This project was funded by the Intramural Research Program at the National Institutes of Health Clinical Center. We acknowledge the helpful discussions with Dr. Thomas Bulea, PhD and Laurie Ohlrich, PT in refining the procedures presented in this protocol. Muyinat W. Osoba and Andrew Gravunder, MS assisted with the animations.

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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+and+premotor+cortices+are+involved+in+adapting+walking+and+running+speed+on+the+treadmill:+an+optical+imaging+study.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+cerebral+cortex+during+motor+task+behaviours+in+adults:+a+systematic+review+of+functional+near+infrared+spectroscopy+(fNIRS)+studies.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+control+and+assurance+in+functional+near+infrared+spectroscopy+(fNIRS)+experimentation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+spectroscopy:+a+methodology-focused+review.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+of+near-infrared+spectroscopy+and+topography+for+brain+and+muscle+clinical+applications.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+functional+near+infrared+spectroscopy+to+assess+cortical+reorganization+in+children+with+cerebral+palsy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-channel+NIRS+of+the+primary+motor+cortex+to+discriminate+hand+from+foot+activity.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+abnormal+motor+cortex+activation+patterns+in+children+with+cerebral+palsy+by+functional+near-infrared+spectroscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+probe+geometry+for+diffuse+optical+brain+imaging+based+on+measurement+density+and+distribution.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+assessment+and+analysis+of+handedness:+the+Edinburgh+inventory.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomic+guide+for+the+electromyographer--the+limbs.">Anatomic guide for the electromyographer--the limbs.</a> , (1980).</li><li>Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+recommendations+for+SEMG+sensors+and+sensor+placement+procedures.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subjective+reactions+of+children+to+single-pulse+transcranial+magnetic+stimulation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HomER:+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain.">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. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> HOMER2. , (2012).</li><li>Jasdzewski, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+the+hemodynamic+response+to+event-related+motor+and+visual+paradigms+as+measured+by+near-infrared+spectroscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+functional+near-infrared+spectroscopy+(fNIRS):+are+the+measurements+reliable.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+Therapeutics+and+Diagnostics+IX.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+and+definition+of+disorders+causing+hypertonia+in+childhood.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+hemiplegic+cerebral+palsy+equivalent+to+amblyopia+of+the+corticospinal+system.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+motor+reorganization+in+cerebral+palsy+patients+with+bilateral+cerebral+lesions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+and+motor+deficits+in+children+with+cerebral+palsy+born+preterm+correlate+with+diffusion+tensor+imaging+abnormalities+in+thalamocortical+pathways.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+diffusion+tensor+tractography+of+the+motor+and+sensory+tract+in+children+with+cerebral+palsy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+relevance+of+ipsilateral+motor+activation+in+congenital+hemiparesis+as+tested+by+fMRI-navigated+TMS.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ankle+dorsiflexion+fMRI+in+children+with+cerebral+palsy+undergoing+intensive+body-weight-supported+treadmill+training:+a+pilot+study.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Somatosensory+system+in+two+types+of+motor+reorganization+in+congenital+hemiparesis:+topography+and+function.">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>

The authors have nothing to disclose.

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 harek...

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 border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="777">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:107px;">Company</td>
			<td style="width:163px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:293px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">CW6</td>
			<td style="width:107px;">TechEn</td>
			<td style="width:163px;">http://nirsoptix.com/</td>
			<td style="width:293px;">fNIRS machine with variable number of sources and detectors, depending on the number of modules included</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">MX system with ten T40-series cameras</td>
			<td style="width:107px;">Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK</td>
			<td style="width:163px;">http://www.vicon.com/System/TSeries</td>
			<td style="width:293px;">Motion capture cameras</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">reflective 4 mm markers</td>
			<td style="width:107px;">Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK</td>
			<td style="width:163px;">n/a</td>
			<td style="width:293px;">Markers used by the motion capture cameras to locate fNIRS optodes, Ar, Al, Nz, and hand coordinates.</td>
		</tr>
		<tr height="113">
			<td height="113" style="height:113px;width:216px;">reflective 9.5 mm markers</td>
			<td style="width:107px;">Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK</td>
			<td style="width:163px;">n/a</td>
			<td style="width:293px;">Markers used by the motion capture cameras to locate arm and leg coordinates. Clusters are used for the limb segments, and markers with offsets are uses for PSIS and Iz to improve reliability in data capture.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Trigno Wireless EMG system</td>
			<td style="width:107px;">Delsys, Inc. Natick, MA</td>
			<td style="width:163px;">http://www.delsys.com/products/wireless-emg/</td>
			<td style="width:293px;">Electromyography</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Bertec split-belt instrumented treadmill</td>
			<td style="width:107px;">Bertec Corporation, Columbus, OH</td>
			<td style="width:163px;">http://bertec.com/products/instrumented-treadmills.html</td>
			<td style="width:293px;">Treadmill</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">ZeroG body-weight support system</td>
			<td style="width:107px;">Aretech, LLC, Ashburn, VA</td>
			<td style="width:163px;">http://www.aretechllc.com/overview.html</td>
			<td style="width:293px;">Track and passive trolley used to support cables, harness can be used for patient safety during gait trials</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">3DS Max 2013</td>
			<td style="width:107px;">Autodesk, Inc., San Francisco, CA&#160;</td>
			<td style="width:163px;">http://www.autodesk.com/</td>
			<td style="width:293px;">3-D animation software used to animate animals for instructional videos</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Windows Movie Maker</td>
			<td style="width:107px;">Microsoft Corporation, Redmond, WA</td>
			<td style="width:163px;">http://windows.microsoft.com/en-us/windows-live/movie-maker</td>
			<td style="width:293px;">software used to combine animation footage with music</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Audacity</td>
			<td style="width:107px;">open source</td>
			<td style="width:163px;">http://audacity.sourceforge.net/</td>
			<td style="width:293px;">Software used to alter musical beat to appropriate cadence</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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)...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks at JoVE.com

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

Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.

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 ...

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

Research

JoVE Journal

Behavior

15.0K Görüntüleme.  National Institutes of Health. Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.