Name: Wyłaniający się paradygmat docelowy wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe na mięśniach kończyn górnych człowieka (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-25T13:15:00.000+00:00
Duration: 9 min 27 s
Description: Poznaj paradygmat wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe w mięśniach kończyn górnych człowieka przy użyciu elektromiografii. Ta metoda umożliwia badanie mechanizmów nerwowych w kontekście zaburzeń neurologicznych.

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

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).

<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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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...

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 trakcie lotu po pewnej zmianie pozycji docelowej (np. patrz ref.1,2). Podczas gdy takie poprawki online mogą wystąpić w ciągu <150ms 3, trudno jest ustalić dokładny czas szybkiego wyjścia wzrokowo-motorycznego przy użyciu samej kinematyki ze względu na charakterystykę filtrowania dolnoprzepustowego ramienia oraz dlatego, że szybki sygnał wzrokowo-ruchowy zastępuje ruch już w trakcie lotu. Takie komplikacje prowadzą do niepewności co do substratów leżących u podstaw szybkich reakcji wzrokowo-ruchowych (zobacz ref.4 w celu przeglądu). Niektóre badania sugerują, że struktury podkorowe, takie jak wzgórek górny, a nie obszary korowe czołowo-ciemieniowe, mogą inicjować korekty online5.
Ta niepewność co do leżących u podstaw substratów neuronalnych może wynikać, przynajmniej częściowo, z braku wiarygodnego biomarkera dla wyjścia szybkiego układu wzrokowo-ruchowego. Niedawno opisaliśmy pomiar szybkich reakcji wzrokowo-ruchowych, które mogą być generowane na podstawie pozycji statycznych i rejestrowane za pomocą elektromiografii (EMG). Reakcje zablokowane na bodziec (SLR) to zablokowane w czasie wybuchy aktywności EMG, które poprzedzają dobrowolny ruch6,7, ewoluujące konsekwentnie ~100 ms po wystąpieniu bodźca. Jak sama nazwa wskazuje, SLR-y są wywoływane przez nadejście bodźca, utrzymując się nawet wtedy, gdy ewentualny ruch zostanie wstrzymany8 lub porusza się w przeciwnym kierunku9. Co więcej, SLR-y wywołane przemieszczeniem celu w paradygmacie dynamicznym są związane z krótszymi opóźnieniami poprawek online10. W ten sposób SLR zapewniają obiektywną miarę do systematycznego badania wyników szybkiego układu wzrokowo-ruchowego zaangażowanego w RT o krótkim opóźnieniu, ponieważ mogą być generowane z pozycji statycznej i analizowane z innych sygnałów EMG niezwiązanych z początkową fazą szybkiej reakcji wzrokowo-ruchowej.
Celem obecnego badania jest przedstawienie wizualnie sterowanego paradygmatu docierania, który solidnie wywołuje lustrzanki. Poprzednie badania nad SLR wykazały mniej niż 100% wykrywalność u uczestników, nawet przy użyciu bardziej inwazyjnych nagrań domięśniowych6,8,9. Niskie wskaźniki wykrywalności i poleganie na zapisach inwazyjnych ograniczają przydatność pomiarów SLR w przyszłych badaniach nad szybkim układem wzrokowo-ruchowym w chorobie lub przez całe życie. Podczas gdy niektóre osoby mogą po prostu nie wyrażać lustrzanek, bodźce i paradygmaty behawioralne używane wcześniej mogły nie być idealne do wywołania lustrzanki. Wcześniejsze doniesienia o lustrzankach zazwyczaj wykorzystywały paradygmaty, w których uczestnicy generowali wizualnie kierowane zasięgi w kierunku statycznych, nagle pojawiających się celów6,9. Jednak szybki układ wzrokowo-ruchowy jest najbardziej prawdopodobny w scenariuszach, w których trzeba szybko wchodzić w interakcję z spadającym lub latającym obiektem, co prowadzi do zastanowienia się, czy poruszanie się, a nie bodźce statyczne, może lepiej przywoływać lustrzanki. W związku z tym dostosowaliśmy paradygmat ruchomego celu używany do badania ruchów gałek ocznych11 i połączyliśmy go z pro/anty wizualnie kierowanym zadaniem sięgania, używanym do badania klasy SLR<sup="xref">9. W porównaniu z wynikami paradygmatów używanych wcześniej6,8,9, stwierdzono, że SLR w wyłaniającym się paradygmacie docelowym ewoluowały wcześniej, osiągały wyższe wielkości i były bardziej rozpowszechnione w naszej próbie uczestników. Ogólnie rzecz biorąc, wyłaniający się paradygmat docelowy sprzyja ekspresji szybkich reakcji wzrokowo-motorycznych do tego stopnia, że obiektywne pomiary EMG mogą być wykonywane wiarygodnie na podstawie zapisów powierzchniowych, wzmacniając badania w populacjach klinicznych i przez całe życie. Co więcej, wyłaniający się paradygmat docelowy może być modyfikowany na wiele różnych sposobów, promując bardziej szczegółowe badania nad czynnikami sensorycznymi, poznawczymi i motorycznymi, które promują lub modyfikują szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne.

<table><tbody><tr><td>Bagnoli-8 System EMG do powierzchni biurkowej</td><td>Delsys Inc.</td><td></td> Można <td>użyć innego urządzenia docierającego</td></tr><tr><td>Kinarm End-Point Robot</td><td>Kinarm, Kingston, Ontario, Kanada</td><td></td><td>Można użyć innego urządzenia docierającego</td></tr><tr><td>MATLAB (wersja R2016a) Aplikacje Stateflow i Simulink</td><td>The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Projektor PROPixx</td><td>VPIXX Saint-Bruno, QC, Kanada</td><td></td><td>Jest to niestandardowy dodatek do Kinarm. Można użyć innych wyświetlaczy. Rozdzielczość: 1920 x 1080. Można również używać standardowych monitorów do oglądania.</td></tr></tbody></table>

wyłaniający się paradygmat docelowy wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe na mięśniach kończyn górnych człowieka

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

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.

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</st...

Prezentowany tutaj jest paradygmat behawioralny, który wywołuje silne szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne na mięśniach kończyn górnych człowieka podczas wzrokowo kierowanych dotrzeń.

Wyłaniający się paradygmat docelowy wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe na mięśniach kończyn górnych człowieka

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, ...

Interesuje nas, w jaki sposób mózg może szybko przekształcić bodźce wizualne w dane wyjściowe motoryczne. W tym miejscu opisujemy wyłaniający się paradygmat docelowy, który wywołuje wymierne i wiarygodne szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne. Szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne wymienione przez paradygmat obejmują reakcje zablokowane w bodźcu, które są krótkimi wybuchami aktywności mięśni związanymi z nadejściem bodźca wzrokowego.Posiadanie paradygmatu, który niezawodnie wywołuje szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne, wzmacnia badanie podstawowych mechanizmów neuronalnych w ciągu życia i w zaburzeniach neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona. Wiele aspektów wyłaniającego się paradygmatu docelowego można zmodyfikować, aby lepiej zrozumieć czynniki sensoryczne, poznawcze i motoryczne, które wpływają na szybki układ wzrokowo-ruchowy. Zacznij od zastosowania elektromiografii lub czujników EMG do docelowego mięśnia kończyny górnej zaangażowanego w badany ruch sięgania.Wizualizuj mięsień docelowy, żądając działania, o którym wiadomo, że rekrutuje mięsień będący przedmiotem zainteresowania. W przypadku obojczyka głowy mięśnia piersiowego większego poproś uczestnika, aby rozluźnił łokcie po bokach i zsunął dłonie do siebie. Jeśli trudno jest zobrazować mięsień docelowy, należy dotknąć obszaru zainteresowania, jednocześnie prosząc uczestnika o wielokrotne wykonanie żądanej czynności.Docelowe obszary z zauważalnymi zmianami w mięśniach do umieszczenia elektrod. Użyj wacików nasączonych alkoholem, aby oczyścić obszary skóry, w których będą znajdować się elektrody, i nałóż kleje i żel elektrod na czujniki powierzchniowe. Poproś uczestnika, aby ponownie wykonał czynność związaną z rekrutacją mięśni i przykleił czujniki do mięśnia brzucha, ustawiając je tak, aby leżały równolegle do kierunku włókien docelowego mięśnia.Umieść elektrodę masową na obojczyku po przeciwnej stronie ramienia sięgającego, a następnie przymocuj czujniki i elektrody uziemiające do otaczającej skóry za pomocą taśmy medycznej. Włącz system EMG, aby umożliwić pobieranie EMG przez cały czas trwania eksperymentu. Sprawdź jakość sygnału EMG za pomocą monitora biurkowego lub oscyloskopu podłączonego do systemu.Poproś uczestnika, aby wykonał ruch sięgający w lub przeciwnie do preferowanego kierunku mięśnia zainteresowania i upewnij się, że aktywność EMG odpowiednio wzrasta lub maleje. Następnie ustaw uczestnika w zrobotyzowanym aparacie sięgającym, który umożliwia osiąganie ruchów w płaszczyźnie poziomej i przyłożenie siły do manipulandum. Posadź uczestnika na krześle eksperymentalnym, maksymalizując jego wygodę, aby zminimalizować zmiany postawy podczas eksperymentu.Kliknij przycisk start na powiązanym oprogramowaniu, które inicjuje pierwszą próbę i siłę generowaną przez zrobotyzowany aparat dosięgający przyłożony do kończyny górnej uczestnika. Poinstruuj ustnie uczestnika, aby rozpoczął pierwszą próbę, ustawiając kursor czasu rzeczywistego lub zegar czasu rzeczywistego w pozycji początkowej na czas od jednej do 1,5 sekundy. Okluder zmienia kolor, aby poinstruować badanego, że nadchodząca próba wymaga pro lub anty-zasięgu.Określ, czy uczestnik jest w stanie wygenerować wizualnie kierowany zasięg w zależności od koloru okludera. Gdy okluder jest zielony, uczestnik przechwytuje ruchomy cel za pomocą zegara czasu rzeczywistego. Gdy okluder jest czerwony, uczestnik odsuwa RTC od celu.Upewnij się, że ruchomy cel, który był nieruchomy i widoczny dla uczestnika na górze odwróconej litery Y, zaczyna zbliżać się do uczestnika wzdłuż ścieżki odwróconej litery Y. Gdy ruchomy cel porusza się za okluderem, powinien poruszać się ze stałą prędkością 30 centymetrów na sekundę wzdłuż osi y i powinien być niewidoczny dla uczestnika. Podczas tego interwału uczestnik powinien utrzymać pozycję ręki w wyobrażonej pozycji startowej. Gdy ruchomy cel osiągnie połowę długości okludera, rozgałęzia się wzdłuż jednego z odwróconych wyjść Y z dodatkową składową prędkości X.Cel znika ze stałym opóźnieniem wynoszącym około pół sekundy, przy czym opóźnienie zależy od wielkości okludera i prędkości celu. Gdy ruchomy cel dotrze do krawędzi okludera, upewnij się, że oprogramowanie utrzymuje go niewidocznym, dopóki nie wyłoni się pełny cel i dopiero wtedy przedstawi go uczestnikowi. Cel powinien być przedstawiony w losowej stronie na jednej z odwróconych ścieżek Y, podczas gdy ręka uczestnika pozostaje w pozycji wyjściowej.Dokładny czas pojawienia się celu musi być znany, aby zapewnić dokładny pomiar szybkich reakcji wzrokowo-ruchowych. Tutaj prezentujemy kolejny bodziec wizualny, który nie jest widziany przez uczestnika, do fotodiody umieszczonej w rogu ekranu dokładnie w momencie pojawienia się celu. Ta fotodioda zapewnia sygnał analogowy do wyrównania aktywności mięśni i czasu reakcji.W zależności od zachowania uczestnika podczas sięgania, oprogramowanie to dostarcza informację zwrotną w postaci tekstu napisanego na okluderze w odstępach między próbami. Informacja zwrotna mówi, że trafienie oznacza prawidłowe przechwycenie, niewłaściwą drogę w przypadku nieprawidłowego kierunku zasięgu lub chybienie w przypadku nieprawidłowych lub nieprawidłowych odpowiedzi wykrytych w przerwie między próbami. Ruchomy cel i pozycja początkowa pojawiają się ponownie w swoich pierwotnych lokalizacjach 200 milisekund po zakończeniu zachowania uczestnika w zakresie zasięgu.Rozpocznij następną próbę, gdy uczestnik ustawi zegar czasu rzeczywistego w pozycji wyjściowej. Zminimalizuj ruch uczestnika między poszczególnymi blokami, aby zapewnić spójność nagrań. Po ustnym potwierdzeniu, że uczestnik jest gotowy do rozpoczęcia następnego bloku, zainicjuj następny blok i kontynuuj monitorowanie wydajności uczestnika i wyników EMG.Reakcje zablokowane bodźcem lub SLR zależały od lokalizacji docelowej, przy czym SLR po prawej stronie piersiowej większej polegały na wzroście lub spadku rekrutacji mięśni po prezentacji celu odpowiednio w lewo lub w prawo. Aby wykryć lustrzanki jednoobiektywowe, przeprowadzono oddzielne analizy charakterystyki operacyjnej odbiornika szeregów czasowych w próbach z wcześniejszymi lub późniejszymi niż przeciętne czasami reakcji. Analiza ta wykazała, czy początek elektromiografii był niezmienniczy w stosunku do początku bodźca lub ruchu, który był określany przez nachylenie linii łączącej wczesne i późne czasy dyskryminacji wykreślone jako funkcja czasu reakcji.W tym miejscu pokazane są dane od dwóch osób sięgających w kierunku nieruchomego obiektu lub ruchomego celu. Uczestnik pierwszy nie wykazuje SLR w paradygmacie statycznym, ale wyraźny SLR można zobaczyć w wyłaniającym się paradygmacie docelowym. SLR był również widoczny w średnich śladach elektromiografii dla uczestnika pierwszego w wyłaniającym się paradygmacie docelowym.Podczas gdy drugi uczestnik wykazywał SLR zarówno w paradygmacie statycznym, jak i wyłaniającym się docelowym, wielkość SLR była znacznie większa w wyłaniającym się paradygmacie docelowym. Średnio wielkość SLR była znacznie większa w wyłaniającym się celu w porównaniu z paradygmatem statycznym. Natomiast opóźnienie wykrytych lustrzanek nie różniło się między tymi dwoma paradygmatami.SLR wykryto u wszystkich pięciu uczestników w wyłaniającym się paradygmacie docelowym, ale tylko u trzech uczestników w paradygmacie z celami statycznymi. Wielkości SLR w warunkach antydosięgowych były wyciszone w porównaniu do tych w warunkach pro-reach. Paradygmat można zmienić, aby lepiej zrozumieć czynniki sensoryczne, poznawcze lub motoryczne, które wpływają na szybkie reakcje wzrokowo-motoryczne.Przyszłe eksperymenty mogą zmieniać prędkość docelową, zmieniać czas za okluderem lub wymagać od uczestników wyboru, którą ręką chcą się poruszać. Zaczęliśmy wykorzystywać wiarygodne odpowiedzi wywołane przez wyłaniający się paradygmat docelowy do badania szybkiego układu wzrokowo-ruchowego u starszych uczestników i pacjentów z chorobą Parkinsona.

an-emerging-target-paradigm-to-evoke-fast-visuomotor-responses-on

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Źródło: Kuhn, Y. i wsp. Hamowanie wewnątrzkorowe w obrębie pierwotnej kory ruchowej może być modulowane poprzez zmianę skupienia uwagi. J. Vis. Exp. (2017)Ten film pokazuje zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) do modulowania aktywności neuronów ruchowych i pomiaru reakcji mięśni za pomocą elektromiografii (EMG). Przedstawiono w nim kroki lokalizowania hotspotu motorycznego, określania progów stymulacji i oceny wpływu podprogowego TMS (subTMS) na hamowanie kory mózgowej.

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna do modulowania odpowiedzi mięśni u ludzi

Jednopulsowa przezczaszkowa stymulacja magnetyczna nad główną korą ruchową, neuronawigacja i rejestracja aktywności elektromiograficznej mięśni dłoni zostały wykorzystane w tym badaniu do zbadania pobudliwości korowo-rdzeniowej, podczas gdy uczestnicy obserwowali sekwencje działań.

Modulacja pobudliwości korowo-rdzeniowej podczas obserwacji działania

Nie jest jasne, w jaki sposób sygnały z góry na dół z brzusznego strumienia wzrokowego wpływają na ruch. Opracowaliśmy paradygmat do testowania zachowań motorycznych w stosunku do celu na iluzji odwrócenia głębi 3D. Istotne różnice występują zarówno w celowych, ukierunkowanych na cel ruchach, jak i automatycznych działaniach w iluzorycznych i prawdziwych warunkach widzenia.

Metody badania wpływu odgórnych procesów wzrokowych na zachowania motoryczne

Kilkoro dzieci z jednostronnym porażeniem mózgowym zdaje się lekceważyć zachowaną zdolność chorej kończyny górnej. To rozwojowe lekceważenie jest szeroko opisane w literaturze, ale zaangażowane procesy poznawcze nie zostały zbadane. Aby zbadać czynniki poznawcze leżące u podstaw kontroli kończyn górnych, opracowano protokół potencjału związanego ze zdarzeniem.

Potencjały związane ze zdarzeniami podczas zadań odpowiedzi docelowej w celu badania procesów poznawczych używania kończyn górnych u dzieci z jednostronnym porażeniem mózgowym

Wykorzystanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) do badania kontroli motorycznej człowieka wymaga integracji systemów akwizycji danych w celu kontrolowania dostarczania TMS i jednoczesnego rejestrowania ludzkich zachowań. Niniejszy manuskrypt zawiera szczegółową metodologię integracji systemów akwizycji danych w celu badania ruchu człowieka za pomocą TMS.

Połączenie wielu systemów gromadzenia danych w celu badania wydajności korowo-rdzeniowej i biomechaniki wielosegmentowej

Prezentowany tutaj jest protokół budowy automatycznego urządzenia, które prowadzi małpę do wykonania elastycznego zadania polegającego na sięganiu i chwytaniu. Aparat łączy w sobie urządzenie translacyjne 3D i stół obrotowy w celu prezentacji wielu obiektów w dowolnej pozycji w przestrzeni 3D.

Projektowanie i wykorzystanie aparatu do prezentacji chwytalnych obiektów w przestrzeni roboczej 3D

Tutaj oferujemy protokół, który pozwala użytkownikowi na selektywną zmianę afordancji i/lub ograniczeń ruchów, które są istotne dla odzyskania równowagi po zaburzeniach postawy.

Zmodyfikowana technika Lean and Release w celu podkreślenia hamowania reakcji i wyboru działania w równowadze reaktywnej

Ta praca przedstawia protokół poprawy funkcji protetycznych po selektywnej operacji transferu nerwów. Interwencje rehabilitacyjne obejmują informowanie i selekcję pacjenta, wspomaganie gojenia się ran, reaktywację korową obszarów czuciowo-motorycznych kończyny górnej, trening selektywnej aktywacji mięśni, obsługę protez w życiu codziennym oraz regularne oceny kontrolne.

Interwencje terapeutyczne dla osób po amputacji kończyny górnej poddawanych selektywnym transferom nerwów

Docieranie to podstawowa umiejętność, która pozwala ludziom na interakcję z otoczeniem. Kilka badań miało na celu scharakteryzowanie zachowań związanych z docieraniem przy użyciu różnych metodologii. W artykule przedstawiono zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej metodą open source do oceny stanu pobudliwości korowo-rdzeniowej u ludzi podczas wykonywania zadań dosięgnających.

Ocena pobudliwości korowo-rdzeniowej podczas dosięgania ukierunkowanego na cel

Artykuł przedstawia kompleksowy protokół jednoczesnego rejestrowania elektromiografii dłoni (EMG) i wizualnego śledzenia palców podczas naturalnej gestykulacji palcami. Dane wizualne mają służyć jako podstawa do opracowania dokładnych modeli obliczeniowych opartych na EMG do rozpoznawania gestów palców.

Rejestrowanie dynamicznych gestów palcami za pomocą elektromiografii powierzchniowej o wysokiej rozdzielczości i komputerowego systemu wizyjnego

Poznaj paradygmat wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe w mięśniach kończyn górnych człowieka przy użyciu elektromiografii. Ta metoda umożliwia badanie mechanizmów nerwowych w kontekście zaburzeń neurologicznych.

Wyłaniający się paradygmat docelowy wywołujący szybkie reakcje wzrokowo-ruchowe na mięśniach kończyn górnych człowieka

Przeglądaj więcej filmów