Prezentowany tutaj jest paradygmat behawioralny, który wywołuje silne szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne na mięśniach kończyn górnych człowieka podczas wzrokowo kierowanych dotrzeń.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wyłaniający się paradygmat docelowy wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe na mięśniach kończyn górnych człowieka
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Aby dotrzeć do widzianego obiektu, informacje wizualne muszą zostać przekształcone w polecenia motoryczne. Informacje wizualne, takie jak kolor, kształt i rozmiar obiektu, są przetwarzane i integrowane w wielu obszarach mózgu, a następnie ostatecznie przekazywane do peryferii motorycznych. W niektórych przypadkach konieczna jest jak najszybsza reakcja. Te szybkie przemiany wzrokowo-motoryczne i leżące u ich podstaw podłoża neurologiczne są słabo poznane u ludzi, ponieważ brakuje im wiarygodnego biomarkera. Reakcje zablokowane pod kątem bodźca (SLR) to krótkie opóźnienia (<100 ms) wybuchy aktywności elektromiograficznej (EMG) reprezentujące pierwszą falę rekrutacji mięśni, na którą wpływa prezentacja bodźca wzrokowego. SLR zapewniają wymierny wynik szybkich przemian wzrokowo-ruchowych, ale SLR nie były konsekwentnie obserwowane u wszystkich osób w poprzednich badaniach. W tym miejscu opisujemy nowy, behawioralny paradygmat charakteryzujący się nagłym pojawieniem się ruchomego celu poniżej przeszkody, która konsekwentnie przywołuje na myśl solidne lustrzanki. Ludzcy uczestnicy generowali wizualnie kierowane sięgania w kierunku lub od wyłaniającego się celu za pomocą robotycznego manipulandum, podczas gdy elektrody powierzchniowe rejestrowały aktywność EMG z mięśnia piersiowego większego. W porównaniu z poprzednimi badaniami, w których badano lustrzanki za pomocą bodźców statycznych, lustrzanki wywołane tym wyłaniającym się paradygmatem docelowym były większe, ewoluowały wcześniej i były obecne u wszystkich uczestników. Czasy reakcji zasięgu (RT) zostały również przyspieszone w powstającym paradygmacie docelowym. Paradygmat ten daje liczne możliwości modyfikacji, które mogą pozwolić na systematyczne badanie wpływu różnych manipulacji sensorycznych, poznawczych i motorycznych na szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne. Ogólnie rzecz biorąc, nasze wyniki pokazują, że wyłaniający się paradygmat docelowy jest w stanie konsekwentnie i solidnie wywoływać aktywność w szybkim układzie wzrokowo-ruchowym.
Wprowadzenie
Gdy zauważymy wiadomość na naszym telefonie komórkowym, jesteśmy proszeni o wykonanie wizualnego gestu, aby podnieść nasz telefon i przeczytać wiadomość. Cechy wizualne takie jak kształt i rozmiar telefonu są przekształcane w komendy motoryczne, co pozwala nam skutecznie osiągnąć cel. Takie przemiany wzrokowo-ruchowe mogą być badane w warunkach laboratoryjnych, które pozwalają na wysoki stopień kontroli. Są jednak scenariusze, w których ważny jest czas reakcji, np. złapanie telefonu, gdyby upadł. Badania laboratoryjne nad szybkimi zachowaniami wzrokowo-motorycznymi często opierają się na paradygmatach przemieszczonego celu, w których trwające ruchy są modyfikowane w t....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Radę Etyki Badań Nauk o Zdrowiu na Uniwersytecie Zachodniego Ontario. Wszyscy uczestnicy wyrazili świadomą zgodę, otrzymali wynagrodzenie za udział i mogli wycofać się z eksperymentu w dowolnym momencie.
1. Przygotowanie uczestników
UWAGA: Badano małą próbkę zdrowych, młodych uczestników (3 kobiety, 2 mężczyzn; średni wiek: 26 lat +/- 3,5). Wszyscy uczestnicy byli praworęczni i mieli normalne lub skorygowane do normalnego widzenia, bez obecnych zaburzeń wzrokowych, neurologicznych lub mięśniowo-szkieletowych. Uczestnicy z historią urazów lub zaburzeń kończyn górnych uk....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Reakcje zsynchronizowane z bodźcem (SLR) to krótkie serie aktywności mięśniowej zsynchronizowane czasowo z początkiem bodźca, które pojawiają się na długo przed większą falą rekrutacji mięśni związaną z rozpoczęciem ruchu. Czasowa synchronizacja SLR spowodowała powstanie „prążkowania” aktywności mięśniowej widocznego przy ~100 ms podczas analizy wszystkich prób posortowanych według czasu reakcji (RT) (Rysunek 1a, zaznaczone szarymi polami). Jak pokazano na Rysunku 1a
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Ludzie mają niezwykłą zdolność, w razie potrzeby, do generowania szybkich, wizualnie sterowanych działań przy opóźnieniach, które zbliżają się do minimalnych opóźnień przewodzenia aferentnego i odprowadzającego. Wcześniej opisaliśmy reakcje zablokowane na bodziec (SLR) na kończynie górnej jako nową miarę szybkich reakcji wzrokowo-ruchowych 6,9,10. Chociaż korzystne w dostarczaniu punktu odniesienia dla poszczególnych prób dla pi.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca jest wspierana przez Grant Odkrywczy dla BDC od Kanadyjskiej Rady Badań Nauk Przyrodniczych i Inżynierii (NSERC; RGPIN 311680) oraz grant operacyjny dla BDC z Kanadyjskiego Instytutu Badań nad Zdrowiem (CIHR; MOP-93796). RAK był wspierany przez Ontario Graduate Scholarship, a ALC był wspierany przez grant NSERC CREATE. Aparatura eksperymentalna opisana w tym manuskrypcie była wspierana przez Kanadyjską Fundację na rzecz Innowacji. Dodatkowe wsparcie pochodziło z Canada First Research Excellence Fund (BrainsCAN).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Bagnoli-8 System EMG do powierzchni biurkowej | Delsys Inc. | użyć innego urządzenia docierającego | |
| Kinarm End-Point Robot | Kinarm, Kingston, Ontario, Kanada | Można użyć innego urządzenia docierającego | |
| MATLAB (wersja R2016a) Aplikacje Stateflow i Simulink | The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, Stany Zjednoczone | ||
| Projektor PROPixx | VPIXX Saint-Bruno, QC, Kanada | Jest to niestandardowy dodatek do Kinarm. Można użyć innych wyświetlaczy. Rozdzielczość: 1920 x 1080. Można również używać standardowych monitorów do oglądania. |
Bibliografia
- Veerman, M. M., Brenner, E., Smeets, J. B. J. The latency for correcting a movement depends on the visual attribute that defines the target. Experimental Brain Research. 187 (2), 219-228 (2008).
- Soechting, J. F., Lacquaniti, F.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
