Name: Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 31 s
Description: Öğrenin, fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile motor görevler sırasında duyusal ve motor beyin bölgelerindeki aktiviteyi eşzamanlı kinematik ve EMG izleme kullanarak incelemeyi. Bu yöntem, çocukluk çağı beyin hasarı olan bireylerde beyin aktivasyonu farklılıklarını belirlemeye yardımcı olur.

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

Bu proje, Ulusal Sağlık Enstitüleri Klinik Merkezi'ndeki Intramural Araştırma Programı tarafından finanse edilmiştir. Bu protokolde sunulan prosedürlerin iyileştirilmesinde Dr. Thomas Bulea (Dr. Thomas Bulea ) ve Laurie Ohlrich, PT ile yapılan yararlı görüşmeleri takdir ediyoruz. Muyinat W. Osoba ve Andrew Gravunder, MS animasyonlara yardımcı oldular.

NOT: Bu protokol Ulusal Sağlık Enstitüleri Kurumsal Değerlendirme Kurulu (: NCT01829724 ClinicalTrials.gov tanımlayıcı) tarafından onaylanmıştır. Tüm katılımcılar soru sorma ve onların katılımı öncesinde bilgilendirilmiş onam sağlamak için fırsat verilir. Vazodilatörlerin ve vazokonstriktörlere son kullanımından kaynaklanan hemodinamik yanıtı değişiklikleri dikkate alarak, katılımcılar 3 .Bu animasyon videoları özel laboratuvarda yapılan deneyden önce 24 saat alkol ve kafein kaçınmaları istenir, ancak diğer kaydedilmiş olabilir sesler ya da alternatif araştırma sorularına özel görüntüler. 1. Önceki Katılımcının Varış için oda Kurma. <ol><li> Hareket yakalama üreticinin özel sürecine göre laboratuvarın koordinatlara hareket yakalama kameraları göreli kalibre. Kamera pozisyonları vücudun hem de tüm belirteçlerin kayıt sağlayacak emin olunve test edilecek görevleri sırasında katılımcının başkanı. Kalibrasyon işlemi hareket yakalama sisteminin doğruluğunu sağlar ve herhangi bir hareket laboratuvar için standart bir uygulamadır. Yansıtıcı belirteçler güvenilir bir şekilde tespit edilebilir 17 m 3 yaklaşık bir hacmi ile, on kamera sistemi kullanın. </li><li> Hareket yakalama ve fNIRS bilgisayarların BNC girişi talimat bilgisayardan tetiği bağlayın. Tetikleyici bir fare düğmesi bağlı ve fareyi tıklayarak devreyi tamamlar ve hareket yakalama / EMG veri toplama kuruluna ve yardımcı analog girişler gibi fNIRS veri toplama kartına aynı anda darbe gönderir emin olun. </li><li> Video başlayan iki veri toplama sistemlerinde aynı anda voltaj değişikliği neden olacak şekilde talimat animasyon videoları çalıştırmak bilgisayara USB portundan bu fareyi bağlayın. NOT: EMG sinyalleri otomatik olarak senkronize ve hareket yakalama yazılımı tarafından kaydedilen, yani addit edilirEMG sistemi uğratarak senkronizasyon gerekli değildir. </li><li> Talimatlar için ekran ve projektör kurmak katılımcıya gösterilecek. Distracters olabilecek herhangi bir gereksiz öğeleri kaldırın. Onlar katılımcının hareketlerinin tam bir görünümü olacak tripod ve dijital video kamera yerleştirin. </li><li> Yansıtıcı belirteçler güvenli prob her optode üstüne takılı olduğundan emin olun. </li><li> Gerekli tüm belgeleri birleştirin: Örneğin rıza ve onay kopyaları, klinik muayene sayfaları, ve deneysel not kağıtları,. </li></ol> 2. Temel Önlemler <ol><li> Bilgilendirilmiş onam sürecini tamamladıktan sonra, ölçmek ve kayıt katılımcının boy, kilo, yaş, ve baş çevresi. </li><li> Belirtildiği gibi Edinburg El Envanteri 10 ve diğer klinik muayene yönetme. Tutanak saç ve cilt tipleri katılımcı-bildirmişlerdir. </li><li> Bilateral posterior superior iliak dikenler üzerinde yansıtıcı belirteçleri (PSIS) yerleştirin. 5 kez, ve kendi kendine seçilen yürüme hızını tahmin etmek çalışmalar boyunca hız ortalama - laboratuarında genelinde 3 onların rahat bir tempoda katılımcı bir yürüyüş var. </li></ol> 3. Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (fNIRS) Kurulum NOT: katılımcı birkaç kişi aynı anda onlara yakın olmak rahat ise, bu yardım için yeterli deneyci veya araştırma personeli varsa, EMG ve hareket yakalama kurulumu ile eş zamanlı olarak tamamlanmış, ve olabilir. <ol><li> Nasion (Nz) ve inion (İz) arasındaki mesafeyi ölçün, ve sağa (Ar) ve sol (Al) kulaklara öncesi aurikular noktalar arasında. Bu iki önlemlerin orta kesiştiği bir yıkanabilir kalem kullanarak kafa derisi üzerinde işaretlenmiş Cz vardır. </li><li> Katılımcı optodes alınacaktır kafa derisi ortaya koymak için örgü veya ponytails kullanarak saç küçük porsiyonlarda kapalı uzun saçlı, bölüm varsa. </li><li> FNIRS t üzerine soruşturma yerleştirinO katılımcının baş, Cz, Ar uyum için dikkat. O kafa derisi üzerine yerleştirilir Sonra uzak, her optode altından saç taşımak. Son olarak, güvenli bir şekilde yerinde optodes tutmak için Velcro şeritleri ekleyin. NOT: Bu protokolde, çene altında gider kafa, alnını gider biri ve arkasında gider bir kayış var bir kap kullanın. Optodes kulağı çevreleyen esnek bir plastik halka üzerindeki Velcro ile bu kapağa demirlemiş. <ol><li> Katılımcı kısa saç (uzunluk az 2 yaklaşık daha inç) varsa, bir tarağın küçük bir ince çubuk veya plastik ucu ile optodes arasında saç çekin. </li></ol></li><li> Tüm optode kabloları düz yalan olduğunu ve optodes kafa derisi yüzeyine yaklaşık dik olduğundan emin olun. <ol><li> Gerekirse, optodes dik hizalama temin etmek için optode kabloları grubu altında bir köpük ince bir parçası eklenir. </li></ol></li><li> Prob konforu hakkında katılımcı ile kontrol edin, veGerekirse ayarlayın. Kendi konfor deney sırasında herhangi bir noktada düşerse deneycilerin anlatmak için onları bilgilendirin. </li><li> Kaynağa açın ve sinyalleri kontrol edin. <ol><li> Bu sistemde, en az 80 dB, bir yoğunluk ve hem de 690 ve 830 nm dalga boylarında sinyal deltaOD (optik yoğunluk değişikliği) &#39;de açık bir şekilde görünür bir sinyal sahip olan bir sinyal sağlamak. Kanallar bu kriterlere uymayan sinyalleri varsa, o saç optode (lar) engellemediğini teyit ve ardından sinyal yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak gerektiği gibi dedektör kazanç ayarlayın. Bu hareket yakalama kameraları bu süre boyunca kapalı olduğundan emin olun. NOT: Diğer fNIRS makinaları 690 ve 830 nm dalga boylarında farklı çalışabilir; Bu durumda, kullanılan makineye en uygun dalga boyu kontrol edin. </li></ol></li><li> Nz, Iz, Ar, ve Al yansıtıcı belirteçler ekleyin. Hala tutun ve hareket yakalama bu veri ve fNIRS optode belirteçlerin yaklaşık 2 sn toplamak için katılımcı isteyin. DoğrulayınTüm belirteçler kaydedildi ve gerektiğinde ilave denemeler toplamak edilmiştir. Bu kameralar ve belirteçleri arasındaki görüş hattı geliştirmek için kafa konumunu değiştirmek için katılımcı gerektirebilir. Varsa bir katılımcının bireysel yapısal MRG olasılık kayıt için analiz sırasında bu toplanan üç boyutlu yerleri kullanın. </li><li> Hareket yakalama kameraları müdahalesi veya doygunluk dedektörleri korumak için fNIRS optodes üstüne siyah keçe veya diğer optik emici malzeme birkaç kat ile bir kapak ekleyin. Kablolar ve fNIRS cihazın ön paneli de iyi aynı optik emici malzeme kullanılarak ekranlı emin olun. </li></ol> 4. Yüzey Elektromiyografi (EMG) Kurulum <ol><li> Kas kasılması sırasında anatomik yerlerinden, palpasyon kullanarak her hedeflenen kas kas karın bulun, ve elektrot yerleştirme kılavuzları 11. NOT: Bu protokol hedeflenen kaslar bil dahilateral medial gastroknemius, tibialis anterior, rektus femoris, vastus lateralis, biceps femoris, ekstansör karpi radialis ve fleksör karpi radialis. </li><li> SENIAM 12 tarafından tavsiye edilen, bir izopropil alkol pedi ile temizlik daha sonra bant ile ölü cilt hücrelerini kaldırarak, ve, tıraş kas karın üzerinde EMG elektrot yerleştirme için hazırlayın ve cilt kurumasını bekleyin. </li><li> Kas liflerinin yönüne yönelik EMG elektrot yerleştirin. </li><li> Bir öz yapışık şal ile rahatça sarın. </li><li> Kas aktif olduğunda manuel kas testi yapılarak uygun elektrot yerleştirme, ve sinyal değişikliği açıkça görüntülenmesini sağlamak için ise bilgisayardaki kas sinyalleri kontrol edin. </li></ol> 5. Hareket Yakalama Kurulumu <ol><li> Ortak yerler de yansıtıcı belirteçler yerleştirin. Bunlar, medial ve lateral malleolus, medial ve lateral diz eklemi dahil üstün iliyak omurga (ÇED), posterior superior iliak omurga (PSIS), radyal stiloidi, ulnar Syloid, medi önEl humerus epikondil ve yanal humerus epikondil. </li><li> Ayak, sap, uyluk, el ve önkol dahil ilgi her segmentin üzerine 3 veya daha fazla işaretçileri veya belirteçleri bir katı cisim küme, yerleştirin. </li><li> Katılımcı gibi 90 ° omuz fleksiyon ve 90 ° dirsek fleksiyonda kolları ile ayakta gibi, standart bir konumda hala ayakta iken hareket yakalama verileri yaklaşık 2 sn toplayın. Tüm belirteçler açıkça kameralara görünür olduğundan emin olun. </li></ol> 6. Yürüme Görev <ol><li> Koşu bandı katılımcı transferi var. Hasta pozisyonunda sonra tavan desteği kabloları sabitleyin sonra fNIRS optode kabloları destekleyerek onlara yardımcı ve. Hasta düşme riski yüksek ise, bu görev sırasında güvenliği için bir vücut ağırlığı destek kemeri kullanın. </li><li> Yavaş yavaş kurmak koşullara rahat katılımcı almak için ölçülen öz seçilen yürüme hızı kadar bina, koşu bandını başlatın. Bir durak sonra yavaşTekrar. </li><li> Dinlenme veya taşımak ya katılımcıyı başlama işareti olur işitsel geribildirim ile animasyon dosyasını kurun. Katılımcı ile Gözden görev talimatları, hala devam etmelerini söylüyorum ve mümkün olduğunca rahat &quot;dinlenme&quot; dönemlerinde ve ekranda küçük siyah daire onların dikkatini odaklama yaparken, &quot;görev&quot; döneminde koşu bandının ayarlanan hızda yürümek veri toplama süresi. </li><li> Işıkları Dim ve hareket yakalama bilgisayar ve fNIRS bilgisayarda veri toplama başlar. Video kamera kaydı başlayın. </li><li> Fare tetiği kullanarak, bu görevle ilişkili animasyon dosyası play butonuna tıklayın. Tetik hareket yakalama ve NIRS sistemleri hem tarafından alındığını emin olun. <ol><li> Onlar deneme süresi için bir odak noktası olması, böylece görüş katılımcının hattında bulunan siyah bir nokta bir görüntüye geçin. NOT: Her için genel şematikDeneme, Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir. </li></ol></li><li> Katılımcı performansını izlemek ve gerektiğinde hız, ya da yabancı istemli hareketleri hakkında geribildirim sağlamak. </li><li> Öğretim animasyon sonunda, hareket yakalama, EMG ve fNIRS sistemlerin yanı sıra, video kamera kayıt durdurmak. Katılımcının dinlenme veya gerekli pozisyonları kaydırmak için bir fırsat verin. </li></ol> 7. İkili Alt Ekstremite Bisiklet Görev <ol><li> , Hareketli sırt ve bacak desteği ile bir kaide katılımcı geçişi var fNIRS optode kabloları desteklemek özen ve yumru veya hareket yakalama işaretleri veya EMG elektrotları çıkarmak değil. Deney sırasında konforu artırmak için köpük koltuk minderi var. </li><li> Pozisyona döngüsü çerçevesini kaldırın ve bir kayış ile kaide sabitleyin. </li><li> Pedallar içine ayak Güvenli ve pedallar için rahat ve doğal bir mesafe teşvik için gerekli döngüsünün konumunu ayarlamak. Atdöngüsünde uzak nokta, yaklaşık 10 ° fleksiyonda onların diz korumak. NOT: Bu noktada, katılımcı bazı gövde desteği sağlar ve dinlenme döneminde rahatlama kolaylaştıran bir yarı yatar pozisyonda, olacak. </li><li> Bunları söylüyorum katılımcı ile İnceleme görev talimatları, yaklaşık 60 rpm &quot;görev&quot; döneminde &quot;rest&quot; dönemlerinde ve dolaşmak için hala ve rahat mümkün olduğunca kalmaya. </li><li> Tekrarlayın 6,4-6,7 adımları. Bunun yerine bir nokta, proje dinlenme veya görsel ve işitsel geribildirim yoluyla hareket ya katılımcıyı başlama işareti olur çizgi animasyon bir görüntüye geçiş. Katılımcı mevcut deneme, geçti, ya da kalan zamanı takip etmek mümkün değil böylece film penceresi maksimize. </li></ol> 8. El Sıkma Görev <ol><li> Döngüsü ve döngüsü kendisi ayak çıkardıktan sonra, katılımcı, makin önünde bir yatak tablo yerleştirmekkatılımcının kolları rahat bir pozisyonda masaya desteklendiğinden emin olun g. </li><li> &quot;Görev&quot; döneminde yaklaşık kez sn (1 Hz) başına yumuşak bir nesne sıkmak için katılımcı bilgilendirin ve &quot;dinlenme&quot; dönemlerde mümkün olduğunca rahat kalır. </li><li> Adımı tekrarlayın 7.5. </li></ol> 9. Ayak Bileği dorsifleksiyon Görev <ol><li> Yatakta tablosunu çıkarın ve katılımcının görünümüne ayaklarını getirmek için kaidenin ayak dinlenme kısmını yükseltmek. </li><li> Katılımcının ayakkabı ve çorap çıkarın ve uygun pozisyonlarda ayak işaretçileri değiştirin. Sadece ayak bileği eklem hareketine izin verecek bir köpük ped ile ayak bileği ekleminin üzerinde buzağıyı destekleyin. </li><li> &quot;Görev&quot; döneminde sn (1 Hz) başına yaklaşık bir kez ayak bileği dorsiflex katılımcı talimat ve &quot;dinlenme&quot; dönemlerde mümkün olduğunca rahat kalır. </li><li> Adımı tekrarlayın 7.5. </li></ol> Pro 10. Sonuçtokol <ol><li> Kapağı çıkarın ve basınç veya kızarıklık alanları için cilt inceleyin. </li><li> Tüm yansıtıcı işaretleri ve EMG birimleri çıkarın. </li><li> Onların zaman için katılımcı teşekkür ve protokolün öznel deneyimi konusunda girişi davet ediyoruz. (Transkranial manyetik stimülasyon 13 Garvey ve arkadaşları tarafından kullanılan) Bu resmi bir anket olabilir, ya da gayri resmi bir tartışma gelecekte gelişmiş olabilir rahatsızlık ortak kaynaklarını belirlemek için. </li></ol>

<ol><li>Suzuki, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prefrontal+and+premotor+cortices+are+involved+in+adapting+walking+and+running+speed+on+the+treadmill%3A+an+optical+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Prefrontal and premotor cortices are involved in adapting walking and running speed on the treadmill: an optical imaging study.</a> Neuroimage. 23 (3), 1020-1026 (2004).</li>
<li>Leff, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+cerebral+cortex+during+motor+task+behaviours+in+adults%3A+a+systematic+review+of+functional+near+infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Assessment of the cerebral cortex during motor task behaviours in adults: a systematic review of functional near infrared spectroscopy (fNIRS) studies.</a> Neuroimage. 54 (4), 2922-2936 (2011).</li>
<li>Orihuela-Espina, F., Leff, D. R., James, D. R., Darzi, A. W., Yang, G. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quality+control+and+assurance+in+functional+near+infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29+experimentation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Quality control and assurance in functional near infrared spectroscopy (fNIRS) experimentation.</a> Phys Med Biol. 55 (13), 3701-3724 (2010).</li>
<li>Pellicer, A., Bravo Mdel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-infrared+spectroscopy%3A+a+methodology-focused+review%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Fetal+Neonatal+Med%22%5BJournal%5D)">Near-infrared spectroscopy: a methodology-focused review.</a> Semin Fetal Neonatal Med. 16 (1), 42-49 (2011).</li>
<li>Wolf, M., Ferrari, M., Quaresima, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progress+of+near-infrared+spectroscopy+and+topography+for+brain+and+muscle+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Progress of near-infrared spectroscopy and topography for brain and muscle clinical applications.</a> J Biomed Opt. 12 (6), 062104(2007).</li>
<li>Tian, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+functional+near+infrared+spectroscopy+to+assess+cortical+reorganization+in+children+with+cerebral+palsy%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Quantification of functional near infrared spectroscopy to assess cortical reorganization in children with cerebral palsy.</a> Opt Express. 18 (25), 25973-25986 (2010).</li>
<li>Koenraadt, K. L., Duysens, J., Smeenk, M., Keijsers, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-channel+NIRS+of+the+primary+motor+cortex+to+discriminate+hand+from+foot+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Multi-channel NIRS of the primary motor cortex to discriminate hand from foot activity.</a> J Neural Eng. 9 (4), 046010(2012).</li>
<li>Khan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+abnormal+motor+cortex+activation+patterns+in+children+with+cerebral+palsy+by+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Opt%22%5BJournal%5D)">Identification of abnormal motor cortex activation patterns in children with cerebral palsy by functional near-infrared spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 15 (3), 036008(2010).</li>
<li>Tian, F., Alexandrakis, G., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+probe+geometry+for+diffuse+optical+brain+imaging+based+on+measurement+density+and+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Opt%22%5BJournal%5D)">Optimization of probe geometry for diffuse optical brain imaging based on measurement density and distribution.</a> Appl Opt. 48 (13), 2496-2504 (2009).</li>
<li>Oldfield, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+assessment+and+analysis+of+handedness%3A+the+Edinburgh+inventory%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory.</a> Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).</li>
<li>Delagi, E. F., Perotto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anatomic+guide+for+the+electromyographer--the+limbs%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Anatomic guide for the electromyographer--the limbs.</a> , 2nd edn, Thomas. (1980).</li>
<li>Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+recommendations+for+SEMG+sensors+and+sensor+placement+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electromyogr+Kinesiol%22%5BJournal%5D)">Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures.</a> J Electromyogr Kinesiol. 10 (5), 361-374 (2000).</li>
<li>Garvey, M. A., Kaczynski, K. J., Becker, D. A., Bartko, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subjective+reactions+of+children+to+single-pulse+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Subjective reactions of children to single-pulse transcranial magnetic stimulation.</a> J Child Neurol. 16 (12), 891-894 (2001).</li>
<li>Huppert, T. J., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HomER%3A+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Opt%22%5BJournal%5D)">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Appl Opt. 48 (10), 280-298 (2009).</li>
<li>Boas, D. A. HOMER2. , Available from:
 
 <a target="_blank" href="http://www.nmr.mgh.harvard.edu/DOT/resources/homer2/home.htm">http://www.nmr.mgh.harvard.edu/DOT/resources/homer2/home.htm</a> (2012).</li>
<li>Jasdzewski, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+in+the+hemodynamic+response+to+event-related+motor+and+visual+paradigms+as+measured+by+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Differences in the hemodynamic response to event-related motor and visual paradigms as measured by near-infrared spectroscopy.</a> Neuroimage. 20 (1), 479-488 (2003).</li>
<li>Plichta, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+functional+near-infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29%3A+are+the+measurements+reliable%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Event-related functional near-infrared spectroscopy (fNIRS): are the measurements reliable.</a> Neuroimage. 31 (1), 116-124 (2006).</li>
<li>Hervey, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+Therapeutics+and+Diagnostics+IX%5BTitle%5D)+AND+%22SPIE%22%5BJournal%5D)">Photonic Therapeutics and Diagnostics IX.</a> SPIE. , (2013).</li>
<li>Sanger, T. D., Delgado, M. R., Gaebler-Spira, D., Hallett, M., Mink, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Classification+and+definition+of+disorders+causing+hypertonia+in+childhood%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatrics%22%5BJournal%5D)">Classification and definition of disorders causing hypertonia in childhood.</a> Pediatrics. 111 (1), 89-97 (2003).</li>
<li>Eyre, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+hemiplegic+cerebral+palsy+equivalent+to+amblyopia+of+the+corticospinal+system%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Neurol%22%5BJournal%5D)">Is hemiplegic cerebral palsy equivalent to amblyopia of the corticospinal system.</a> Ann Neurol. 62 (5), 493-503 (2007).</li>
<li>Maegaki, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Central+motor+reorganization+in+cerebral+palsy+patients+with+bilateral+cerebral+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Res%22%5BJournal%5D)">Central motor reorganization in cerebral palsy patients with bilateral cerebral lesions.</a> Pediatr Res. 45 (4 pt 1), 559-567 (1999).</li>
<li>Hoon, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+and+motor+deficits+in+children+with+cerebral+palsy+born+preterm+correlate+with+diffusion+tensor+imaging+abnormalities+in+thalamocortical+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Med+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Sensory and motor deficits in children with cerebral palsy born preterm correlate with diffusion tensor imaging abnormalities in thalamocortical pathways.</a> Dev Med Child Neurol. 51 (9), 697-704 (2009).</li>
<li>Yoshida, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+diffusion+tensor+tractography+of+the+motor+and+sensory+tract+in+children+with+cerebral+palsy%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Med+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Quantitative diffusion tensor tractography of the motor and sensory tract in children with cerebral palsy.</a> Dev Med Child Neurol. 52 (10), 935-940 (2010).</li>
<li>Lotze, M., Sauseng, P., Staudt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+relevance+of+ipsilateral+motor+activation+in+congenital+hemiparesis+as+tested+by+fMRI-navigated+TMS%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Functional relevance of ipsilateral motor activation in congenital hemiparesis as tested by fMRI-navigated TMS.</a> Exp Neurol. 217 (2), 440-443 (2009).</li>
<li>Phillips, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ankle+dorsiflexion+fMRI+in+children+with+cerebral+palsy+undergoing+intensive+body-weight-supported+treadmill+training%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Med+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Ankle dorsiflexion fMRI in children with cerebral palsy undergoing intensive body-weight-supported treadmill training: a pilot study.</a> Dev Med Child Neurol. 49 (1), 39-44 (2007).</li>
<li>Wilke, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Somatosensory+system+in+two+types+of+motor+reorganization+in+congenital+hemiparesis%3A+topography+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Somatosensory system in two types of motor reorganization in congenital hemiparesis: topography and function.</a> Hum Brain Mapp. 30 (3), 776-788 (2009).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Korteks hedeflenen alanlarda ve bir kişinin hareket bozukluğu olanlar gibi tipik bir gelişmekte olan nüfus, hem hareketin nöral kontrolü anlayışımızı geliştirmek için hediyeler muazzam potansiyeli hareket nasıl hakkında nicel verilerle beyin aktivitesinin Eşzamanlı koleksiyonu. Katılımcılar fonksiyonel MRI olurdu sırt üstü yatırıldı sınırlı değildir gibi, tamamlanmış olabilir yaş ve hareket görevleri açısından geniş uygulama bulunmaktadır. piyasada birçok hareket yakalama ve hareket ölçüm sistemleri, EMG sistemleri ve f...

Fonksiyonel görevleri sırasında nöral görüntüleme kortekste kan akış dinamiklerini ölçerek beynin faaliyet alanlarını belirlemek için non-invaziv fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) kullanarak daha taşınabilir ve düşük maliyetli hale gelmiştir. fNIRS taşınabilirliği bu fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (iMRG) gibi diğer teknolojiler ile mümkün değildir yürüme 1 olarak dik ve fonksiyonel görevleri çalışmada özellikle yararlıdır. Bu yetenek nöroloji ve nörobilim alanında kritik ve serebral palsi (CP) ve motor kontrolünü etkileyen diğer nörolojik sorunları olan çocukların ve yetişkinlerin hareket bozuklukları yatan mekanizmalar yeni bakış açıları sağlayabilir. Mekanizmaların anlaşılması engelli ve faaliyet sınırlamaları kaynağını hedef etkili müdahaleleri tasarım yeteneğini geliştirir. Motor görevlerin çoğu fNIRS çalışmaları bugüne kadar yetişkinlerin sağlıklı bir nüfusa parçası ile olmuşturicipants belirli bir görevi ve görev performansı izleme, görsel muayene ile sınırlıdır gerçekleştirmek için talimat. Bu tipik hareketleri ve angajman yüksek seviyede olanlar için yeterli, ancak hareket bozuklukları veya zorluk genellikle gelişmekte olan çocuklar dahil uzun süre çalıştırılması için bir göreve katılıyor olanlar katılımcılara eğitim sırasında kabul edilemez olabilir. Bu durumlarda beyin faaliyetinin analizini bilgilendirmek amacıyla aslında tamamlandığında, motor modeli aynı anda izlenmesi gereklidir. FNIRS sistemleri ve kullanımları Kapsamlı yorum literatür kullanımını rehberlik ve veriler hala devam fNIRS doğruluğunu ve bu sistemlerin duyarlılık, ancak toplama, işleme, teknik konular ve yorumunu göstermek için yardımcı 2-5 olarak sunulmuştur. Renk ve saç kalınlığı engellemek veya optik Şanzıman çarpıtmak büyük olasılıkla koyu kalın saçlı, optik sinyalin kalitesini etkileyensalgılanması 3,6. Saç folikülü yoğunluğu büyük olan baş tacı alan üzerine duyusal alanları inceleyerek, ve bazı çalışmalar olmayan müdahalesinde 6,7 rapor Bu özellikle geçerlidir. iyi kurulmuş Uluslararası 10/20 sistem optodes yerleştirilmesinde kullanılan, ama özellikle bir katılımcının anatomik MRG optode konumu atipik beyin anatomisi, eş-kayıt olanların durumunda doğru yorumlamak için gerekli değilse çok yararlı olduğunu olabilir Sonuçlar. Çocukluk başlangıçlı beyin hasarı beyin aktivasyonunu değerlendirmek için fNIRS kullanımı oldukça yenidir, ancak tek taraflı serebral palsi 6,8,9 alanında çekiş kazanıyor. Anılan zorluklar dikkate alınarak, bu protokol basit tek-ortak görevler yanı sıra daha karmaşık tam vücut hareketleri gibi çeşitli görevleri bir dizi, sırasında fNIRS, hareket yakalama ve elektromiyografi (EMG) izleme birleştirir. Görsel ve işitsel rehberlik bizized katılımcıların birden çağlar boyunca ilgi ve görev performansını artırmak için. Protokolün amacı, genellikle gelişmekte olanlara kıyasla tek taraflı ve ikili çocukluk başlangıçlı beyin hasarı olanlarda beyin aktivasyon desenleri farklılıkları tespit etmektir. Biz yöntemler uygulama çeşitliliği göstermek için bir tam vücut hareketi (yürüyüş), bir ikili alt ekstremite çok ortak hareket (bisiklet) ve iki tek taraflı tek eklem hareketlerini (izole ayak bileği dorsifleksiyon ve izole el sıkma) keşfetmek. aynı ya da çok benzer bir protokol diğer duyusal ya da hareket bozuklukları ya da ilgili diğer görevleri çalışma için kullanılabilir. Yakın kızılötesi ışınları Sürekli dalga yayılan ve özel olarak tasarlanmış kaynak dedektör yapılandırmayı kullanarak, 690 nm ve 50 Hz hızında fNIRS sistemini kullanarak sensörimotor korteks üzerinde 830 nm&#39;de tespit edildi. EMG verileri 1000 Hz&#39;lik bir frekansta kablosuz toplanmıştır. Yansıtıcı işaretleyici 3-D yerleri vardı100 Hz bir hızda bir optik hareket yakalama sistemi ile toplandı. İki farklı bilgisayar veri toplama, hareket yakalama ve EMG için fNIRS için bir başka ele. Veriler, her görev için öğretim animasyonu başlatmak için bir fare düğmesine basın karşılık gelen üçüncü bir bilgisayara bir tetik darbe ile senkronize edildi. Yürümenin dışında tüm görevler için, öğretim animasyonlar bir karikatür hayvan atlama ya da tekmeleme, yanı sıra işitsel işaret ile temsil edilen bir görev (1 Hz), hızı görsel rehberlik kullanarak katılımcı performansını standardize etmek tasarlanmıştır.

<table><tbody><tr><td>Dahil edilen modül sayısına bağlı olarak değişken sayıda kaynak ve dedektöre sahip</td> <td>CW6</td><td>TechEn</td><td>http://nirsoptix.com/</td> fNIRS makinesi</tr><tr><td>On adet T40 serisi kameralı MX sistemi</td><td>Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, Birleşik Krallık</td><td>http://www.vicon.com/System/TSeries</td><td>Hareket yakalama</td></tr><tr><td>kameraları yansıtıcı 4 mm işaretleyiciler</td><td>Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, İngiltere</td><td></td><td>fNIRS optodları, Ar, Al, Nz ve el koordinatlarını bulmak için hareket yakalama kameraları tarafından kullanılan işaretçiler.</td></tr><tr><td>yansıtıcı 9,5 mm işaretleyiciler</td><td>Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, Birleşik Krallık</td><td></td><td>Hareket yakalama kameraları tarafından kol ve bacak koordinatlarını bulmak için kullanılan işaretleyiciler. Uzuv segmentleri için kümeler kullanılır ve veri yakalamada güvenilirliği artırmak için PSIS ve Iz için ofsetli işaretleyiciler kullanılır.</td></tr><tr><td>Trigno Kablosuz EMG sistemi</td><td>Delsys, Inc. Natick, MA</td><td>http://www.delsys.com/products/wireless-emg/</td> <td>Elektromiyografi</td></tr><tr><td>Bertec ayrık kayışlı aletli koşu bandı</td><td>Bertec Corporation, Columbus, OH</td><td>http://bertec.com/products/instrumented-treadmills.html</td><td>Koşu</td></tr><tr><td>Bandı ZeroG vücut ağırlığı destek sistemi</td><td>Aretech, LLC, Ashburn, VA</td><td>http://www.aretechllc.com/overview.html</td><td>Kabloları desteklemek için kullanılan ray ve pasif araba, kablo demeti yürüyüş denemeleri sırasında hasta güvenliği için kullanılabilir</td></tr><tr><td>3DS Max 2013</td><td>Autodesk, Inc., San Francisco, CA&nbsp;</td><td>http://www.autodesk.com/</td> <td>Eğitici videolar için hayvanları canlandırmak için kullanılan 3 boyutlu animasyon yazılımı</td></tr><tr><td>Windows Movie Maker</td><td>Microsoft Corporation, Redmond, WA</td><td>http://windows.microsoft.com/en-us/windows-live/movie-maker</td><td>animasyon görüntülerini müzikle birleştirmek için kullanılan yazılım</td></tr><tr><td>Audacity</td><td>açık kaynak</td><td>http://audacity.sourceforge.net/</td> <td>Müzikal ritmi uygun kadansa dönüştürmek için kullanılan yazılım</td></tr></tbody></table>

motorlu görevler sırasında eşzamanlı kinematik ve emg İzleme ile duyusal ve motor beyin bölgeleri fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi

Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks

Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) insan hareketinin nöral kontrolü çalışmasında sunduğu çeşitli avantajları vardır. Bu katılımcı konumlandırma göre, görece esnektir ve görevleri sırasında bir baş hareketleri sağlar. Buna ek olarak, kullanımı çok az kontrendikasyonlar, ucuz, hafif, ve taşınabilir. Bu genellikle de beyin felci gibi hareket bozuklukları, olanlar gibi, gelişmekte olan bireylerde motor görevleri sırasında fonksiyonel beyin aktivitesini incelemek için eşsiz bir fırsat sunuyor. Hareket bozuklukları okuyan bir ek bedel, ancak, yapılan fiili hareketlerin kalitesi ve ek, istenmeyen hareketler için potansiyel olduğunu. Bu nedenle, hem kan akışı beyinde değişiklikler ve test sırasında vücuda gerçek hareketlerin aynı anda izlenmesi fNIRS sonuçlarını uygun yorumlanması gereklidir. Burada, fNIRS kombinasyonu ile bir protokol göstermektedirkas ve motor görevleri sırasında kinematik izleme. Biz yürüyüşü keşfetmek, tek taraflı çok ortak hareket (bisiklet) ve iki tek taraflı tek eklem hareketleri (izole ayak bileği dorsifleksiyon ve izole el sıkma). Sunulan tekniklerin her ikisi de tipik ve atipik motor kontrolü üzerinde çalışılmasında faydalı olabilir ve görevler ve bilimsel soru geniş bir araştırmak için modifiye edilebilir.

Bu protokol, katılımcı, motor görevleri (Şekil 1) gerçekleştirirken beyin kan akımını, elektrik kas aktivitesini ve eklemlerin hareketini kinematik yakalamak için 3 yöntemleri eşzamanlı satın koordine eder. <img alt="Şekil 1," src="/files/ftp_upload/52391/52391fig1highres.jpg" /> Şekil 1. Prob yeri. Bu rakamın sol kısmı (yeşil, Brodmann alan 4), primer motor alan (mavi, Brodmann alanlarda 1,2,3) duyusal alanların ya...

Dik motor görevler sırasında beyin aktivitesini izlemek, hareket bozukluklarının nöral kaynağını araştırırken çok değerlidir. Burada, 4 tip motor görev sırasında kas ve kinematik aktivitenin sürekli izlenmesi ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopiyi birleştiren bir protokol gösteriyoruz.

Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is ...

Bu prosedürün genel amacı, farklı motor görevler sırasında eş zamanlı kinematik ve EMG izlemesi ile birlikte beynin duyusal ve motor bölgeleri üzerinde fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi kullanımını göstermektir. Bu işlem, öncelikle fNIRS optotlarının katılımcının başına yerleştirilmesi ve CZ ile preauriküler noktalarla hizalanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım, EMG elektrotlarının hedef kasların kas gövdeleri üzerine ve reflektif markerların anatomik işaretçiler üzerine yerleştirilmesidir.Ardından, katılımcı motor görevleri yerine getirirken F Ns EMG ve hareket yakalama sistemlerinden eş zamanlı olarak veri toplayın. Nihayetinde F NS, tek taraflı ve çift taraflı çocukluk çağı başlangıçlı beyin hasarı olanlar ile tipik gelişim gösterenler arasındaki beyin aktivasyon paternleri farklarını belirlemek için kullanılır. Bu tekniğin fMRI gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, yürüyüş gibi dik pozisyonda gerçekleştirilen fonksiyonel görevlerin performansını incelememize olanak tanımasıdır.Bu yöntem, nöro rehabilitasyon alanındaki beynin bir yaralanma sonrası nasıl yeniden organize olduğu ve söz konusu yaralanmanın motor görevlerin performansı üzerindeki sonuçlarının neler olduğu gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin motor bozuklukların incelenmesinde kullanılması, hareket yakalama ve elektromiyografi aracılığıyla hem amaçlanan hem de istenmeyen hareketleri nicelendirirken aynı zamanda beyin aktivitesini ölçmemize olanak tanır. Genel olarak, bu yöntemde yeni olan kişiler zorluk yaşayabilirler çünkü doğru kurulum, optimal sinyal kalitesi için dikkatli saç hazırlığı ve ners optoların yerleşimini gerektirir.Bugünkü prosedür demonstrasyonunda bize, laboratuvarımızda araştırma fizyoterapisti olarak görev yapan Dr. C Ann Zary Gallagher ve NIH araştırma bursiyeri Mr. No Robinson yardımcı olacaklar. Şimdi N'S veri toplama sürecinde yer alan prosedürleri açıklayacağız. Deney prosedürlerini katılımcıya açıklayın ve bilgilendirilmiş onam alın.Ardından, Edinburgh el baskınlığı envanterini ve diğer klinik muayeneleri uygulayın; katılımcının saç ve cilt tiplerini kaydedin. Katılımcının boyunu, ağırlığını ve yaşını ölçüp kaydedin. Daha sonra baş çevresini, nasion ile inion arasındaki mesafeyi ve sağ ile sol kulaktaki preauriküler noktalar arasındaki mesafeyi ölçerek prosedüre başlayın.Son iki ölçümün orta noktasının kesişimi, NAS ve ian hattı boyunca saçlar ayrılarak yıkanabilir bir kalemle kafa derisine işaretlenen cz noktasıdır. Katılımcının saçları uzunsa, optosların yerleştirileceği kafa derisini açığa çıkarmak için saçları örgü veya at kuyruğu şeklinde sabitleyin. Ardından, CZ ve AR al ile hizalamaya dikkat ederek F nears probunu katılımcının başına yerleştirin.Ardından, saçların teması engellemediğinden emin olarak optoları doğrudan saç derisine yerleştirin. Saçlar sinyal kalitesini düşürebileceği için bu kritik bir adımdır. Son olarak, optoları yerinde güvenli bir şekilde tutmak için cırt cırtlı bantları takın.Tüm opto kablolarının düz olduğundan ve optların saç derisi yüzeyine dik olduğundan emin olun. Gerekiyorsa, optların dik hizalanmasını sağlamak için opto kablo grubunun altına ince bir sünger parçası yerleştirin. Şimdi, tüm dedektörlerde ölçülen ışık yoğunluğunun en az 80 desibel olduğundan ve hem 690 hem de 830 nanometre dalga boylarında delta OD sinyalinde kalp atışının net bir şekilde görüldüğünden emin olun.Bu kriterler karşılanmadığında, saçları kontrol edin ve optotların önünü kapatmadığından emin olun. Ardından, sinyal yoğunluğunu maksimize etmek için dedektör kazançlarını gerektiği gibi ayarlayın. Sonrasında, katılımcının NZ ar al ve iz bölgelerine yansıtıcı işaretleyicileri yerleştirin.Katılımcıdan hareketsiz kalmasını isteyin ve bunlar ile F nears opto işaretçileri için yaklaşık iki saniyelik hareket yakalama verisi toplayın. Ardından, f nears optoların üzerine birkaç kat siyah keçe veya başka bir optik olarak emici malzemeden yapılmış bir kapak ekleyin. Detektörleri hareket yakalama kameralarından kaynaklanan girişimden veya doygunluktan korumak için, F nears ünitesinin kablolarının ve ön panelinin de aynı optik emici malzeme kullanılarak iyice maskelendiğinden emin olun.Elektrot yerleşimi ve cilt hazırlığı için Sentium kılavuzları takip edilmiştir. Bu adımda, anatomik işaretleyiciler, kas kasılması sırasındaki palpasyon ve elektrot yerleşim kılavuzlarını kullanarak hedeflenen her bir kasın kas karnını belirleyin. Ardından EMG elektrotlarını kas liflerinin yönüne paralel olacak şekilde yerleştirin.Ardından, yansıtıcı markerları eklem referans noktalarına yerleştirin. Katılımcı, kolları 90 derece omuz fleksiyonu ve 90 derece dirsek fleksiyonu pozisyonunda ayakta dururken yaklaşık iki saniyelik hareket yakalama verisi toplayın. Şimdi, F nears opto kablolarını destekleyerek katılımcının koşu bandına yürümesine yardımcı olun ve ardından kabloları tavan desteğine sabitleyin.Katılımcı konumunu aldıktan sonra, ona dinlenme süreleri boyunca mümkün olduğunca hareketsiz ve rahat kalmasını, görev süresi boyunca ise veri toplama işlemi sırasında dikkatini ekrandaki küçük siyah daireye odaklayarak önceden belirlenmiş yürüyüş hızında yürümesini söyleyin. Ardından, ışıkları kısın ve hareket yakalama bilgisayarı ile F nears bilgisayarı üzerinden veri toplamayı başlatın. Bu görevle ilişkili animasyon dosyasını oynatın.Katılımcının bakış hattında yer alacak ve deneme süresince odak noktası olacak siyah bir nokta görüntüsü görünecek şekilde pencereyi maximize edin. Katılımcının performansını izleyin ve gerektiğinde hız veya gereksiz istemli hareketler hakkında geri bildirimde bulunun.Eğitici animasyonun sonunda, hareket yakalama EMG ve F fne sistemlerindeki kaydı durdurun. Katılımcıya dinlenme veya gerekirse pozisyon değiştirme imkanı tanıyın. Bu görevde, katılımcıyı hareketli sırt ve bacak desteği bulunan bir muayene masasına aktarın.Yakın optik kabloları desteklemeyi unutmayın ve hareket yakalama markerlarının veya EMG elektrotlarının yerinden çıkmamasına dikkat edin. Katılımcıya dinlenme dönemlerinde mümkün olduğunca hareketsiz ve rahat kalmasını, görev dönemi sırasında ise yaklaşık 60 RPM hızla pedal çevirmesini söyleyin. Ardından, katılımcının süreyi takip etmesini önlemek için film penceresini maksimize ederek, katılımcıyı görsel ve işitsel geri bildirimlerle dinlenmeye veya hareket etmeye yönlendiren çizgi animasyonu yansıtın.Şimdi, katılımcının kollarının masa üzerinde rahat bir konumda desteklendiğinden emin olarak, katılımcının önüne bir yatak masası yerleştirin. Ardından katılımcıya, görev süresi boyunca saniyede bir hızla yumuşak bir nesneyi sıkmasını ve dinlenme süreleri boyunca mümkün olduğunca rahat kalmasını söyleyin. Bundan sonra, yatak masasını kaldırın ve katılımcının ayaklarının görüş alanına girmesini sağlamak için sedyenin ayak dayama kısmını kaldırın.Katılımcıya, görev süresi boyunca ayak bileğini saniyede bir kez hızla dorsifleksiyon yapması ve dinlenme süreleri boyunca mümkün olduğunca rahat kalması talimatını verin. Oturumun sonunda kapağı çıkarın. Buradaki tüm reflektif markerlar ve EMG elektrotları iskelet rekonstrüksiyonu, eklem açıları ve EMG örnekleridir. Sol dorsifleksiyon görevi için, gösterilen denemedeki görev süresi yaklaşık olarak 4,5 saniyede başlar ve 19,5 saniyeye kadar devam eder.Tipik gelişim gösteren bu 13 yaşındaki bireyde, hedef alınan sol ayak bileği dışındaki eklemlerde hareket oldukça sınırlıdır. Ayrıca, hareketi destekleyen tibialis anterior kası dışında, kaslar dinlenme sürelerinin yanı sıra görev sırasında da genel olarak inaktiftir. İşte sol dorsifleksiyon görevi sırasındaki bir fNIRS aktivasyon haritası örneği; bu mavi kutu, örneklenen yaklaşık alanı belirlemektedir.Bu şekil, tipik gelişim gösteren bir ergenin sol ayak bileğini dorsifleksiyon yaptırdığı hareket başlangıcını takip eden beş ile 10 saniyelik süre boyunca ortalama oksijenli hemoglobin yanıtını göstermektedir. Mavi renkler aktivasyon olmadığını temsil ederken, kırmızı alanlar görev süreleri boyunca oksijenli hemoglobinin arttığı bölgeleri belirtmektedir. Bir kez kavrandığında, bu teknik uygun şekilde uygulandığı takdirde yaklaşık iki saatte tamamlanabilir. Yakın kızılötesi ışıkla çalışmanın tehlikeli olabileceği unutulmamalıdır; bu nedenle, bu prosedür gerçekleştirilirken araştırmacıların ve katılımcıların gözlerinin ışık kaynaklarından korunması gibi önlemler her zaman alınmalıdır.Bu prosedürün ardından, anatomik MRI görüntüleri ile birlikte kayıt (co-registration) ve kinematik ve EMG verilerinden regresörlerin belirlenmesi gibi diğer yöntemler uygulanabilir. Bu, beyin aktivitesinin doğru lokalizasyonu ve istenmeyen aktivitenin nöral kaynakları gibi ek soruları yanıtlamamıza olanak tanır.Bu videoyu izledikten sonra, motor görevlerin yerine getirilmesi sırasında beynin duyusal ve motor bölgelerindeki aktivasyonu incelemek için hareket izleme araçlarının ners ölçümleriyle nasıl entegre edileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.

functional-near-infrared-spectroscopy-sensory-motor-brain-regions

Research

JoVE Journal

Behavior

Davranış

Burada Near Infrared Spektroskopisi (fNIRS), bilişsel sinirbilim kullanılan non-invaziv bir roman beyin görüntüleme sistemi, özellikle çocuğun beyin gelişimi eğitim işlevsel bir veri toplama ve analiz yöntemi açıklar. Bu yöntem, veri toplama ve verilerin yorumlanması ve bilimsel keşif için hayati analiz evrensel bir standart sağlar.

Yakın Kızılötesi Spektroskopisi ile bebekler, Çocuk ve Yetişkin Bilişsel Fonksiyonları keşfetmek

MazeSuite hazırlama, sunma ve seyir ve mekansal deneyleri analiz için tam bir araç setidir. Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIR) serebral kan oksijenlenme değişikliklerin noninvaziv ve taşınabilir izleme sağlayan bir optik beyin görüntüleme tekniğidir. Bu kağıt bir bilişsel işleme öğrenme paradigması içinde MazeSuite ve fNIR kolektif kullanımını özetlemektedir.

Mekansal Navigasyon Öğrenme Eğitim için Infrared Spektroskopisi civarında MazeSuite ve Fonksiyonel kullanma

Kaynak: Reindl, V.,  et al. Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi ile Hiper Tarama Deneylerinin Yürütülmesi. (2019) Bu video, sosyal etkileşimler sırasında beyin aktivitesini ölçmek için fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisinin (fNIRS) kullanımını göstermektedir. Katılımcılar, sosyal davranış için kritik bir bölge olan prefrontal korteksteki aktiviteyi artıran koordineli bir görevle meşgul olurken, sistem kan oksijenasyonuna bağlı ışık emilimindeki değişiklikleri algılar. Çalışma,...

Sosyal Etkileşimler Sırasında Beyin Aktivitesini Kaydetmek için Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

Iki ayaklı hareket restorasyonu ve rehabilitasyonu için etkili bir beyin-makine arayüzü (BMI) sistemi geliştirilmesi kullanıcının niyet doğru çözme gerektirir. Burada aynı anda non-invaziv nöral aktivitenin satın alma, kas aktivitesi ve çeşitli hareket görevleri ve koşullarında tüm vücut kinematik için yeni bir deneysel protokol ve veri toplama tekniği mevcut.

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

fNIRS kullanılarak doğal bir görev sırasında kaydedilen fonksiyonel beyin aktivitesini fMRI sırasında kaydedilen aktivite ile karşılaştırmak için bir yöntem sunuyoruz.

Bir Doğal Görev sırasında fNIRS Ölçümlerin fMRI Doğrulama

İnme sonrası etkileşimli denge rehabilitasyon sistemi için yeni bir düşük maliyetli insan-makine arayüzü bu makalede sunulmuştur. Sistem, kullanıma hazır düşük maliyetli sensörleri gönüllü olarak yönlendirilen elektroterapi paradigmasına entegre eder. Kavram kanıtı yazılım arayüzü, sağlıklı gönüllüler üzerinde gösterilmiştir.

İnme sonrası Denge Rehabilitasyon bir Nöromüsküler Elektriksel Stimülasyon Sistemi ile düşük maliyetli Sensörler entegre bir İnsan-makine arayüzü

Transkraniyal manyetik stimülasyon, elektromiyografi ve 3D hareket yakalama, insanlarda nöromüsküler fonksiyonu araştırmak için yaygın olarak kullanılan non-invaziv tekniklerdir. Bu yazıda, sanal gerçeklik uyaran sunumu ve geri bildiriminin benzersiz bir şekilde eklenmesiyle birlikte bu araçların üçü tarafından oluşturulan verileri eşzamanlı olarak örnekleyen bir protokolü açıklıyoruz.

Transkraniyal Manyetik Uyarım, Elektromiyografi, Hareket Yakalama ve Sanal Gerçeklik kullanma İnsan Motor Kontrol incelenmesi için çok fonksiyonlu Kur

Laboratuvar dışında fiziksel kısıtlamalar olmadan beyin aktivitesini izlemek metodolojik zorluklar sunar. Ekolojik bir prospektif hafıza görevi sırasında beyin aktivitesini ölçmek için fibersiz, giyilebilir fonksiyonel bir Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (fNIRS) sistemi kullanıldı. Bu sistemin, laboratuvar tabanlı olmayan deneyler sırasında beyin aktivitesini izlemek için kullanılabileceği gösterildi.

Gerçek dünya Bilişsel Görevler Beyin Aktivite Monitör lifsiz, Giyilebilir fNIRS kullanma

Sensorimotor görevine sahip bir blok tasarımı kullanarak sürekli dalga fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi deneyinin analizini açıklıyoruz. Veri analizinin güvenilirliğini artırmak için nitel genel doğrusal model tabanlı istatistiksel parametrik haritalamayı ve çok kanallı karşılaştırmalı hiyerarşik karma modelleri kullandık.

Blok Tasarımı Uygulayan İşlevsel Yakın Kızılötesi Spektroskopi Deneyinden Nitel ve Karşılaştırmalı Kortikal Aktivite Veri Analizleri

Tüm kafa fNIRS kapsamı ile aynı deneklerden fMRI ve fNIRS sinyallerini aynı anda toplamak için bir yöntem sunuyoruz. Protokol üç genç yetişkinle test edilmiştir ve gelişimsel çalışmalar ve klinik popülasyonlar için veri toplama için uyarlanabilir.

Tüm kafa optode dizisi ve kısa mesafeli kanallar kullanılarak fMRI ve fNIRS ölçümlerinin eş zamanlı veri toplanması

Dünya çapında her 6 kişiden 1'inin yaşamları boyunca felç geçireceği ve rehabilitasyon mekanizmaları hala tam olarak anlaşılamayan uzun süreli sakatlığa neden olacağı tahmin edilmektedir. Bu çalışma, bir alt ekstremite robotik terapi seansı sırasında fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi (fNIRS) ile beyin aktivasyonunu değerlendirmek için bir protokol önermektedir.

Alt ekstremitenin fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi ve robot yardımlı çok eklemli işaretleme hareketlerini kullanan bir deney

Öğrenin, fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile motor görevler sırasında duyusal ve motor beyin bölgelerindeki aktiviteyi eşzamanlı kinematik ve EMG izleme kullanarak incelemeyi. Bu yöntem, çocukluk çağı beyin hasarı olan bireylerde beyin aktivasyonu farklılıklarını belirlemeye yardımcı olur.

Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (Video) | JoVE Journal

Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

Daha fazla video keşfet