Eşzamanlı Derisi Elektroensefalografi (EEG), elektromiyografi (EMG) ve Multi-modal Sinir kod çözme için Tüm vücut bölüm Ataletsel Kayıt

Aşağıdaki deneyin genel amacı, çok çeşitli lokomotif görevlerinde insan beyni, vücut dinamiklerinin incelenmesini sağlamak için mobil beyin görüntüleme çerçevesi kavramını genişletmektir. Bu, ikinci adım olarak önce E-E-G-E-M-G ve hareket yakalama sensörlerinin bir insan denek üzerine yerleştirilmesiyle elde edilir. Üç veri toplama sistemi, özel yazılım ve bir zaman kilidi E-E-G-E-M-G ve hareket yakalama veri seti sağlayan bir basmalı düğme tetikleme cihazı ile senkronize edilir.

Daha sonra, denek dört farklı ortamda dokuz özel lokomotif görevini tamamlar. Çeşitli hareketler sırasında beyin vücut dinamiklerini yakalamak için sonuçlar, lokomotif görevleri sırasında EEG ile ölçülen beyin aktivitesini göstermektedir. Bu yöntem, nöroprotez ve beyin makine arayüzleri alanındaki temel soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir.

Örneğin, bir kafa derisi EEG'sinden GA kinematiği veya yüzey EMG paternleri hakkında yararlı bilgiler çıkarmak mümkün müdür? Bu tekniğin mevcut yöntemlere göre en büyük avantajı, geleneksel veri toplama tekniklerine kıyasla daha fazla motor görevi ve ortamı keşfetmemizi sağlayan bir mobil kurulum kullanarak E-E-G-E-M-G ve hareket yakalama verilerini kablosuz olarak toplayabilmemizdir. Bu tekniklerin etkileri aynı zamanda hareket bozuklukları ve rehabilitasyon tıbbına da uzanır, çünkü temel olarak bu protokoller bize beyin aktivitesindeki değişiklikler ve vücudun adaptasyonu hakkında bilgi verir.

Yüksek lisans öğrencilerim şimdi sensörlerin yerleşimini gösterecek veya JI osir bugün gönüllümüzün üzerine EMG sensörlerini nasıl yerleştireceğimizi gösterecek. Kevin Nathan, John'un yardımıyla, EEG sensörlerini kafa derisine yerleştirecek olan kişi Bu protokole başlamak için. İlk olarak, deneğin boyunu, kilosunu ve yaşını kaydedin.

Ardından koşu bandı hızını deneğin tercih ettiği yürüme hızına uyacak şekilde ayarlayın. Ardından, keçeli kalem kullanarak nasion ve Inion arasındaki mesafeyi ölçün. Kapağı hizalamak için mesafenin %10'unu referans olarak işaretleyin ve mesafenin orta noktasını başın tepe noktası olarak işaretleyin.

Şimdi EEG kapağını konunun üzerine yerleştirin ve referans yer işaretleriyle hizalayın. FP bir ve FP iki elektrotları arasındaki orta noktayı %10 mesafe işaretiyle hizalayın ve CZ elektrodunu işaretli tepe noktasıyla hizalayın. Çenenin altına sararak kapağı sabitleyin.

Ardından, toprak ve referans elektrotlarından başlayarak, elektrot LED'inin yeşile dönmesiyle gösterildiği gibi her birinin empedansı 25 kilo ohm'un altına düşene kadar her elektroda elektrolit jel enjekte etmek için küçük bir şırınga kullanın. Son olarak, elektrotları veri toplama sistemi için kablosuz vericiye bağlayın. Daha sonra, önce cildi tıraş ederek ve ardından bir izopropil alkol pedi ile temizleyerek yüzey elektromiyografisine hazırlanın.

Daha sonra tali, anterior vastus, lateralis, biceps, fems ve gastroc için bacak başına hazırlanan sekiz bölgenin her birine bir elektrot yerleştirin. Son olarak, lütfen sol veya sağ bileğe EMG toprak elektrotları takın ve tüm EMG elektrotlarını EMG veri kayıt ünitesine bağlayın. Hareket yakalama için ayarlamak için.

İlk olarak, cırt cırtlı kayışlar veya çift taraflı bant kullanarak işaret sensörlerini nesnenin üzerine yerleştirin. Sensörleri burada listelenen konumlara takın. Ardından, deneğin koşu bandına adım atmasını ve veri toplamadan önce burada görüldüğü gibi bir emniyet kemeri takmasını sağlayın.

Doğru elektrot yerleşimini, elektrot bağlantısını ve veri iletimini doğrulamak için EEG ve EMG sinyallerini inceleyin. Ardından c plus plus konsol uygulamasını çalıştırarak veri toplamaya başlayın. EMG kaydını başlatmak ve bir sesli ipucuna bip sesi vermek için manuel tetik düğmesine basın.

Deneyi başlatmak için, deneğe 30 saniye boyunca sessiz duruşta kalmasını söyleyin. Ardından 30 saniye sonra yürümeye başlamak için tetik düğmesine basın. Koşu bandı, deneğin önceden seçilmiş hızına yavaşça hızlanmalıdır.

Deneğin beş dakika yürümesini sağlayın. Beş dakika sonra, koşu bandını yavaşça durdurarak ayakta yürümeye geçişi başlatmak için tetik düğmesine basın. Durduktan sonra denek 30 saniye ayakta kalmalıdır.

Şimdi, veri toplama denemesini durdurmak ve verileri kaydetmek için kuyruk düğmesine basın. Bu deneyi siyah da dahil olmak üzere üç görsel koşulla tekrarlayın. Bir video monitöründe bacakların gerçek zamanlı gözlemine odaklanmak ve koşu bandında çapraz bir çizgiden kaçınmak için konunun önünde belirli bir mesafede.

Ardından, yürüyüş alanına geçin. Yürüyüş alanı, görüldüğü gibi beş set kızılötesi yakınlık sensörü, koni ve televizyon ekranı yerleştirilerek kurulmalıdır. Burada, konuyu arena yürüyüş döngüsünün başlangıcına yerleştirin ve daha önce açıklandığı gibi veri toplamaya başlayın.

Şimdi, yürüme deneyini başlatmak için tetik düğmesine basın. Tetik verildiği anda. İlk yön oku, konunun karşısındaki ekranda görüntülenir.

Bir sağ ok veya bir sol ok gözlenirse, denek girişteki koni setinden çıkmalı, bu yönde 90 derece dönmeli, döngüyü tamamlamalı ve giriş konilerine geri dönmelidir. Bir yukarı ok görülürse, konu doğrudan giriş konilerinden dışarı devam etmelidir. Daha sonra manuel bir tetik ve yön oku verilmelidir Konu IR sensörlerinden yaklaşık iki metreye ulaştığında.

Denek daha sonra ilk IR sensör setinden geçmeli ve ardından döngüyü tamamlamak için karşılık gelen 90 derecelik dönüşü yapmalıdır. Yürüme sırasında giriş konilerine geri dönen deneyci, tekerlekli bir araba üzerinde ana bilgisayar ile konuyu yaklaşık üç ila beş metre mesafeden takip etmelidir Kablosuz sinyal kalitesini sağlamak için, denek giriş konilerine ulaştığında yürümeye devam etmelidir. Tek bir döngü tamamlandıktan sonra, her bir ilk ok için üç döngü tamamlanana kadar sıra rastgele ok sıralaması ile sıra tekrarlanmalıdır.

Gerekli döngü sayısını tamamladıktan sonra, ayakta durmaya geçişi işaret etmek için manuel tetik düğmesine basın. Konu 30 saniye boyunca sessizce durmalıdır. Ardından, ana bilgisayardaki işaret düğmesine basarak veri toplamayı sonlandırın.

Konunun arkasına bir sandalye yerleştirin ve veri toplamaya başlayın. Denek, veri toplamanın başlangıcında 15 saniye boyunca sessizce durmalıdır. 15 saniye sonra manuel tetik düğmesine basın.

İşareti duyduktan sonra, denek bir sonraki ses kuyruğuna kadar ayakta durmaktan oturmaya, duruşa, tutmaya, oturma pozisyonuna geçmelidir. Beş ila 15 saniye arasında rastgele bir aralık bekleyin. Ardından, oturarak ayakta durmaya geçiş için bir işaret vermek üzere manuel tetiğe basın.

Deneğin bir sonraki ses kuyruğuna kadar ayakta duruşunu tutmasını sağlayın. Bu işlemi saat 10'a kadar tekrarlayın. Oturmak için komple stand ve ayakta durmak için oturun.

Manevralar tamamlanır, bundan sonra denek 15 saniye sessizce durmalıdır. Ardından, işaret düğmesine basarak veri toplamayı sonlandırın. Ardından, kendi kendine başlatılan standın oturması ve ayakta durmak için oturmak için oturma protokolü tekrarlanır.

Bu sefer, deneğe geçiş için bir tetikleyici vermek yerine, deneğin her manevranın 10'u tamamlanana kadar aktarımı kendi başına başlatmasını sağlayın. Koridorda yürümek için, konuyu ve veri toplama arabasını sekizde bir millik düz bir koridorun ortasına yerleştirin. Koşu bandı yürüyüş deneylerinde olduğu gibi veri toplamaya başlayın.

İlk 32. dinlenme süresinden sonra, yürümeye başlaması için deneğe manuel bir tetik veya bip sesi verin. Deneğin beş dakika boyunca sürekli yürümesini sağlayın. Denek koridorun bitimine 10 metre yaklaştığında, kendi kendine bir U dönüşü başlatmalı ve ters yönde yürümeye devam etmelidir.

Beş dakika sonra, yürümeyi durdurmak için manuel tetik düğmesine basın. Denek, dümdüz ileriye bakarken 30 saniye sessizce durmalıdır. Ardından veri toplama seçimini sonlandırın.

Ardından, ikinci bir koridor deneyine başlayın. 20 ila 40 saniye uzunluğunda rastgele bir yürüyüş zaman aralığından sonra, deneğin yürümeyi durdurması için manuel bir tetik ve sesli ipucu verin. Denek daha sonra beş ila 15 saniye arasında kısa, rastgele bir süre boyunca ayakta kalmalıdır.

Ardından, deneğin yürümeye devam etmesini sağlamak için manuel tetik düğmesine basın. 10 başlatma durdurma döngüsü tamamlanana kadar bu adımları yineleyin ve ardından sonlandırın. 10 saniyelik koşu bandı yürüyüşünden elde edilen veri toplama temsili sonuçları burada gösterilmektedir.

Üst panel, kanal adıyla 64 kanal ham EEG verilerini gösterir 10 20 Uluslararası Konvansiyonu'ndan, orta panel 11 işaret sensöründen dikey yönde ivmeyi gösterir. Alt panelde sekiz kanallı ham EMG gösterilir. Bu şekil, arena sırasında bir yürüyüş döngüsünden elde edilen temsili verileri göstermektedir.

Bir protokol dikey siyah çubuklar tetikleyicileri gösterir. İlk tetik, sağ oku sunan basma düğmesindendir. Son dördü IR sensörlerinden, konu döngüyü geçerken IR bir ila IR dört arasındadır ve burada standdan Oturmaya ve oturarak ayakta durmaya geçişe örnek verileri görüyoruz.

EEG ivmelenmesi ve EMG verileri ilk şekildeki gibi sunulmuştur. Dikey çubuklar, sırasıyla ayakta durmayı ve oturmayı başlatmak için manuel tetikleyicileri gösterir. Son olarak, bu şekil, koridor sırasında ayakta durmaktan yürümeye ve yürümeden ayakta durmaya geçişten örnek verileri göstermektedir.

Yürüme görevi. Dikey çubuklar, sırasıyla yürümeye başlamak ve durdurmak için manuel tetikleyicileri ve sesli ipuçlarını gösterir. EEG sensörlerinin ve EMG sensörlerinin hareket artefaktlarına karşı hassas olduğunu hatırlamak önemlidir, bu nedenle sensörlerin güvenli ve bu konuya güvenli bir şekilde takıldığından emin olmalıyız.

Bu prosedürü takiben, elektro kortikal sinyalleri artefaktlardan izole etmek için bağımsız bileşen analizi veya doğrusal regresyon gibi diğer teknikleri uygulayabilir ve EEG verilerinden uzuv kinematiği veya EMG profillerini çıkarmanıza olanak tanır. Bu teknik, nöral arayüz topluluğunun beynin hareket ve hareket niyeti ile nasıl ilişkili olduğu hakkındaki soruları yanıtlamasını sağlayacak ve bir kafa derisi EEG'sinden yürüyüş hakkında bilgi çıkarmak için bir araç sağlayacaktır.