모집의 큰 발리 전에 잘 진화 하는 자극 개시에 잠겨. SLR의 시간 잠긴 특성은 반응 시간(RT)(그림1a,회색 상자로 강조 표시)을 위해 정렬된 모든 시험을 볼 때 ~100 ms에서 보이는 근육 활동의 '밴딩'을 생성했습니다. 도 1a에도시된 바와 같이, SR은 표적 위치에 의존했으며, 오른쪽 가슴에 SR은 각각 좌우 표적 발표 후 근육 모집의 증가 또는 감소로 구성된 주요 미상부이다. SR은 RT 분할 분석(방법 4.1.4)으로 검출되었으며, 이에 따라 별도의 시계열 ROC 분석은 초기 및 후기 RT시험(그림 1b- 보라색 대 녹색)에서 수행되었다. 이 분석은 EMG 발병이 자극 또는 운동 개시에 불변했는지 여부를 나타내며, 이는RT(도 1c)의<...

여기에 제시 시각적으로 유도 도달 하는 동안 인간의 상부 사지 근육에 강력한 빠른 visuomotor 응답을 유도 하는 행동 패러다임.

인간의 상반신 근육에 빠른 Visuomotor 응답을 불러 일으키는 신흥 대상 패러다임

To reach towards a seen object, visual information has to be transformed into motor commands. Visual information such as the object&#8217;s color, shape, ...

우리는 뇌가 어떻게 시각적 입력을 운동 출력으로 빠르게 변환할 수 있는지에 관심이 있습니다. 그리고 여기에서는 정량화할 수 있고 신뢰할 수 있는 빠른 시운동 반응을 이끌어내는 새로운 표적 패러다임에 대해 설명합니다. 패러다임에 의해 나열된 빠른 시운동 반응에는 시각적 자극 시작과 관련된 짧은 근육 활동의 폭발인 자극 고정 반응이 포함됩니다.빠른 시운동 반응을 안정적으로 이끌어내는 패러다임을 가지면 평생 동안 그리고 파킨슨병과 같은 신경 장애의 기저 신경 메커니즘에 대한 연구가 강화됩니다. 빠른 시운동 시스템에 영향을 미치는 감각, 인지 및 운동 요인을 더 잘 이해하기 위해 새로운 목표 패러다임의 많은 측면을 수정할 수 있습니다. 연구 중인 도달 동작과 관련된 표적 상지 근육에 근전도 또는 EMG 센서를 적용하는 것으로 시작합니다.관심 있는 근육을 모집하는 것으로 알려진 행동을 요청하여 대상 근육을 시각화합니다. 대흉근의 쇄골두의 경우, 참가자에게 팔꿈치를 옆구리에서 이완시키고 손바닥을 함께 밀도록 요청합니다. 목표 근육을 시각화하기 어려운 경우, 참가자가 요청된 동작을 반복적으로 수행하도록 하면서 관심 영역을 촉진합니다.전극 배치를 위해 근육에 눈에 띄는 변화가 있는 부위를 대상으로 합니다. 알코올 면봉을 사용하여 전극이 위치할 피부 부위를 청소하고 표면 센서에 접착제와 전극 젤을 바릅니다. 참가자에게 근육 동원과 관련된 동작을 다시 수행하고 근육 배에 센서를 부착하여 대상 근육의 섬유 방향과 평행하게 놓이도록 배치합니다.도달하는 팔의 반대쪽 쇄골에 접지 전극을 놓고 의료용 테이프로 센서와 접지 전극을 주변 피부에 고정합니다. 실험 내내 EMG 수집을 허용하도록 EMG 시스템을 켭니다. 시스템에 연결된 데스크탑 모니터 또는 오실로스코프로 EMG 신호의 품질을 확인하십시오.참가자가 관심 근육의 선호하는 방향으로 또는 반대 방향으로 도달 동작을 수행하고 EMG 활동이 각각 증가 또는 감소하는지 확인합니다. 다음으로, 참가자를 수평면에서 움직임에 도달하고 매니풀란덤에 힘을 가할 수 있는 로봇 도달 장치에 설정합니다. 참가자를 실험용 의자에 앉히고 실험 내내 자세 변화를 최소화하기 위해 편안함을 극대화합니다.참가자의 상지에 적용되는 로봇 도달 장치에 의해 생성된 힘과 첫 번째 시도를 시작하는 관련 소프트웨어에서 시작을 클릭합니다. 참가자에게 1초에서 1.5초 동안 실시간 커서 또는 RTC를 시작 위치로 가져와 첫 번째 시도를 시작하도록 구두로 지시합니다. 오클루더는 피험자에게 다가오는 재판에 찬성 또는 반리치가 필요하다는 것을 지시하기 위해 색을 바꾼다.참가자가 오클루더의 색상에 따라 시각적으로 안내되는 도달 범위를 생성할 수 있는지 확인합니다. 오클루더가 녹색이면 참가자는 RTC로 움직이는 대상을 가로챕니다. 오클루더가 빨간색이면 참가자는 RTC를 대상에서 멀리 이동합니다.반전된 Y의 상단에서 참가자가 볼 수 있도록 고정되어 있는 이동 대상이 반전된 Y의 경로를 따라 참가자를 향해 움직이기 시작하는지 확인합니다.움직이는 대상이 폐추공 뒤로 이동할 때 y축을 따라 초당 30cm의 일정한 속도로 움직여야 하며 참가자에게 보이지 않아야 합니다. 이 간격 동안 참가자는 상상한 시작 위치에서 손 위치를 유지해야 합니다. 움직이는 타겟이 오클루더 길이의 절반에 도달하면 반전된 Y 출력 중 하나를 따라 추가 X 속도 컴포넌트와 함께 분기됩니다.대상은 약 30초의 일정한 지연 시간 동안 사라지며, 지연은 오클루더의 크기와 대상의 속도에 따라 다릅니다. 움직이는 대상이 오클루더의 가장자리에 도달하면 전체 대상이 나타날 때까지 소프트웨어가 이를 보이지 않게 유지하고 그런 다음에야 참가자에게 제시하는지 확인합니다. 참가자의 손이 시작 위치에 있는 동안 대상은 반전된 Y 경로 중 하나에서 무작위 쪽에 제시되어야 합니다.빠른 시운동 반응의 정확한 측정을 보장하기 위해 정확한 목표 출현 시간을 알아야 합니다. 여기서, 우리는 참가자가 볼 수 없는 또 다른 시각적 자극을 표적이 출현하는 정확한 시간에 화면 모서리에 위치한 포토다이오드에 제시합니다. 이 포토다이오드는 근육 활동과 반응 시간의 정렬을 위한 아날로그 신호를 제공합니다.참가자의 도달 행동에 따라 이 소프트웨어는 재판 간 간격 동안 가림판에 쓰여진 텍스트로 피드백을 제공합니다. 피드백에는 올바른 가로채기에 대한 히트, 잘못된 도달 방향에 대한 잘못된 방법, 재판 간 간격 동안 정답이나 오답이 감지되지 않은 경우 미스라고 나와 있습니다. 움직이는 대상과 시작 위치는 참가자의 도달 동작이 완료된 후 200밀리초 후에 각각의 원래 위치에 다시 나타납니다.참가자가 RTC를 시작 위치로 가져올 때 다음 시도를 시작합니다. 녹음의 일관성을 보장하기 위해 각 블록 간 참가자의 움직임을 최소화합니다. 참가자가 다음 블록을 시작할 준비가 되었음을 구두로 확인한 후 다음 블록을 시작하고 참가자 성과 및 EMG 출력을 계속 모니터링합니다.자극 고정 반응 또는 SLR은 목표 위치에 따라 달랐으며, 오른쪽 대흉근의 SLR은 각각 왼쪽 또는 오른쪽으로 목표 제시에 따른 근육 동원의 증가 또는 감소로 구성됩니다. SLR을 검출하기 위해 평균 반응 시간보다 빠르거나 늦은 시험에서 별도의 시계열 수신기 작동 특성 분석을 수행했습니다. 이 분석은 근전도 시작이 자극 또는 움직임 시작에 따라 변하지 않는지 여부를 나타내며, 이는 반응 시간의 함수로 표시된 조기 및 후기 판별 시간을 연결하는 선의 기울기에 의해 결정되었습니다.정지된 물체 또는 움직이는 목표물을 향해 손을 뻗는 두 피험자의 데이터가 여기에 표시됩니다. 참가자 1은 정적 패러다임에서 SLR을 나타내지 않지만, 새로운 목표 패러다임에서 명확한 SLR을 볼 수 있습니다. SLR은 또한 새로운 표적 패러다임에서 참가자 1에 대한 평균 근전도 추적에서 명백했습니다.참가자 2는 정적 표적 패러다임과 신흥 표적 패러다임 모두에서 SLR을 보였지만, SLR의 규모는 신흥 표적 패러다임에서 훨씬 더 컸습니다. 평균적으로, SLR 크기는 정적 패러다임에 비해 새로운 대상에서 상당히 컸습니다. 대조적으로, 검출된 SLR의 지연은 두 패러다임 간에 차이가 없었습니다.SLR은 새로운 표적 패러다임에서 5명의 참가자 모두에서 검출되었지만, 정적 표적이 있는 패러다임에서는 3명의 참가자에서만 검출되었습니다. 안티 리치 조건의 SLR 크기는 프로 리치 조건의 SLR 크기에 비해 음소거되었습니다. 패러다임은 빠른 시운동 반응에 영향을 미치는 감각적, 인지적 또는 운동 요인을 더 잘 이해하기 위해 다양할 수 있습니다.향후 실험에서는 목표 속도를 변경하거나, 오클루더 뒤의 시간을 변경하거나, 참가자에게 어떤 손을 움직일지 선택하도록 요구할 수 있습니다. 우리는 노인 참가자와 파킨슨병 환자의 빠른 시운동 시스템을 연구하기 위해 새로운 표적 패러다임에 의해 유도된 신뢰할 수 있는 반응을 사용하기 시작했습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Kuhn, Y. et al. 일차 운동 피질 내의 피질내 억제는 주의의 초점을 변경하여 조절할 수 있습니다. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 운동 뉴런 활동을 조절하고 근전도 검사(EMG)를 통해 근육 반응을 측정하는 방법을 보여줍니다. 운동 핫스팟을 찾고, 자극 역치를 결정하고, 피질 억제에 대한 역치 이하 TMS(subTMS)의 효과를 평가하는 단계를 간략하게 설명합니다.

인간의 근육 반응 조절을 위한 경두개 자기 자극

참가자가 행동 서열을 관찰하는 동안 1 차적인 운동 피질, 신경 탐색 및 손 근육의 전동 활동의 등록을 통해 단맥 경두개 자기 자극, 및 손 근육의 전기 구균 활동의 등록이 이 연구에서 이용되었습니다.

행동 관찰 중 코르티코피날 흥분성 변조

그것은 복부 영상 스트림에서 하향식 (top-down) 신호가 운동에 어떻게 영향을 미치는지 명확하지 않다. 우리는 3D 깊이 반전 환상을 대상으로 모터의 동작을 테스트 할 수있는 패러다임을 개발했다. 큰 차이는 환상과 진실 된보기 상태에서 의도적으로, 목표 지향적 움직임과 자동 작업 모두에서보고됩니다.

모터 동작 톱 다운 비주얼 프로세스의 영향을 탐색하는 방법

편측성 뇌성마비를 앓고 있는 몇몇 어린이들은 영향을 받은 상지의 보존 능력을 무시하는 것 같습니다. 이 발달적 무시는 문헌에 광범위하게 설명되어 있지만 관련된 인지 과정은 연구되지 않았습니다. 상지 조절의 기저에 있는 인지 요인을 연구하기 위해 사건 관련 잠재적 프로토콜이 개발되었습니다.

대상 - 응답 작업하는 동안 이벤트 관련 전위를 일방적 뇌성 마비 아동의 상지 사용의인지 과정을 연구하기 위해

인간의 운동 제어를 연구하기 위해 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하려면 TMS 전달을 제어하고 동시에 인간 행동을 기록하기 위한 데이터 수집 시스템의 통합이 필요합니다. 본 원고는 TMS를 통한 인간의 움직임을 조사하기 위한 목적으로 데이터 수집 시스템을 통합하기 위한 상세한 방법론을 제공합니다.

여러 데이터 수집 시스템을 결합하면 피질 출력 및 멀티 세그먼트 역학을 연구하는

여기에 제시된 프로토콜은 원숭이가 유연한 도달-파악 작업을 수행하도록 안내하는 자동 장치를 구축하는 프로토콜입니다. 이 장치는 3D 번역 장치와 터닝 테이블을 결합하여 3D 공간에서 임의의 위치에 여러 객체를 표시합니다.

3D 작업 공간에서 파악 가능한 개체를 표시하기 위한 장치 설계 및 사용

여기서는 사용자가 자세 교란 후 균형을 복구하는 데 필요한 움직임에 대한 어포던스 및/또는 제약 조건을 선택적으로 변경할 수 있는 프로토콜을 제공합니다.

반응성 균형에서 반응 억제 및 행동 선택을 강조하는 수정된 린 및 방출 기술

이 연구는 선택적 신경 전달 수술 후 보철 기능을 향상시키는 프로토콜을 제시합니다. 재활 중재에는 환자 정보 및 선택, 상처 치유 지원, 상지의 감각 운동 영역의 피질 재 활성화, 선택적 근육 활성화 훈련, 일상 생활에서의 보철 처리 및 정기적 인 후속 평가가 포함됩니다.

선택적 신경 전달을 겪고있는 상지 절단을위한 치료 중재

도달은 인간이 환경과 상호 작용할 수 있도록하는 기본 기술입니다. 여러 연구에서 다양한 방법론을 사용하여 도달 행동을 특성화하는 것을 목표로 했습니다. 이 논문은 작업 수행에 도달하는 동안 인간의 피질 척수 흥분성 상태를 평가하기 위해 경두개 자기 자극의 오픈 소스 응용 프로그램을 제공합니다.

목표 지향적 도달 행동 중 피질 척수 흥분성 평가

이 논문은 자연스러운 손가락 제스처 중에 손 근전도 검사(EMG)와 시각적 손가락 추적을 동시에 기록하기 위한 포괄적인 프로토콜을 제시합니다. 시각적 데이터는 손가락 제스처 인식을 위한 정확한 EMG 기반 계산 모델 개발을 위한 실측 자료 역할을 하도록 설계되었습니다.

고해상도 표면 근전도 및 컴퓨터 비전을 사용한 동적 손가락 제스처 캡처

학습하세요 인간 상반신 근육의 빠른 시각운동 반응을 유도하는 신흥 대상 패러다임을 통해 EMG 기반 근육 활동 측정 방법을. 이 연구는 시각 입력의 운동 출력 전환 신경 메커니즘을 이해하는 데 활용됩니다.

인간의 상반신 근육에 빠른 Visuomotor 응답을 불러 일으키는 신흥 대상 패러다임

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