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

Aşağıdaki deneyin genel amacı, insan biyomekanik çalışmaları sırasında kaydedilen birden fazla veri akışını senkronize etmek için genelleştirilmiş bir tekniği göstermektir. Bu, iki veya daha fazla sistem tarafından bağımsız olarak kaydedilebilen bir analog senkronizasyon olayı oluşturmak için elektromiyografik ve hareket yakalama sinyalleri kullanılarak elde edilir. İkinci adım olarak, bu olayı her bir kayıt cihazı için uygun sinyallere dönüştüren basit devre bileşenleri tasarlanabilir.

Ardından, tüm sinyalleri senkronize etmek için senkronizasyon olaylarını bağımsız olarak kaydedilen sinyaller arasında geçici olarak hizalamak için analiz yazılımı kullanın. Sonuçlar, çeşitli biyomekanik sinyallerin, ilgili veri kayıt sistemlerinin örnekleme frekansları içinde geçici olarak hizalanabileceğini ve bu da nöromüsküler kontrolü incelemek için insan doğal hareketinin zengin bir deneysel veri setinin toplanmasını sağladığını göstermektedir. Motor kontrol ve biyomekanik alanlarında, doğal insan hareketini laboratuvar ortamında inceleyerek en iyi şekilde cevaplanabilecek çok sayıda karmaşık soru vardır.

Burada, birkaç fizyolojik sinyalin aynı anda kaydedildiği davranışsal görevleri tanımlamak için sanal gerçekliği kullanma yöntemini açıklıyoruz. Sanal gerçeklik tabanlı bir deney düzeneğinin, donanım tabanlı davranışsal donanımlar gibi mevcut yöntemlere göre avantajı, farklı deneylere ve bireysel katılımcıların benzersiz anatomisine çok hızlı bir şekilde uyarlanabilmesidir. Davranışsal deneyler sırasında, elektromiyografi ve hareket yakalama gibi davranışı ölçen birkaç sinyali aynı anda kaydetmek yaygındır.

Yöntemimiz, birden fazla üreticiyle uyumlu özel bir senkronizasyon birimi kullanarak bu sinyallerin zamansal hizalama sorununa bir çözüm sağlar. Üreticinin spesifikasyonlarına göre amplifikatörler, ön amplifikatörler, sensör kabloları ve sensör pedleri dahil olmak üzere EMG ekipmanı arasında gerekli tüm elektrik bağlantılarını yaparak başlayın. Tutarlı ve düşük elektrot - cilt empedans değerleri sağlamak için her elektrot bölgesini temizleyin.

Daha sonra deneeğe, ilgilenilen kasların izometrik kasılmalarını gerçekleştirmesini söyleyin, EMG elektrotlarını kas kasılmasının palpe edilen yerinin üzerine yapıştırın. Kas lifleri boyunca aktif bölgelerin oryantasyonunu akılda tutarak. Toprak elektrodunu C yedi omur üzerindeki cilde takın.

Sinyal kalitesini test etmenin ardından, denek ilgilenilen her kası kastığı için bilgisayardaki güçlendirilmiş EMG sinyallerini inceleyin. Son olarak, davranışsal görev için gerekli olan kas kasılmaları sırasında EMG sinyalleri doyurulursa amplifikasyon kazanımlarını azaltın. Hareket izleme kameralarını üreticinin talimatlarına göre kalibre ederek başlayın.

Aktif LED sensörleri kol eklemlerinin yakınındaki kemikli yer işaretlerine ve parmak, bilek, omuz ve göğüs gibi diğer anatomik ilgi noktalarına bantlayın. Sanal ortamdaki bakış açısını ayarlamak için sanal gerçekliğe veya VR kulaklığına başka bir LED sensörü takın. Ardından her bir LED'i kablosuz sürücü ünitesine bağlı bir kablo demetine bağlayın.

Sürücü ünitesini açın ve tüm LED'lerin uygun şekilde aydınlatıldığından emin olun. Son olarak, senkronizasyon LED'ini konudan uzakta, ancak hareket yakalama kameralarının net bir şekilde görebileceği bir yere yerleştirin. İlk olarak, doğru bobin yerleşimine izin vermek için transkraniyal manyetik stimülasyonu veya TMS cihazını ve yazılımını kalibre edin.

Bunu yapmak için, TMS bobinlerini NAS preauriküler noktaları ve burun ucu gibi anatomik yer işaretleriyle birlikte kaydedin. Bir kalibrasyon işaretçisi kullanarak. Ardından, motor uyarılmış potansiyeller veya mepler için en büyük genliği üreten korteks üzerinde TMS'ye duyarlı bölgeleri bulmak için sıcak nokta teknikleri uygulayın.

En düşük stimülasyon genliği ile, kalibre edilmiş stereotaksik kayıt ekipmanı ve yazılımı ile deneğin kafa derisindeki en iyi stimülasyon bölgesinin konumunu kaydedin. Son olarak, en az 50 mikrovoltluk mepler zamanın% 50'sinde uyandırılana kadar seçilen konumdaki stimülasyon genliğini düşürerek deneğin eşiğini ölçün. İlk olarak, üreticinin protokolüne göre davranışsal görev için VR ortamını ayarlayın.

Kulaklık ve hareket izleme sistemi programı ile uyumlu ticari VR yazılımı kullanarak. İlgilenilen belirli olayların senkronizasyonu ve işaretlenmesi için paralel port üzerinden dijital çıkışlar. VR çıkışını senkronizasyon devresine ve senkronize edilecek diğer ekipmanlara eşleşen konektörlere sahip kablolar kullanarak bağlayın.

Vr'de gerçekleştireceği görevin gereklilikleri hakkında bilgi verin. Öznekten, kendi görüş alanında göründüklerinde küresel hedefleri işaret etmesini isteyin. Denek görevi anladıktan ve pratik yapma şansı bulduktan sonra, tek bir VR senkronizasyon denemesi sırasında EMG hareket yakalama verilerinin ve senkronizasyon sinyallerinin kaydını başlatın.

Yazılım, üst ekstremitenin hareketleri sırasında meydana gelen nöromüsküler aktiviteyi gösteren sinyalleri kaydetmek için EMG ekipmanını tetikler. Ayrıca, sürekli hareket verilerini kaydetmek için hareket yakalama ekipmanını tetikler. Bu sinyal, EMG ve hareket yakalama verilerini senkronize etmek için kullanılabilir. Burada.

Ortalama açısal kinematik ve dinamikler ve 24 denemede ilişkili sürekli ve anlık nöromüsküler aktivite tek bir görev için gösterilmiştir. Sanal gerçeklik tarafından sağlanan bu çok boyutlu veri setleri, araştırmacıların belirli insan motor kontrol mekanizmalarını araştırmalarını sağlayacaktır. Bu videoyu izledikten sonra, insan hareketi sırasında kaydedilebilecek birden fazla veri akışının nasıl senkronize edileceğine dair genel bir anlayışa sahip olmalısınız EMG ve hareket yakalama gibi deneyler, Bu prosedür, elektroensefalografi gibi ek sistemleri içerecek şekilde genişletilebilir.

Ayrıca, periferik sinirlerin elektriksel stimülasyonu, duyusal geri bildirimin geliştirilmesinden sonra motor kontrole katkısını değerlendirmek için de kullanılabilir. Bu teknik, sinirbilimcilerin felç veya omurilik yaralanması gibi hareket bozuklukları olan bireylerde nöral kontrollü hareketteki değişiklikleri keşfetmelerinin yolunu açtı.