Name: Kontrola siły i pozycji u ludzi - rola rozszerzonego sprzężenia zwrotnego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 31 s
Description: Poznaj metodę TMS do oceny aktywności kory ruchowej i interpretacji sprzężenia zwrotnego u ludzi. Technika ta pomaga badać zmęczenie neuromuskularne oraz zachowania motoryczne w sporcie i rehabilitacji.

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

Autorzy nie mają żadnych podziękowań.

Opisany tutaj protokół był zgodny z wytycznymi komisji etyki Uniwersytetu we Fryburgu Bryzgowijskim i był zgodny z deklaracją helsińską (1964).
1. Etyczna aprobata - Instrukcja przedmiotowa
<ol>
	<li>Przed właściwym eksperymentem poinstruuj wszystkich uczestników o celu badania i potencjalnych czynnikach ryzyka. Podczas stosowania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) istnieje pewne ryzyko medyczne, w tym wszelkie przebyte napady padaczkowe, metalowe implanty w oczach i/lub głowie, choroby układu sercowo-naczyniowego i ciąża. Wyklucz z badania każdą osobę, która potwierdza jeden z tych czynników ryzyka.</li>
	<li>Do badania należy włączyć tylko osoby zdrowe. Wykluczenie osób z jakimikolwiek chorobami neurologicznymi, psychicznymi i/lub ortopedycznymi.</li>
</ol>
2. Przygotowanie przedmiotu
<ol>
	<li>Rozmieszczenie tematów
	<ol>
		<li>Przez cały czas trwania eksperymentu osoby badane sadzały je w wygodnym fotelu. Zamocuj głowę uczestnika za pomocą gipsu obejmującego szyję, zapewniając stabilną pozycję głowy i unikając jakichkolwiek ruchów głowy względem cewki TMS.</li>
		<li>Umieść prawą rękę fotografowanych osób w specjalnie skonstruowanym podłokietniku, aby zminimalizować ruchy nadgarstka. Przymocuj prawy palec wskazujący badanego do szyny zamontowanej na ramieniu robota. Wyrównaj oś obrotu ramienia robota ze stawem śródręczno-obwieszczającym prawej ręki tak, aby środek przegubu pasował do środka obrotu robota.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wymuś nagrania
	<ol>
		<li>Zmierz siłę przyłożoną przez osoby badane za pomocą miernika momentu obrotowego zamontowanego w ramieniu robota i zmierz położenie ramienia robota (odpowiadające położeniu palca wskazującego) za pomocą potencjometru podłączonego do osi obrotu robota 22.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Elektromiografia (EMG)
	<ol>
		<li>Użyj bipolarnej konfiguracji elektrod powierzchniowych, aby zmierzyć reakcje elektrofizjologiczne wywołane przez TMS, a także aktywację mięśni wytwarzaną przez badanych.
		<ol>
			<li>Przed przymocowaniem elektrod do skóry nad pierwszym grzbietowym mięśniem międzykostnym (FDI) i odwodzicielem pollicis brevis (APB) prawej ręki, należy ogolić skórę badanych, a następnie lekko przetarć ją papierem ściernym lub żelem ściernym i zdezynfekować propanolem.</li>
			<li>Następnie przymocuj samoprzylepne elektrody EMG do skóry nad mięśniami brzuchów FDI i APB. Umieść dodatkową elektrodę referencyjną na łokciowym ramieniu.</li>
			<li>Podłącz wszystkie elektrody kablowo do wzmacniacza EMG i do przetwornika analogowo-cyfrowego. Wzmocnij sygnały EMG (x 1,000), filtr pasmowo-przepustowy (10 - 1,000 Hz) i próbkuj z częstotliwością 4 kHz. Przechowuj sygnały EMG do analizy w trybie offline.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Tms
	<ol>
		<li>Użyj cewki ósemki przymocowanej do stymulatora TMS, aby stymulować przeciwległy obszar korowy motorycznej ręki.</li>
		<li>Znajdź optymalną pozycję cewki względem skóry głowy w celu wywołania potencjałów wywołanych silnika (MEP) w mięśniu BIZ za pomocą procedury mapowania:
		<ol>
			<li>Umieść cewkę około 0,5 cm przed wierzchołkiem i nad linią środkową z uchwytem skierowanym pod kątem 45° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara w stosunku do płaszczyzny strzałkowej, wywołując przepływ prądu do tyłu i do przodu w środku cewki.</li>
			<li>Na początku wybierz małą intensywność stymulacji (np. poniżej 30% maksymalnej mocy stymulatora, MSO), aby przyzwyczaić badanych do impulsów magnetycznych.</li>
			<li>Następnie małymi krokami zwiększaj intensywność stymulacji, na przykład 2 - 3% maksymalnej mocy stymulatora (MSO) i przesuwaj cewkę w kierunku czołowo-rostralnym i środkowo-bocznym w celu znalezienia optymalnego miejsca (hotspotu) do stymulacji mięśnia FDI. Hotspot definiuje się jako miejsce, w którym można zaobserwować największy MEP przy danej intensywności stymulacji.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Po znalezieniu hotspotu BIZ należy określić spoczynkowy próg motoryczny (MT) jako minimalną intensywność wymaganą do wywołania amplitudy międzyszczytowej MEP w EMG większej niż 50 μV w trzech z pięciu kolejnych prób 18. Sprawdź liczbę posłów do PE wyświetlanych online na ekranie komputera.</li>
		<li>Po wywołaniu MEP za pomocą 1,0*MT, stale zmniejszaj intensywność stymulacji maszyny TMS w krokach co 2% MSO, aż MEP nie będzie już można obserwować i EMG zahamuje trwającą aktywność mięśni. 
		Uwaga: W celu zobrazowania supresji EMG wywołanej TMS konieczne jest zastosowanie dużej liczby stymulacji (patrz punkt 5. "Przetwarzanie danych")</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Prezentacja informacji zwrotnej
<ol>
	<li>Podziel uczestników na trzy grupy (pF, fF, CON).</li>
	<li>Poinstruuj osoby z grupy otrzymującej informację zwrotną o pozycji (pF) w połowie prób, aby otrzymały informację zwrotną na temat pozycji palca wskazującego (informacja zwrotna o pozycji) podczas poruszania palcem wskazującym poprzez naciskanie na urządzenie robota.</li>
	<li>W drugiej połowie prób poinstruuj badanych, aby otrzymali informację zwrotną na temat siły przyłożonej podczas poruszania urządzeniem robotycznym (sprzężenie zwrotne siły). 
	Uwaga: W rzeczywistości jednak zawsze otrzymują tę samą informację zwrotną (informację zwrotną o pozycji).</li>
	<li>Poinstruuj osoby z grupy siłowego sprzężenia zwrotnego (fF), aby otrzymywały siłowe sprzężenie zwrotne w połowie prób i otrzymywały informację zwrotną o położeniu w drugiej połowie. 
	Uwaga: W rzeczywistości ta grupa jest wyposażona wyłącznie w siłowe sprzężenie zwrotne.</li>
	<li>Nie instruuj grupy kontrolnej (CON) o źródle informacji zwrotnej. Uwaga: Grupa kontrolna otrzymuje informację zwrotną o sile w jednej połowie prób i informację zwrotną o położeniu w drugiej połowie.</li>
	<li>Losowo zmieniaj kolejność sesji, to znaczy, czy próby rozpoczynają się od sprzężenia zwrotnego siły, czy pozycji, we wszystkich grupach.</li>
	<li>Wizualnie wyświetlaj informację zwrotną o sile i położeniu na ekranie komputera umieszczonym 1 m przed obiektami.</li>
	<li>W każdym warunku przedstaw linię docelową odpowiadającą 30% indywidualnej maksymalnej dobrowolnej siły badanego lub kąt palca wskazującego przy 30% maksymalnym dobrowolnym skurczu (MVC) na ekranie komputera i poinstruuj badanego, aby dopasował linię docelową tak ściśle, jak to możliwe.</li>
</ol>
4. Maksymalna siła izometryczna
<ol>
	<li>Po przygotowaniu badanego (EMG) należy wykonać trzy izometryczne maksymalne dobrowolne skurcze (MVC), polegające na stopniowym zwiększaniu siły izometrycznej od zera do maksimum w ciągu 3 sekund i maksymalnej siły utrzymywanej przez 2 sekundy 20,21.</li>
	<li>Werbalnie zachęcaj podmiot do osiągnięcia maksymalnej siły. Po każdej próbie pozwól badanym odpocząć przez 90 sekund, aby uniknąć zmęczenia.</li>
</ol>
5. Procedura eksperymentalna
<ol>
	<li>Męczące zadanie motoryczne - Trwałe skurcze. 
	Uwaga: Zadanie męczące składa się z dwóch ciągłych skurczów wykonywanych w różnych dniach.
	<ol>
		<li>Poinstruuj badanych, aby jak najdłużej dopasowywali linię docelową 30% MVC do linii odpowiadającej przyłożonej sile lub pozycji palca odpowiadającej poziomowi siły 30% MVC. 
		Uwaga: Linia docelowa w warunkach sprzężenia zwrotnego położenia (grupa pF) odpowiada zatem kątowi nachylenia palca, gdy badani dopasowują poziom siły 30% MVC.</li>
		<li>Poproś badanych, aby wstrzymali skurcze do czasu niepowodzenia zadania, które definiuje się jako punkt, w którym badani nie są już w stanie utrzymać siły docelowej w oknie 5% siły docelowej przez okres 5 sekund (grupa fF). Dla grupy pF zdefiniuj niepowodzenie zadania jako sytuację, w której uczestnicy nie są w stanie utrzymać kąta palca w granicach 5 % wymaganego kąta docelowego przez 5 sekund 12,23.</li>
		<li>Upewnij się, że dwa utrzymujące się skurcze są oddzielone od siebie o co najmniej 48 godzin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Protokół-TMS 
	Uwaga: Eksperyment TMS podprogowy przeprowadza się w innym dniu niż męczące skurcze. Jest to ważne, ponieważ zmęczenie ma wpływ na tłumienie EMG wywołane przez subTMS 24,25, więc nie można jednoznacznie zidentyfikować różnic między siłą a położeniem. Oddzielenie męczących skurczów od pomiarów TMS ma tę zaletę, że różnice w tłumieniu EMG można teraz wyraźnie przypisać różnej interpretacji sprzężenia zwrotnego, ale ma to ograniczenie, że wyników nie można bezpośrednio powiązać z różnicami w czasie do zmęczenia utrzymujących się skurczów.
	<ol>
		<li>Przeprowadź część eksperymentu za pomocą TMS (patrz również sekcja 3. "Prezentacja informacji zwrotnej") przy innej okazji niż eksperymenty męczące. Początkowo postępuj dokładnie tak samo, jak w przypadku męczącego skurczu (np. skurcze MVC), ale tym razem poproś badanych, aby wstrzymali skurcze tylko tak długo, jak długo trwa stymulacja TMS. W związku z tym skurcze nie są męczące i utrzymują się tylko przez około 100 sekund podczas każdej próby TMS.</li>
		<li>Zapewnij 3-minutową przerwę między próbami, aby zminimalizować wszelkie odchylenia związane ze zmęczeniem.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Przetwarzanie danych
<ol>
	<li>Tms
	<ol>
		<li>Wykonaj łącznie 100 przeciągnięć, 50 przeciągnięć ze stymulacją i 50 przeciągnięć bez stymulacji, z interwałem między bodźcami w zakresie od 0,8 do 1,1 s 20,21,25,26. Ten krótki odstęp między bodźcami zapewnia, że badani nie muszą zbyt długo wstrzymywać skurczów, dzięki czemu można zminimalizować męczące skutki.</li>
		<li>Aby przeanalizować, czy stymulacja TMS spowodowała ułatwienie (MEP) czy supresję EMG, odejmij skorygowane, a następnie uśrednione 50 przemiatania ze stymulacją (EMG stymulowane) od 50 przemiatania bez stymulacji (EMG kontrolne) 20,21,25-27, 
		Uwaga: Początek tłumienia EMG definiuje się jako punkt czasowy, w którym uśrednione EMG dla przemiatania ze stymulacją jest mniejsze niż EMG kontrolne przez co najmniej 4 ms w ramach czasowych od 20 do 50 ms po impulsie TMS. Koniec supresji definiuje się jako moment, w którym stymulowane EMG jest większe niż EMG kontrolne przez co najmniej 1 ms, a zakres tłumienia oblicza się jako zmianę procentową (kontrola/średnia kontrola*100).</li>
		<li>Użyj przemiatania bez stymulacji TMS do obliczenia aktywacji EMG w tle i uśrednij je w tym samym oknie czasowym, co próby ze stymulacją 20,21,25,26.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Rezonans magnetyczny (EMG
	<ol>
		<li>Określ maksymalną aktywność EMG, obliczając wartość średniej kwadratowej zarejestrowaną w oknie czasowym 0,5 s wokół siły szczytowej zmierzonej podczas testów MVC 20,21.</li>
		<li>W przypadku utrzymujących się skurczów należy przeanalizować EMG, budując 8-sekundowe pojemniki, w których oblicza się średnią kwadratową wyprostowanego EMG i normalizuje się go do aktywności EMG uzyskanej podczas prób MVC 20,21.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Rothwell, J. C., Traub, M. M., Day, B. L., Obeso, J. A., Thomas, P. K., Marsden, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manual+motor+performance+in+a+deafferented+man%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+a+journal+of+neurology%22%5BJournal%5D)">Manual motor performance in a deafferented man.</a> Brain a journal of neurology. 105, 515-542 (1982).</li>
<li>Rosenkranz, K., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+proprioceptive+integration+in+the+motor+cortex+shapes+human+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22The+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Modulation of proprioceptive integration in the motor cortex shapes human motor learning.</a> The J Neurosci. 32 (26), 9000-9006 (2012).</li>
<li>Choi, J. T., Lundbye-Jensen, J., Leukel, C., Nielsen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cutaneous+mechanisms+of+isometric+ankle+force+control%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Cutaneous mechanisms of isometric ankle force control.</a> Ex Brain Res. 228 (3), 377-384 (2013).</li>
<li>Peterka, R. J., Loughlin, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+regulation+of+sensorimotor+integration+in+human+postural+control%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Dynamic regulation of sensorimotor integration in human postural control.</a> J Neurophys. 91 (1), 410-423 (2004).</li>
<li>Schmidt, R. A., Lee, T. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchmidt%2C+RA+%22Motor+Control+and+Learning%3A+A+Behavioral+Emphasis%22">Motor Control and Learning: A Behavioral Emphasis</a>. , Human Kinetics. Champaign. (2011).</li>
<li>Lauber, B., Keller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+motor+performance%3A+Selected+aspects+of+augmented+feedback+in+exercise+and+health%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Sport+Sci%22%5BJournal%5D)">Improving motor performance: Selected aspects of augmented feedback in exercise and health.</a> Eur J Sport Sci. 14 (1), 36-42 (2014).</li>
<li>Antfolk, C., D'Alonzo, M., Rosén, B., Lundborg, G., Sebelius, F., Cipriani, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+feedback+in+upper+limb+prosthetics%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+rev+med+dev%22%5BJournal%5D)">Sensory feedback in upper limb prosthetics.</a> Exp rev med dev. 10 (1), 45-54 (2013).</li>
<li>Lundborg, G., Rosén, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+substitution+in+prosthetics%5BTitle%5D)+AND+%22Hand+clinics%22%5BJournal%5D)">Sensory substitution in prosthetics.</a> Hand clinics. 17 (3), 481-488 (2001).</li>
<li>Maluf, K. S., Shinohara, A. M., Stephenson, J. L., Enoka, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+activation+and+time+to+task+failure+differ+with+load+type+and+contraction+intensity+for+a+human+hand+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Muscle activation and time to task failure differ with load type and contraction intensity for a human hand muscle.</a> Ex Brain Res. 167 (2), 165-177 (2005).</li>
<li>Mottram, C. J., Jakobi, J. M., Semmler, J. G., Enoka, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor-Unit+Activity+Differs+With+Load+Type+During+a+Fatiguing+Contraction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Motor-Unit Activity Differs With Load Type During a Fatiguing Contraction.</a> J Neurophys. 93 (3), 1381-1392 (2005).</li>
<li>Baudry, S., Maerz, A. H., Enoka, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presynaptic+Modulation+of+Ia+Afferents+in+Young+and+Old+Adults+When+Performing+Force+and+Position+Control%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Presynaptic Modulation of Ia Afferents in Young and Old Adults When Performing Force and Position Control.</a> J Neurophys. 103 (2), 623-631 (2010).</li>
<li>Klass, M., Lévénez, M., Enoka, R. M., Duchateau, J., Le, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+Mechanisms+Contribute+to+Differences+in+the+Time+to+Failure+of+Submaximal+Fatiguing+Contractions+Performed+With+Different+Loads%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Spinal Mechanisms Contribute to Differences in the Time to Failure of Submaximal Fatiguing Contractions Performed With Different Loads.</a> J Neurophys. 99, 1096-1104 (2008).</li>
<li>Enoka, R. M., Baudry, S., Rudroff, T., Farina, D., Klass, M., Duchateau, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unraveling+the+neurophysiology+of+muscle+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electromyogr+Kinesiol%22%5BJournal%5D)">Unraveling the neurophysiology of muscle fatigue.</a> J Electromyogr Kinesiol. 21 (2), 208-219 (2011).</li>
<li>Di Lazzaro, V., Oliviero, D. R. A., Ferrara, P. P. L., Mazzone, A. I. P., Rothwell, P. T. J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+transcranial+stimulation+at+intensities+below+active+motor+threshold+activates+intracortical+inhibitory+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Magnetic transcranial stimulation at intensities below active motor threshold activates intracortical inhibitory circuits.</a> Ex Brain Res. 119 (2), 265-268 (1998).</li>
<li>Nielsen, J. B., Petersen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+favouring+different+descending+pathways+to+soleus+motoneurones+activated+by+magnetic+brain+stimulation+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Evidence favouring different descending pathways to soleus motoneurones activated by magnetic brain stimulation in man.</a> J Physiol. 486 (3), 779-788 (1995).</li>
<li>Ugawa, Y., Terao, Y., Hanajima, R., Sakai, K., Kanazawa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facilitatory+effect+of+tonic+voluntary+contraction+on+responses+to+motor+cortex+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Electroen+Clin+Neuro%22%5BJournal%5D)">Facilitatory effect of tonic voluntary contraction on responses to motor cortex stimulation.</a> Electroen Clin Neuro. 97 (6), 451-454 (1995).</li>
<li>Morita, H., Olivier, E., Baumgarten, J., Petersen, N. C., Institut, P., Kiel, È <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+changes+in+corticospinal+and+Ia+input+to+tibialis+anterior+and+soleus+motor+neurones+during+voluntary+contraction+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiol+Scand%22%5BJournal%5D)">Differential changes in corticospinal and Ia input to tibialis anterior and soleus motor neurones during voluntary contraction in man.</a> Acta Physiol Scand. 70 (1), 65-76 (2000).</li>
<li>Kujirai, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Corticocortical+inhibition+in+human+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22The+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Corticocortical inhibition in human motor cortex.</a> The J Physiol. 471, 501-519 (1993).</li>
<li>Di Lazzaro, V., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortico-spinal+activity+evoked+and+modulated+by+non-invasive+stimulation+of+the+intact+human+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Cortico-spinal activity evoked and modulated by non-invasive stimulation of the intact human motor cortex.</a> J Physiol. 19, 4115-4128 (2014).</li>
<li>Lauber, B., Leukel, C., Gollhofer, A., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time+to+Task+Failure+and+Motor+Cortical+Activity+Depend+on+the+Type+of+Feedback+in+Visuomotor+Tasks%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Time to Task Failure and Motor Cortical Activity Depend on the Type of Feedback in Visuomotor Tasks.</a> PLoS ONE. 7 (3), 32433(2012).</li>
<li>Lauber, B., Keller, M., Leukel, C., Gollhofer, A., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specific+interpretation+of+augmented+feedback+changes+motor+performance+and+cortical+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Specific interpretation of augmented feedback changes motor performance and cortical processing.</a> Ex Brain Res. 227 (1), 31-41 (2013).</li>
<li>Lauber, B., Lundbye-Jensen, J., Keller, M., Gollhofer, A., Taube, W., Leukel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-limb+interference+during+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Cross-limb interference during motor learning.</a> PLoS ONE. , 81038(2013).</li>
<li>Rudroff, T., Jordan, K., Enoka, J. A., Matthews, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discharge+of+biceps+brachii+motor+units+is+modulated+by+load+compliance+and+forearm+posture%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Discharge of biceps brachii motor units is modulated by load compliance and forearm posture.</a> Ex Brain Res. 202 (1), 111-120 (2010).</li>
<li>Seifert, T., Petersen, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+presumed+motor+cortical+activity+during+fatiguing+muscle+contraction+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiol%22%5BJournal%5D)">Changes in presumed motor cortical activity during fatiguing muscle contraction in humans.</a> Acta Physiol. 199, 317-325 (2010).</li>
<li>Sidhu, S. K., Lauber, B., Cresswell, A. G., Carroll, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+cycling+exercise+increases+intracortical+inhibition%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci+Spo+Exerc%22%5BJournal%5D)">Sustained cycling exercise increases intracortical inhibition.</a> Med Sci Spo Exerc. 45 (4), 654-662 (2013).</li>
<li>Zuur, A. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+afferent+feedback+and+descending+drive+to+human+hopping%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Contribution of afferent feedback and descending drive to human hopping.</a> J Physiol. 5, 799-807 (2010).</li>
<li>Petersen, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+EMG+activity+by+transcranial+magnetic+stimulation+in+human+subjects+during+walking%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Suppression of EMG activity by transcranial magnetic stimulation in human subjects during walking.</a> J Physiol. 537, 651-656 (2001).</li>
<li>Molier, B. I., Van Asseldonk, E. H. F., Hermens, H. J., Jannink, M. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nature%2C+timing%2C+frequency+and+type+of+augmented+feedback%3B+does+it+influence+motor+relearning+of+the+hemiparetic+arm+after+stroke%3F+A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Disabil+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Nature, timing, frequency and type of augmented feedback; does it influence motor relearning of the hemiparetic arm after stroke? A systematic review.</a> Disabil Rehabil. 32 (22), 1799-1809 (2010).</li>
<li>Moran, K. A., Murphy, C., Marshall, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+need+and+benefit+of+augmented+feedback+on+service+speed+in+tennis%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci+Sports+Exerc%22%5BJournal%5D)">The need and benefit of augmented feedback on service speed in tennis.</a> Med Sci Sports Exerc. 44 (4), 754-760 (2012).</li>
<li>Keller, M., Lauber, B., Gehring, D., Leukel, C., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Jump+performance+and+augmented+feedback+Immediate+benefits+and+long-term+training+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Mov+Sci%22%5BJournal%5D)">Jump performance and augmented feedback Immediate benefits and long-term training effects.</a> Hum Mov Sci. 36, 177-189 (2014).</li>
<li>Davey, N. J., Romaiguere, P., Maskill, D. W., Ellaway, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+voluntary+motor+activity+revealed+using+transcranial+magnetic+stimulation+of+the+motor+cortex+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Suppression of voluntary motor activity revealed using transcranial magnetic stimulation of the motor cortex in man.</a> J Physiol. 477 (2), 223-235 (1994).</li>
<li>Leukel, C., Lundbye-jensen, J., Gruber, M., Zuur, A. T., Gollhofer, A., Taube, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-term+pressure+induced+suppression+of+the+short-latency+response%3A+a+new+methodology+for+investigating+stretch+reflexes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Short-term pressure induced suppression of the short-latency response: a new methodology for investigating stretch reflexes.</a> J Appl Phys. 107 (4), 1051-1058 (2010).</li>
<li>Butler, J. E., Larsen, T. S., Gandevia, S. C., Petersen, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+nature+of+corticospinal+paths+driving+human+motoneurons+during+voluntary+contractions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">The nature of corticospinal paths driving human motoneurons during voluntary contractions.</a> J Physiol. 584 (2), 651-659 (2007).</li>
<li>Bentley, D. J., Smith, P. A., Davie, A. J., Zhou, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+activation+of+the+knee+extensors+following+high+intensity+endurance+exercise+in+cyclists%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Muscle activation of the knee extensors following high intensity endurance exercise in cyclists.</a> Eur J Appl Physiol. 81 (4), 297-302 (2000).</li>
<li>Sidhu, S. K., Cresswell, A. G., Carroll, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+cortex+excitability+does+not+increase+during+sustained+cycling+exercise+to+volitional+exhaustion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Motor cortex excitability does not increase during sustained cycling exercise to volitional exhaustion.</a> J Appl Physiol. 113 (3), 401-409 (2012).</li>
<li>Milner, T. E., Hinder, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Position+information+but+not+force+information+is+used+in+adapting+to+changes+in+environmental+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Position information but not force information is used in adapting to changes in environmental dynamics.</a> J Neurophys. 96 (2), 526-534 (2006).</li>
<li>Rudroff, T., Justice, J. N., Matthews, S., Zuo, R., Enoka, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+activity+differs+with+load+compliance+during+fatiguing+contractions+with+the+knee+extensor+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Muscle activity differs with load compliance during fatiguing contractions with the knee extensor muscles.</a> Ex Brain Res. 203 (2), 307-316 (2010).</li>
<li>Rudroff, T., Justice, J. N., Holmes, M. R., Matthews, S. D., Enoka, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+activity+and+time+to+task+failure+differ+with+load+compliance+and+target+force+for+elbow+flexor+muscles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Muscle activity and time to task failure differ with load compliance and target force for elbow flexor muscles.</a> J Appl Physiol. 110 (1), 125-136 (2013).</li>
<li>Griffith, E. E., Yoon, T., Hunter, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age+and+Load+Compliance+Alter+Time+to+Task+Failure+for+a+Submaximal+Fatiguing+Contraction+with+the+Lower+Leg%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Age and Load Compliance Alter Time to Task Failure for a Submaximal Fatiguing Contraction with the Lower Leg.</a> J Appl Physiol. 108 (6), 1510-1519 (2010).</li>
<li>Maluf, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task+failure+during+fatiguing+contractions+performed+by+humans+Task+failure+during+fatiguing+contractions+performed+by+humans%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Task failure during fatiguing contractions performed by humans Task failure during fatiguing contractions performed by humans.</a> J Appl Physiol. 99 (2), 389-396 (2011).</li>
<li>Porter, R., Lemon, R. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPorter%2C+R+%22Corticospinal+Function+and+Voluntary+Movement%22">Corticospinal Function and Voluntary Movement</a>. , Oxford Univ. Press. (1993).</li>
<li>Scott, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+primary+motor+cortex+in+goal-directed+movements%3A+insights+from+neurophysiological+studies+on+non-human+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Cur+Neurobio%22%5BJournal%5D)">The role of primary motor cortex in goal-directed movements: insights from neurophysiological studies on non-human primates.</a> Cur Neurobio. 13 (6), 671-677 (2003).</li>
<li>Evarts, E. V., Tanji, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reflex+and+intended+responses+in+motor+cortex+pyramidal+tract+neurons+of+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Reflex and intended responses in motor cortex pyramidal tract neurons of monkey.</a> J Neurophys. 39 (5), 1069-1080 (1976).</li>
<li>Cheney, P. D., Fetz, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Corticomotoneuronal+cells+contribute+to+long-latency+stretch+reflexes+in+the+rhesus+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Corticomotoneuronal cells contribute to long-latency stretch reflexes in the rhesus monkey.</a> J Physiol. 349, 249-272 (1984).</li>
<li>Kobayashi, M., Ng, J., Théoret, H., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+intracortical+neuronal+circuits+in+human+hand+motor+area+by+digit+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Ex+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Modulation of intracortical neuronal circuits in human hand motor area by digit stimulation.</a> Ex Brain Res. 149 (1), 1-8 (2003).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W niniejszym badaniu sprawdzono, czy interpretacja wzmocnionego sprzężenia zwrotnego wpływa na czas do zmęczenia utrzymującego się skurczu submaksymalnego i przetwarzanie neuronalne pierwszorzędowej kory ruchowej. Wyniki pokazują, że gdy tylko uczestnicy zinterpretowali informację zwrotną jako informację zwrotną o położeniu (w porównaniu ze sprzężeniem zwrotnym siły), czas do zmęczenia był znacznie krótszy, a aktywność hamująca kory ruchowej (mierzona jako stopień tłumienia EMG spowodowanego przez subTMS) jest większa. P...

Sensoryczna informacja zwrotna jest niezbędna do wykonywania ruchów. Codzienne czynności są prawie niemożliwe przy braku propriocepcji 1. Ponadto na uczenie się motoryczne wpływa integracja proprioceptywna 2 lub percepcja skórna 3. Zdrowi ludzie z nienaruszonym czuciem są w stanie ważyć bodźce sensoryczne pochodzące z różnych źródeł sensorycznych w celu zaspokojenia potrzeb specyficznych dla danej sytuacji 4. To ważenie sensoryczne umożliwia ludziom wykonywanie trudnych zadań z dużą precyzją, nawet jeśli niektóre aspekty informacji sensorycznych są niewiarygodne lub nawet nieobecne (np. chodzenie w ciemności lub z zamkniętymi oczami).
Dodatkowo, różne dowody sugerują, że dostarczanie rozszerzonych (lub dodatkowych) informacji zwrotnych dodatkowo poprawia kontrolę motoryczną i/lub uczenie się motoryczne. Rozszerzona informacja zwrotna dostarcza dodatkowych informacji przez zewnętrzne źródło, które mogą być dodane do zadania wewnętrznej (sensorycznej) informacji zwrotnej wynikającej z systemu sensorycznego 5,6. Szczególnie w ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszy się wpływ treści rozszerzonej informacji zwrotnej na kontrolę motoryczną i uczenie się. Jednym z poruszonych pytań było to, w jaki sposób ludzie kontrolują siłę i pozycję 7,8. Wstępne badania wykazały różnice w czasie do zmęczenia utrzymującego się skurczu submaksymalnego przy użyciu sprzężenia zwrotnego położenia lub siły oraz różnice w podatności obciążenia (np. 9-12). Kiedy badani byli wyposażeni w siłowe sprzężenie zwrotne, czas do zmęczenia związany z utrzymującym się skurczem był znacznie dłuższy w porównaniu z sytuacją, gdy zapewniono informację zwrotną o położeniu. To samo zjawisko zaobserwowano dla wielu różnych pozycji mięśni i kończyn oraz wielu mechanizmów nerwowo-mięśniowych, w tym większego tempa rekrutacji jednostek motorycznych i większego spadku obszaru H-odruchu podczas skurczu kontrolowanego pozycją (dla przeglądu 13). Jednak w tych badaniach nie tylko wizualne sprzężenie zwrotne, ale także fizyczne cechy skurczu mięśni (tj. zgodność urządzenia pomiarowego) zostały zmienione. Dlatego niedawno przeprowadziliśmy badanie, które nie zmieniało podatności, a jedynie wzmacniało sprzężenie zwrotne i dostarczyło dowodów na to, że samo zapewnienie sprzężenia zwrotnego siły i pozycji podczas utrzymującego się skurczu submaksymalnego może powodować różnice w aktywności hamującej w obrębie pierwszorzędowej kory ruchowej (M1). Wykazano to przy użyciu techniki stymulacji, o której wiadomo, że działa wyłącznie na poziomie kory mózgowej 14, a mianowicie podprogowej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (subTMS). W przeciwieństwie do TMS nadprogowego, odpowiedź wywoływana przez subTMS nie jest modulowana przez pobudliwość neuronów rdzeniowych α-ruchowych oraz pobudliwość neuronów pobudzających i/lub komórek korowych 15-17, ale wyłącznie przez pobudliwość hamujących neuronów wewnątrzkorowych. Postulowany mechanizm stojący za tą techniką stymulacji polega na tym, że jest ona stosowana z intensywnością poniżej progu w celu wywołania motorycznego potencjału wywołanego (MEP). Wykazano u pacjentów, którym wszczepiono elektrody na poziomie szyjki macicy, że ten rodzaj stymulacji nie wytwarza żadnej aktywności zstępującej, ale przede wszystkim aktywuje interneurony hamujące w obrębie pierwszorzędowej kory ruchowej 14,18,19. Ta aktywacja interneuronów hamujących powoduje zmniejszenie trwającej aktywności EMG i może być określona ilościowo przez stopień tłumienia EMG w porównaniu z aktywnością EMG uzyskaną w badaniach bez stymulacji. Pod tym względem wykazaliśmy, że badani wykazywali znacznie większą aktywność hamującą w badaniach, w których otrzymywali informację zwrotną o pozycji, w porównaniu z badaniami, w których zapewniono siłowe sprzężenie zwrotne 20. Co więcej, wykazaliśmy również, że nie tylko prezentacja różnych modalności informacji zwrotnej (siła vs. kontrola pozycji), ale także interpretacja informacji zwrotnej może mieć bardzo podobny wpływ na dane behawioralne i neurofizjologiczne. Mówiąc dokładniej, kiedy powiedzieliśmy uczestnikom, aby otrzymali informację zwrotną o pozycji (mimo że było to sprzężenie zwrotne siły), nie tylko wykazali oni krótszy czas do zmęczenia, ale także zwiększony poziom hamującej aktywności M1 21. Stosowanie podejścia, w którym zawsze podawana jest ta sama informacja zwrotna, ale z różnymi informacjami na temat jej treści, ma tę zaletę, że ograniczenia zadania, tj. prezentacja informacji zwrotnej, zysk informacji zwrotnej lub zgodność obciążenia są identyczne między warunkami, tak że różnice w wydajności i aktywności neuronalnej są wyraźnie związane z różnicami w interpretacji informacji zwrotnej i nie są obciążone przez różne warunki testowania. W związku z tym w obecnym badaniu sprawdzono, czy odmienna interpretacja jednego i tego samego sprzężenia zwrotnego wpływa na czas trwania utrzymującego się skurczu submaksymalnego, a ponadto ma wpływ na aktywację aktywności hamującej pierwszorzędowej kory ruchowej.

<table><tbody><tr><td>miernik momentu obrotowego</td><td>LCB 130, ME-Mebsysteme, Neuendorf, Niemcy</td><td></td><td>Część zrobotyzowanego urządzenia zbudowanego do pomiaru siły i pozycji</td></tr><tr><td>potencjometru</td><td>typu 120574, Megatron, Putzbrunn, Niemcy</td><td></td><td>Część zrobotyzowanego urządzenia zbudowanego do rejestracji siły i położenia</td></tr><tr><td>Elektrody EMG</td><td>Niebieski czujnik P, Ambu, Bad Nauheim, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cewka TMS</td><td>Magstim</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Maszyna TMS</td><td>Magstim Company Ltd., Whitland, Wielka Brytania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do nagrywania</td> Oprogramowanie do <td>pisania na zamówienie</td> <td>oparte na</td><td></td> Labview</tr></tbody></table>

kontrola siły i pozycji u ludzi - rola rozszerzonego sprzężenia zwrotnego

Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

Podczas zachowań motorycznych ludzie wchodzą w interakcję z otoczeniem, na przykład manipulując obiektami, a jest to możliwe tylko dlatego, że sensoryczne sprzężenie zwrotne jest stale zintegrowane z ośrodkowym układem nerwowym i te bodźce sensoryczne muszą być ważone, aby spełnić cele specyficzne dla zadania. Wykazano, że dodatkowa informacja zwrotna przedstawiona w postaci rozszerzonej informacji zwrotnej ma wpływ na kontrolę motoryczną i uczenie się motoryczne. W wielu badaniach sprawdzano, czy sprzężenie zwrotne siły lub położenia ma wpływ na kontrolę motoryczną i aktywację neuronów. Jednak, podobnie jak w poprzednich badaniach, prezentacja sprzężenia zwrotnego siły i pozycji była zawsze identyczna, w niedawnym badaniu oceniono, czy nie tylko treść, ale także interpretacja sprzężenia zwrotnego ma wpływ na czas do zmęczenia utrzymującego się skurczu submaksymalnego i aktywność (hamującą) pierwszorzędowej kory ruchowej za pomocą podprogowej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. W artykule opisano jeden z możliwych sposobów zbadania wpływu interpretacji informacji zwrotnej na zachowanie motoryczne poprzez badanie czasu do zmęczenia submaksymalnych długotrwałych skurczów wraz z adaptacjami nerwowo-mięśniowymi, które można badać za pomocą powierzchniowego EMG. Co więcej, obecny protokół opisuje również, w jaki sposób można badać aktywność kory ruchowej (hamującej) za pomocą podprogowego TMS, metody, o której wiadomo, że działa wyłącznie na poziomie kory mózgowej. Wyniki pokazują, że gdy uczestnicy interpretują informację zwrotną jako informację zwrotną o pozycji, wykazują znacznie krótszy czas do zmęczenia submaksymalnego trwałego skurczu. Co więcej, badani wykazywali również zwiększoną aktywność hamującą kory pierwotnej, gdy wierzyli, że otrzymują sprzężenie zwrotne pozycji, w porównaniu z tym, gdy wierzyli, że otrzymują sprzężenie zwrotne siły. W związku z tym wyniki pokazują, że interpretacja informacji zwrotnej skutkuje różnicami na poziomie zachowania (czas do zmęczenia), co znajduje również odzwierciedlenie w specyficznych dla interpretacji różnicach w ilości hamującej aktywności M1.

Interpretacja sprzężenia zwrotnego
W opisanej tutaj procedurze badani zostali poinstruowani w taki sposób, aby wierzyli, że w połowie prób otrzymali informację zwrotną o pozycji, a w drugiej połowie informację zwrotną o sile. W rzeczywistości w połowie prób zostali wprowadzeni w błąd, ponieważ grupa pF zawsze otrzymywała informację zwrotną o pozycji, a grupa fF zawsze informację zwrotną o sile.
<p class="jove_conten...

Kontrolowanie identycznego ruchu za pomocą sprzężenia zwrotnego pozycji lub siły skutkuje różnymi aktywacjami neuronalnymi i zachowaniem motorycznym. Protokół ten opisuje, jak badać zmiany behawioralne, patrząc na zmęczenie nerwowo-mięśniowe oraz jak oceniać aktywność kory ruchowej (hamującej) za pomocą podprogowego TMS w odniesieniu do interpretacji rozszerzonego sprzężenia zwrotnego.

Kontrola siły i pozycji u ludzi - rola rozszerzonego sprzężenia zwrotnego

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

Ogólnym celem tego eksperymentu było zbadanie wpływu interpretacji sprzężenia zwrotnego na zachowanie motoryczne, a także sposobu oceny tej interpretacji i hamującej aktywności kory motorycznej. Podejście to może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w wielu dziedzinach, takich jak sport, nauka, psychologia, rehabilitacja oraz nauki podstawowe. Główną zaletą tej techniki jest wykluczenie wszelkich efektów związanych ze sprzężeniem zwrotnym, takich jak kolor czy wzmocnienie, dzięki czemu efekty można jednoznacznie przypisać interpretacji sprzężenia zwrotnego.Zacznij od posadzenia badanego na wygodnym krześle. Następnie ogól skórę badanego nad pierwszym mięśniem międzykostnym grzbietowym (FDI) oraz mięśniem odwodzicielem krótkim kciuka (APB) prawej ręki. Użyj papieru ściernego, aby lekko zetrzeć naskórek w tym obszarze, a następnie zdezynfekuj go propanolem.Następnie przymocuj samoprzylepne elektrody EMG do skóry nad brzuścami mięśni FDI i APB. Umieść dodatkową elektrodę referencyjną na wyrostku łokciowym tej samej ręki. Wykorzystaj tę bipolarną konfigurację powierzchniowych elektrod EMG, aby zmierzyć odpowiedzi elektrofizjologiczne wywołane przez przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS) oraz aktywację mięśniową generowaną przez badanego.Następnie należy przygotować TMS, używając cewki w kształcie ósemki podłączonej do stymulatora TMS, aby stymulować przeciwległy obszar motoryczny kory odpowiedzialny za ruchy dłoni. Należy zastosować procedurę mapowania, aby znaleźć optymalną pozycję cewki względem skóry głowy w celu wywołania potencjałów wywołanych ruchowo (MEPs) w mięśniu FDI. W tym celu należy umieścić punkt zerowy cewki 0,5 cm wewnątrz od wierzchołka głowy, na linii środkowej, z uchwytem skierowanym pod kątem 45 stopni przeciwnie do ruchu wskazówek zegara względem płaszczyzny strzałkowej, aby wywołać przepływ prądu w kierunku tylno-przednim w centrum cewki.Na początku wybierz niską intensywność stymulacji, aby zapoznać badanych z impulsami magnetycznymi. Następnie zwiększaj intensywność stymulacji w małych krokach, na przykład o dwa do trzech procent maksymalnej mocy stymulatora. Przesuwaj cewkę w kierunku przednio-rostralnym i przyśrodkowo-bocznym, aby zlokalizować optymalny punkt zapalny (hot spot), czyli obszar, w którym obserwuje się największy MEP podczas stymulacji mięśnia FDI.Po zlokalizowaniu punktu aktywacji (hot spot) mięśnia FDI, wyznacz próg pobudliwości spoczynkowej jako minimalną intensywność wymaganą do wywołania amplitud szczyt-szczyt MEP w EMG większych niż 50 µV w trzech z pięciu kolejnych prób. Kontroluj wielkość MEP wyświetlanych w czasie rzeczywistym na ekranie komputera. Na koniec zmniejszaj intensywność stymulacji urządzenia TMS w krokach co 2% MSO, aż do momentu, gdy MEP przestaną być widoczne i pojawi się wyraźne tłumienie aktywności mięśniowej w zapisie EMG.W celu prezentacji informacji zwrotnej, wyświetlaj wizualnie siłę oraz pozycję na komputerze umieszczonym jeden metr przed badanym. W każdym z trzech warunków wyświetl na ekranie komputera linię docelową, która odpowiada 30% indywidualnej maksymalnej dobrowolnej siły badanego lub kątowi zgięcia palca wskazującego przy 30% maksymalnego dobrowolnego skurczu, określanego jako MVC. Poinstruuj badanego, aby dopasował aktualny poziom tak dokładnie, jak to możliwe, do linii docelowej.Następnie wykonaj skurcz podtrzymywany, stosując zadanie motoryczne prowadzące do zmęczenia. Poleć badanym utrzymywanie linii docelowej na poziomie 30%MVC tak długo, jak to możliwe, za pomocą linii odpowiadającej przyłożonej sile lub pozycji palca odpowiadającej poziomowi siły 30%MVC. Poproś badanych o utrzymywanie skurczów aż do momentu niepowodzenia w zadaniu, który dla grupy fF definiuje się jako punkt, w którym badani nie są już w stanie utrzymać skurczu w zakresie pięciu procent siły docelowej przez okres pięciu sekund.Na koniec, w dniu innym niż dzień przeprowadzania eksperymentów męczących, przeprowadź eksperyment TMS, prosząc badanych o dopasowanie do linii docelowej wynoszącej 30%MVC i utrzymywanie skurczu tylko przez czas trwania stymulacji TMS. W tej procedurze badani otrzymali instrukcje w taki sposób, aby wierzyli, że w połowie prób otrzymywali informację zwrotną o pozycji, a w drugiej połowie prób informację zwrotną o sile; w rzeczywistości jednak w połowie prób zostali wprowadzeni w błąd, ponieważ grupa pF zawsze otrzymywała informację zwrotną o pozycji, a grupa fF zawsze informację zwrotną o sile. Niezależnie od grupy, u badanych zaobserwowano wzrost aktywności EMG od początku do końca skurczu.Ponadto w grupach pF i fF stymulacja TMS spowodowała silniejszą supresję podczas zadań z kontrolą pozycji w porównaniu do zadania z kontrolą siły. Po opanowaniu technika ta może zostać wykonana w półtorej godziny, jeśli jest przeprowadzana prawidłowo. Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić dodatkowe pomiary, takie jak stymulacja, w celu udzielenia odpowiedzi na dodatkowe pytania badawcze, na przykład dotyczące tego, które mechanizmy korowe przyczyniają się do uzyskanych wyników.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, w jaki sposób interpretacja sprzężenia zwrotnego może być wykorzystana do badania wpływu sprzężenia zwrotnego na zachowanie motoryczne.

force-and-position-control-in-humans-the-role-of-augmented-feedback

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Wykorzystujemy interfejs maszyna-mucha w pętli zamkniętej do badania ogólnych zasad kontroli neuronalnej.

Platforma eksperymentalna do badania wydajności interfejsów mózg-maszyna w pętli zamkniętej

W ostatnim czasie pojawiło się wiele perspektyw dla interaktywnych systemów człowiek-robot. W niniejszym artykule opisujemy integrację nowego urządzenia robotycznego z oprogramowaniem open source, które pozwala na szybkie stworzenie biblioteki funkcji interaktywnych. Następnie przedstawiamy zastosowanie kliniczne w ramach neurorehabilitacji.

Rehabilitacja haptyczno-graficzna: integracja robota z biblioteką środowisk wirtualnych i zastosowanie w terapii udarów mózgu

Trenowanie nieprawidłowych wzorców ruchowych po kontuzji lub chorobie jest kluczowym elementem rehabilitacji fizycznej. Ostatnie postępy technologiczne umożliwiły dokładną ocenę ruchu podczas różnych zadań, z niemal natychmiastową kwantyfikacją wyników. Daje to nowe możliwości modyfikacji błędnych wzorców ruchowych w czasie rzeczywistym.

Przekwalifikowanie ruchu z wykorzystaniem informacji zwrotnej o wydajności w czasie rzeczywistym

W miarę jak rozwój protetyki zmierza w kierunku naturalnej kontroli, wykorzystanie wrodzonej zdolności osób po amputacji do uczenia się nowych umiejętności motorycznych może umożliwić biegłość. Ten manuskrypt opisuje ustrukturyzowany protokół rehabilitacji, który obejmuje naśladowanie, powtarzanie i strategie uczenia się przez wzmacnianie, w celu poprawy wielofunkcyjnej kontroli protetycznej.

Ustrukturyzowany protokół rehabilitacji w celu poprawy wielofunkcyjnej kontroli protetycznej: studium przypadku

Przedstawiamy protokół do stosowania nieprzystających bodźców wzrokowo-dotykowych podczas zadania polegającego na przenoszeniu obiektów. W szczególności, podczas transferów bloków, wykonywanych, gdy ręka jest ukryta, wirtualna prezentacja bloku pokazuje losowe przypadki fałszywych dropów bloków. Protokół opisuje również dodawanie wibrodotykowego sprzężenia zwrotnego podczas wykonywania zadania motorycznego.

Stosowanie nieodpowiednich bodźców wzrokowo-dotykowych podczas przenoszenia obiektu z wibrodotykowym sprzężeniem zwrotnym

Ten artykuł przedstawia eksperymentalne/analityczne ramy do badania kontroli postawy człowieka. Protokół zawiera procedury krok po kroku dotyczące przeprowadzania eksperymentów w pozycji stojącej, pomiaru kinematyki i kinetyki ciała oraz analizowania wyników w celu zapewnienia wglądu w mechanizmy leżące u podstaw kontroli postawy człowieka.

Eksperymentalne metody badania kontroli postawy człowieka

WheelCon to nowatorska, darmowa platforma o otwartym kodzie źródłowym do projektowania gier wideo, która nieinwazyjnie symuluje jazdę na rowerze górskim po stromym, krętym i wyboistym szlaku. Zawiera komponenty obecne w kontroli sensomotorycznej człowieka (opóźnienie, kwantyzacja, szum, zakłócenia i wielokrotne pętle sprzężenia zwrotnego) i pozwala naukowcom badać warstwową architekturę w kontroli sensomotorycznej.

WheelCon: platforma do gier oparta na sterowaniu kierownicą do badania kontroli sensomotorycznej człowieka

Prezentujemy protokoły i metody analiz do budowy współadaptacyjnych interfejsów, które strumieniują, parametryzują, analizują i modyfikują sygnały ludzkiego ciała i serca w zamkniętej pętli. Ta konfiguracja łączy sygnały pochodzące z obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego osoby z zewnętrznymi bodźcami sensorycznymi, aby pomóc w śledzeniu zmian biofizycznych.

Sterowanie proxy w czasie rzeczywistym ponownie sparametryzowanych sygnałów peryferyjnych za pomocą interfejsu zamkniętej pętli

Kontrolowany fizyczny obrót ludzkiego obserwatora jest pożądany dla pewnych eksperymentalnych, rekreacyjnych i edukacyjnych zastosowań. W tym artykule przedstawiono metodę przekształcania biurowego krzesła obrotowego w medium do kontrolowanego obrotu fizycznego w środowisku rzeczywistości wirtualnej.

Kontrolowana rotacja ludzkich obserwatorów w środowisku wirtualnej rzeczywistości

Ten artykuł opisuje, jak mikrowstrzykiwać wektory wirusowe do mózgu myszy, a następnie testować w warunkowym paradygmacie preferencji miejsca, który obejmuje fazę przejęcia, wyginięcia i przywrócenia.

Stereotaktyczne mikroiniekcja wektorów wirusowych eksprymujących rekombinazę Cre w celu zbadania roli genów docelowych w preferencjach miejsca uwarunkowanego kokainą

Poznaj metodę TMS do oceny aktywności kory ruchowej i interpretacji sprzężenia zwrotnego u ludzi. Technika ta pomaga badać zmęczenie neuromuskularne oraz zachowania motoryczne w sporcie i rehabilitacji.

Kontrola siły i pozycji u ludzi - rola rozszerzonego sprzężenia zwrotnego

Przeglądaj więcej filmów