Экспериментальные методы изучения постурального контроля человека

Резюме

Эта статья представляет собой экспериментальную/аналитическую основу для изучения постурального контроля человека. Протокол обеспечивает пошаговые процедуры для выполнения постоянных экспериментов, измерения кинематических и кинетикальных сигналов тела, а также анализа результатов, чтобы дать представление о механизмах, лежащих в основе человеческого постурального контроля.

Аннотация

Многие компоненты нервной и опорно-мостовой систем действуют согласованно для достижения стабильной, вертикальной человеческой осанки. Для понимания роли различных подсистем, участвующих в постуральном контроле человека, необходимы контролируемые эксперименты, сопровождаемые соответствующими математическими методами. В этой статье описывается протокол для выполнения возмущенных постоянных экспериментов, получения экспериментальных данных и проведения последующего математического анализа с целью понимания роли опорно-мостовой системы и централизованного контроля в человеке вертикальной осанки. Результаты, полученные этими методами, имеют важное значение, поскольку они дают представление о здоровом контроле баланса, составляют основу для понимания этиологии нарушения баланса у пациентов и пожилых людей, а также помощь в разработке мероприятий по улучшению постуральный контроль и стабильность. Эти методы могут быть использованы для изучения роли соматосенсорной системы, внутренней жесткости голеностопного сустава и зрительной системы в постуральном контроле, а также могут быть расширены для изучения роли вестибулярной системы. Методы должны быть использованы в случае лодыжки стратегии, где тело движется в первую очередь о голеностопного сустава и считается одной ссылки перевернутый маятник.

Введение

Постуральный контроль человека реализуется через сложные взаимодействия между центральными нервными и опорно-мостовыми системами^1. Человеческое тело в положении по своей сути нестабильна, подвержена различным внутренним (например, дыханию, сердцебиению) и внешним (например, гравитационным) возмущениям. Стабильность достигается за счет распределенного контроллера с центральными, рефлекторными и внутренне составляющими(рисунок 1).

Постуральный контроль достигается: активным контроллером, опосредованным центральной нервной системой (ЦНС) и спинным мозгом, который изменяет активацию мышц; и ....

протокол

Все экспериментальные методы были одобрены Советом по этике исследований Университета Макгилла, и перед участием субъекты подписали информированное согласие.

1. Эксперименты

ПРИМЕЧАНИЕ: Каждый эксперимент включает в себя следующие шаги.

1. Предварительная проверка
   1. Подготовьте определенный план всех испытаний, которые будут выполнены, и составьте контрольный список для сбора данных.
   2. Предоставьте субъекту форму согласия со всей необходимой информацией, попросите его внимательно прочитать, ответить на любые вопросы, а затем попросите их подписать форму.
   3. Запись веса, роста и возра....

Результаты

Псевдо случайные тернары последовательность (PRTS) и Ловушка сигналов

На рисунке 2A показан сигнал PRTS, который генерируется путем интеграции псевдослучайного профиля скорости. Для каждого

Обсуждение

Несколько шагов имеют решающее значение для выполнения этих экспериментов для изучения человека постурального контроля. Эти шаги связаны с правильным измерением сигналов и включают в себя: 1) Правильное выравнивание хвостовика лодыжки оси вращения к педалям, для правильного измерени?.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
5K potentiometer	Maurey	112P19502	Measures actuator shaft angle
8 channel Bagnoli surface EMG amplifiers and electrodes	Delsys		Measures the EMG of ankle muscles
AlienWare Laptop	Dell Inc.	P69F001-Rev. A02	VR-ready PC laptop
Data acquisition card	National instruments	4472	Samples the analogue signals from the sensors
Directional valve	REXROTH	4WMR10C3X	Bypasses the flow if the angle of actuator shaft goes beyond ±20°
Full body harness	Jelco	740	Protect the subjects from falling
Laser range finder	Micro-epsilon 1302-100	1507307	Measures shank linear displacement
Laser range finder	Micro-epsilon 1302-200	1509074	Measures body linear displacement
Load cell	Omega	LC302-100	Measures vertical reaction forces
Proportional servo-valve	MOOG	D681-4718	Controls the hydraulic flow to the rotary actuators
Rotary actuator	Rotac	26R21VDEISFTFLGMTG	Applies mechanical perturbations
Torque transducer	Lebow	2110-5k	Measures ankle torque
Virtual Environment Motion Trackers	HTC inc.	1551984681	Tracks the head motion
Virtual Reality Headset	HTC inc.	1551984681	Provides visual perturbations