Yazarlar bu çalışmada katılımcı tarafından kullanılan soket üretimi için Mr Hans Oppel ve Otto Bock Healthcare Products GmbH yaptığı protez teknisyenleri teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma mali ERC Advanced Grant DEMOVE aracılığı ile Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) (No 267888), Araştırma ve Teknoloji Geliştirme Avusturya Konseyi ve Bilim, Araştırma ve Ekonomi Avusturya Federal Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.

Yerel araştırma etik kurulu tarafından onaylanan bu çalışma, Helsinki Bildirgesi uyarınca yürütüldü. Çalışma katılımcıyı gönüllü çalışmaya katılmak ve bilgili, yazılı rızası onun katılımını onaylamak için karar tartmak için zaman izin öncesinde başlamadan katılımcıya tam ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Not: Bir adam, yaşlı 27 yaş, çalışmada yer aldı. Katılımcı deneyimli bir kullanıcı (4 yıl toplam protez kullanımı), normal bir vizyonu vardı altında bir dirsek amputee bırakıldı ve oldu. Bu çalışma, onun günlük bazda kullanılan protez başlamadan önce 15 ay boyunca günde 12-15 saat boyunca bilek rotasyon ile 4 kanallı miyoelektrik protez el oldu. Katılımcının sağ eli daha önceden cerrahi yeniden, ama başka hiçbir fiziksel ya da nörolojik bozukluk vardı olmuştu. 1. Çalışma Dizaynı <ol><li> İki seans boyunca çalışma bölmek: na39; kullanımını ettik ve yapılandırılmış eğitim aşağıdakileri kullanın. Not: Bu daha önce sırasıyla eğitim sonrasında içi konu karşılaştırma sağlamaktır. </li><li> Birbirinden bağımsız olarak tedavi edilmesi, böylece bu iki seans en az üç ay arayla olduğundan emin olun. </li><li> Her iki seans başında, katılımcıyı özelleştirilmiş soket ve protez uygun. Protez donanım ve kontrol algoritmaları bu protokol malzemeler bölümünde ayrıntılı eşleşen emin olun. Katılımcı oturumları arasına giren zamanında özelleştirilmiş protezi kullanmak mümkün olmadığından emin olun. </li><li> Naif Oturum ve bu protokolün Yapılandırılmış Eğitim Oturumu bölümlerde özetlenen adımları göre hastayı eğitin. Bu oturumların her birinin başında, protez donanım kalibre. Gerçek zamanlı protez kontrol için toplanan kalibrasyon verileri kullanın. </li><li> Naif Oturum ve Yapılandırılmış Eğitim Oturumu tamamlandıktan sonra, pa değerlendirmekSouthampton El Değerlendirme Prosedürü (Shap) sonuç ölçüsünü kullanarak rticipant performansı. 23 (ya eğitim oturumları önce elde edilen) katılımcının standart protez kullanan bir temel tedbire Kadm puanları karşılaştırın. </li></ol> 2. Malzemeler <ol><li> Özel bir dahili soket ile katılımcıyı takınız. Üreticinin talimatlarına uygun olarak, ticari olarak temin edilebilir protez takın. Aktifleşen bilek fleksiyon, ekstansiyon ve rotasyon izin prototip bileşenleri ile protez el donatın. Bu serbestlik 3.5 derece (DOFs) (Tablo 1) ile el kontrol katılımcıyı sağlar. Not: Bu deneyde bir Michaelangelo Hand (Bkz Malzeme Listesi) kullanılmıştır. Birlikte standart kavrama fonksiyonları ile bilek döndürme, fleksiyon ve ekstansiyon yeteneğine diğer terminal cihazları, ayrıca uygun olacaktır. </li><li> Güdük etrafında sekiz eşit mesafede yerleştirilen ham sinyal elektrotlar kullanılarak Tutanak EMG sinyalleri,bir on-board çözme 1,000 Hz örnekleme hızında sistemi ve 10-bit derinliğe sahip sayısallaştırılmış ve. Satıcının özelliklerine göre elektrotlar kendi içinde ilk filtreleme ve amplifikasyon gerçekleştirin. Iktisap donanım ile iletişim ve kablosuz bağlantı üzerinden protez kontrol ana işlem yürütmek için bir kişisel bilgisayar (PC) kullanın. Not: Bu çalışmada yüzey EMG elektrotları ve kullanılan on-board çözme sistemi (AxonBus) Otto Bock idi. Benzer cihazların diğer üreticiler de uygun olacaktır. Kablosuz bağlantı Bluetooth, ve aynı şekilde diğer yöntemleri uygulanabilir. </li></ol> 3. Kontrol Algoritması <ol><li> Bu bağlam-bağımlı hareketin kestirimi mümkün birden çok DOFs boyunca aynı anda ve oransal protez kontrolü sağlayan bir kontrol algoritması kullanarak. 21, bu çalışmada kullanılan algoritma paradigma yapma iki aşamalı bir karar oldu. </li><li>Tüm kontrol tek DoF hareketleri içeren sistem eğitimi, üzerine gelen elektromiyogram (EMG) kaydedin. </li><li> İlk aşamada, eğitim verilerinden hesaplanan yeni EMG özelliği vektörü Mahalanobis mesafeye göre istenilen hareket içsel boyutlu bilgi değerlendirmek. Kullanıcının niyeti ince 1-DOF veya kaba eşzamanlı 2-DOF hareket gerçekleştirmek için olup olmadığı konusunda bir karar olun. Not: sınıfa özellik vektörü x Mahalanobis mesafesi sınıfına i Σ i olarak hesaplanır i ve kovaryans matrisi vektörü μ ortalama: <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/52968/52968eq1.jpg" /> Amsuess ve arkadaşları tarif edildiği gibi, yeni hesaplanan özellik vektörü, yüksek boyutlu uzayda ve eğitimli sınıfı noktalarının herhangi dönüştürülmüş alanına Mahalanobis mesafe eşleştirilir yenilik ölçüsü olarak alınır. 21 bir ampirikBu mesafe kararlı eşik yenilik (2-DOF) ya da (1 serbestlik dereceli) kararını verir. </li><li> Tek sıralı hareketler (DİZİ-E) ve diğer taşıma eşzamanlı hareketler (SIM-E) ile ilgili - - İkinci aşamada, önceki karara dayanarak, iki paralel tahmin edicilerin birini kullanın protez için kontrol sinyalleri sağlamak. Not: DİZİ-E özünde orantılı tahmincisi (yani, kas kasılmalarının gücü) ortak mekansal desen (CSP) 21 dayanarak, SIM-E aynı zamanda bilek 2 DOFs Steers doğrusal regresör, ise. </li></ol> 4. Yazılım Çerçevesi Not: Protez donanım ve gömülü kontrol algoritması arasındaki iletişimin bu çalışma izin alınmasında kullanılan yazılım çerçevesi. Ayrıca katılımcı eğitimi maksimize etmek için gerekli görsel destekleyici eğitim araçları sundu. <ol><li> Kök E kare (RMS) ortalama DisplayMG sinyalleri elektrot konumu bir fonksiyonu olarak EMG genlikli bir kutupsal bir formda 8 eşit uzaklıkta yerleştirilmiş elektrotlar toplanan. Bu görsel geribildirim önkol enine düzlemde EMG mekansal dağılımı kolayca izlenmesini sağlar. Böyle bir kurulumu kullanarak, kullanıcının hareketlerinin her suretle sonra kaydedilir ve belirli jest tekrarlanabilirlik için tren için kullanılabilecek polar arsa, belirgin bir desen 22 ortaya çıkarabilir. . Çerçevesi standart tanıma şekilde EMG verilerinin toplanmasını sağlayan EMG kanallarının RMS her biri için 23 milisaniye 40 olarak hesaplanmaktadır: Not <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/52968/52968eq2.jpg" /> Her topluluk pencere gözlemler ile sonuçlanır. </li><li> İlk kalibrasyon için her maksimal uzun süreli gönüllü kasılma (MLVC) değerleri hareket amaçlanan toplamak. Gerçekleştirmek için gösterici elini kullanarak katılımcıyı İstemi5 saniye vokal ve görsel talimatları verirken istenen hareket. </li><li> Kalibrasyon sonra, trapez ipuçları bir dizi katılımcının sunuyoruz. Bu kuvvet profilleri% 30,% 60 ve kalibre maksimum% 90 yaylaları kümesini içerir. </li><li> Her deneme içinde, istendiğinde hareket (Şekil 1) kuvvet düzeyini modüle ederek işaret boyunca kırmızı işaretçi yönlendirmek için katılımcı talimat. Işaretçi dikey pozisyon sekiz kanal üzerinden özetlenebilir RMS değerine eşittir. Plato aralığı orta 3 sn karşılık gelen 5 sn deneme süresini ayarlayın. </li></ol> 5. Naif Oturumu Not: Naif eğitim oturumu sırasında, katılımcı bu çalışmada kullanılan protez kontrol şemasının önceden hiçbir deneyimi vardı. <ol><li> Katılımcıya herhangi bir resmi klinik eğitimi vermek, ama sadece talimat etmeyin bu bir bir dinlenme devlet olduğu Güdüğün, 8 eylemler,Bir bilgisayar ekranında görsel bir hedefin kontrolünü sağlayacaktır. Bu görevler, klasik örüntü tanıma kullanılanlar protez kontrolü 23 yaklaşımları benzer ve bu yöntemleri için bu çalışmada katılımcı önceki deneyim yaklaşık 60 saat vardı. </li><li> Bir görsel işaret (Şekil 1) takip ederken metin ve statik bir resmin açısından ekranda istenen hareketleri gösterir. </li><li> Katılımcıyı sekiz özel ve benzersiz kutup araziler (Şekil 2) karşılık onun EMG aktivasyon kalıplarını, göster. </li><li> Görsel işaret takip katılımcıyı teşvik etmek için sesli yönergeleri kullanın. Yapılandırılmış eğitim oturumunda kullanılan varsa, bu sesli talimatlar aynı olmalıdır. </li><li> (Ön ulaşan karşısında ulaşan rahat) sistemi eğitimi geliştirmek için farklı kol pozisyonları ile görevleri üç kez tekrarlayın. Bir kez tüm kol pozisyonları kaplıdır 8 farklı eylem ve üç kuvvet seviyeleri olduğunu aklınızda tutunSistem eğitimi girişi 72 ayrı örneklerin toplam özetliyor. </li><li> Tamamlandığında, katılımcının Shap sonuç değerlendirmesini tamamlamadan önce gerçek zamanlı kontrol uygulama fırsatı sağlar. </li><li> Naif oturumun sonunda ötesinde özel protez ve kontrol algoritmaları erişimi yoktur katılımcıyı olun. </li></ol> 6. Yapılandırılmış Eğitim Oturumu <ol><li> Üç ay naif seanstan sonra, yapılandırılmış bir eğitim oturumu gerçekleştirin. </li><li> Aşağıdaki sıralı adımlar (Şekil 3) oturumu Yapısı: <ol><li> Taklit için, katılımcıyı talimat doğrudan istenen sekiz eylemleri taklit gerçek zamanlı gösterici tarafından gerçekleştirilen (Tablo 1). 3 sn her eylemi yürütün. </li><li> Tekrarı için 10 kez taklit edildi eylemi tekrarlamak katılımcıdan, bu yüzden her eylem 30 saniye boyunca gerçekleştirilir. </li><li> Takviye ve bilgisayar sys içintem eğitimi, tam olarak Naif oturumda aynı kurulum, şimdi bilgisayarın görsel geribildirim ile meşgul katılımcıya. Bu iki kesimi arasındaki fark yoktur emin olun. </li><li> Protez kontrol için, sonuç değerlendirmesini tamamlamadan önce özelleştirilmiş protezin gerçek zamanlı kontrolü pratik katılımcıdan. </li></ol></li><li> Taklit sırasında demonstratöründen 45 ° açıyla katılımcıyı koltuk ve tüm eylemler (Şekil 4) döneminde katılımcı etkilenen tarafı eşleşen gösterici elinin tam ve engelsiz bir görünüm sağlamak. Bir bilgisayar ekranından hiçbir görsel ipuçları şu anda katılımcı için geçerli olmalıdır. </li><li> Tekrarı için, katılımcının eylemleri sırasında, her hareketi (Şekil 4) polar araziler tarafından temsil edilen gösterici karşılık gelen EMG aktivitesini gözlemlemek var. Gösterici ve katılımcı olduğunu belirledikten sonrat her hareket için benzersiz ve tekrarlanabilir EMG aktivasyon kalıplarını üretmek herhangi bir görsel ipuçları olmadan 30 saniye boyunca eylemleri yinelemek katılımcıyı sorabilirsiniz. Not: Orada 8 benzersiz eylemlerin toplam vardır - bunlardan yedi (bilek pronasyon / supinasyon, el bileği fleksiyon / ekstansiyon, el açık, anahtar kavrama ve ince tutam) kas aktivasyonu gerektiren ve istikrarlı bir rahat devleti temsil hiçbir işlem olma sekizinci. </li><li> Güçlendirme ve bilgisayar sistemi eğitimden sonra, bilgisayar ekranında sekiz benzersiz ve spesifik polar araziler karşılık naif oturumda, (Şekil 3) görüldü tam olarak, onun sekiz eylemleri görsel geribildirim ile katılımcıyı sunuyoruz. Ayarlamak performansı, her hareket için 2-4 girişimleri arasında, genellikle, öğrenmeyi pekiştirmek için kaydedilen hareket bindirmeleri ile gerçek zamanlı polar araziler izlerken eylemleri gerçekleştirmek için katılımcı isteyin. Bir kez emin katılımcı daha sonra perf vardı tam olarak aynı görevleri tamamlayabilirsiniz<html> naif oturumda ormed. </li></ol> 7. Protez Kontrol <ol><li> Kalibre ve gerçek zamanlı kontrol için protez ayarlamak için her oturumdan eğitim veri setlerini kullanın. </li><li> Başlangıçta, sadece katılımcı sıralı oransal kontrol, kas kasılmaları seviyelerine orantılı cihazın hızı ile bir anda, yani tek hareketle tarafından protez kontrol etmenizi sağlar. </li><li> Sekiz eylemlerin her biri bir tekrarlanabilir ve güvenilir bir şekilde yapılır sonra, bir anda bilek birden fazla hareket etmesine izin verir, oransal ve eşzamanlı kontrol, kontrol şeması geçin. </li><li> Böyle (2 girişimleri yeterlidir) yan üzerinde bir şişe alıp döşeme olarak katılımcı pratik basit görevleri var. Sonuç değerlendirmesi yapılmadan önce dinlenme dönemi bekleyin. Bu çalışmada, naif oturum için dinlenme 2 saat ve yapılandırılmış oturum için geri kalan 24 saat durumunda. </li></ol>itle &quot;&gt; 8. Sonuç Ölçümü <ol><li> El ve üst ekstremite fonksiyonu yakından günlük yaşam (GYA) faaliyetleri ile ilgili izler Shap kullanarak naif ve yapılandırılmış eğitim oturumlarında hem küresel üst ekstremite fonksiyonlarını değerlendirmek. Kadm gerçekleştirilen görevlerin manipulasyon hafif ve ağır nesneler, hem de bir bıçak ya da geri alma düğmeleri ile bir nesne kesme gibi ADL görevleri vardır. Kadm patolojik ve protez eli fonksiyonunun değerlendirilmesi için valide edilmiştir. 24 Not: Bu çalışmada katılımcı rutin yaptığı klinik ekip tarafından bu sonuç ölçümü ile takip edilmiştir gibi Bu ölçüm seçildi. </li></ol>

<ol>
	<li>Forssberg, H., Eliasson, A. C., Kinoshita, H., Johansson, R. S., Westling, 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+human+precision+grip.+I:+Basic+coordination+of+force.">Development of human precision grip. I: Basic coordination of force.</a> Experimental Brain Research. 85 (2), 451-457 (1991).</li><li>Forssberg, H., Kinoshita, H., Eliasson, A. C., Johansson, R. S., Westling, G., Gordon, A. M. <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+human+precision+grip.+II.+Anticipatory+control+of+isometric+forces+targeted+for+object&#8217;s+weight.">Development of human precision grip. II. Anticipatory control of isometric forces targeted for object&#8217;s weight.</a> Experimental Brain Research. 90 (2), 393-398 (1992).</li><li>Gordon, A. M., Forssberg, H., Johansson, R. S., Eliasson, A. C., Westling, 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+human+precision+grip.+III.+Integration+of+visual+size+cues+during+the+programming+of+isometric+forces.">Development of human precision grip. III. Integration of visual size cues during the programming of isometric forces.</a> Experimental Brain Research. 90 (2), 399-403 (1992).</li><li>Forssberg, H., Eliasson, A. C., Kinoshita, H., Westling, G., Johansson, R. S. <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+human+precision+grip.+IV.+Tactile+adaptation+of+isometric+finger+forces+to+the+frictional+condition.">Development of human precision grip. IV. Tactile adaptation of isometric finger forces to the frictional condition.</a> Experimental Brain Research. 104 (2), 323-330 (1995).</li><li>Eliasson, A. C., 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=Development+of+human+precision+grip.+V.+anticipatory+and+triggered+grip+actions+during+sudden+loading.">Development of human precision grip. V. anticipatory and triggered grip actions during sudden loading.</a> Experimental Brain Research. 106 (3), 425-433 (1995).</li><li>Roche, A. D., Rehbaum, H., Farina, D., Aszmann, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prosthetic+Myoelectric+Control+Strategies+A+Clinical+Perspective.">Prosthetic Myoelectric Control Strategies A Clinical Perspective.</a> Current Surgery Reports. 2 (44), (2014).</li><li>Buccino, 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=Neural+circuits+underlying+imitation+learning+of+hand+actions:+An+event-related+fMRI+study.">Neural circuits underlying imitation learning of hand actions: An event-related fMRI study.</a> Neuron. 42 (2), 323-334 (2004).</li><li>Saunders, J. A., Knill, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humans+use+continuous+visual+feedback+from+the+hand+to+control+fast+reaching+movements.">Humans use continuous visual feedback from the hand to control fast reaching movements.</a> Experimental Brain Research. 152 (3), 341-352 (2003).</li><li>Rizzolatti, G., Craighero, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mirror-neuron+system.">The mirror-neuron system.</a> Annual Review of Neuroscience. 27, 169-192 (2004).</li><li>Maruishi, 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=Brain+activation+during+manipulation+of+the+myoelectric+prosthetic+hand:+a+functional+magnetic+resonance+imaging+study.">Brain activation during manipulation of the myoelectric prosthetic hand: a functional magnetic resonance imaging study.</a> NeuroImage. 21 (4), 1604-1611 (2004).</li><li>Cusack, W. 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=A+Neural+activation+differences+in+amputees+during+imitation+of+intact+versus+amputee+movements.">A Neural activation differences in amputees during imitation of intact versus amputee movements.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 6 (June), 182 (2012).</li><li>Vogt, S., Buccino, G., Wohlschl&#228;ger, A. M., Canessa, N., Shah, J. N., Zilles, K., Eickhoff, S. B., Freund, H. J., Rizzolatti, G., Fink, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+involvement+in+imitation+learning+of+hand+actions:+Effects+and+expertise.">Prefrontal involvement in imitation learning of hand actions: Effects and expertise.</a> Neuroimage. 37 (4), 1371-1383 (2007).</li><li>Gonzalez-Rosa, J. J., Natali, F., Tettamanti, A., Cursi, M., Velikova, S., Comi, G., Gatti, R., Leocani, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Action+observation+and+motor+imagery+in+performance+of+complex+movements:+Evidence+from+EEG+and+kinematics+analysis.">Action observation and motor imagery in performance of complex movements: Evidence from EEG and kinematics analysis.</a> Behavioural Brain Research. 281, 290-300 (2015).</li><li>Bekkering, H., Wohlschl&#228;ger, A. M., Gattis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imitation+of+gestures+in+children+is+goal-directed.">Imitation of gestures in children is goal-directed.</a> The Quarterly Journal of Experimental Psychology. 53 (1), 153-164 (2000).</li><li>Catmur, C., Walsh, V., Heyes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+sequence+learning:+the+role+of+experience+in+the+development+of+imitation+and+the+mirror+system.">Associative sequence learning: the role of experience in the development of imitation and the mirror system.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B. 364 (1528), 2369-2380 (2009).</li><li>Resnik, L., Etter, K., Klinger, S. L., Kambe, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+virtual+reality+environment+to+facilitate+training+with+advanced+upper-limb+prosthesis.">Using virtual reality environment to facilitate training with advanced upper-limb prosthesis.</a> Journal of Rehabilitation Research and Development. 48 (6), 707-718 (2011).</li><li>Bouwsema, H., van der Sluis, C. K., Bongers, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+order+of+practice+in+learning+to+handle+an+upper-limb+prosthesis.">The role of order of practice in learning to handle an upper-limb prosthesis.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 89 (9), 1759-1764 (2008).</li><li>Bouwsema, H., vander Sluis, C. K., Bongers, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+to+control+opening+and+closing+a+myoelectric+hand.">Learning to control opening and closing a myoelectric hand.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 91 (9), 1442-1446 (2010).</li><li>Simon, A. M., Lock, B. A., Stubblefield, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient+training+for+functional+use+of+pattern+recognition-controlled+prostheses.">Patient training for functional use of pattern recognition-controlled prostheses.</a> Journal of Prosthetics and Orthotics JPO. 24 (2), 56-64 (2012).</li><li>Stubblefield, K. A., Miller, L. A., Lipschutz, R. D., Kuiken, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occupational+therapy+protocol+for+amputees+with+targeted+muscle+reinnervation.">Occupational therapy protocol for amputees with targeted muscle reinnervation.</a> The Journal of Rehabilitation Research and Development. 46 (4), 481 (2009).</li><li>Ams&#252;ss, S., Roche, A. D., G&#246;bel, P., Graimann, B., Farina, D., Aszmann, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regaining+high+functional,+multiple+degrees+of+freedom+hand+control+following+bionic+reconstruction.">Regaining high functional, multiple degrees of freedom hand control following bionic reconstruction.</a> , (2014).</li><li>Dosen, S., Muller, K. -. R., Farina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myoelectric+Control+of+Artificial+Limbs&#8212;Is+There+a+Need+to+Change+Focus+[In+the+Spotlight].">Myoelectric Control of Artificial Limbs&#8212;Is There a Need to Change Focus [In the Spotlight].</a> IEEE Signal Processing Magazine. 29 (5), (2012).</li><li>Amsuess, S., Gobel, P., Graimann, B., Farina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Multi-Class+Proportional+Myocontrol+Algorithm+for+Upper+Limb+Prosthesis+Control:+Validation+in+Real-Life+Scenarios+on+Amputees.">A Multi-Class Proportional Myocontrol Algorithm for Upper Limb Prosthesis Control: Validation in Real-Life Scenarios on Amputees.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering : A Publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 4320(c), 1-11 (2014).</li><li>Light, C. M., Chappell, P. H., Kyberd, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+a+Standardized+Clinical+Assessment+Tool+of+Pathologic+and+Prosthetic+Hand+Function:+Normative+Data,+Reliability,+and+Validity.">Establishing a Standardized Clinical Assessment Tool of Pathologic and Prosthetic Hand Function: Normative Data, Reliability, and Validity.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 83 (6), 776-783 (2002).</li><li>Wolpert, D. M., Ghahramani, Z., Jordan, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+internal+model+for+sensorimotor+integration.">An internal model for sensorimotor integration.</a> Science (New York, N.Y). 269 (5232), 1880-1882 (1995).</li><li>Shadmehr, R., Mussa-Ivaldi, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+representation+of+dynamics+during+learning+of+a+motor+task.">Adaptive representation of dynamics during learning of a motor task.</a> The Journal of Neuroscience the Official Journal of the Society for Neuroscience. 14 (5 Pt 2), (1994).</li><li>Hogervorst, T., Brand, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanoreceptors+in+joint+function.">Mechanoreceptors in joint function.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 80 (9), 1365-1378 (1998).</li><li>Bosco, G., Poppele, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proprioception+from+a+spinocerebellar+perspective.">Proprioception from a spinocerebellar perspective.</a> Physiological Reviews. 81 (2), 539-568 (2001).</li><li>Iacoboni, M., Molnar-Szakacs, I., Gallese, V., Buccino, G., Mazziotta, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grasping+the+intentions+of+others+with+one&#8217;s+own+mirror+neuron+system.">Grasping the intentions of others with one&#8217;s own mirror neuron system.</a> PLoS Biology. 3 (3), 0529-0535 (2005).</li><li>Williams, J. H. G., Whiten, A., Waiter, G. D., Pechey, S., Perrett, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+and+subcortical+mechanisms+at+the+core+of+imitation.">Cortical and subcortical mechanisms at the core of imitation.</a> Social Neuroscience. 2 (1), 66-78 (2007).</li><li>Allison, T., Puce, A., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+perception+from+visual+cues:+Role+of+the+STS+region.">Social perception from visual cues: Role of the STS region.</a> Trends in Cognitive Sciences. 4 (7), 267-278 (2000).</li><li>Thompson, J. C., Hardee, J. E., Panayiotou, A., Crewther, D., Puce, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+and+distinct+brain+activation+to+viewing+dynamic+sequences+of+face+and+hand+movements.">Common and distinct brain activation to viewing dynamic sequences of face and hand movements.</a> NeuroImage. 37 (3), 966-973 (2007).</li><li>Binkofski, 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=A+fronto-parietal+circuit+for+object+manipulation+in+man:+Evidence+from+an+fMRI-study.">A fronto-parietal circuit for object manipulation in man: Evidence from an fMRI-study.</a> European Journal of Neuroscience. 11 (9), 3276-3286 (1999).</li><li>Iacoboni, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+Mechanisms+of+Human+Imitation.">Cortical Mechanisms of Human Imitation.</a> Science. 286 (5449), 2526-2528 (1999).</li></ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarını beyan ederim.

Bulgularımız yapılandırılmış eğitim tek seansta çok fonksiyonlu protez elin kontrolünü iyileştirmek yardımcı olduğunu bu çalışmada katılımcı için öneririz. Burada kullanılan yapılandırılmış bir program katılımcısı onun geleneksel protez eliyle tamamlamak mümkün değildi taklit, tekrarlama ve el hareketlerinin takviye bir kombinasyon oldu. Katılımcı Kadm testinde yaptığı geleneksel protezi ile yüksek puanlar da, o genellikle 15 aylık bir süre boyunc...

Amputees el fonksiyonunu değiştirilmesi zor bir uğraştır. Çok yetenekli el hareketleri koordine doğuştan gelen bir yetenek değildir ve geliştirmek için öğrenme insanlar yıllar sürer. 1-5 bir elin travmatik kaybından sonra, protez yoluyla bu yetenek önemsiz bir görev değildir kopyalayan ve sürdürülebilir öğrenme süresi gerekebilir . Protez tasarımı ve onların kontrolü için arabirim yöntemleri doğal bir şekilde çok fonksiyonlu kontrol amacı ile, hızlı teknolojik yenilikler tabidir. Bu kontrol sistemlerinin karmaşıklığı amputees daha işlevleri sağlamak için önemli ölçüde artar 6. Bu sistemlerin hassas kontrolünü sağlamak için, ve yeni teknolojilerin terk azaltmak için, yeterli eğitimi oluşturulması gerekmektedir. Bu amputees &#39;doğal öğrenme stratejileri dayalı ise daha başarılı olması muhtemeldir. Vizyon le sırasında önemli bir rol oynayabilirel hareketlerinin tim. Davranış çalışmalar başkalarının 7 eylemlerini gözlemleyerek veya görsel ipuçları 8 kullanarak göstermiştir ki, güçlü kuvvetli bireyler öğrenmek ve yeni hareketlerini koordine. Gözlem, anlayış ve gözlemlenen eylem yürütme sürecinde, bireylerin diğerlerinin eylemlerini taklit edebiliyoruz. Bir ayna nöron sistemi (ANS) içerebilir Özgül kortikal ağlar, bu yeteneği yatan inanılan ve protez uzuvların kontrol edilmesinde bir role sahip olabilir. 9-11 Taklit rolü sadece zaten görülmüştür eylemleri yürütme ile sınırlı, ancak birlikte ANS, henüz gözlenen ancak gözlemcinin motorlu repetoire yola çıkılarak değil hareketlerin yürütülmesine izin olmayabilir. 12 Nitekim, taklit mutlaka olmayabilir Deneyimli ve sofistike eylemlere yol açan doğuştan gelen bir yetenek, ama zamanla motor becerileri bir Tahakkuk olacak. 13 stsadece sadece onları hayal üzerine, eylemleri gözlemlemek rength, yeni görevler öğrenmeyi geliştirmek için gösterilmiştir. 14 Böylece, taklit eğitim amputees pragmatik bir yaklaşım olabilir, delil rehabilitasyon ortamda hedefle, bir amaca yönelik süreç 15 ​​o da anlaşılacağı gibi yararlı protez eli işlevini sağlayan. Rehabilitasyon çalışmaları ayrı bir protez elin sanal simülasyonlar gibi görsel ipuçları, rehabilitasyon eğitimi sırasında amputasyon teşvik olduğunu göstermiştir. 16 Ayrıca, engellenen paradigma yapılan tekrarlama kullanımı üst ekstremite protez hızlı öğrenmeyi sağlamak için gösterilmiştir Sanal simülasyonlar myoelektrik cihazları kontrol etmek abled vücut kullanıcıları sağlayan protez eller gerçek kontrolü gibi eşit etkili olduğu kanıtlanmıştır 17 iken, kontrol. standardize sonuç ölçütleri kullanarak amputees 18 etkileri net değildir. Son olarak, nerede üst ekstremite ampu için protokollertation eğitimi protez kontrolü öğrenmede taklit rolü açıkça tartışılan değildir, vardır. 19,20 Taklit kullanımı tekrarı ve takviye ile birlikte, yapısal bir eğitim programının bir parçası olarak çok fonksiyonlu protez kontrol öğrenmeye üzerinde olumlu bir etkisi varsa bu çalışma anlayışı amaçlamaktadır. Çok fonksiyonlu protez elini kullanmak için eğitilmiş bir transradiyal ampute bir olgu burada olduğunu sunulmuştur. Katılımcı, daha önce geleneksel myoelektrik protez işletim alışık olmuştu. Sağlıklı bir göstericinin taklit ve basit bir bilgisayar görsel geribildirim formunda hem görsel ipuçlarını kullanarak, ampute hızla onun yeni cihazın kullanım düzeldi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Michelangelo Hand</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>8E500=L-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AxonRotation</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>9S503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wrist Flexor</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>&#160;--</td>
			<td>prototype unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AxonMaster</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>13E500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>13E200=50AC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ScissorFenceElectrodeCarrier</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>&#160;--</td>
			<td>prototype unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acquisition Software</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>&#160;--</td>
			<td>prototype unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon shaft</td>
			<td>Otto Bock Healthcare Products GmbH, A</td>
			<td>&#160;--</td>
			<td>prototype unit</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a structured rehabilitation protocol for improved multifunctional prosthetic control: a case study

Robotik sistemlerde ilerlemeler çok fonksiyonlu hareketleri üretebilir üst ekstremite için protezler sonuçlanmıştır. Ancak, bu karmaşık sistemler karmaşık kontrol şemaları öğrenmek için üst ekstremite amputasyon gerektirir. İnsanlar taklit ve diğer öğrenme stratejileri ile yeni hareketler öğrenmek için yeteneği var. Bu protokol taklit, tekrarlama ve takviye öğrenmeyi içerir ve bu yöntem çok fonksiyonlu protez kontrolünü artırmak eğer değerlendirmeyi amaçlar yapılandırılmış bir rehabilitasyon yöntemi açıklanır. Bir protez kullanım deneyimi 4 yıl ile, dirsek ampute altında bıraktı, bu vaka çalışmasında yer aldı. Kullanılan protez bilek rotasyon ile bir Michelangelo eli oldu, ve el hareketlerinin daha fazla kombinasyonları izin bilek fleksiyon ve uzatma eklenen özellikler. Katılımcının Southampton El Değerlendirme Prosedürü puanı yapılandırılmış eğitim aşağıdaki 71&#39;e 58 yükseldi. Bu gösteriyor ki IMIT yapılandırılmış bir eğitim protokolüation, tekrarlama ve takviye yeni protez eliyle kontrol etmek öğrenmede bir role sahip olabilir. Daha büyük bir klinik çalışma, ancak bu bulguları desteklemek için gereklidir.

Testten 8 ay önce, klinik personeli tarafından ölçüldüğünde onun günlük protez katılımcının temel Kadm performansı 81 idi. 100 Bir Kadm puanı güçlü kuvvetli eli fonksiyonunu temsil etmektedir. 24 katılımcı daha gelişmiş protez kontrol sistemi ile naif seansta 58 genel Kadm puanı attı. Ancak, 3 ay sonra ve yeni sistemle daha fazla etkileşim ile kenara yapılandırılmış eğitimden, katılımcı aynı gelişmiş sistem (Tablo 2) 71 bir Kadm puanı elde etti. <p ...

Watch this Scientific Journal Video about A Structured Rehabilitation Protocol for Improved Multifunctional Prosthetic Control: A Case Study at JoVE.com

A Structured Rehabilitation Protocol for Improved Multifunctional Prosthetic Control: A Case Study

As prosthetic development moves towards the goal of natural control, harnessing amputees&#8217; inherent ability to learn new motor skills may enable proficiency. This manuscript describes a structured rehabilitation protocol, which includes imitation, repetition, and reinforcement learning strategies, for improved multifunctional prosthetic control.

Geliştirilmiş Çok Fonksiyonlu Protez Kontrolü için Yapılandırılmış Rehabilitasyon Protokolü: Bir Olgu Sunumu

Advances in robotic systems have resulted in prostheses for the upper limb that can produce multifunctional movements. However, these sophisticated ...

a-structured-rehabilitation-protocol-for-improved-multifunctional

Research

JoVE Journal

Behavior

9.3K Görüntüleme.  Christian Doppler Laboratory for Restoration of Extremity Function. As prosthetic development moves towards the goal of natural control, harnessing amputees’ inherent ability to learn new motor skills may enable proficiency. This manuscript describes a structured rehabilitation protocol, which includes imitation, repetition, and reinforcement learning strategies, for improved multifunctional prosthetic control.

Video: A Structured Rehabilitation Protocol for Improved Multifunctional Prosthetic Control: A Case Study

A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

Duyusal Entegrasyon ve Bilişsel Kontrol Deney için tam otomatik Kemirgen Yastıkları Protokolü

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

Davranış

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, modifications to the standard task, can be used to systematically tax the neural systems controlling either attention or impulse control. Importantly, these challenges have consistent effects on behavior across laboratories in intact animals and can reveal either enhancements or deficits in cognitive function that are not apparent when rats are only tested on the standard task. The variety of behavioral measures that are collected can be used to determine if other factors (i.e., sedation, motivation deficits, locomotor impairments) are contributing to changes in performance. The versatility of the 5CSRTT is further enhanced because it is amenable to combination with pharmacological, molecular, and genetic techniques.

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, which are modifications of the standard task, increase flexibility of the task and can be combined with other manipulations to more fully characterize behavior.

5 seçmeli Seri Reaksiyon Süresi Görev: Kemirgenler için Dikkat Görev ve Dürtü Kontrol

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

A Protocol for Housing Mice in an Enriched Environment

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent studies demonstrate that environmental enrichment decreases adiposity, increases energy expenditure, resists diet induced obesity, and causes cancer remission and inhibition in mice. EE typically consists of larger living space, a variety of &#8216;toys&#8217; to interact with, running wheels, and can include a number of other novel environmental changes. All of this fosters a more complex social engagement, cognitive and physical stimulations. Importantly, the toy location and type of toy is changed regularly, which encourages the mice to adapt to a frequently changing and novel environment. Many variables can be manipulated in EE to promote health effects in mice. Thus these approaches are difficult to control and must be properly managed to successfully replicate the associated phenotypes. Therefore, the goal of this video is to demonstrate how EE is properly set up and maintained to assure a complex, challenging, and controlled environment so that other researchers can easily reproduce the protective effects of EE against obesity and cancer.

Environmental enrichment for mice requires a complex and challenging setup, as well as comprehensive husbandry and handling techniques to assure robust metabolic and anti-cancer effects in the mice. This protocol provides detailed procedures to reproduce the above mentioned effects in mice.

Bir Zenginleştirilmiş Ortamında Konut Fareler için Protokol

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular function include transcranial magnetic stimulation, electromyography, and three-dimensional motion capture. The advent of readily available and cost-effective virtual reality solutions has expanded the capabilities of researchers in recreating &#8220;real-world&#8221; environments and movements in a laboratory setting. Naturalistic movement analysis will not only garner a greater understanding of motor control in healthy individuals, but also permit the design of experiments and rehabilitation strategies that target specific motor impairments (e.g. stroke). The combined use of these tools will lead to increasingly deeper understanding of neural mechanisms of motor control. A key requirement when combining these data acquisition systems is fine temporal correspondence between the various data streams. This protocol describes a multifunctional system&#8217;s overall connectivity, intersystem signaling, and the temporal synchronization of recorded data. Synchronization of the component systems is primarily accomplished through the use of a customizable circuit, readily made with off the shelf components and minimal electronics assembly skills.

Transcranial magnetic stimulation, electromyography, and 3D motion capture are commonly used non-invasive techniques for investigating neuromuscular function in humans. In this paper, we describe a protocol that synchronously samples data generated by all three of these tools along with the unique addition of virtual reality stimulus presentation and feedback.

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

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

Hedef-cevap Görevleri sırasında olaya ilişkin Potansiyeller Tek Taraflı Serebral Palsili Çocuklarda Üst Ekstremite Kullanım Bilişsel Süreçler Eğitim için

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis (AFEA) software. Additionally, we demonstrate a method for extracting relevant emotional data output and plotting the emotional response of a population over a specified time frame. By time pairing each participant's treatment response to a control stimulus (baseline), the overall emotional response over time and across multiple participants can be quantified. AFEA is a prospective analytical tool for assessing unbiased response to food and beverages. At present, most research has mainly focused on beverages. Methodologies and analyses have not yet been standardized for the application of AFEA to beverages and foods; however, a consistent standard methodology is needed. Optimizing video capture procedures and resulting video quality aids in a successful collection of emotional response to foods. Furthermore, the methodology of data analysis is novel for extracting the pertinent data relevant to the emotional response. The combinations of video capture optimization and data analysis will aid in standardizing the protocol for automated facial expression analysis and interpretation of emotional response data.

A protocol for capturing and statistically analyzing emotional response of a population to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis software is described.

Duyusal için Veri Toplama ve Otomatik Yüz İfade Analizi Teknoloji Analizi Uygulamalı ve Geçici Analiz Protokolü

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

Tickling, a Technique for Inducing Positive Affect When Handling Rats

Handling small animals such as rats can lead to several adverse effects. These include the fear of humans, resistance to handling, increased injury risk for both the animals and the hands of their handlers, decreased animal welfare, and less valid research data. To minimize negative effects on experimental results and human-animal relationships, research animals are often habituated to being handled. However, the methods of habituation are highly variable and often of limited effectiveness. More potently, it is possible for humans to mimic aspects of the animals&#39; playful rough-and-tumble behavior during handling. When applied to laboratory rats in a systematic manner, this playful handling, referred to as tickling, consistently gives rise to positive behavioral responses. This article provides a detailed description of a standardized rat tickling technique. This method can contribute to future investigations into positive affective states in animals, make it easier to handle rats for common husbandry activities such as cage changing or medical/research procedures such as injection, and be implemented as a source of social enrichment. It is concluded that this method can be used to efficiently and practicably reduce rats&#39; fearfulness of humans and improve their welfare, as well as reliably model positive affective states.

This article demonstrates the standardized application of playful handling, a tickling technique designed to mimic rat rough-and-tumble play. This technique is effective at reducing fearful reactions to humans and generating positive affect when rats are handled for common husbandry activities and medical and research procedures such as injection.

Gıdıklama, fareler işlerken olumlu etkiler Inducing tekniği

Handling small animals such as rats can lead to several adverse effects. These include the fear of humans, resistance to handling, increased injury risk ...

A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor deficits. Motor impairments were manually quantified through an open field grid test to measure the gross motor function and through a ladder test to measure the fine motor function. Here, we discuss a technique for the automated quantification of the video-recorded tests using our custom Capadona Behavioral Video Analysis System: Grid and Ladder Test, or BVAS. Leveraging simple and readily available coding software (see the Table of Materials), this program allows for the tracking of a single animal on both the open field grid and the ladder tests. In open field grid tracking, the code thresholds the video for intensity, tracks the position of the rat over the 3 min duration of the grid test, and analyzes the path. It then computes and returns measurements for the total distance traveled, the maximum velocity achieved, the number of left- and right-handed turns, and the total number of grid lines crossed by the rat. In ladder tracking, the code again thresholds the video for intensity, tracks the movement of the rat across the ladder, and returns calculated measurements including the time it took the rat to cross the ladder, the number of paw slips occurring below the plane of the ladder rungs, and the incidence of failures due to stagnation or reversals. We envision that the BVAS developed here can be employed for the analysis of motor function in a variety of applications, including many injury or disease models.

The current study aimed to automate the quantification of motor deficits in rats. The initial evaluation model assesses motor loss resulting from an intracortical microelectrode implantation in the motor cortex. We report on the development and use of a tracking algorithm using easily adaptable, simple, and readily available coding software.

Basit, kolay ulaşılabilir yazılım kullanarak sistem izleme roman tek bir hayvan Motor işlevi

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor ...

A Wind Tunnel for Odor Mediated Insect Behavioural Assays

Olfaction is the most important sensory mechanism by which many insects interact with their environment and a wind tunnel is an excellent tool to study insect chemical ecology. Insects can locate point sources in a three-dimensional environment through the sensory interaction and sophisticated behavior. The quantification of this behavior is a key element in the development of new tools for pest control and decision support. A wind tunnel with a suitable flight section with laminar air flow, visual cues for in-flight feedback and a variety of options for the application of odors can be used to measure complex behaviour which subsequently may allow the identification of attractive or repellent odors, insect flight characteristics, visual-odor interactions and interactions between attractants and odors lingering as background odors in the environment. A wind tunnel holds the advantage of studying the odor mediated behavioural repertoire of an insect in a laboratory setting. Behavioural measures in a controlled setting provide the link between the insect physiology and field application. A wind tunnel must be a flexible tool and should easily support the changes to setup and hardware to fit different research questions. The major disadvantage to the wind tunnel setup described here, is the clean odor background which necessitates special attention when developing a synthetic volatile blend for field application.

Here, we describe the construction and use of a wind tunnel for odor mediated behavioural assays with insects. The wind tunnel design facilitates the release of odor sources by several methods, with and without visual stimuli. Wind tunnel experiments are important methods to identify behaviorally active volatile chemicals.

Koku için bir rüzgar tüneli böcek davranış deneyleri aracılı

Olfaction is the most important sensory mechanism by which many insects interact with their environment and a wind tunnel is an excellent tool to study ...

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Over the last decade, employing computer animations for animal behavior research has increased due to its ability to non-invasively manipulate the appearance and behavior of visual stimuli, compared to manipulating live animals. Here, we present the FishSim Animation Toolchain, a software framework developed to provide researchers with an easy-to-use method for implementing 3D computer animations in behavioral experiments with fish. The toolchain offers templates to create virtual 3D stimuli of five different fish species. Stimuli are customizable in both appearance and size, based on photographs taken of live fish. Multiple stimuli can be animated by recording swimming paths in a virtual environment using a video game controller. To increase standardization of the simulated behavior, the prerecorded swimming path may be replayed with different stimuli. Multiple animations can later be organized into playlists and presented on monitors during experiments with live fish.
In a case study with sailfin mollies (Poecilia latipinna), we provide a protocol on how to conduct a mate-choice copying experiment with FishSim. We utilized this method to create and animate virtual males and virtual model females, and then presented these to live focal females in a binary choice experiment. Our results demonstrate that computer animation may be used to simulate virtual fish in a mate-choice copying experiment to investigate the role of female gravid spots as an indication of quality for a model female in mate-choice copying.
Applying this method is not limited to mate-choice copying experiments but can be used in various experimental designs. Still, its usability depends on the visual capabilities of the study species and first needs validation. Overall, computer animations offer a high degree of control and standardization in experiments and bear the potential to &#39;reduce&#39; and &#39;replace&#39; live stimulus animals as well as to &#39;refine&#39; experimental procedures.

Using the FishSim Animation Toolchain to Investigate Fish Behavior: A Case Study on Mate-Choice Copying In Sailfin Mollies

Using the novel FishSim Animation Toolchain, we present a protocol for non-invasive visual manipulation of public information in the context of mate-choice copying in sailfin mollies. FishSim Animation Toolchain provides an easy-to-use framework for the design, animation and presentation of computer-animated fish stimuli for behavioral experiments with live test fish.