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Neuroscience

मानव ऊपरी अंग की मांसपेशियों पर तेजी से Visuomotor प्रतिक्रियाओं का आह्वान करने के लिए एक उभरते लक्ष्य प्रतिमान

Published: August 25, 2020 doi: 10.3791/61428
Automatic Translation
1,4, 2,4, 1,2,3,4
1Graduate Program in Neuroscience, Western University, 2Department of Physiology and Pharmacology, Western University, 3Department of Psychology, Western University, 4Robarts Research Institute

Summary

यहां प्रस्तुत एक व्यवहार प्रतिमान है जो नेत्रहीन निर्देशित पहुंच के दौरान मानव ऊपरी अंग की मांसपेशियों पर मजबूत तेजी से विजुरेटर प्रतिक्रियाओं को प्रकाश में ताया देता है।

Abstract

एक देखे गए ऑब्जेक्ट की ओर पहुंचने के लिए, दृश्य जानकारी को मोटर कमांड में बदलना होगा। ऑब्जेक्ट के रंग, आकार और आकार जैसी दृश्य जानकारी को कई मस्तिष्क क्षेत्रों के भीतर संसाधित और एकीकृत किया जाता है, फिर अंततः मोटर परिधि में रिले किया जाता है। कुछ उदाहरणों में, जितनी जल्दी हो सके प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है। ये तेजी से विसुमोटोटर परिवर्तन, और उनके अंतर्निहित न्यूरोलॉजिकल सब्सट्रेट्स, मनुष्यों में खराब समझ में आते हैं क्योंकि उनके पास विश्वसनीय बायोमार्कर की कमी है। उत्तेजना-लॉक प्रतिक्रियाएं (एसएलआर) कम विलंबता (एंड एलटी;100 एमएस) इलेक्ट्रोमायोग्राफिक (ईएमजी) गतिविधि के फटने हैं जो दृश्य उत्तेजना प्रस्तुति से प्रभावित मांसपेशियों की भर्ती की पहली लहर का प्रतिनिधित्व करते हैं। एसएलआर तेजी से विसुमोटोर परिवर्तनों का एक मात्रात्मक उत्पादन प्रदान करते हैं, लेकिन पिछले अध्ययनों में सभी विषयों में एसएलआर लगातार नहीं देखा गया है। यहां हम एक नए, व्यवहार प्रतिमान का वर्णन करते हैं जिसमें एक बाधा के नीचे एक चलती लक्ष्य के अचानक उद्भव की विशेषता है जो लगातार मजबूत एसएलआर पैदा करता है । मानव प्रतिभागियों नेत्रहीन निर्देशित एक रोबोट manipulandum का उपयोग कर उभरते लक्ष्य से दूर पहुंचता है, जबकि सतह इलेक्ट्रोड pectoralis प्रमुख मांसपेशी से EMG गतिविधि दर्ज की गई । स्थिर उत्तेजनाओं का उपयोग करके एसएलआर की जांच करने वाले पिछले अध्ययनों की तुलना में, इस उभरते लक्ष्य प्रतिमान के साथ पैदा किए गए एसएलआर बड़े थे, पहले विकसित हुए थे, और सभी प्रतिभागियों में मौजूद थे। उभरते लक्ष्य प्रतिमान में पहुंच प्रतिक्रिया समय (आरटीएस) में भी तेजी लाई गई । यह प्रतिमान संशोधन के लिए कई अवसर प्रदान करता है जो तेजी से विसुमोटोर प्रतिक्रियाओं पर विभिन्न संवेदी, संज्ञानात्मक और मोटर जोड़तोड़ के प्रभाव के व्यवस्थित अध्ययन की अनुमति दे सकता है। कुल मिलाकर, हमारे परिणाम प्रदर्शित करते हैं कि एक उभरते लक्ष्य प्रतिमान लगातार और मजबूती से एक तेजी से visuomotor प्रणाली के भीतर गतिविधि पैदा करने में सक्षम है ।

Introduction

जब हम अपने सेलफोन पर एक संदेश नोटिस, हम एक नेत्रहीन निर्देशित पहुंच प्रदर्शन करने के लिए हमारे फोन लेने और संदेश पढ़ने के लिए प्रेरित कर रहे हैं । फोन के आकार और आकार जैसे दृश्य सुविधाओं को मोटर कमांड में बदल दिया जाता है जिससे हमें सफलतापूर्वक लक्ष्य तक पहुंचने की अनुमति होती है। इस तरह के विसुमोटोर परिवर्तनों का प्रयोगशाला स्थितियों में अध्ययन किया जा सकता है, जो उच्च स्तर के नियंत्रण की अनुमति देते हैं। हालांकि, ऐसे परिदृश्य हैं जहां प्रतिक्रिया समय महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, फोन को पकड़ने अगर यह गिर रहे थे । तेजी से visuomotor व्यवहार के प्रयोगशाला अध्ययन अक्सर विस्थापित लक्ष्य प्रतिमान पर भरोसा करते हैं, जहां चालू आंदोलनों को लक्ष्य की स्थिति में कुछ परिवर्तन के बाद मध्य उड़ान में संशोधित किया जाता है (उदाहरण के लिए, रेफरी1,2देखें)। जबकि इस तरह के ऑनलाइन सुधार & 150 एमएस3में हो सकते हैं, हाथ की कम पास फ़िल्टरिंग विशेषताओं के कारण अकेले काइनेमेटिक्स का उपयोग करके तेजी से विसुमोटोटर आउटपुट के सटीक समय का पता लगाना मुश्किल है, और क्योंकि तेजी से विसुमोटोटर आउटपुट मध्य उड़ान में पहले से ही एक आंदोलन का स्थान लेता है। इस तरह की जटिलताओं से तेजी से विसुमोटोटर प्रतिक्रियाओं में अंतर्निहित सब्सट्रेट्स के बारे में अनिश्चितता पैदा होती है (समीक्षा के लिए रेफरी4 देखें)। कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि फ्रंटो-पैरीटल कॉर्टिकल क्षेत्रों के बजाय बेहतर कोलिकुलस जैसी उपकॉर्टिकल संरचनाएं ऑनलाइन सुधार5शुरू कर सकती हैं।

अंतर्निहित तंत्रिका सब्सट्रेट्स के बारे में यह अनिश्चितता कम से कम भाग में, तेजी से विसुमोटोटर प्रणाली के उत्पादन के लिए एक विश्वसनीय बायोमार्कर की कमी के कारण हो सकती है। हाल ही में, हमने तेजी से विसुमोटोटर प्रतिक्रियाओं का एक उपाय बताया है जो स्थिर मुद्राओं से उत्पन्न हो सकता है और इलेक्ट्रोमायोग्राफी (ईएमजी) के माध्यम से दर्ज किया जा सकता है। उत्तेजना-लॉक प्रतिक्रियाएं (एसएलआर) ईएमजी गतिविधि के समय बंद फटने हैं जो स्वैच्छिक आंदोलन6,7से पहले, उत्तेजना शुरुआत के बाद लगातार ~ 100 एमएस विकसित हो रही हैं। जैसा कि नाम का तात्पर्य है, एसएलआर उत्तेजना की शुरुआत से पैदा होते हैं, भले ही एक अंतिम आंदोलन 8 रोक दियाजाता है या विपरीत दिशा9में चलता है। इसके अलावा, एक गतिशील प्रतिमान में लक्ष्य विस्थापन द्वारा पैदा किए गए एसएलआर छोटे विलंबता ऑनलाइन सुधार10से जुड़े होते हैं। इस प्रकार, एसएलआर कम विलंबता आरटीएस में शामिल एक तेज विसुमोटोटर प्रणाली के उत्पादन का व्यवस्थित रूप से अध्ययन करने के लिए एक उद्देश्य उपाय प्रदान करते हैं, क्योंकि वे एक स्थिर मुद्रा से उत्पन्न हो सकते हैं और तेज विसुमोटोटर प्रतिक्रिया के प्रारंभिक चरण से असंबंधित अन्य ईएमजी संकेतों से पार्स किए जा सकते हैं।

वर्तमान अध्ययन का लक्ष्य एक नेत्रहीन-निर्देशित पहुंच प्रतिमान पेश करना है जो एसएलआर को मजबूती से प्रकाश में ताया देता है। एसएलआर की जांच करने वाले पिछले अध्ययनों ने प्रतिभागियों में 100% से कम पता लगाने की दरों की सूचना दी है, यहां तक कि अधिक आक्रामक इंट्रामस्क्युलर रिकॉर्डिंग6,8, 9का उपयोग करतेसमयभी। कम पता लगाने की दर और आक्रामक रिकॉर्डिंग पर निर्भरता रोग में या उम्र के पार तेजी से visuomotor प्रणाली में भविष्य की जांच में एसएलआर उपायों की उपयोगिता को सीमित करती है। जबकि कुछ विषयों बस एसएलआर व्यक्त नहीं कर सकते हैं, उत्तेजनाओं और व्यवहार प्रतिमान पहले इस्तेमाल किया एसएलआर पैदा करने के लिए आदर्श नहीं हो सकता है । एसएलआर की पिछली रिपोर्टों में आमतौर पर प्रतिमानों का उपयोग किया जाता है जिसमें प्रतिभागी स्थिर की ओर नेत्रहीन-निर्देशित पहुंच उत्पन्न करते हैं, अचानक6, 9लक्ष्य दिखाईदेतेहैं। हालांकि, एक तेजी से विसुमोटोटर प्रणाली परिदृश्यों में सबसे अधिक आवश्यक है जहां किसी को तेजी से गिरने या उड़ान वस्तु के साथ बातचीत करनी चाहिए, जिससे एक आश्चर्य होता है कि स्थिर उत्तेजनाओं के बजाय आगे बढ़ना बेहतर एसएलआर पैदा कर सकता है। इसलिए , हमने आंखों के आंदोलनोंकाअध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एक गतिमान लक्ष्य प्रतिमान को अनुकूलित किया है और इसे एसएलआर9की जांच करने के लिए उपयोग किए जाने वाले समर्थक / जबपहले6,8,9उपयोग किए गए प्रतिमानों के परिणामों की तुलना में, यह पाया गया कि उभरते लक्ष्य प्रतिमान में एसएलआर जल्दी विकसित हुआ, उच्च परिमाण प्राप्त किया, और हमारे प्रतिभागी नमूने में अधिक प्रचलित थे। कुल मिलाकर, उभरते लक्ष्य प्रतिमान इस तरह की डिग्री के लिए तेजी से visuomotor प्रतिक्रियाओं की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है कि उद्देश्य EMG उपायों सतह रिकॉर्डिंग के साथ मज़बूती से बनाया जा सकता है, नैदानिक आबादी के भीतर और जीवन भर में शक्तिशाली अध्ययन । इसके अलावा, उभरते लक्ष्य प्रतिमान को कई अलग-अलग तरीकों से संशोधित किया जा सकता है, संवेदी, संज्ञानात्मक और मोटर कारकों में अधिक गहन जांच को बढ़ावा देना जो तेजी से विसुमोटोर प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा या संशोधित करते हैं।

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Protocol

सभी प्रक्रियाओं को पश्चिमी ओंटारियो विश्वविद्यालय में स्वास्थ्य विज्ञान अनुसंधान नैतिकता बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया । सभी प्रतिभागियों को सूचित सहमति प्रदान की, उनकी भागीदारी के लिए भुगतान किया गया, और किसी भी समय प्रयोग से वापस लेने के लिए स्वतंत्र थे ।

1. प्रतिभागी तैयारी

नोट: स्वस्थ, युवा प्रतिभागियों का एक छोटा सा नमूना अध्ययन किया गया था (3 महिला, 2 पुरुष; मतलब आयु: 26 साल +/-३.५) । सभी प्रतिभागी दाएं हाथ के थे और सामान्य या सही-से-सामान्य दृष्टि थी, जिसमें कोई वर्तमान दृश्य, न्यूरोलॉजिकल या मस्कुलोस्केलेटल विकार नहीं थे। मस्कुलोस्केलेटल ऊपरी अंग चोट या विकारों के इतिहास वाले प्रतिभागियों को बाहर रखा गया था।

  1. अध्ययन किए जा रहे आंदोलन में शामिल लक्षित ऊपरी अंग मांसपेशियों पर ईएमजी सेंसर लागू करें। यहां, ईएमजी रिकॉर्डिंग दाएं छाती प्रमुख मांसपेशी के क्लैविकुलर हेड से की गई थी, जो क्रॉस-बॉडी (लेफ्टवर्ड) पहुंचने के लिए भर्ती की जाती है ।
    नोट: रिकॉर्डिंग ऊपरी अंग की अन्य मांसपेशियों से, या छाती प्रमुख मांसपेशियों के स्टर्नल या पार्श्व भाग से की जा सकती है।
    1. ब्याज की मांसपेशियों की भर्ती के लिए ज्ञात कार्रवाई का अनुरोध करके लक्ष्य पेशी की कल्पना करें। छाती प्रमुख मांसपेशियों के क्लैविकुलर सिर के लिए, प्रतिभागी को अपनी कोहनी को अपने पक्ष में आराम करने और अपनी हथेलियों को एक साथ पुश करने के लिए कहें। यदि लक्ष्य मांसपेशी की कल्पना करने में कठिनाई हो रही है, तो प्रतिभागी को बार-बार अनुरोध ति कार्रवाई करते समय रुचि के क्षेत्र को टटोलना, और इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के लिए मांसपेशियों में उल्लेखनीय परिवर्तन वाले क्षेत्रों को लक्षित करें।
      नोट: विज़ुअलाइज़ेशन लक्ष्य मांसपेशियों की पहचान को संदर्भित करता है, क्योंकि मांसपेशियों की भर्ती करने वाली त्वचा के माध्यम से मांसपेशियों के आकार को देखने के माध्यम से प्रतिभागी एक कार्रवाई करता है जो मांसपेशियों की भर्ती करता है। विज़ुअलाइज़ेशन लक्ष्य मांसपेशियों के स्थानीयकरण को सहायता करता है।
    2. शराब झाड़ू का उपयोग करना, लक्ष्य मांसपेशी पर त्वचा की सतह को साफ करें जहां इलेक्ट्रोड रखा जाएगा, और उस क्षेत्र में भी जहां एक ग्राउंड इलेक्ट्रोड स्थित होगा।
    3. चिपकने वाले और इलेक्ट्रोड जेल लगाकर सतह सेंसर तैयार करें।
    4. प्रतिभागी को मांसपेशियों की भर्ती से जुड़े कार्य को फिर से करने के लिए कहें, और मांसपेशियों के पेट पर सेंसर का पालन करें, उन्हें लक्षित मांसपेशियों के रेशों की दिशा के समानांतर झूठ बोलने के लिए स्थिति में रखें। जमीन इलेक्ट्रोड को क्लैविकल कॉन्ट्रालेट्रल पर पहुंचने वाले हाथ में रखें। चिकित्सा टेप के साथ आसपास की त्वचा के लिए सुरक्षित सेंसर और जमीन इलेक्ट्रोड। पूरे प्रयोग में ईएमजी संग्रह की अनुमति देने के लिए ईएमजी सिस्टम चालू करें।
      नोट: ईएमजी इलेक्ट्रोड के प्लेसमेंट के बाद, ईएमजी डेटा ईएमजी सिस्टम के माध्यम से पूरे प्रयोग में निष्क्रिय और लगातार एकत्र किया जाता है और बाद में विश्लेषण के लिए एनालॉग डेटास्ट्रीम के रूप में सहेजा जाता है।
    5. ईएमजी सिस्टम से जुड़े डेस्कटॉप मॉनिटर या ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके ईएमजी सिग्नल की गुणवत्ता की जांच करें। उपयुक्त गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए, प्रतिभागी ब्याज की मांसपेशियों की पसंदीदा दिशा से या उसके विपरीत पहुंचने वाला आंदोलन करता है, और यह सुनिश्चित करता है कि ईएमजी गतिविधि क्रमशः बढ़ जाती है या घटती है। यदि आराम से कोई गतिविधि नहीं है, तो सुनिश्चित करें कि ईएमजी गतिविधि गैर-पसंदीदा दिशा में आंदोलन के लिए नहीं बढ़ती है।
      नोट: सतह इलेक्ट्रोड से मांसपेशियों के संकेत की गुणवत्ता कई विशेषताओं पर निर्भर करती है (उदाहरण के लिए, आदिपोस ऊतक, विषय मुद्रा का विशेष स्वभाव वितरण)। पसंदीदा (करार) दिशा में आंदोलन से जुड़ी चोटी ईएमजी गतिविधि को कम से कम 2x आराम से गतिविधि का स्तर होने की सिफारिश की जाती है लेकिन यह काफी अधिक होना चाहिए।
    6. यदि आवश्यक हो तो इलेक्ट्रोड को फिर से स्थान दें, यह सुनिश्चित करने के लिए कि इन गतिविधि स्तरों को देखा जाए। ईएमजी आउटपुट की लगातार निगरानी करने के लिए पूरे प्रयोग में व्यूइंग मॉनिटर या ऑसिलोस्कोप को छोड़ दें।
  2. एक रोबोट पहुंच उपकरण में लागू ईएमजी सेंसर के साथ विशिष्ट प्रतिभागी स्थापित करें जो क्षैतिज विमान में आंदोलनों तक पहुंचने और मणिपुलैंडम के लिए बल के आवेदन की अनुमति देता है।
    नोट: ब्याज की मांसपेशियों के खिलाफ बल जोड़ने से पृष्ठभूमि गतिविधि बढ़ जाती है, जो मांसपेशियों की पसंदीदा या गैर-पसंदीदा दिशा में उत्तेजना प्रस्तुति के बाद मांसपेशियों की गतिविधि में वृद्धि या कमी के रूप में एसएलआर की अभिव्यक्ति के लिए अनुमति देता है। बेसलाइन गतिविधि का एक स्तर गैर-पसंदीदा दिशा में विशेष रूप से उपयोगी है, क्योंकि पृष्ठभूमि लोडिंग बल के बिना बेसलाइन और गैर-पसंदीदा पहुंच गतिविधि अविवेच्य होगी। 5N का एक लागू बल नीचे सही और 2N बल के नीचे (शुरू की स्थिति के सापेक्ष एक बाईं ओर प्रस्तुत लक्ष्य के विपरीत), प्रयोग की संपूर्णता के दौरान पर्याप्त हो सकता है । बल पूरे प्रयोग में स्थिर रहना चाहिए, इसलिए यदि आवश्यक हो तो निचली ताकतों का उपयोग किया जा सकता है।
    1. प्रयोगात्मक कुर्सी में प्रतिभागी सीट, प्रयोग भर में मुद्रा के परिवर्तन को कम करने के लिए अंग के खिलाफ मजबूर जोड़ा के संबंध में भागीदार आराम को प्राथमिकता ।

2. उत्तेजना निर्माण/

  1. एक अंतर्निहित दृश्य प्रदर्शन के साथ रोबोट पहुंच उपकरण में सभी प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं और उत्तेजनाओं को उत्पन्न करें।
    नोट: सुनिश्चित करें कि रोबोट पहुंच उपकरण दृश्य उत्पादन और मैनीपुलैंडम मोटर आउटपुट के बीच एक इंटरफ़ेस से लैस है जो एक साथ एनालॉग (जैसे, मैनीपुलैंडम स्थिति, फोटोडियोड आउटपुट) और ईएमजी रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है। सुनिश्चित करें कि यह उपकरण सभी पूर्व-प्रोग्राम किए गए दृश्य घटकों के साथ व्यक्तिगत, पूर्व-प्रोग्राम किए गए परीक्षणों के ब्लॉक चलाने में सक्षम सॉफ्टवेयर से लैस है। अंतर्निहित दृश्य डिस्प्ले एक मानक मॉनिटर या अनुकूलित उच्च गुणवत्ता वाला प्रोजेक्टर हो सकता है; हालांकि, प्रदर्शित लक्ष्य के लौकिक और दृश्य समाधान सुनिश्चित करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले प्रोजेक्टर की सिफारिश की जाती है।
    1. उभरते लक्ष्य प्रतिमान के 4 प्राथमिक घटकों को उत्पन्न करें (पूरक चित्रा 1देखें) सॉफ्टवेयर में निर्मित है जो दृश्य प्रदर्शन को चलाता है।
      नोट: घटक सभी सॉफ्टवेयर में निर्मित के माध्यम से उत्पन्न किए जाने चाहिए जो प्रत्येक डेटा संग्रह सत्र के दौरान दृश्य प्रदर्शन पर निर्दिष्ट घटकों को प्रोजेक्ट करते हैं। प्रत्येक घटक को मैन्युअल रूप से सॉफ्टवेयर में दर्ज किया जाता है, जो दृश्य प्रदर्शन पर देखे गए आकारों के लिए इनपुट निर्देशांक को बदल देता है। डेटा संग्रह से पहले सभी घटकों और लक्ष्य गति की एक पूरी कोडिंग की जाती है, इसलिए, डेटा संग्रह के दौरान प्रतिमान के कोई प्रयोगकर्ता हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि प्रतिभागी की प्रतिक्रियाओं के आधार पर प्रतिमान स्वचालित रूप से चलता है। वर्तमान पांडुलिपि में प्रतिभागियों से डेटा एकत्र करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रोबोट पहुंच उपकरण में दो रोबोट मैनीपुलैंडम मूल के मध्य बिंदु के संबंध में निम्नलिखित निर्देशांक (सेमी में रिपोर्ट किए गए) संदर्भित हैं। प्रतिमान के सभी घटक प्रत्येक परीक्षण में प्रतिभागी को दिखाई देते हैं, सिवाय शुरुआत की स्थिति के जो चलती लक्ष्य की उपस्थिति के बाद गायब हो जाती है। एक अलग उपकरण एक अलग संदर्भ फ्रेम का उपयोग कर सकता है।
      1. निम्नलिखित निर्देशांक (वाई:- 19 (उल्टे वाई के ऊपर) या -34 (उल्टे वाई के नीचे), x:/+2 (भीतरी, नीचे उल्टे वाई), -/+ 8 (बाहरी तली उलटा वाई); चौड़ाई .5 ऊंचाई: 20 (ऊपर) या 15 (नीचे) के साथ छह आयतों के लिए मैन्युअल रूप से इनपुटिंग निर्देशांक द्वारा एक उलटा वाई पथ उत्पन्न करें।
      2. एक बड़े आयत के लिए मैन्युअल रूप से इनपुटिंग निर्देशांक द्वारा एक ऑक्ल्डर उत्पन्न करें (पर केंद्रित: 0, -29; चौड़ाई: 35 ऊंचाई: 15) उल्टे वाई पथ के केंद्र को ओवरलेइंग। इस ऑक्ल्डर का रंग परीक्षण से परीक्षण तक भिन्न हो सकता है, जिससे प्रतिभागी को एक निर्देश प्रदान किया जा सकता है।
        नोट: ओक्लडर में दो आउटपुट (0, -29; चौड़ाई: 5 ऊंचाई: 5) के बीच केंद्र तल पर एक पायदान कट होता है। प्रतिभागी को निर्देश दिया जाता है: "पायदान को स्थिर करें जबकि एक लक्ष्य ओक्लुडर के पीछे है"। ऐसा करने से यह सुनिश्चित होता है कि लक्ष्य उद्भव पर आंख स्थिर है। प्रत्येक परीक्षण की शुरुआत में ऑकलुडर या तो लाल या हरे रंग का होगा।
      3. एक सर्कल के लिए मैन्युअल रूप से इनपुटिंग निर्देशांक द्वारा एक चलती लक्ष्य उत्पन्न करें जो अंततः उल्टे वाई के पीछे और ओस्लुडर (स्टार्ट: 0,-17; त्रिज्या: 1; गति: 10 सेमी/s, ओक्लुडर के पीछे गति: 30 सेमी/एस) ।
        नोट: चलती लक्ष्य (T1) हर परीक्षण की शुरुआत में दिखाई और स्थिर है ।
      4. टार्सेट करें कि लक्ष्य गति के एक्स और वाई निर्देशांक को निर्दिष्ट करके लक्ष्य सॉफ्टवेयर में कैसे आगे बढ़ेगा।
        नोट: लक्ष्य की गति की गणना लगातार एक्स और वाई निर्देशांक की दूरी से की जाती है। लक्ष्य गति की उचित प्रस्तुति सॉफ्टवेयर और दृश्य प्रदर्शन की क्षमता पर निर्भर है ठीक से तेजी से उत्तराधिकार में प्रत्येक एक्स और वाई स्थिति को अद्यतन करने के लिए । सॉफ्टवेयर में, चलती लक्ष्य की स्थिति को "प्रतिभागी के लिए अदृश्य" में बदलें जब लक्ष्य की एक्स और वाई स्थिति पूरी तरह से ओक्ल्डर से नीचे चली गई है जब तक कि एक्स और वाई स्थिति पूरी तरह से ओक्लुडर से उभरी है।
      5. एक स्टार्ट पोजीशन (0, -42; रेडियस 1) उत्पन्न करें। प्रतिभागी को प्रत्येक परीक्षण शुरू करने के लिए इस स्थिति को प्राप्त करने की आवश्यकता होगी।
    2. वास्तविक समय में स्क्रीन पर प्रतिभागी के हाथ की स्थिति का प्रतिनिधित्व करने वाला वास्तविक समय कर्सर (आरटीसी) उत्पन्न करें।
      नोट: प्रतिभागी के हाथ/हाथ एक ऊपर की ओर सामना करना पड़ दर्पण के माध्यम से प्रयोग के दौरान occluded था नीचे प्रस्तुत लक्ष्यों को दर्शाती है । यह उपकरण के लिए विशिष्ट सॉफ्टवेयर कार्यों में निर्मित के माध्यम से किया जा सकता है, जो हाथ के लगातार अद्यतन एक्स और वाई निर्देशांक के ऊपर एक लक्ष्य रखता है।

3. प्रक्रिया

  1. क्लिक करें "चौंकप्रयोगकर्ता की स्क्रीन पर प्रस्तुत संबद्ध सॉफ्टवेयर पर बटन, जो प्रतिभागी के ऊपरी अंग पर लागू रोबोट पहुंच उपकरण द्वारा उत्पन्न पहला परीक्षण और बल शुरू करता है।
    नोट: प्रयोगकर्ता क्लिक शुरू होने के बाद, प्रयोगकर्ता द्वारा किसी हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं है, जब तक कि उन ब्लॉकों के बीच जहां प्रयोगकर्ता को फिर से शुरू करना होगा। यदि ईएमजी सिग्नल लगातार परिवर्तनों की निगरानी करता है, या प्रतिभागी प्रयोग को पूरा करने में असमर्थ है, तो प्रयोगकर्ता हस्तक्षेप की भी आवश्यकता हो सकती है। यदि कोई आपात स्थिति उत्पन्न होती है तो सभी प्रयोगों को तुरंत रोक दिया जाना चाहिए। यदि प्रतिभागी कार्य कार्यक्रमों में निर्मित हैंडल के माध्यम से जाने देता है तो प्रतिभागी के हाथ पर लागू बल स्वचालित रूप से बंद हो जाता है। यह सिफारिश की जाती है कि आपातकालीन स्थितियों में प्रयोग को समाप्त करने के लिए एक बटन वाले उपकरण का उपयोग किया जाता है।
    1. मौखिक रूप से प्रतिभागी को 1-1.5 एस की चर अवधि के लिए स्टार्ट पोजीशन (टी0) में आरटीसी (मणिपुलांडम की स्थिति द्वारा इंगित) लाकर पहला परीक्षण शुरू करने का निर्देश देते हैं। ऑक्ल्डर इस विषय को निर्देश देने के लिए रंग बदलता है कि आगामी परीक्षण के लिए समर्थक या विरोधी पहुंच की आवश्यकता होती है।
      नोट: टी0 में आरटीसी लाना प्रत्येक परीक्षण शुरू करता है । यदि प्रतिभागी निर्धारित समय से पहले टी0 स्टार्ट की स्थिति से बाहर निकलता है, तो आरटीसी के टी0 में वापस आने के बाद फिर से ट्रायल शुरू हो जाएगा ।
    2. सुनिश्चित करें कि चलती लक्ष्य (T1) जो स्थिर था और उल्टे वाई (2.1.1.3) के शीर्ष पर प्रतिभागी को दिखाई देता है, उल्टे वाई के रास्ते के साथ प्रतिभागी की ओर आंदोलन शुरू करता है, जिसे प्रतिभागी द्वारा पिछले चरण में टीसी को टी0 में लाने के लिए शुरू किया गया था।
      नोट: जब T1 आगे बढ़ने लगता है, T0 गायब हो जाता है । इस समय के बाद प्रतिभागी के हाथ पर कोई प्रतिबंध नहीं रखा जाता है, हालांकि, प्रतिभागी को टी0 के कल्पित दायरे के भीतर रहने का निर्देश दिया जाता है।
    3. सुनिश्चित करें कि T1 occluder के पीछे चलता है और प्रतिभागी के लिए अदृश्य है। इस अंतराल के दौरान, प्रतिभागी कल्पना T0 पर हाथ की स्थिति रखता है।
    4. सुनिश्चित करें कि T1 प्रतिभागी की ओर वाई धुरी के साथ 30 सेमी/s की निरंतर गति से occluder के पीछे यात्रा करता है । एक बार टी 1 ऑक्लडर की आधी लंबाई तक पहुंच जाता है, तो यह अतिरिक्त एक्स वेग घटक के साथ उल्टे वाई आउटपुट में से एक के साथ विभाजित होता है। इस प्रकार, वाई धुरी के साथ गति स्थिर रखी जाती है। लक्ष्य ~ 0.5 एस की लगातार देरी के लिए गायब हो जाता है, जिसमें देरी ऑक्लुडर के आकार और टी 1 गति की गति के आधार पर होती है।
    5. जब T1 प्रतिभागी के निकटतम occluder के किनारे तक पहुंचता है, यह सुनिश्चित करें कि सॉफ्टवेयर प्रोग्राम Occluder के किनारे पिछले फिसलने से उभर के रूप में T1 पेश नहीं करता है, के रूप में ऐसा करने से शुरू में दृश्य प्रणाली के लिए एक "आधा चाँद" उत्तेजना पेश करेगा । इसके बजाय, जांच करें कि सॉफ्टवेयर प्रोग्राम T1 अदृश्य रहता है जब तक पूरा लक्ष्य उभरा है, और फिर इसे प्रतिभागी को प्रस्तुत करता है।
      नोट: यह आंशिक उत्तेजनाओं के दृश्य प्रसंस्करण प्रभावों के लिए नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, खासकर यदि लक्ष्यों की विभिन्न गति का उपयोग किया जाता है जो अलग-अलग समय पर सीमा को पार करेगा। एक लक्ष्य (जैसे, आधा चाँद उत्तेजना) का आंशिक उद्भव एक उच्च स्थानिक आवृत्ति से शुरू में बना एक लक्ष्य पैदा करता है, जो पिछले परिणामों के आधार पर एसएलआर विलंबता में वृद्धि होगी और परिमाण10में कमी आएगी।
    6. जांच करें कि सॉफ्टवेयर प्रोग्राम टी 1 को दो उल्टे वाई रास्तों में से एक में एक यादृच्छिक पक्ष में प्रस्तुत करता है जबकि प्रतिभागी का हाथ T0 पर स्थिर रहता है।
      नोट: एक साथ occluder के नीचे से T1 के उद्भव के साथ, एक माध्यमिक लक्ष्य स्क्रीन के कोने में प्रस्तुत किया जाता है, एक फोटोडिओड द्वारा कवर स्थान पर । फोटोडिओड को प्रस्तुत यह लक्ष्य विषय द्वारा नहीं देखा जाता है लेकिन रोबोटिक पहुंच डिवाइस में एकीकृत फोटोडिओड को एनालॉग सिग्नल प्रदान करता है। यह फोटोडिओड सिग्नल मांसपेशियों की गतिविधि के साथ लक्ष्य उपस्थिति के सटीक संरेखण के लिए अनुमति देता है और यह सुनिश्चित करता है कि रोबोटिक पहुंच तंत्र के भीतर कोई अंतराल या देरी मौजूद नहीं है।
    7. जब टी 1 ऑक्लडर के पीछे से उभरता है, तो देखें कि क्या प्रतिभागी ऑकलुडर के रंग के आधार पर एक नेत्रहीन निर्देशित पहुंच उत्पन्न करने में सक्षम है। जब ऑक्लिडर हरा हो, तो प्रतिभागी को आरटीसी के साथ टी1 को इंटरसेप्ट करने के लिए कहें। जब ऑक्लिडर लाल हो जाए तो प्रतिभागी को टी1 से दूर आरटीसी ले जाने के लिए कहें।
      नोट: एक हरा ऑक्लडर रंग (2.1.1.2) एक समर्थक पहुंच (यानी, ऑक्यूल्डर की ओर) और एक लाल रंग लक्ष्य T1 (यानी, एक विरोधी पहुंच) चलती से दूर संकेत देता है। एंटी-रीच स्थिति में, एक सही अवरोधन T1 की दर्पण छवि पर आधारित नहीं है, बल्कि टी0 के सापेक्ष क्षैतिज दूरी है।
    8. उनके पहुंचने के व्यवहार के आधार पर, अंतर-परीक्षण अंतराल के दौरान या तो 'हिट' (सही अवरोधन), 'गलत तरीके' (समर्थक/एंटी रीच के लिए गलत दिशा), या 'मिस' (न तो सही और न ही गलत प्रतिक्रियाओं का पता चला) के रूप में प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं। इस प्रतिक्रिया में ऑक्लुडर पर लिखे गए पाठ होते हैं।
    9. सुनिश्चित करें कि प्रतिभागी की पहुंच व्यवहार पूरा होने के बाद टी 1 और टी0 अपने संबंधित मूल स्थानों पर फिर से प्रकट होते हैं। जब प्रतिभागी टी0 में आरटीसी लाता है तो अगला ट्रायल शुरू करें।
  2. प्रत्येक प्रतिभागी को 100 परीक्षणों के 4 ब्लॉक करने के लिए कहें, प्रति शर्त 100 पहुंच प्राप्त करें। बाएं और दाएं उत्तेजनाओं के बाद प्रो या एंटी-पहुंच के साथ इंटरमिक्स किए गए परीक्षण प्रकारों को यादृच्छिक करें। प्रत्येक ब्लॉक को पूरा करने के लिए लगभग 7.5 मिनट लगते हैं।
    नोट: यह सिफारिश की जाती है कि सतह रिकॉर्डिंग का उपयोग करते समय प्रत्येक स्थिति में न्यूनतम ~ 80 दोहराया जाता है, क्योंकि अगला विश्लेषण चरण एसएलआर डिटेक्शन के लिए कई परीक्षणों के डेटा पर निर्भर करता है।
    1. रिकॉर्डिंग की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक ब्लॉक के बीच प्रतिभागी आंदोलन को कम करें। मौखिक पुष्टि के बाद कि प्रतिभागी अगले ब्लॉक को शुरू करने के लिए तैयार है, अगले ब्लॉक को शुरू करें और प्रतिभागी प्रदर्शन और ईएमजी आउटपुट की निगरानी जारी रखें।
      नोट: सतह EMG रिकॉर्डिंग के साथ मुद्दों का पता लगाने के लिए प्रयोगकर्ता द्वारा डेस्कटॉप मॉनिटर के माध्यम से ईएमजी आउटपुट की निरंतर निगरानी की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, आंदोलनों तक पहुंचने की विस्तारित अवधि के दौरान, सतह ईएमजी इलेक्ट्रोड पसीने के कारण प्रतिभागी की त्वचा से अटक सकते हैं।
  3. उभरते लक्ष्य प्रतिमान में प्राप्त करने के लिए डेटा की तुलना सक्षम करने के लिए एक नियंत्रण स्थिर प्रतिमान से डेटा एकत्र करें।
    नोट: यह उभरते लक्ष्य प्रतिमान से पहले या बाद में किया जा सकता है। एक नियंत्रण स्थिर प्रतिमान बनाने के लिए, कदम 2.1.1.3, 2.1.1.5, 2.2, 3.1, 3.1.1, 3.1.7, 3.2 और 3.2.1 दोहराएं; हालांकि, चरण 2.1.1.3 में, स्क्रीन के शीर्ष पर शुरू होने वाले T1 को कोड न करें और प्रतिभागी की ओर बढ़ें। इसके बजाय, स्थिति T1 या तो टी0 के बाईं या दाईं ओर दिखाई देते हैं । इसके अलावा, T0 अब या तो लाल या हरे रंग के उभरते लक्ष्य प्रतिमान में इस्तेमाल किया occluder के समान है । परीक्षण के रूप में नीचे वर्णित आय ।
    1. मौखिक रूप से प्रतिभागी को निर्देश देते हैं कि पहले परीक्षण को शुरू करने के लिए आरटीसी को टी0 में लाया जाए, जो उभरते लक्ष्य प्रतिमान के समान स्थान पर है।
    2. सुनिश्चित करें कि सॉफ्टवेयर प्रोग्राम क्रमशः एक समर्थक या विरोधी पहुंच को इंगित करने के लिए लाल या हरे रंग के रूप में T0 प्रस्तुत करता है। टी0 में आरटीसी रखने के लिए प्रतिभागी के लिए 1-2एस की होल्ड अवधि को यादृच्छिक करें।
    3. सुनिश्चित करें कि सॉफ्टवेयर प्रोग्राम टी0 से 10 सेमी बाएं या दाएं एक स्थिर लक्ष्य प्रस्तुत करता है। परीक्षणों में लक्ष्य पक्ष को यादृच्छिक बनाना।
    4. उभरते लक्ष्य प्रतिमान के रूप में, प्रतिभागी को एक लक्ष्य की ओर पहुंचने के लिए कहें यदि टी0 हरा है, और एक लक्ष्य से दूर बिल्कुल विपरीत दिशा में पहुंचें यदि टी0 लाल है। अगला परीक्षण लक्ष्य या लक्ष्य विरोधी स्थान के संपर्क के बाद प्राप्त होता है।
    5. सुनिश्चित करें कि प्रत्येक प्रतिभागी ने 100 परीक्षणों के 4 ब्लॉक किए, प्रति शर्त 100 पहुंच प्राप्त करें। परीक्षण प्रकार बेतरतीब ढंग से आपस में जुड़े हुए थे ।

4. विश्लेषण

  1. ऑफ़लाइन कस्टम स्क्रिप्ट में सभी डेटा का विश्लेषण करें और त्रुटि परीक्षणों को त्यागें।
    नोट: त्रुटि परीक्षणों को गलत पहुंच निर्देशों (3.5 सेमी), लंबे आरटीएस (>500 एमएस) द्वारा परिभाषित किया जाता है जो प्रत्याशा का संकेत देता है।
    1. उस समय की पहचान करके प्रत्येक परीक्षण के लिए आंदोलनों तक पहुंचने के लिए प्रतिक्रिया समय (आरटी) प्राप्त करें, जिस पर आंदोलन चरम स्पर्शरेखा वेग के 8% से अधिक था।
      नोट: आरटी को परिभाषित करने के अन्य तरीकों का उपयोग किया जा सकता है।
    2. मांसपेशियों की गतिविधि का विश्लेषण करने के लिए, ईएमजी संकेतों को स्रोत माइक्रोवोल्ट में बदलने के लिए ऑफ़लाइन स्क्रिप्ट का उपयोग करें, किसी भी डीसी ऑफसेट को हटा दें, ईएमजी सिग्नल को सुधारें, और सिग्नल को 7-पॉइंट मूविंग एवरेज फ़िल्टर के साथ फ़िल्टर करें।
    3. एसएलआर6,7की उपस्थिति और विलंबता का पता लगाने के लिए समय-श्रृंखला रिसीवर-ऑपरेटिंग विशेषता (आरओसी) विश्लेषण का उपयोग करें।
      नोट: एसएलआर गतिविधि की समय-बंद प्रकृति का निर्धारण करने के लिए वैकल्पिक तरीकों का उपयोग किया जा सकता है।
      1. समय-श्रृंखला आरओसी विश्लेषण करने के लिए, लक्ष्य प्रस्तुति और परीक्षण स्थिति के आधार पर ईएमजी डेटा को अलग करें(चित्रा 1ए समर्थक-पहुंच के लिए बाएं बनाम सही डेटा दिखाता है)।
      2. लक्ष्य प्रस्तुति (जैसे, चित्रा 2c)के बाद 100 एमएस से 300 एमएस तक हर बार नमूना (1 एमएस) के लिए, दो आबादी के लिए आरओसी वक्र के तहत क्षेत्र की गणना करें।
        नोट: 0.5 का आरओसी मूल्य मौका भेदभाव को इंगित करता है, जबकि 1 या 0 के मूल्य क्रमशः लक्षित प्रस्तुति के सापेक्ष पूरी तरह से सही या गलत भेदभाव का संकेत देते हैं।
      3. भेदभाव को लगातार 10 अंकों में से 8 के रूप में निर्धारित करें जो 0.6 के मूल्य से अधिक है (ऊर्ध्वाधर लाल या नीली रेखाओं द्वारा इंगितचित्रा 2c)।
        नोट: सीमा और सीमा से अधिक बिंदुओं की संख्या सतह या इंट्रामस्क्युलर ईएमजी रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता और मात्रा के आधार पर बदल सकती है, और विश्वास अंतराल को निष्पक्ष रूप से निर्धारित करने के लिए बूटस्ट्रैपिंग विश्लेषण का उपयोग किया जा सकता है। पिछले कार्य से पता चला है कि 0.6 का मूल्य लगभग 95% आत्मविश्वास अंतराल12के बराबर है।
    4. समर्थक पहुंच परीक्षणों पर एक एसएलआर की उपस्थिति निर्धारित करने के लिए, एक आरटी-स्प्लिट विश्लेषण का उपयोग करें (चित्रा 1 8देखें), जिससे कदम 4.1.3.2 और 4.1.3.3 आरटी(चित्रा 1a बैंगनी परीक्षण, और हरे परीक्षण) के आधार पर पहुंच के शुरुआती और देर से आधे पर अलग से किया जाता है ।
      1. जल्दी भेदभाव समय प्लॉट और एक बिंदु के रूप में जल्दी आरटी मतलब है, तो देर से भेदभाव समय साजिश और एक ही भूखंड पर एक दूसरे बिंदु के रूप में देर से आरटी मतलब है । इन दो बिंदुओं को एक पंक्ति(चित्रा 1c) सेजोड़ें। एक एसएलआर का पता तब चलता है जब इस लाइन की ढलान 67.5 डिग्री से अधिक हो जाती है।
        नोट: इस लाइन के लिए, 90 डिग्री की ढलान इंगित करेगी कि ईएमजी भेदभाव का समय पूरी तरह से उत्तेजना प्रस्तुति के लिए बंद कर दिया गया है (जैसा कि आगामी आंदोलन समय की परवाह किए बिना ईएमजी गतिविधि एक ही विलंबता पर शुरू की जाती है), जबकि 45 डिग्री की ढलान इंगित करेगी कि ईएमजी भेदभाव पूरी तरह से आंदोलन की शुरुआत के लिए बंद है। व्यवहार में, 67.5 डिग्री (45 डिग्री और 90 डिग्री के बीच आधे रास्ते) की एक कट-ऑफ ढलान का उपयोग यह पता लगाने के लिए किया जाता है कि क्या एक एसएलआर मौजूद था (ढलान और 67.5 डिग्री) या नहीं (ढलान और एलटी; 67.5 डिग्री); जैसा कि यह इंगित करता है कि ईएमजी गतिविधि आंदोलन की शुरुआत के बजाय उत्तेजना के लिए अधिक बंद है।
    5. यदि एसएलआर उपस्थिति निर्धारित की जाती है, तो सभी परीक्षणों (4.1.3.3) से भेदभाव विलंबता द्वारा एसएलआर विलंबता को परिभाषित करें।
    6. एसएलआर परिमाण को बाएं और दाएं मतलब ईएमजी निशान (उदाहरण के लिए, चित्रा 2c गहरे लाल बनाम हल्के लाल निशान, या गहरे नीले बनाम हल्के नीले निशान) के बीच अंतर के रूप में परिभाषित करें एसएलआर विलंबता से 30 एमएस पोस्ट भेदभाव विलंबता तक।
      नोट: परिमाण समय मानों बढ़ाया या छोटा किया जा सकता है ।

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Representative Results

उत्तेजना बंद प्रतिक्रियाएं (एसएलआर) मांसपेशियों की गतिविधि के समय के संक्षिप्त फटने हैं जो उत्तेजना की शुरुआत के लिए बंद हैं जो आंदोलन की शुरुआत से जुड़ी मांसपेशियों की भर्ती की बड़ी वॉली से पहले अच्छी तरह से विकसित होती हैं। एसएलआर की समय-बंद प्रकृति ने प्रतिक्रिया समय (आरटी)(चित्रा 1a,ग्रे बक्से द्वारा हाइलाइट किए गए सभी परीक्षणों को देखते समय ~ 100 एमएस पर दिखाई देने वाली मांसपेशियों की गतिविधि की एक 'बैंडिंग' का उत्पादन किया। जैसा कि चित्रा 1 एमें दिखाया गया है, एसएलआर लक्ष्य स्थान पर निर्भर था, जिसमें एसएलआर सही पेक्टरलिस प्रमुख पर था, जिसमें क्रमशः बाईं ओर या दक्षिणपंथी लक्ष्य प्रस्तुति के बाद मांसपेशियों की भर्ती में वृद्धि या कमी शामिल थी। एसएलआर एक आरटी विभाजन विश्लेषण (तरीकों 4.1.4) के साथ पता लगाया गया था, जिससे अलग समय-श्रृंखला ROC विश्लेषण जल्दी और देर से आरटी परीक्षणों(चित्रा 1b- बैंगनी बनाम हरे रंग) पर प्रदर्शन किया गया। इस विश्लेषण से पता चलता है कि क्या ईएमजी शुरुआत उत्तेजना या आंदोलन की शुरुआत के लिए अपरिवर्तनीय थी, जो आरटी(चित्रा 1 सी)के एक समारोह के रूप में प्लॉट किए गए शुरुआती और देर से भेदभाव के समय को जोड़ने वाली लाइन की ढलान से निर्धारित की गई थी। स्थिर उत्तेजनाओं का उपयोग कर एसएलआर के पिछले अध्ययनों ने 70%8,9से कम सभी प्रतिभागियों में पहचान दरों की सूचना दी। यहां, स्थिर लक्ष्यों के साथ प्रतिमान का उपयोग करके प्राप्त एसएलआर को पैदा करने में एक उभरते लक्ष्य प्रतिमान की प्रभावशीलता के लिए तुलना की गई थी।

उभरते लक्ष्य प्रतिमान(पूरक चित्रा 1)में, विषय स्थिर लक्ष्यों के बजाय उभरते हुए बढ़ते लक्ष्यों की ओर पहुंच गए । चित्रा 2 एक स्थिर लक्ष्य (पहली और तीसरी पंक्तियों) या चलती लक्ष्य है कि एक occluder (दूसरी और चौथी पंक्तियों) के नीचे उभरने की ओर पहुंचने के दो विषयों से डेटा से पता चलता है । प्रतिभागी 1 स्थिर प्रतिमान में एक एसएलआर प्रदर्शित नहीं करता है, लेकिन उभरते लक्ष्य प्रतिमान में एक स्पष्ट एसएलआर प्रदर्शित करता है; एसएलआर उभरते लक्ष्य में उत्तेजना की शुरुआत के बाद परीक्षण-द्वारा-परीक्षण भूखंडों(चित्रा 2 ए)~ 100 एमएस में गतिविधि के एक ऊर्ध्वाधर बैंड के रूप में स्पष्ट थे लेकिन स्थिर प्रतिमान नहीं थे। एसएलआर उभरते लक्ष्य में प्रतिभागी 1 के लिए मतलब EMG निशान(चित्रा 2b)में भी स्पष्ट था, लेकिन स्थिर प्रतिमान नहीं (चित्रा 2bकी शीर्ष दो पंक्तियों में लाल निशान)। प्रतिभागी 1 ने किसी ऐसे व्यक्ति का उदाहरण प्रदान किया जो साहित्य में पहले उपयोग किए गए स्थिर प्रतिमान में एसएलआर प्रदर्शित नहीं करता है, लेकिन जो उभरते लक्ष्य प्रतिमान में एसएलआर प्रदर्शित करता है। इसके विपरीत, जबकि प्रतिभागी 2 ने स्थिर और उभरते लक्ष्य प्रतिमान दोनों में एक एसएलआर का प्रदर्शन किया, एसएलआर का परिमाण उभरते लक्ष्य प्रतिमान में बहुत अधिक था, जिसमें परिमाण आ रहा था जो आंदोलन की शुरुआत से ठीक पहले प्राप्त हुआथा।

हमने नमूने में स्थिर प्रतिमान बनाम उभरते लक्ष्यों में देखे गए एसएलआर के गुणों की तुलना की, जो समर्थक पहुंच स्थिति में एकत्र किए गए आंकड़ों की जांच करते हैं। जैसा कि चित्रा 3ए (हरी रेखाओं) में दिखाया गया है, और चित्रा 2में प्रतिनिधि परिणामों के अनुरूप, एसएलआर परिमाण उभरते लक्ष्य बनाम स्थिर प्रतिमान में काफी बड़ा था, अंतराल में भर्ती परिमाण के साथ 80-120 एमएस उत्तेजना शुरुआत के बाद औसत पर पांच गुना बढ़ रही है । एसएलआर परिमाण में इस तरह के व्यवस्थित परिवर्तनों के विपरीत, पता लगाया एसएलआर की विलंबता स्थिर बनाम उभरते लक्ष्य प्रतिमान(चित्रा 3a, बैंगनीलाइनों) में अलग नहीं था। जैसा कि चित्रा 3b (नीली सलाखों) में दिखाया गया है, एसएलआर उभरते लक्ष्य प्रतिमान (यानी, 100% की व्यापकता) में सभी पांच प्रतिभागियों में पाया गया था, लेकिन केवल स्थिर लक्ष्यों के साथ एक प्रतिमान में तीन प्रतिभागियों में (यानी, 60%, पिछले रिपोर्ट8,9जैसी) की व्यापकता। उभरते लक्ष्य प्रतिमान में सभी प्रतिभागियों पर एसएलआर देख और भी अधिक प्रभावशाली विचार है कि हम गैर इनवेसिव सतह EMG रिकॉर्डिंग पर भरोसा किया गया था, जबकि पिछली रिपोर्टों आम तौर पर आक्रामक इंट्रामस्कुलर EMG रिकॉर्डिंग पर भरोसा किया है । महत्वपूर्ण बात, जबकि आरटीएस तक पहुंचने के लिए स्थिर प्रतिमान(चित्रा 3 बी,काली रेखाओं) बनाम उभरते लक्ष्य में बहुत कम हो खड़ा है, एसएलआर बस तेजी से RTs के कारण उभरते लक्ष्य प्रतिमान में पैदा नहीं होता है । उदाहरण के लिए, चित्रा 2 में प्रतिभागी 1 के लिए डेटा उभरते लक्ष्य में प्रमुख एसएलआर का प्रदर्शन किया, लेकिन पहुंच RTs की अतिव्यापी श्रेणियों के लिए स्थिर प्रतिमान नहीं । अंत में, हमने यह भी जांच की कि उभरते लक्ष्य से दूर जाने के निर्देश ने एसएलआर को कैसे प्रभावित किया। जैसा कि पहले स्थिर लक्ष्यों के साथ पाया गया9,एंटी-रीच कंडीशन में एसएलआर परिमाण की तुलना में मौन थे, जिसकी तुलना में पहुंच समर्थकस्थिति (चित्रा 3 सी,नीली रेखाएं; चित्रा 2, चित्रा 4में ईएमजीनिशान भी देखें)। इससे पता चलता है कि उभरते लक्ष्य प्रतिमान का उपयोग संज्ञानात्मक नियंत्रण के पहलुओं का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जो इस मामले में निर्देश के समेकन से संबंधित है या तो एक उभरते लक्ष्य से या तो दूर जाने के लिए।

हम चित्रा 4में सभी पांच प्रतिभागियों से दर्ज डेटा दिखाते हैं, ताकि प्रो-और एंटी-रीच स्थितियों में स्थिर बनाम उभरते लक्ष्य प्रतिमान में दर्ज एसएलआर की विशेषताओं में परिवर्तनशीलता को चित्रित किया जा सके (चित्रा 4 में ग्रे बॉक्स एसएलआर अंतराल को दर्शाते हैं)। प्रतिभागी 1 (चित्रा 2में ऊपरी दो पंक्तियों में दिखाया गया है), प्रतिभागी 5 ने उभरते लक्ष्य में एक एसएलआर का भी प्रदर्शन किया लेकिन समर्थक पहुंच स्थिति में स्थिर प्रतिमान नहीं। प्रतिभागी 2 (चित्रा 2में निचली दो पंक्तियों में दिखाया गया है), प्रतिभागियों 3 और 4 ने भी उभरते लक्ष्य बनाम समर्थक पहुंच स्थिति में स्थिर प्रतिमान में काफी बड़ा एसएलआर प्रदर्शित किया। चित्रा 4 में दिखाए गए डेटा की दो अन्य विशेषताएं जोर देने के हकदार हैं। सबसे पहले, प्रतिभागियों 3, 4 और 5 में, हमने उभरते लक्ष्य कार्य के एंटी-रीच संस्करण में एक बड़ा एसएलआर देखा, जिसमें समय-श्रृंखला आरओसी 0 के पास के स्तर को संभालने से पहले 0.6 से ऊपर बढ़ता जा रहा है। एक एंटी-रीच कंडीशन में उत्तेजना की ओर एक एसएलआर पहले9 देखीगई है, और हमने इस संबंध में ऑन-लाइन सुधार कार्य3के एंटी-रीच संस्करण में उत्तेजना की ओर हाथ के संक्षिप्त आंदोलन से संबंधित है। दूसरा, उभरते लक्ष्य कार्य में समर्थक पहुंच स्थिति में, कुछ प्रतिभागियों (जैसे, प्रतिभागियों 1, 3 और 5) में एसएलआर और आगामी आंदोलन-गठबंधन गतिविधि के बीच एक अलग जुदाई देखी गई; देखें कि एसएलआर इंटरवल के दौरान पीकिंग के बाद समय-श्रृंखला आरओसी कैसे संक्षेप में गिरता है), लेकिन पाया कि एसएलआर दूसरों में आंदोलन-गठबंधन गतिविधि में मिश्रित (उदाहरण के लिए, प्रतिभागियों 2 और 4)। जैसा कि नीचे उल्लेख किया गया है, यह एसएलआर का पता लगाने के लिए एल्गोरिदम के डिजाइन से संबंधित है।

कुल मिलाकर, उभरते लक्ष्य प्रतिमान स्थिर लक्ष्यों का उपयोग कर प्रतिमान की तुलना में एसएलआर और लघु आरटीएस पैदा करने में अधिक प्रभावी है। यह स्थिर लक्ष्यों के संबंध में एसएलआर प्रसार, परिमाण और छोटे विलंबता आरटीएस में वृद्धि द्वारा प्रदर्शित किया जाता है।

Figure 1
चित्रा 1: एसएलआर डिटेक्शन। एक प्रतिनिधि प्रतिभागी से एसएलआर का उदाहरण, एसएलआर के लिए पता लगाने के मापदंड को दर्शाता है ।(क)सही छाती के लिए परीक्षण द्वारा परीक्षण भर्ती के लिए सही या बाएं पहुंच के लिए प्रमुख मांसपेशी समर्थक पहुंच स्थिति में पहुंचता है । प्रत्येक पंक्ति एक अलग परीक्षण है। रंग की तीव्रता ईएमजी गतिविधि की भयावहता को व्यक्त करती है। परीक्षणों को पहुंच आरटी (सफेद बक्से) द्वारा हल किया गया था और उत्तेजना शुरुआत (काली रेखा) के साथ गठबंधन किया गया था। एसएलआर ग्रे बक्से द्वारा हाइलाइट की गई गतिविधि के ऊर्ध्वाधर बैंडिंग के रूप में दिखाई दिया; ध्यान दें कि ईएमजी गतिविधि क्रमशः बाएं या दक्षिणपंथी प्रोत्साहन प्रस्तुति के बाद ईएमजी गतिविधि कैसे बढ़ी या घटी (समय-बंद ~ 90 एमएस) । बैंगनी या हरे रंग की सलाखों के परीक्षणों का संकेत है, क्रमशः जल्दी या देर से आरटी समूहों के लिए योगदान । (ख)समय-श्रृंखला आरओसी विश्लेषण प्रारंभिक (बैंगनी) और देर से (हरे) परीक्षणों के लिए ईएमजी भेदभाव के समय का संकेत देता है (क) में दिखाया गया है । (ग)जल्दी (बैंगनी) और देर से (हरे) समूहों के लिए, मतलब आर टी ROC भेदभाव के एक समारोह के रूप में साजिश रची गई थी । इन दो बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखा की ढलान 83.7 डिग्री है, जो यह दर्शाती है कि ईएमजी गतिविधि आंदोलन की शुरुआत की तुलना में उत्तेजना प्रस्तुति के लिए अधिक गठबंधन थी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: प्रतिनिधि परिणाम। प्रतिभागियों से डेटा 1 और 2 उपस्थिति या अनुपस्थिति या एसएलआर में स्थिर (1 और 3पंक्तियों) में परिवर्तनशीलता दिखा रहा है, और उभरते लक्ष्य प्रतिमान (2 और4 पंक्तियों) में एसएलआर उपस्थिति की निरंतरता। (क) इन प्रतिभागियों के लिए सही छाती प्रमुख मांसपेशी के लिए परीक्षण-द्वारा-परीक्षण भर्ती (चित्रा 1a के रूप में एक ही प्रारूप) । एसएलआर प्रदर्शित करने वाली शर्तों को बैंगनी (2,3और 4 पंक्तियों) में रेखांकित कियाजाता है। (ख)प्रो (लाल) और एंटी (ब्लू) दोनों के लिए ईएमजी गतिविधि का मीन +/-एसई, उत्तेजना प्रस्तुति के पक्ष से अलग (गैर-पसंदीदा दिशा में आंदोलनों के लिए उपयोग किए जाने वाले बेहोशी के निशान) तक पहुंचता है। (ग)प्रो (लाल) और एंटी (ब्लू) के लिए टाइम-सीरीज आरओसी विश्लेषण (ख) में दिखाया गया है । एसएलआर युग ग्रे बॉक्स में प्रकाश डाला; 0.4 और 0.6 पर क्षैतिज धराशायी लाइनें। ऊर्ध्वाधर रंगीन रेखाएं (यदि प्रो कंडीशन में मौजूद हैं) प्रो-(लाल) या एंटी-(ब्लू) पहुंच परीक्षणों के लिए भेदभाव का समय दिखाती हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3: एसएलआर विशेषताओं पर एक उभरते लक्ष्य प्रतिमान के प्रभाव और आरटी तक पहुंचने । (क)एसएलआर विलंबता (बैंगनी) और प्रो के लिए परिमाण (हरा) स्थिर बनाम उभरते लक्ष्य प्रतिमान में पहुंचता है । विलंबता 0.6 की आरओसी सीमा को पार करने वाले 10 निरंतर डेटा बिंदुओं में से पहले 8 के रूप में परिभाषित (विधियां देखें)। एसएलआर के परिमाण को बाएं बनाम सही परीक्षणों पर मतलब ईएमजी गतिविधि के बीच एसएलआर भेदभाव के बाद 30 से अधिक एमएस पर एकीकृत क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया था। सभी परिमाणों को शर्तों में प्रतिभागी के लिए अधिकतम करने के लिए सामान्यीकृत किया गया था (उदाहरण के लिए, 1 का मूल्य अधिकतम प्रतिक्रिया को इंगित करता है)। (ख)एसएलआर व्याप्तता और उभरते लक्ष्य प्रतिमान में प्रो और एंटी-पहुंच से आरटी(सी)एसएलआर परिमाण और विलंबता परिणाम तक पहुंचते हैं । * बिनायर टी-टेस्ट के आधार पर स्थिर या विरोधी स्थिति की तुलना में पीएंडटी;05 पर महत्व को दर्शाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: सभी प्रतिभागियों के लिए मतलब EMG और समय-श्रृंखला ROC विश्लेषण करता है। भूखंडों का बायां कॉलम: प्रो (लाल) और एंटी (ब्लू) दोनों के लिए ईएमजी गतिविधि का मतलब +/-एसई पहुंचता है, जो उत्तेजना प्रस्तुति के पक्ष (गैर-पसंदीदा दिशा में आंदोलनों के लिए उपयोग किए जाने वाले बेहोशी के निशान) के पक्ष से अलग होता है। भूखंडों का सही कॉलम: प्रो (लाल) और एंटी (ब्लू) के लिए टाइम-सीरीज आरओसी विश्लेषण (भूखंडों के बाएं कॉलम) में दिखाया गया है। एसएलआर युग ग्रे बॉक्स में प्रकाश डाला; 0.4 और 0.6 पर क्षैतिज धराशायी लाइनें। ऊर्ध्वाधर रंगीन रेखाएं (यदि प्रो कंडीशन में मौजूद हैं) प्रो-(लाल) या एंटी-(ब्लू) पहुंच परीक्षणों के लिए भेदभाव का समय दिखाती हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

अनुपूरक चित्रा 1: रोबोट पहुंचने वाले डिवाइस में कार्य का शीर्ष दृश्य। निचले बाईं ओर बड़ी सफेद बिंदी फोटोडायोड का प्रतिनिधित्व करता है। सफेद लक्ष्य (T1) बाईं ओर उल्टे ' वाई ' पथ से बाहर निकलते हुए दिखाया गया है । T1 के अधिकार के लिए सफेद डॉट एक नेत्रहीन निर्देशित पहुंच के बीच में आरटीसी का प्रतिनिधित्व करता है । ऑक्ल्डर को यहां हरे रंग के रूप में दिखाया गया है, जो एक समर्थक पहुंच का संकेत देता है। T0 नहीं दिखाया, लक्ष्य उद्भव के साथ एक साथ गायब होने के कारण । इस आंकड़े को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

मनुष्यों में एक उल्लेखनीय क्षमता होती है, जब आवश्यक हो, विलंबता पर तेजी से, नेत्रहीन निर्देशित कार्रवाई उत्पन्न करने के लिए जो न्यूनतम अफ़रीद और आफरेंट चालन देरी का दृष्टिकोण रखते हैं। हमने पहले ऊपरी अंग पर उत्तेजना-बंद प्रतिक्रियाओं (एसएलआर) को तेजी सेविसुमोटर प्रतिक्रियाओं6,9,10के लिए एक नया उपाय बताया है। जबकि दृश्य उत्तेजना से प्रभावित ऊपरी अंग मांसपेशी भर्ती के पहले पहलू के लिए एक परीक्षण-दर-परीक्षण बेंचमार्क प्रदान करने में फायदेमंद, अंग एसएलआर सभी विषयों में व्यक्त नहीं किया गया है और अक्सर आक्रामक इंट्रामस्क्युलर रिकॉर्डिंग पर भरोसा करते हैं। यहां, एक उभरते लक्ष्य प्रतिमान(अनुपूरक फ़ाइल 1)का वर्णन किया गया है और परिणामों की तुलना स्थिर लक्ष्यों के साथ प्राप्त किए गए लोगों से की जाती है । आकस्मिक लक्ष्य प्रतिमान के लाभ व्यक्तिगत प्रतिभागियों के भीतर स्पष्ट हैं, क्योंकि प्रतिभागी जो उभरते लक्ष्य प्रतिमान (जैसे, चित्रा 2,प्रतिभागी 1-1 पंक्ति बनाम दूसरी पंक्ति) में एक स्थिर प्रतिमान व्यक्त करते हैं। इसके अलावा, उभरते लक्ष्य प्रतिमान में व्यक्त एसएलआर अन्य प्रतिमानों की तुलना में बहुत बड़े होते हैं, कभी-कभी परिमाण प्राप्त करते हैं जो इच्छात्मक परिमाण के बराबर होते हैं(चित्रा 2,प्रतिभागी 2; चित्रा 4,प्रतिभागी 5) । इस प्रकार, यह प्रतिमान परिमाण(चित्रा 3 ए),एसएलआर(चित्रा 3 बी)का पता लगाने की क्षमता को बढ़ाने और स्थिर लक्ष्यों का उपयोग करके एक प्रतिमान की तुलना में ~ 50 एमएस(चित्रा 3 बी)द्वारा कम पहुंच आरटीएस को बढ़ावा देने में प्रभावी साबित हुआ है। उभरते लक्ष्य प्रतिमान भी मध्य उड़ान सुधार4की आवश्यकता प्रतिमान पर लाभ है, जहां एक नई उत्तेजना प्रस्तुत किया है, जबकि एक पहुंच आंदोलन मध्य उड़ान में पहले से ही है । मध्य उड़ान में पहले से ही आंदोलनों में ईएमजी या गतिज परिवर्तन भी प्रयोगों के दौरान हो सकते हैं जो वर्तमान हाथ की स्थिति के दृश्य प्रतिक्रिया को बदलते हैं, या तो अकेले या लक्ष्य स्थिति13में परिवर्तन के साथ संयोजन के रूप में। जबकि आमतौर पर तेजी से visuomotor प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया, ऐसे प्रतिमानों में EMG, गतिज, और/या नए उत्तेजना के जवाब में संचालित गतिज गतिविधि मूल आंदोलन से संबंधित गतिविधि के शीर्ष पर विकसित । इसके विपरीत, चूंकि प्रतिभागी उभरते लक्ष्य प्रतिमान में उत्तेजना उद्भव के समय एक स्थिर मुद्रा में है, एसएलआर आसानी से विचार कर रहे हैं, यहां तक कि एक परीक्षण द्वारा परीक्षण के आधार पर ।

उभरते लक्ष्य प्रतिमान के लिए तीन सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं एक बाधा (3.1.3) के पीछे निहित गति का उपयोग कर रहे हैं, लक्ष्य उपस्थिति (3.1.4) के समय की निश्चितता, और पूर्ण लक्ष्य एक ऑक्लडर (3.1.5) के पीछे से उद्भव। इन तीन पहलुओं में से हम अटकलें लगाते हैं कि गर्भित गति का उपयोग सबसे महत्वपूर्ण है । निहित गति पृष्ठीय दृश्य धारा में गति से संबंधित क्षेत्रों में मजबूत संकेत पैदा करती है जो दृश्यमान गति लक्ष्य14द्वारा उत्पादित लोगों से अविवेच्य हैं। हम अटकलें लगाते हैं कि, जब इस तरह के निहित गति के साथ संयुक्त, बाधा के नीचे उभरते लक्ष्य की अचानक उपस्थिति स्थिर लक्ष्य प्रतिमान की तुलना में एक मजबूत दृश्य क्षणिक बनाता है । उभरते लक्ष्य प्रतिमान के हमारे कार्यान्वयन में उस समय के उच्च स्तर के परीक्षण-द्वारा-परीक्षण निश्चितता को भी शामिल किया गया था जिस पर लक्ष्य फिर से दिखाई देगा । बाधा के पीछे लक्ष्य का गायब होना और बाद में उभरना केंद्रीय निर्धारण के ऑफसेट के बीच एक 'अंतर अंतराल' के समान हो सकता है या परिधीय लक्ष्य की उत्तेजना और प्रस्तुति पकड़ता है, जो15 तक पहुंचने की प्रतिक्रिया समय को भी तेज करता है और एक्सप्रेस सैकेड16की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है, जो एक अन्य प्रकार की तेज विसुमोटोटर प्रतिक्रिया है। अंत में, यह महत्वपूर्ण है कि बाधा के पीछे से उभरने वाले लक्ष्य को अपनी संपूर्णता में प्रस्तुत किया जाता है, बजाय बाधा के पीछे से फिसलने के रूप में प्रस्तुत किया जा रहा है । बाधा पिछले स्लाइड करने के लिए लक्ष्य थे, दृश्य प्रणाली के लिए उपलब्ध शुरुआती उत्तेजना एक ' हाफ मून ' उत्तेजना होगी जिसमें अंग एसएलआर10की पहले और मजबूत अभिव्यक्ति को बढ़ावा देने के लिए ज्ञात निचले स्थानिक आवृत्तियों की कमी होगी । इन महत्वपूर्ण कदमों के अलावा, अध्ययन के तहत मांसपेशियों (ओं) की पसंदीदा या गैर-पसंदीदा दिशा से जुड़े स्थानों पर उभरते लक्ष्यों के लिए आउटलेट की स्थिति महत्वपूर्ण है। ब्याज की मांसपेशियों की गतिविधि बढ़ाने के लिए पृष्ठभूमि लोडिंग बल का परिचय देना भी अंग एसएलआर का पता लगाने में फायदेमंद है।

समस्या निवारण के संदर्भ में, यह सुनिश्चित करना अनिवार्य है कि अंग एसएलआर की छोटी विलंबता को देखते हुए लक्ष्य उद्भव का समय हर परीक्षण पर जाना जाता है। यह डिजिटल मॉनिटर डिस्प्ले के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो व्यवस्थित रूप से उत्तेजना प्रस्तुति के समय में परिवर्तनीय देरी को प्रेरित कर सकता है जो मांसपेशियों की गतिविधि के सटीक संरेखण से महत्वपूर्ण घटनाओं के लिए समझौता कर सकता है। उभरते लक्ष्य प्रयोग के किसी भी कार्यान्वयन से पहले, और दृश्य प्रदर्शन के प्रकार की परवाह किए बिना, हम कई स्क्रीन स्थानों पर उत्तेजना उपस्थिति के समय को रिकॉर्ड करने के लिए कई फोटोडायोड के उपयोग को प्रोत्साहित करते हैं (उदाहरण के लिए, 3.1.6 में संदर्भित अनदेखी स्थान पर, और उन स्थानों पर जहां T1 उभरेगा)। यदि इन दोनों स्थानों पर उत्तेजना उपस्थिति के बीच अंतराल परीक्षणों में अपरिवर्तनीय है, तो अनदेखी स्थान पर फोटोडिओड वास्तविक प्रयोग के दौरान टी 1 उपस्थिति के लिए प्रॉक्सी के रूप में काम कर सकता है, उन विभिन्न स्थानों के लिए विशिष्ट किसी भी अंतराल के लिए समायोजित करने के बाद, जिन पर T1 दिखाई दे सकता है। हम प्रयोग के दौरान ईएमजी गतिविधि की क्लोज ऑन-लाइन निगरानी को भी प्रोत्साहित करते हैं, लक्षित उद्भव से पहले पृष्ठभूमि ईएमजी गतिविधि में किसी भी परिवर्तन को देखने के लिए, या मांसपेशियों की गतिविधियों की मांसपेशियों की पसंदीदा दिशा से विपरीत तक पहुंचने वाले ईएमजी गतिविधि में परिवर्तन करने के लिए।

ऐसे कई तरीके हैं जिनमें उभरते लक्ष्य प्रतिमान को संशोधित किया जा सकता है और ऐसा करने से संवेदी, संज्ञानात्मक और आंदोलन से संबंधित कारकों की समझ आगे बढ़ सकती है जो तेजी से विसुमोमोटर प्रणाली को प्रभावित करते हैं। यहां, हमने विषयों को निर्देश दिया कि वे उभरते लक्ष्य से (एक समर्थक पहुंच) या दूर (एक विरोधी पहुंच) की ओर बढ़ने के लिए तैयार हों । जैसा कि पिछलेपरिणामों 9से उम्मीद थी, इस निर्देश के समेकन ने विषयों को एसएलआर समय को बदले बिना एसएलआर परिमाण को गीला करने में सक्षम बनाया। इससे पता चलता है कि एसएलआर में मध्यस्थता करने वाले तंत्रिका केंद्रों को लक्ष्य उद्भव से पहले कार्य निर्धारित करने वाले उच्च-क्रम क्षेत्रों द्वारा पूर्व-निर्धारित किया जा सकता है। ऐसे कई अन्य आयाम हैं जिनमें कार्य को संज्ञानात्मक कारकों में हेरफेर करने के लिए संशोधित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए या तो समय में लक्ष्य उपस्थिति की पूर्वानुमेयता में फेरबदल करके (यानी, उद्भव के समय को कम उम्मीद के मुताबिक बनाना) या अंतरिक्ष (यानी, एक तरफ या किसी अन्य के लिए उभरते लक्ष्य को पूर्वाग्रह से रखना, या उद्भव के पक्ष को इंगित करने के लिए अंतर्जात संकेत प्रदान करना)। उभरते लक्ष्य के संवेदी मापदंडों के जोड़तोड़ (उदाहरण के लिए, गति, विपरीत, आकार, या उभरते उत्तेजना का रंग, या प्रतिस्पर्धी व्याकुलता की उपस्थिति) अंतर्निहित सब्सट्रेट्स में अंतर्दृष्टि भी प्रदान करेगा। बाधा के नीचे लक्ष्य को आगे बढ़ाने के बजाय एक स्थिर पेश करने से अंग एसएलआर की मजबूती पर लक्ष्य गति बनाम लौकिक पूर्वानुमेयता के प्रभावों को पार्स करने में भी मदद मिलेगी । अंत में, एक मोटर के नजरिए से, उभरते लक्ष्य प्रतिमान के ढांचे को द्विपक्षीय पहुंच आंदोलनों तक बढ़ाया जा सकता है और ऊपरी अंग की मांसपेशियों पर मजबूत एसएलआर की उपस्थिति स्थापित करना जांच को अन्य ट्रंक या अंग मांसपेशियों को ऐसे संकेतों के वितरण को शक्तिशाली बनाता है।

इस प्रतिमान के साथ जुड़े सीमाओं में से एक, शायद विडंबना, डिग्री है जो आरटीएस तक पहुंचने के लिए छोटा किया गया है । हमारे एसएलआर डिटेक्शन मापदंड जैसा कि पहले12का उपयोग किया जाता था, क्योंकि हमने औसत आरटी समूहों की तुलना में कम या लंबे समय तक अलग-अलग समय-श्रृंखला आरओसी विश्लेषण किए। ऐसा करने के लिए पहुंच RTs में कुछ हद तक विचरण की आवश्यकता होती है, और व्यवहार में हमने पाया है कि पहुंच RTs स्थिर प्रतिमान (२७९ +/-५८ एमएस (स्थिर); २०७ +/-३४ एमएस (उभरते लक्ष्य) की तुलना में उभरते लक्ष्य प्रतिमान में कम और कम चर रहे हैं । दरअसल, आरटीएस को कभी-कभी इस हद तक छोटा कर दिया जाता था कि ईएमजी गतिविधि के आंदोलन से संबंधित वॉली अक्सर एसएलआर अंतराल में मिश्रित हो जाती थी। नतीजतन, समय-श्रृंखला आरओसी अक्सर 0.5 के पास मूल्यों से सीधे 1.0 के पास मूल्यों तक बढ़ जाता है, जो रेफरी8 में पता लगाने के लिए आवश्यक एसएलआर के बाद संक्षिप्त कमी प्रदर्शित किए बिना (चित्रा 4,प्रतिभागी 1,2,4,5 देखें)। इससे भी महत्वपूर्ण बात, छोटे आरटी विचरण ढलान का पता लगाने के लिए हानिकारक है(चित्रा 1c); जिससे आरटीएस में परिवर्तनशीलता की कमी से पता लगाने योग्य एसएलआर के निचले स्तर तक ले जाया जा सकता है। हम उम्मीद करते हैं कि एसएलआर के लिए पता लगाने के मापदंड विकसित होते रहेंगे और संभवतः हाथ में कार्य की बारीकियों को अनुकूलित करना होगा। अन्य कार्य जोड़तोड़, शायद लक्ष्य फिर से उभरने की लौकिक अनिश्चितता को बढ़ाकर या यह आवश्यक है कि विषय लक्ष्य उद्भव के बाद थोड़े अंतराल के लिए आगे बढ़ने की प्रतीक्षा करें (उदाहरण के लिए, रंग बदलने के लिए उभरे लक्ष्य की प्रतीक्षा करके), आंदोलन की शुरुआत से जुड़े एसएलआर अंतराल के दौरान एसएलआर अंतराल के दौरान लक्ष्य और अलग भर्ती के मतलब और विचरण को बढ़ाने में मदद कर सकता है। एक दूसरी सीमा है, जो पता नहीं लगाया गया है, हो सकता है कि कुछ प्रतिभागियों को उभरते लक्ष्य प्रतिमान में एक एसएलआर प्रदर्शन नहीं हो सकता है । हम समझते है कि हमारे नमूना छोटे है और भविष्य के अध्ययन बड़ी आबादी पर उभरते लक्ष्य प्रतिमान रोजगार चाहिए ।

समापन में, उभरते लक्ष्य प्रतिमान एसएलआर प्राप्त करने के लिए एक अधिक विश्वसनीय तकनीक प्रदान करता है, जब स्थिर लक्ष्यों का उपयोग कर प्रतिमान की तुलना में । उभरते लक्ष्य प्रतिमान का ढांचा ऊपरी अंग एसएलआर की मजबूत अभिव्यक्ति प्राप्त करने का साधन प्रदान करके तेजी से विसुमोटोर प्रतिक्रियाओं के अध्ययन को आगे बढ़ाएगा। यह विशेष रूप से उल्लेखनीय है कि यहां रिपोर्ट किए गए सभी परिणाम सतह रिकॉर्डिंग के साथ प्राप्त किए गए थे, क्योंकि इससे आबादी में एसएलआर का अध्ययन संभव हो सकेगा जो युवा, बुजुर्गों या अशक्त की तरह इंट्रामस्क्युलर रिकॉर्डिंग के लिए कम उत्तरदायी हो सकता है। हम यह भी उम्मीद करते हैं कि उभरते लक्ष्य प्रतिमान को गैर-मानव वानरों में पशु अध्ययन में बढ़ाया जा सकता है और संभावित तंत्रिका सब्सट्रेट्स का पता लगाने के लिए न्यूरोफिजियोलॉजिकल तकनीकों के साथ संयुक्त किया जा सकता है। मनुष्यों में भविष्य के काम के साथ जो तेजी से कार्य के कई संवेदी, संज्ञानात्मक और मोटर आयामों का पता लगा सकते हैं, उभरते लक्ष्य प्रतिमान को तेजी से विसुमोटोटर प्रणाली के परिकल्पना-चालित अन्वेषणों को शक्तिशाली बनाना चाहिए।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

यह काम कनाडा के प्राकृतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान परिषद (NSERC) से बीडीसी के लिए एक डिस्कवरी ग्रांट द्वारा समर्थित है; आरजीपिन 311680) और कनाडा के स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थानों (सीआईएचआर) से बीडीसी को एक ऑपरेटिंग ग्रांट; एमओपी-93796) । RAK एक ओंटारियो स्नातक छात्रवृत्ति द्वारा समर्थित था, और एएलसी एक NSERC बनाने अनुदान द्वारा समर्थित था । इस पांडुलिपि में वर्णित प्रायोगिक तंत्र को कनाडा फाउंडेशन फॉर इनोवेशन द्वारा समर्थित किया गया था। अतिरिक्त सहायता कनाडा प्रथम अनुसंधान उत्कृष्टता कोष (BrainsCAN) से आया था ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bagnoli-8 Desktop Surface EMG System Delsys Inc. Another reaching apparatus may be used
Kinarm End-Point Robot Kinarm, Kingston, Ontario, Canada Another reaching apparatus may be used
MATLAB (version R2016a) Stateflow and Simulink applications The MathWorks, Inc., Natick, Massachusetts, United States
PROPixx projector VPIXX Saint-Bruno, QC, Canada This is a custom built addon for the Kinarm. Other displays may be used. Resolution: 1920 x 1080. Standard viewing monitors may also be used.

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References

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

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तंत्रिका विज्ञान अंक 162 उत्तेजना-बंद प्रतिक्रियाएं प्रतिक्रिया समय नेत्रहीन निर्देशित पहुंचता है मनुष्य इलेक्ट्रोमायोग्राफी चलती लक्ष्य संवेदी परिवर्तन
मानव ऊपरी अंग की मांसपेशियों पर तेजी से Visuomotor प्रतिक्रियाओं का आह्वान करने के लिए एक उभरते लक्ष्य प्रतिमान
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Kozak, R. A., Cecala, A. L.,… More

Kozak, R. A., Cecala, A. L., Corneil, B. D. An Emerging Target Paradigm to Evoke Fast Visuomotor Responses on Human Upper Limb Muscles. J. Vis. Exp. (162), e61428, doi:10.3791/61428 (2020).

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