İnsan Üst Ekstremite Kaslarında Hızlı Visuomotor Tepkiler uyandırmak için Yükselen Bir Hedef Paradigma

Özet

Burada sunulan görsel güdümlü ulaşır sırasında insan üst ekstremite kasları üzerinde sağlam hızlı visuomotor tepkiler ortaya çıkarır bir davranış paradigmasıdır.

Özet

Görülen bir nesneye ulaşmak için görsel bilgilerin motor komutlarına dönüştürülmesi gerekir. Nesnenin rengi, şekli ve boyutu gibi görsel bilgiler işlenir ve çok sayıda beyin alanına entegre edilir, daha sonra sonuçta motor çevreye aktarılır. Bazı durumlarda, bir reaksiyon mümkün olduğunca hızlı gereklidir. Bu hızlı visuomotor dönüşümler, ve altta yatan nörolojik yüzeyler, güvenilir bir biyomarker yoksun olduğu gibi insanlarda kötü anlaşılmaktadır. Uyarıcı kilitli yanıtlar (SLR) kısa gecikme (<100 ms) elektromiyografik (EMG) aktivitesi nin ilk dalgasını temsil eden ve görsel uyarıcı sunumundan etkilenen ilk kas alımını temsil eder. SLR hızlı visuomotor dönüşümlerin ölçülebilir bir çıkış sağlar, ancak SLR sürekli geçmiş çalışmalarda tüm konularda gözlenmemiştir. Burada, sürekli olarak sağlam SLR'leri çağrıştıran bir engelin altında hareket eden bir hedefin ani ortaya çıkışını içeren yeni, davranışsal bir paradigma tanımlıyoruz. Statik uyaranlar kullanılarak SLR'ları araştıran önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, bu ortaya çıkan hedef paradigmasıyla uyarılmış SLR'ler daha büyüktü, daha erken evrimleşmiş ve tüm katılımcılarda mevcuttu. Erişim reaksiyon süreleri (RTs) da ortaya çıkan hedef paradigma hızlandırıldı. Bu paradigma, çeşitli duyusal, bilişsel ve motor manipülasyonların hızlı visuomotor tepkiler üzerindeki etkisinin sistematik olarak incelenmesine izin verebilecek çok sayıda modifikasyon fırsatı sağlar. Genel olarak, sonuçlarımız ortaya çıkan bir hedef paradigmasının hızlı bir visuomotor sistem içinde sürekli ve sağlam bir aktivite yitirme yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.

Giriş

Cep telefonumuzda bir mesaj fark ettiğimizde, telefonumuzu kaldırıp mesajı okumak için görsel olarak yönlendirilmiş bir erişim gerçekleştirmemiz istenir. Telefonun şekli ve boyutu gibi görsel özellikler, hedefe başarılı bir şekilde ulaşmamızı sağlayan motor komutlarına dönüştürülür. Bu tür visuomotor dönüşümler yüksek derecede kontrol sağlayan laboratuvar koşullarında incelenebilir. Ancak, yanıt süresinin önemli olduğu senaryolar vardır, örneğin, düşerse telefonu yakalamak. Hızlı visuomotor davranışların laboratuvar çalışmaları genellikle, hedef konumundaki bazı değişikliklerden sonra uçuş ortasında devam eden hareketlerin değiştirildiği yer değiştirmiş hedef paradigmalarına dayanır (örn. bkz. ref.^1,2). Bu tür online düzeltmeler oluşabilir iken <150 ms³, bu kol düşük geçiş filtreleme özellikleri nedeniyle tek başına kinematik kullanarak hızlı visuomotor çıkış tam zamanlamasını tespit etmek zordur, ve hızlı visuomotor çıkış zaten orta uçuş bir hareket yerini çünkü. Bu tür komplikasyonlar hızlı visuomotor yanıtların altında yatan substratlar hakkında belirsizliğe yol açar (gözden geçirilmek üzere ref.^4'e bakınız). Bazı çalışmalar, fronto-parietal kortikal alanlar yerine superior kolikulus gibi subkortikal yapıların çevrimiçi düzeltmeler başlatabileceğini düşündürmektedir⁵.

Altta yatan nöral yüzeylere ilişkin bu belirsizlik, en azından kısmen, hızlı visuomotor sistemin çıkışı için güvenilir bir biyomarker eksikliği nedeniyle olabilir. Son zamanlarda statik duruşlardan oluşabilen ve elektromiyografi (EMG) ile kaydedilen hızlı visuomotor yanıtların bir ölçüsünü tanımladık. Uyarıcı kilitli yanıtlar (SLR) gönüllü^hareketöncesinde EMG aktivitesizaman kilitli patlamaları 6^,7, sürekli gelişen ~ 100 ms uyarıcı başlangıcından sonra. Adından da anlaşılacağı gibi, SLR uyarıcı başlangıçlı tarafından uyarılmış, nihai bir hareket⁸ tevkif veya ters yönde hareket etse bile devam⁹. Ayrıca, dinamik bir paradigma hedef deplasman tarafından uyarılmış SLR kısa gecikme online düzeltmeler ile ilişkilidir¹⁰. Böylece, SLR sistematik kısa gecikme RTs dahil hızlı visuomotor sistemin çıktısını incelemek için objektif bir önlem sağlamak, onlar statik bir duruş oluşturulan olabilir ve hızlı visuomotor yanıtın ilk aşaması ile ilgisi olmayan diğer EMG sinyalleri ayrıştırılmış.

Bu çalışmanın amacı, SLR'leri sağlam bir şekilde ortaya çıkan görsel güdümlü bir erişim paradigması sunmaktır. SLR araştıran önceki çalışmalarda katılımcılar arasında daha az% 100 algılama oranları bildirdin, hatta daha invaziv intramüsküler kayıtları kullanırken^6,8,9. Düşük algılama oranları ve invaziv kayıtlara duyulan güven, hastalıkta veya yaşam süresi boyunca hızlı visuomotor sisteme yönelik gelecekteki araştırmalarda SLR önlemlerinin kullanışlılığını sınırlar. Bazı denekler sadece SLR ifade olmayabilir, uyaranlar ve davranış paradigmaları daha önce kullanılan SLR uyandırmak için ideal olmayabilir. SLR geçmiş raporlar genellikle katılımcıların statik doğru görsel güdümlü ulaşır oluşturmak paradigmalar kullanmış, aniden görünen hedefleri^6,9. Ancak, hızlı bir visuomotor sistem büyük olasılıkla bir hızla düşen veya uçan bir nesne ile etkileşim gerekir senaryolarda gerekli olan, statik uyaranyerine hareket daha iyi slr uyandırmak eğer merak bir yol açan. Bu nedenle, göz hareketlerini incelemek için kullanılan hareketli bir hedef paradigma adapte ettik¹¹, ve bir pro / anti görsel güdümlü erişim görevi ile birleştirilmiştir SLR⁹. Daha önce kullanılan paradigmaların sonuçları ile karşılaştırıldığında^6,8,9, ortaya çıkan hedef paradigmasında ki SLR'lerin daha erken evrimleştiği, daha yüksek büyüklüklere ulaştığı ve katılımcı örneğimizde daha yaygın olduğu bulunmuştur. Genel olarak, ortaya çıkan hedef paradigma, nesnel EMG önlemlerinin yüzey kayıtları, klinik popülasyonlar içinde ve yaşam süresi boyunca güçbirlaltı çalışması yla güvenilir bir şekilde yapılabildiği kadar hızlı visuomotor yanıtların ekspresyonunu teşvik etmektedir. Ayrıca, ortaya çıkan hedef paradigma birçok farklı şekilde değiştirilebilir, duyusal içine daha ayrıntılı araştırmalar teşvik, bilişsel, ve hızlı visuomotor yanıtları değiştirmek veya değiştirmek motor faktörler.

Protokol

Tüm prosedürler Batı Ontario Üniversitesi Sağlık Bilimleri Araştırma Etik Kurulu tarafından onaylandı. Tüm katılımcılara bilgilendirilmiş onay sağlanmış, katılımları için ödeme yapıldı ve herhangi bir zamanda deneyden çekilmekte özgürdüler.

1. Katılımcı hazırlığı

NOT: Sağlıklı ve genç katılımcıların küçük bir örneği incelenmiştir (3 kadın, 2 erkek; ortalama yaş: 26 yıl +/- 3.5). Tüm katılımcılar sağ el ve normal veya düzeltilmiş-normal görme vardı, hiçbir mevcut görme, nörolojik, veya kas-iskelet sistemi bozuklukları. Kas-iskelet üst ekstremite yaralanması veya bozuklukları öyküsü olan katılımcılar hariç tutuldu.

1. EMG sensörlerini incelenmekte olan ulaşma hareketinde yer alan hedeflenen üst ekstremite kaslarına uygulayın. Burada, EMG kayıtları sağ pektoralis majör kas clavicular başkanı yapıldı, hangi çapraz vücut için işe (sola) ulaşan.
   NOT: Kayıtlar üst ekstremitenin diğer kaslarından veya pektoralis ana kasının sternal veya lateral kısmından yapılabilir.
   1. İlgi kas işe bilinen bir eylem isteyerek hedef kas görselleştirin. Pektoralis majör kas clavicular başkanı için, yanlarında dirsekdinlenmek ve avuç içi birlikte itmek için katılımcı isteyin. Hedef kası görselleştirmekte güçlük çekiyorsanız, katılımcının istenen eylemi tekrar tekrar gerçekleştirmesini ve elektrot yerleşimi için kaslarda kayda değer değişiklikler olan alanları hedefledikten sonra ilgi alanını palpe edin.
      NOT: Görselleştirme hedef kas belirlenmesi anlamına gelir, katılımcı kas acemi bir eylem gerçekleştirir gibi üstteki deri yoluyla kas şeklini görerek. Görselleştirme hedef kanın lokalizasyonuna yardımcı olur.
   2. Alkol bezleri kullanarak, elektrotun yerleştirileceği hedef kasın ve ayrıca yer elektrotunun yer alacağı alanın üzerindeki cilt yüzeyini temizleyin.
   3. Yapıştırıcılar ve elektrot jeli uygulayarak yüzey sensörlerini hazırlayın.
   4. Katılımcıdan kas alımıyla ilgili eylemi tekrar gerçekleştirmesini isteyin ve sensörleri kas göbeğine yapıştırın ve onları hedeflenen kasın liflerinin yönüne paralel olarak konumlandırın. Köprücük kemiği kontralateral üzerinde ulaşan kol zemin elektrot yerleştirin. Tıbbi bantla çevredeki cilde sensörleri ve yer elektrotlarını sabitleyin. Deney boyunca EMG koleksiyonuna izin vermek için EMG sistemini açın.
      NOT: EMG elektrotlarının yerleştirildikten sonra, EMG verileri deney boyunca pasif ve sürekli olarak EMG sistemi üzerinden toplanır ve daha sonraki analizler için analog veri akışı olarak kaydedilir.
   5. EMG sistemine bağlı bir masaüstü monitör veya osiloskop kullanarak EMG sinyalinin kalitesini kontrol edin. Uygun kaliteyi belirlemek için, katılımcının ilgi kasının tercih edilen yönden içine veya zıt yönde bir erişim hareketi gerçekleştirmesini sağlamak ve EMG aktivitesinin sırasıyla artmasını veya azalmasını sağlamak. Istirahatte aktivite yoksa, tercih edilmeyen yönde hareket için EMG aktivitesinin artmayan emin olun.
      NOT: Yüzey elektrotlarından gelen kas sinyal kalitesi birçok özelliğe bağlıdır (örneğin, yağ dokusunun kendine özgü dağılımı, konu duruşu). Tercih edilen (sözleşme) yönde hareket ile ilişkili pik EMG aktivitesi en az 2kat istirahat aktivite düzeyi olması tavsiye edilir ama önemli ölçüde daha yüksek olmalıdır.
   6. Gerekirse elektrotları yeniden konumlandırın, bu aktivite düzeylerinin gözlenmesini sağlayın. EMG çıkışını sürekli olarak izlemek için izleme monitörünü veya osiloskopu deneme boyunca bağlı bırakın.
2. Yatay düzlemde hareketlere ve manipulanduma kuvvet uygulamasına olanak tanıyan robotik bir erişim aparatında uygulanan EMG sensörleri ile özel katılımcıyı ayarlayın.
   NOT: İlgi kaslarına kuvvet eklemek arka plan aktivitesini arttırır ve slr'nin kas aktivitesinde sırasıyla tercih edilen veya tercih edilmeyen yönde uyarıcı sunumu takiben kas aktivitesinde artış veya azalma olarak ifade edilmesine olanak sağlar. Taban çizgisi aktivitesi özellikle tercih edilmeyen yönde yararlıdır, çünkü taban çizgisi ve tercih edilmeyen erişim etkinliği arka plan yükleme kuvveti olmadan ayırt edilemez olacaktır. 5N'nin sağına doğru uygulanan kuvvet ve 2N aşağı kuvvet (başlangıç pozisyonuna göre sola doğru sunulan hedefin karşısında), deneyin tamamı boyunca yeterli olabilir. Kuvvet deney boyunca sabit kalmalıdır, böylece gerekirse daha düşük kuvvetler kullanılabilir.
   1. Katılımcıyı deneysel sandalyeye oturtun, deney boyunca duruş değişikliklerini en aza indirmek için ekveğe karşı eklenen lere göre katılımcı konforuna öncelik verin.

2. Uyarıcı inşaat / cihazlar

1. Dahili görsel ekran ile robotik erişim aparatıtüm deneysel prosedürleri ve uyaranları oluşturun.
   NOT: Robotik erişim aparatı, eşzamanlı analog (örneğin, manipulandum konumu, fotodiyot çıkışı) ve EMG kayıtlarına izin veren görsel çıkış ve manipulandum motor çıkışı arasında bir arayüzile donatılmıştır. Bu aygıtın, önceden programlanmış tüm görsel bileşenlerle bireysel, önceden programlanmış deneme bloklarını çalıştırabilen yazılımlarla donatılmış olduğundan emin olun. Dahili görsel ekran standart bir monitör veya özelleştirilmiş yüksek kaliteli projektör olabilir; ancak, görüntülenen hedefin zamansal ve görsel çözünürlüğünü sağlamak için daha kaliteli projektörler önerilir.
   1. Görsel ekranı yönlendiren yerleşik yazılımlar aracılığıyla ortaya çıkan hedef paradigmasının 4 birincil bileşenini (Bkz. Ek Şekil 1)oluşturun.
      NOT: Bileşenlerin tümü, her veri toplama oturumu sırasında belirtilen bileşenleri görsel ekrana projeleri yapan yerleşik yazılımlar aracılığıyla oluşturulmalıdır. Her bileşen, şekiller için giriş koordinatlarını görsel ekranda görülen şekillere dönüştüren yazılıma el ile girilir. Tüm bileşenlerin ve hedef hareketlerin tam bir kodlama veri toplama önce yapılır, bu nedenle, paradigma katılımcının yanıtları dayalı otomatik olarak çalışır gibi, veri toplama sırasında hiçbir deneyci müdahale gereklidir. Aşağıdaki koordinatlar (cm olarak bildirilen) mevcut el yazması katılımcılardan veri toplamak için kullanılan robotik erişim aparatı iki robot manipulandum kökeni orta noktası ile ilgili olarak başvurulan. Paradigmanın tüm bileşenleri, hareket eden hedefin ortaya çıkmasından sonra kaybolan başlangıç konumu dışında, her deneme boyunca katılımcı tarafından görülebilir. Farklı bir aygıt farklı bir başvuru çerçevesi kullanabilir.
      1. Aşağıdaki koordinatlara (y: - 19 (ters y'nin üst kısmı) veya -34 (ters y'nin alt kısmı), x:-/+2 (iç, alt ters y), -/+8 (dış alt ters y); genişlik .5 yükseklik: 20 (üst) veya 15 (alt)) ile altı dikdörtgenin koordinatlarını el ile girerek ters y yolu oluşturun.
      2. Ters y yolunun merkezini örten büyük bir dikdörtgenin koordinatlarını (ortalanmış: 0, -29; genişlik: 35 yükseklik: 15) ile elle karıştırarak bir oklüder oluşturun. Bu tıkanıklığın rengi denemeden deneme sürümüne farklılık göstererek katılımcıya bir yönerge sağlayabilir.
         NOT: Oklüder, iki çıkış (0, -29; genişlik: 5 yükseklik: 5) arasında orta alt kısımda bir çentik kesiği içerir: "hedef oklanın arkasındayken çentik sabitleme". Bunu yapmak, gözün hedef inde stabil olmasını sağlar. Oklüder her denemenin başında kırmızı veya yeşil renkte olacaktır.
      3. Ters y aşağı ve oklüder arkasında (başlangıç: 0, -17; yarıçap: 1; hız: 10 cm/s, oklüzder arkasında hız: 30 cm/ s) aşağı hareket edecek bir daire için manuel olarak koordinatları sokarak hareketli bir hedef oluşturun.
         NOT: Hareketli hedef (T1) her denemenin başında görünür ve sabittir.
      4. Hedef hareketin x ve y koordinatlarını belirterek hedefin yazılımda nasıl hareket edeceğini oluşturun.
         NOT: Hedefin hızı, birbirini izleyen x ve y koordinatlarının uzaklığı ile hesaplanır. Hedef hareketin doğru sunumu, yazılımın ve görsel ekranın her x ve y pozisyonunu hızlı bir şekilde düzgün bir şekilde güncelleme yeteneğine bağlıdır. Yazılımda, x ve y konumu oklüzeden tamamen çıkana kadar hedefin x ve y konumu oklüderin tamamen altına doğru hareket ettiğinde hareketli hedefin durumunu "katılımcıya görünmez" olarak değiştirin.
      5. Başlangıç pozisyonu (0, -42; yarıçap 1) oluşturun. Katılımcının her denemeyi başlatmak için bu pozisyonu alması gerekir.
   2. Katılımcının ekrandaki el konumunu gerçek zamanlı olarak temsil eden gerçek zamanlı bir imleç (RTC) oluşturun.
      NOT: Katılımcının eli/kolu deney sırasında yukarı dönük bir ayna ile aşağı yayılan hedefleri yansıtarak tıkanmış. Bu, bir hedefi sürekli güncellenen x ve y koordinatlarının üzerine yerleştiren cihaza özgü yazılım işlevleri nde yapılabilir.

3. Prosedür

1. " seçeneğini tıklatınBaşlatmak" ile ilgili yazılım üzerinde deneyci nin ekranında sunulan, ilk deneme ve kuvvet katılımcının üst ekstremite uygulanan robotik erişim aparatı tarafından oluşturulan başlatılır.
   NOT: Deneyci tıklamaları başladıktan sonra, deneycinin yeniden başlaması gereken bloklar arasında başlanması gerekene kadar, deneyci tarafından herhangi bir müdahale gerekmez. EMG sinyali sürekli olarak izleniyorsa veya katılımcı deneyi tamamlayamıyorsa deneyci müdahalesi de gerekebilir. Acil bir durum ortaya çıkarsa tüm deneyler derhal durdurulmalıdır. Katılımcı, yerleşik görev programları aracılığıyla tutamacı bırakırsa, katılımcının eline uygulanan kuvvet otomatik olarak durdurulur. Acil durumlarda denemeyi sonlandırmak için düğmeli bir aparat kullanılması önerilir.
   1. Katılımcıya ilk denemeyi 1-1,5 s değişken bir süre için başlangıç pozisyonuna (T0) getirerek ilk denemeye başlamasını sözlü olarak öğretin. Oklüzder, yaklaşan denemenin bir pro- veya anti-reach gerektirdiğini konuya öğretmek için renk değiştirir.
      NOT: RTC'yi T0'a getirmek her denemeyi başlatır. Katılımcı t0 başlangıç pozisyonundan öngörülen süreden önce çıkarsa, RTC T0'a geri döndüğünde deneme yeniden başlar.
   2. Ters y'nin (2.1.1.3) üst kısmında sabit ve katılımcı tarafından görülebilen hareketli hedefin (T1), bir önceki adımda RTC'yi T0'ye getiren katılımcı tarafından başlatılan ters y yolu boyunca katılımcıya doğru hareket başlattığından emin olun.
      NOT: T1 hareket etmeye başladığında, T0 kaybolur. Bu süre den sonra katılımcının koluna herhangi bir kısıtlama getirilmese de, katılımcıya T0'ın hayali sınırları içinde kalması talimatı verilir.
   3. T1'in oklüzderin arkasında hareket ettiğinden ve katılımcı tarafından görülmediğinden emin olun. Bu aralıkta, katılımcı hayal edilen T0'da el pozisyonunu korur.
   4. T1'in oklüzonun arkasında n ekseni boyunca 30 cm/s sabit hızda katılımcıya doğru ilerler. T1 oklüderin uzunluğunun yarısına ulaştığında, ters y çıkışlarından biri boyunca ek bir x hız bileşeni ile ikiye katlar. Böylece y ekseni boyunca hız sabit tutulur. Hedef ~ 0,5 s sabit bir gecikme için kaybolur, gecikme oklüzder boyutu ve T1 hareketinin hızına bağlı olarak.
   5. T1 katılımcıya en yakın tıkanıklığın kenarına ulaştığında, yazılım programının t1'i oklüderin kenarına kaydırarak ortaya çıkan olarak sunmadığını, bunu yaparken de başlangıçta görme sistemine bir "yarım ay" uyarıcı sunmasını sağlayın. Bunun yerine, yazılım programının t1'i tam hedef ortaya çıkana kadar görünmez tutup, ardından katılımcıya sunup sunmayı kontrol edin.
      NOT: Bu, özellikle farklı zamanlarda sınırı geçecek farklı hedeflerin hızları kullanılıyorsa, kısmi uyaranların görsel işleme efektlerinin kontrol edilmesi için yapılır. Bir hedefin kısmi ortaya çıkışı (örneğin, yarım ay uyarıcı) daha yüksek bir mekansal frekanstan oluşan bir hedef üretir, önceki sonuçlara göre slr gecikmesi ve azalmış büyüklüğü¹⁰yol açacaktır .
   6. Katılımcının eli T0'da sabit kalırken, yazılım programının t1'i iki ters y yolundan birinde randomize bir tarafa sunsun.
      NOT: T1'in oklüder altından ortaya çıkmasıyla eş zamanlı olarak ekranın köşesinde fotodiyotun kapsadığı bir yerde ikincil bir hedef sunulur. Fotodiyota sunulan bu hedef konu tarafından görülmez, ancak robotik erişim cihazına entegre edilmiş bir fotodiyota analog sinyal sağlar. Bu fotodiyot sinyali, hedef görünümün kas aktivitesi ile hassas bir şekilde hizalanmasını sağlar ve robotik erişim aparatı içinde herhangi bir gecikme veya gecikme olmamasını sağlar.
   7. T1 oklüderin arkasından çıktığında, katılımcının oklüzonun rengine bağlı olarak görsel olarak yönlendirilmiş bir erişim oluşturap üretemeyeceğine bakın. Oklüzder yeşil olduğunda, katılımcıdan RTC ile T1'i durdurmasını isteyin. Oklüzder kırmızı olduğunda, katılımcıdan RTC'yi T1'den uzaklaştırmasını isteyin.
      NOT: Yeşil oklüder rengi (2.1.1.2) profesyonel bir erişim (yani, occulder doğru) ve kırmızı bir renk uzak hedef T1 (yani, bir anti-erişim) hareket gösterilir gösterir. Erişim ematür durumunda, doğru bir durdurma T1'in ayna görüntüsüne değil, T0'a göre yatay mesafeye dayanır.
   8. Erişim davranışlarına bağlı olarak, deneme ler arası aralıkta 'isabet' (doğru durdurma), 'yanlış yol' (pro/anti erişim için yanlış yön) veya 'yanlış' (algılanan doğru veya yanlış yanıtlar algılanan) olarak geri bildirim sağlayın. Bu geri bildirim, oklüder üzerine yazılmış metinden oluşur.
   9. Katılımcının erişim davranışı tamamlandıktan sonra T1 ve T0'ın kendi orijinal konumlarında 200 ms yeniden göründüğünden emin olun. Katılımcı RTC'yi T0'a getirdiğinde bir sonraki denemesürümünü başlatın.
2. Her katılımcıdan, koşul başına 100 ulaşır vererek 100 denemeden oluşan 4 blok gerçekleştirmesini isteyin. Sol ve sağ uyaranlar sonra pro veya anti-reaches ile karışık deneme türleri randomize. Her bloğun tamamlanması yaklaşık 7,5 dakika sürer.
   NOT: Bir sonraki analiz adımı SLR algılaması için birçok denemeden elde edilen verilere dayandığından, yüzey kayıtları kullanılırken her koşulun en az ~80 tekrardan oluşması önerilir.
   1. Kayıtların tutarlılığını sağlamak için her blok arasındaki katılımcı hareketini en aza indirin. Katılımcının bir sonraki bloğu başlatmaya hazır olduğunu sözlü olarak doğruladıktan sonra, bir sonraki bloğu başlatın ve katılımcı performansını ve EMG çıktısını izlemeye devam edin.
      NOT: Yüzey EMG kayıtlarındaki sorunların tespit edilmesi için deneyci tarafından eMG çıkışının bir masaüstü monitör üzerinden sürekli izlenmesi gerekebilir. Örneğin, uzun süreli esneme hareketleri sırasında, yüzey EMG elektrotları terleme nedeniyle katılımcının derisinden çözülebilir.
3. Verilerin ortaya çıkan hedef paradigmasında elde edilenverilerle karşılaştırılmasını sağlamak için bir kontrol statik paradigmasından veri toplayın.
   NOT: Bu, ortaya çıkan hedef paradigmadan önce veya sonra yapılabilir. Bir denetim statik paradigması oluşturmak için 2.1.1.3, 2.1.1.5, 2.2, 3.1, 3.1.1, 3.1.7, 3.2 ve 3.2.1 adımlarını yineleyin; ancak, adım 2.1.1.3'te ekranın üst kısmından başlayıp katılımcıya doğru ilerleyen T1 kodunu nitreyi kodlamayın. Bunun yerine, T1 konumunut T0'ın solunda veya sağında görünür. Ayrıca, T0 şimdi ya kırmızı ya da yeşil oklüder ortaya çıkan hedef paradigmakullanılan benzer. Duruşma aşağıda açıklandığı gibi devam eder.
   1. Katılımcıya RTC'yi T0'a getirmesi için sözlü olarak talimat ver, ki bu da ortaya çıkan hedef paradigmasında olduğu gibi ilk denemeyi başlatın.
   2. Yazılım programının t0'ı sırasıyla bir pro veya anti erişimi belirtmek için kırmızı veya yeşil olarak sunduğundan emin olun. Katılımcının RTC'yi T0'da tutması için 1-2'lik bekleme süresini randomize edin.
   3. Yazılım programının T0'dan 10 cm uzaklıkta, sola veya sağa statik bir hedef sunduğundan emin olun. Denemeler arasında hedef tarafı rastgele belirleyin.
   4. Ortaya çıkan hedef paradigmasında olduğu gibi, katılımcıdan T0 yeşilse bir hedefe ulaşmasını ve T0 kırmızıysa hedeften taban tabana zıt yöne ulaşmasını isteyin. Bir sonraki deneme, bir hedef veya hedef karşıtı konumla temas tan sonra devam eder.
   5. Her katılımcının, koşul başına 100 ulaşır vererek 100 denemeden oluşan 4 blok gerçekleştirdiğinden emin olun. Deneme türleri rastgele birbirine karışmıştı.

4. Analiz

1. Çevrimdışı özel komut dosyalarındaki tüm verileri çözümle ve hata denemelerini atın.
   NOT: Hata denemeleri yanlış erişim yönleri (3,5 cm), uzun RT'ler (>500 ms) ile tanımlanır ve bu da beklentiyi gösteren dikkatsizlik veya kısa RT'ler (<120) olarak tahmin edilir.
   1. Hareketin en yüksek teğetsel hızın %8'ini aştığı zamanı belirleyerek her deneme için hareketlere ulaşmak için tepki süresini (RT) türetin.
      NOT: RT tanımlamak için başka yöntemler kullanılabilir.
   2. Kas etkinliğini analiz etmek için, EMG sinyallerini kaynak mikrovolta dönüştürmek, dc ofset'i kaldırmak, EMG sinyalini düzeltmek ve sinyali 7 noktalı hareketli ortalama filtreyle filtrelemek için çevrimdışı komut dosyaları kullanın.
   3. SLR^6,7'ninvarlığını ve gecikme süresini tespit etmek için zaman serisi alıcı çalışma özelliği (ROC) analizini kullanın.
      NOT: SLR aktivitesinin zamana kilitlenmiş yapısını belirlemek için alternatif yöntemler kullanılabilir.
      1. Zaman serisi ROC analizini gerçekleştirmek için, EMG verilerini hedef sunum ve deneme koşulu nun yan tarafına göre ayırın(Şekil 1a, pro-reaches için sola karşı sağa karşı verileri gösterir).
      2. Hedef sunumdan sonra 100 ms'den 300 ms'e kadar her zaman numune (1 ms) için iki popülasyon için ROC eğrisi altındaki alanı hesaplayın (örn. Şekil 2c).
         NOT: 0,5 ROC değeri şans ayrımcılığını gösterirken, 1 veya 0 değerleri hedef sunuma göre mükemmel derecede doğru veya yanlış ayrımcılığı gösterir.
      3. 0,6 değerini aşan ardışık 10 noktanın 8'inin ilki olarak ayrımcılık gecikmesi belirlenir (Dikey kırmızı veya mavi çizgilerle gösterilenŞekil 2c).
         NOT: Eşik eşik ve eşik aşan puan sayısı yüzey veya kas içi EMG kayıtlarının kalitesi ve miktarına bağlı olarak değişebilir ve güven aralıklarını objektif olarak belirlemek için bir önyükleme analizi kullanılabilir. Geçmiş çalışmalar 0,6 değerinin yaklaşık %95 güven aralığına eşit olduğunu göstermiştir^12.
   4. Pro-reach denemelerinde bir SLR'nin varlığını belirlemek için RT-split analizi (Bkz. Şekil 1⁸), 4.1.3.2 ve 4.1.3.3 adımları rt'ye dayalı erişimlerin erken ve geç yarısında ayrı ayrı gerçekleştirilir(Şekil 1a mor denemeler ve yeşil denemeler).
      1. Arsa erken ayrımcılık zaman ve bir nokta olarak erken RT demek, sonra geç ayrımcılık zaman arsa ve aynı arsa üzerinde ikinci bir nokta olarak geç RT anlamına gelir. Bu iki noktayı bir çizgiyle bağlayın (Şekil 1c). Bu hattın eğimi 67.5°'yi aştığında SLR algılanır.
         NOT: Bu hat için, 90° eğimi, EMG ayrımcılık sürelerinin uyarıcı sunuma mükemmel bir şekilde kilitlenmiş olduğunu gösterir (emg aktivitesi aynı gecikme süresinde başlatıldığı için, takip eden hareket süresine bakılmaksızın), 45° eğimi ise EMG ayrımcılığının hareket başlangıcına mükemmel bir şekilde kilitlenmiş olduğunu gösterir. Uygulamada, bir SLR'nin mevcut olup olmadığını (eğim > 67,5°) (eğim < 67,5°) saptamak için 67,5° (45° ile 90°arasında) kesme eğimi kullanılır; Bu, EMG aktivitesinin hareket başlangıcından çok uyarıcıya kilitlenmiş olduğunu gösterir.
   5. SLR varlığı tespit edilirse, tüm çalışmalardaki ayrımcılık gecikmesi (4.1.3.3) ile SLR gecikmesini tanımlayın.
   6. SLR'nin büyüklüğünü, slr gecikmesinden 30 ms ayrımcılık sonrası gecikmeye kadar sol ve sağ ortalama EMG izleri (örneğin, Şekil 2c koyu kırmızıya karşı açık kırmızı veya açık maviye karşı açık mavi izler) arasındaki fark olarak tanımlayın.
      NOT: Büyüklük zaman değerleri uzatılabilir veya kısaltılabilir.

Sonuçlar

Uyarıcı kilitli tepkiler (SLR) hareket başlangıcı ile ilişkili kas işe büyük vole önce de gelişmeye uyarıcı başlangıçlı kilitli kas aktivitesi zaman kısa patlamalar vardır. SLR'nin zamana kilitlenmiş yapısı, reaksiyon süresi (RT) için sıralanmış tüm denemeleri görüntülerken ~100 ms'de görülebilen bir kas aktivitesi 'bantlama'yı üretti(Şekil 1a, gri kutularla vurgulanmıştır). Şekil 1a'dagösterildiği gibi, SLR'ler hedef ko...

Tartışmalar

İnsanlar, gerektiğinde, en az afferent ve efferent iletim gecikmelerine yaklaşan gecikme gevemelerinde hızlı, görsel güdümlü eylemler üretme kapasitesine sahiptir. Biz daha önce hızlı visuomotor yanıtlar 6 için yeni bir önlem olarak üst ekstremite uyarıcı kilitli yanıtları (SLR) tarif ettik^6,9,10. Görme uyarıcıdan etkilenen üst ekstremite kas alımının ilk yönü için deneme-by-deneme kriter sağlamad...

Malzemeler

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.