Name: design and use of an apparatus for presenting graspable objects in 3d workspace
Uploaded: 2019-08-08T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Use of an Apparatus for Presenting Graspable Objects in 3D Workspace at JoVE.com

Biz cihaz tasarımı ve Bayan guihua Wang onun tavsiye için onun yardım için hayvan bakımı ve eğitim ile Bay Shijiang Shen teşekkür ederiz. Bu çalışma Çin Ulusal temel araştırma ve geliştirme programı (2017YFC1308501), Çin Ulusal Doğal Bilim Vakfı (31627802), Zhejiang Eyaleti (2016C33059) kamu projeleri ve temel araştırma fonları tarafından desteklenmektedir Merkezi üniversiteler.

Tüm davranışsal ve cerrahi prosedürler Care ve Lab Animals (Çin Sağlık Bakanlığı) kullanımı için Kılavuzu ve Zhejiang Üniversitesi, Çin 'de hayvan bakımı Komitesi tarafından onaylanmıştır.
1.3D translasyonel cihazı montajı
<ol><li>Alüminyum yapı rayları ile 920 mm x 690 mm x 530 mm boyutunda bir çerçeve oluşturun (kesit: 40 mm x 40 mm).</li>
	<li>Dört Kaide ile Y-rayların iki ucunda vida (M4) (Şekil 1B) ile sabitleyin.</li>
	<li>...

<ol>
	<li>Leone, F. T., Monaco, S., Henriques, D. Y., Toni, I., Medendorp, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+Reference+Frames+for+Grasp+Planning+in+Human+Parietofrontal+Cortex.">Flexible Reference Frames for Grasp Planning in Human Parietofrontal Cortex.</a> eNeuro. 2 (3), (2015).</li><li>Caminiti, 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=Early+coding+of+reaching:+frontal+and+parietal+association+connections+of+parieto-occipital+cortex.">Early coding of reaching: frontal and parietal association connections of parieto-occipital cortex.</a> European Journal of Neuroscience. 11 (9), 3339-3345 (1999).</li><li>Georgopoulos, A. P., Schwartz, A. B., Kettner, 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=Neuronal+population+coding+of+movement+direction.">Neuronal population coding of movement direction.</a> Science. 233 (4771), 1416-1419 (1986).</li><li>Fu, Q. G., Flament, D., Coltz, J. D., Ebner, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+encoding+of+movement+kinematics+in+the+discharge+of+primate+primary+motor+and+premotor+neurons.">Temporal encoding of movement kinematics in the discharge of primate primary motor and premotor neurons.</a> Journal of Neurophysiology. 73 (2), 836-854 (1995).</li><li>Moran, D. W., Schwartz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+cortical+representation+of+speed+and+direction+during+reaching.">Motor cortical representation of speed and direction during reaching.</a> Journal of Neurophysiology. 82 (5), 2676-2692 (1999).</li><li>Carmena, J. 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=Learning+to+control+a+brain-machine+interface+for+reaching+and+grasping+by+primates.">Learning to control a brain-machine interface for reaching and grasping by primates.</a> PLoS Biology. 1 (2), E42 (2003).</li><li>Li, 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=Prior+Knowledge+of+Target+Direction+and+Intended+Movement+Selection+Improves+Indirect+Reaching+Movement+Decoding.">Prior Knowledge of Target Direction and Intended Movement Selection Improves Indirect Reaching Movement Decoding.</a> Behavioral Neurology. , 2182843 (2017).</li><li>Reina, G. A., Moran, D. W., Schwartz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+relationship+between+joint+angular+velocity+and+motor+cortical+discharge+during+reaching.">On the relationship between joint angular velocity and motor cortical discharge during reaching.</a> Journal of Neurophysiology. 85 (6), 2576-2589 (2001).</li><li>Taylor, D. M., Tillery, S. I., Schwartz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+cortical+control+of+3D+neuroprosthetic+devices.">Direct cortical control of 3D neuroprosthetic devices.</a> Science. 296 (5574), 1829-1832 (2002).</li><li>Wang, W., Chan, S. S., Heldman, D. A., Moran, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+cortical+representation+of+hand+translation+and+rotation+during+reaching.">Motor cortical representation of hand translation and rotation during reaching.</a> Journal of Neuroscience. 30 (3), 958-962 (2010).</li><li>Murata, A., Gallese, V., Luppino, G., Kaseda, M., Sakata, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selectivity+for+the+shape,+size,+and+orientation+of+objects+for+grasping+in+neurons+of+monkey+parietal+area+AIP.">Selectivity for the shape, size, and orientation of objects for grasping in neurons of monkey parietal area AIP.</a> Journal of Neurophysiology. 83 (5), 2580-2601 (2000).</li><li>Raos, V., Umilt&#225;, M. A., Murata, A., Fogassi, L., Gallese, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+Properties+of+Grasping-Related+Neurons+in+the+Ventral+Premotor+Area+F5+of+the+Macaque+Monkey.">Functional Properties of Grasping-Related Neurons in the Ventral Premotor Area F5 of the Macaque Monkey.</a> Journal of Neurophysiology. 95 (2), 709 (2006).</li><li>Schaffelhofer, S., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Object+vision+to+hand+action+in+macaque+parietal,+premotor,+and+motor+cortices.">Object vision to hand action in macaque parietal, premotor, and motor cortices.</a> eLife. 5, (2016).</li><li>Baumann, M. A., Fluet, M. C., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context-specific+grasp+movement+representation+in+the+macaque+anterior+intraparietal+area.">Context-specific grasp movement representation in the macaque anterior intraparietal area.</a> Journal of Neuroscience. 29 (20), 6436-6448 (2009).</li><li>Riehle, A., Wirtssohn, S., Grun, S., Brochier, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+the+spatio-temporal+structure+of+motor+cortical+LFP+and+spiking+activities+during+reach-to-grasp+movements.">Mapping the spatio-temporal structure of motor cortical LFP and spiking activities during reach-to-grasp movements.</a> Frontiers in Neural Circuits. 7, 48 (2013).</li><li>Michaels, J. A., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Population+coding+of+grasp+and+laterality-related+information+in+the+macaque+fronto-parietal+network.">Population coding of grasp and laterality-related information in the macaque fronto-parietal network.</a> Scientific Reports. 8 (1), 1710 (2018).</li><li>Fattori, 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=Hand+orientation+during+reach-to-grasp+movements+modulates+neuronal+activity+in+the+medial+posterior+parietal+area+V6A.">Hand orientation during reach-to-grasp movements modulates neuronal activity in the medial posterior parietal area V6A.</a> Journal of Neuroscience. 29 (6), 1928-1936 (2009).</li><li>Asher, I., Stark, E., Abeles, M., Prut, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+direction+and+object+selectivity+of+local+field+potentials+and+single+units+in+macaque+posterior+parietal+cortex+during+prehension.">Comparison of direction and object selectivity of local field potentials and single units in macaque posterior parietal cortex during prehension.</a> Journal of Neurophysiology. 97 (5), 3684-3695 (2007).</li><li>Stark, E., Asher, I., Abeles, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encoding+of+reach+and+grasp+by+single+neurons+in+premotor+cortex+is+independent+of+recording+site.">Encoding of reach and grasp by single neurons in premotor cortex is independent of recording site.</a> Journal of Neurophysiology. 97 (5), 3351-3364 (2007).</li><li>Velliste, M., Perel, S., Spalding, M. C., Whitford, A. S., Schwartz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+control+of+a+prosthetic+arm+for+self-feeding.">Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding.</a> Nature. 453 (7198), 1098-1101 (2008).</li><li>Vargas-Irwin, C. E., 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=Decoding+complete+reach+and+grasp+actions+from+local+primary+motor+cortex+populations.">Decoding complete reach and grasp actions from local primary motor cortex populations.</a> Journal of Neuroscience. 30 (29), 9659-9669 (2010).</li><li>Mollazadeh, 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=Spatiotemporal+variation+of+multiple+neurophysiological+signals+in+the+primary+motor+cortex+during+dexterous+reach-to-grasp+movements.">Spatiotemporal variation of multiple neurophysiological signals in the primary motor cortex during dexterous reach-to-grasp movements.</a> Journal of Neuroscience. 31 (43), 15531-15543 (2011).</li><li>Saleh, M., Takahashi, K., Hatsopoulos, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encoding+of+coordinated+reach+and+grasp+trajectories+in+primary+motor+cortex.">Encoding of coordinated reach and grasp trajectories in primary motor cortex.</a> Journal of Neuroscience. 32 (4), 1220-1232 (2012).</li><li>Collinger, J. L., 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=High-performance+neuroprosthetic+control+by+an+individual+with+tetraplegia.">High-performance neuroprosthetic control by an individual with tetraplegia.</a> The Lancet. 381 (9866), 557-564 (2013).</li><li>Lehmann, S. J., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reach+and+gaze+representations+in+macaque+parietal+and+premotor+grasp+areas.">Reach and gaze representations in macaque parietal and premotor grasp areas.</a> Journal of Neuroscience. 33 (16), 7038-7049 (2013).</li><li>Rouse, A. G., Schieber, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+distribution+of+location+and+object+effects+in+reach-to-grasp+kinematics.">Spatiotemporal distribution of location and object effects in reach-to-grasp kinematics.</a> Journal of Neuroscience. 114 (6), 3268-3282 (2015).</li><li>Rouse, A. G., Schieber, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+Distribution+of+Location+and+Object+effects+in+Primary+Motor+Cortex+Neurons+during+Reach-to-Grasp.">Spatiotemporal Distribution of Location and Object effects in Primary Motor Cortex Neurons during Reach-to-Grasp.</a> Journal of Neuroscience. 36 (41), 10640-10653 (2016).</li><li>Hao, 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=Neural+synergies+for+controlling+reach+and+grasp+movement+in+macaques.">Neural synergies for controlling reach and grasp movement in macaques.</a> Neuroscience. 357, 372-383 (2017).</li><li>Takahashi, K., 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=Encoding+of+Both+Reaching+and+Grasping+Kinematics+in+Dorsal+and+Ventral+Premotor+Cortices.">Encoding of Both Reaching and Grasping Kinematics in Dorsal and Ventral Premotor Cortices.</a> Journal of Neuroscience. 37 (7), 1733-1746 (2017).</li><li>Chen, J., 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=An+automated+behavioral+apparatus+to+combine+parameterized+reaching+and+grasping+movements+in+3D+space.">An automated behavioral apparatus to combine parameterized reaching and grasping movements in 3D space.</a> Journal of Neuroscience Methods. 312, 139-147 (2019).</li><li>Zhang, Q., 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+an+invasive+brain-machine+interface+with+a+monkey+model.">Development of an invasive brain-machine interface with a monkey model.</a> Chinese Science Bulletin. 57 (16), 2036 (2012).</li><li>Hao, 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=Distinct+neural+patterns+enable+grasp+types+decoding+in+monkey+dorsal+premotor+cortex.">Distinct neural patterns enable grasp types decoding in monkey dorsal premotor cortex.</a> Journal of Neural Engineering. 11 (6), 066011 (2014).</li></ol>

Davranışsal cihaz burada açıklanan farklı ulaşan ve açgözlü hareketlerin deneme akıllıca bir kombinasyonu sağlar (yani, maymun her deneme herhangi bir rastgele 3D konumlarda farklı şekilli nesneleri kavramak olabilir). Bu, farklı nesnelerle geçiş yapan özel bir tornalama tablosunun ve tornalama tablosunu 3B alanda birden çok konuma aktaren doğrusal translasyonel aygıtın birleşimi aracılığıyla gerçekleştirilir. Buna ek olarak, maymun nöral sinyalleri, bilek yörüngesi, ve el şekilleri, nör...

İnsan dışı primat içinde ulaşan ve açgözlü hareket temel nöral ilkelerini incelemek için çeşitli aygıtlar geliştirilmiştir. Görevlere ulaşma, dokunmatik ekran1,2, ekran imleç bir joystick tarafından kontrol3,4,5,6,7, ve sanal gerçeklik teknolojisi8 , 9 , 10 tüm 2D ve 3D hedefleri, sırasıyla sunmak için istihdam edilmiştir. Farklı kavrama türlerini tanıtmak için, tek bir pozisyonda sabit veya bir eksen etrafında dönen farklı şekilli nesneler,11,12,13kavramalı görevlerde yaygın olarak kullanılmıştır. Alternatif olarak, farklı kavrama türleri14,15,16,17ile aynı nesneyi kavramak için konuları bilgilendirmek için görsel ipuçlarını kullanmaktır. Daha yakın zamanda, ulaşma ve kavrama hareketleri birlikte incelenmiştir (yani, konular birden çok pozisyona ulaşır ve deneysel bir oturumda farklı kavrama türleri ile kavramak)18,19,20, 21,22,23,24,25,26,27,28,29. Erken deneyler, kaçınılmaz olarak düşük zaman ve uzamsal hassasiyete neden olan nesneleri elle sundu20,21. Deneysel hassasiyeti iyileştirmek ve insan gücünden tasarruf etmek için programlar tarafından denetlenen otomatik sunum cihazları yaygın olarak kullanılmıştır. Hedef pozisyon ve kavrama türünü değiştirmek için deneyler aynı anda birden çok nesne maruz, ancak göreli (veya mutlak) hedefleri ve kavrama türleri birbirine bağlı, uzun vadeli eğitim aracılığıyla sert ateşleme desenleri neden olan22 ,27,28. Nesneleri genellikle bir 2D düzlemde sunulur, hangi hareket ve sinir aktivitesi ulaşma çeşitliliği sınırlar19,25,26. Son zamanlarda, sanal gerçeklik24 ve robot kol23,29 3D uzayda nesneleri sunmak için tanıtıldı.
Burada sunulan ayrıntılı protokoller bina ve 3D alanda birden fazla hedef pozisyonları ve kavrama türleri herhangi bir kombinasyonu elde edebilirsiniz otomatik bir cihaz30 kullanarak. Tornalama tablosunu 3B alanda taşımak için nesneleri ve 3B translasyonel cihazı değiştirmek için bir tornalama tablosu tasarladık. Hem tornalama masası hem de translasyonel cihaz bağımsız motorlar tarafından tahrik edilir. Bu arada, konunun bilek ve nöral sinyallerinin 3D yörünge deney boyunca aynı anda kaydedilir. Cihaz Rhesus maymun üst ekstremite fonksiyon çalışması için değerli bir platform sağlar.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Active X-rail</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>W50-25</td>
			<td>Effective travel, 600 mm; Load, 25 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Active Y-rail</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>W60-35</td>
			<td>Effective travel, 300 mm, Load 35 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Active Z-rail</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>W50-25</td>
			<td>Effective travel, 500 mm; Load 25 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bearing</td>
			<td>Taobao.com</td>
			<td>6004-2RSH</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Case</td>
			<td>Custom mechanical processing</td>
			<td>TT-C</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connecting ring</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>57/60-W50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connecting shaft</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>D12-700</td>
			<td>Diam., 12 mm;Length, 700 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaphragm coupling</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>CCM 12-12</td>
			<td>Inner diam., 12-12mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaphragm coupling</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>CCM 12-14</td>
			<td>Inner diam., 14-12mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric slip ring</td>
			<td>Semring Inc., China</td>
			<td>SNH020a-12</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Locating bar</td>
			<td>Custom mechanical processing</td>
			<td>TT-L</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion capture system</td>
			<td>Motion Analysis Corp. US</td>
			<td>Eagle-2.36</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neural signal acquisition system</td>
			<td>Blackrock Microsystems Corp. US</td>
			<td>Cerebus</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NI DAQ device</td>
			<td>National Instruments, US</td>
			<td>USB-6341</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Object</td>
			<td>Custom mechanical processing</td>
			<td>TT-O</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Passive Y-rail</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>W60-35</td>
			<td>Effective travel, 300 mm; Load 35 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Passive Z-rail</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>W50-25</td>
			<td>Effective travel, 500 mm; Load 25 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pedestal</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>80-W60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Longer Inc., China</td>
			<td>BT100-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planetary gearhead</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>PLF60-5</td>
			<td>Flange, 60&#215;60 mm; Reduction ratio, 1:5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Right triangle frame</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>290-300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotator</td>
			<td>Custom mechanical processing</td>
			<td>TT-R</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Servo motor</td>
			<td>Yifeng Inc., China</td>
			<td>60ST-M01930</td>
			<td>Flange, 60&#215;60 mm; Torque, 1.91 N&#183;m; for Y- and Z-rail</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Servo motor</td>
			<td>Yifeng Inc., China</td>
			<td>60ST-M01330</td>
			<td>Flange, 60&#215;60 mm; Torque, 1.27 N&#183;m; for X-rail</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaft</td>
			<td>Custom mechanical processing</td>
			<td>TT-S</td>
			<td>Acrylic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stepping motor</td>
			<td>Taobao.com</td>
			<td>86HBS120</td>
			<td>Flange, 86&#215;86 mm; Torque, 1.27 N&#183;m; Driving turning table</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Touch sensor</td>
			<td>Taobao.com</td>
			<td>CM-12X-5V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricolor LED</td>
			<td>Taobao.com</td>
			<td>CK017, RGB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-shaped connecting board</td>
			<td>CCM Automation technology Inc., China</td>
			<td>110-120</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and use of an apparatus for presenting graspable objects in 3d workspace

Ulaşılması ve kavrama yüksek birleştiğinde hareketler, ve temel nöral dinamikleri son on yılda yaygın olarak incelenmiştir. Ulaşmak ve açgözlü kodlamaları ayırt etmek için farklı nesne kimlikleri konumlarını bağımsız sunmak için gereklidir. Burada sunulan bir tornalama masası ve bu hedefe ulaşmak için üç boyutlu (3D) translasyonel cihaz ile monte edilmiş bir otomatik aparatın tasarımdır. Tornalama tablosu, 3B translasyonel aygıt tornalama tablosunu 3B alanda taşımadan farklı kavrama türlerine karşılık gelen farklı nesneleri değiştirir. Her ikisi de motor tarafından bağımsız olarak tahrik edilir, böylece hedef konum ve nesne rasgele birleştirilir. Bu arada, bilek yörüngesi ve kavrama tipleri sırasıyla hareket yakalama sistemi ve dokunmatik sensörler aracılığıyla kaydedilir. Ayrıca, bu sistemi kullanarak başarıyla eğitimli maymun gösteren temsili sonuçlar açıklanmıştır. Bu cihazın, üst ekstremite fonksiyonuyla ilgili kinematik, nöral ilkeler ve beyin makinesi arayüzlerini incelemek için araştırmacıların kolaylaştırılması bekleniyor.

Cihazın tam çalışma alanının büyüklüğü sırasıyla 600 mm, 300 mm ve x-, y-ve z eksenlerinde 500 mm 'dir. 3D translasyonel cihazın maksimum yükü 25 kg, tornalama masası (Step motor dahil) 15 kg ağırlıklı ve 500 mm/s hıza kadar taşınabilmektedir. 3D translasyonel cihazının kinematik hassasiyeti 0,1 mm 'den az ve cihazın gürültüsü 60 dB 'den az.
Sistemin yardımcı programı göstermek için, maymun (daha önce bir ulaşan görevde eğitimli) sistem...

Watch this Scientific Journal Video about Design and Use of an Apparatus for Presenting Graspable Objects in 3D Workspace at JoVE.com

Design and Use of an Apparatus for Presenting Graspable Objects in 3D Workspace

3B çalışma alanında graspable nesneleri sunmak için bir cihazın tasarımı ve kullanımı

Burada sunulan bir protokol esnek Reach-to-kavramak görev gerçekleştirmek için bir maymun kılavuzluk otomatik bir cihaz oluşturmak için. Cihaz, 3D uzayda rasgele bir konumda birden fazla nesne sunmak için bir 3B translasyonel cihazı ve tornalama tablosunu birleştirir.

Reaching and grasping are highly-coupled movements, and their underlying neural dynamics have been widely studied in the last decade. To distinguish ...

Erişim ve kavramanın altında yatan nöral ilke son yıllarda kapsamlı bir şekilde incelenmiştir, ancak her iki hareketin tek bir görevde esnek bir birleşimini sağlamak için çok az cihaz geliştirilmiştir. Özel bir tornalama tablosunu 3 boyutlu çeviri cihazıyla birleştirerek, aygıtımız 3 boyutlu uzayda birden fazla pozisyonun deneme açısından ve her pozisyonda farklı şekilli nesnelerin deneme açısından bir kombinasyonunu sağlar. Bizim cihaz üst ekstremite fonksiyonu ve altta yatan nöral ilkeleri incelemek için değerli bir platform sağlar.Aynı zamanda beyin-makine arayüzünde ulaşma ve kavrama hareketlerinin eşzamanlı yeniden yapılandırılmasını kolaylaştırabilir. İki Y rayını paralel olarak çerçevenin üst yüzeyine sabitleyerek, kaideleri vidalarla üst yüzeye sabitleyerek başlayın. Daha sonra, iki Y raylarını bir bağlantı mili ve iki diyafram bağlantı ile bağlayın.İki rayın şaftlarını senkronize etmek için bağlantı ekiplerini sıkın. Z demiryolunun arka oluklarına altı somun koyun ve dik üçgen çerçevenin bir tarafını vidalarla Z demiryolunun arkasına takın. Üçgen çerçeveyi şafta distal olan uca çekin ve vidaları sıkın.Diğer dik üçgen çerçeveyi diğer Z rayına aynı şekilde takın. İki üçgen çerçevenin diğer sağ açılı kenarlarını vidalı iki Y rayının sürgülerine sabitle. Daha sonra, iki Z rayını bir bağlantı mili ve diyafram bağlantılarıyla bağlayın ve bağlantı nın kilitlerini sıkın.Somun lar ve vidalarla X rayın arkasına iki T şeklinde bağlantı tahtasını takın. Daha sonra, Iki T şeklindeki panoları X ruzun iki ucuna çekin ve vidaları sıkın. İki T şeklindeki bağlantı tahtalarını vidalı iki Z rayının sürgülerine sabitle.Step motorunu dişli redüktörün şaft deliğine takın ve flanşlarını birbirine vidalayın. Son olarak, bağlantı halkasını X rayın şaft ucuna vidalayın. Dişli redüktörün şaftını bağlantı yada takın ve dişli redüktörü bağlantı halkasına vidalayın.Kaplinin kilit vidasını sıkın. Dokunma sensörlerini nesne gövdesinin oluğuna yerleştirerek başlayın ve çift taraflı bantla önceden tanımlanmış dokunma alanlarına yapıştırın. Telleri nesnenin arka tahtasının deliğinden geçirin ve kapak tahtasını vidalarla nesne gövdesine sabitle.Daha sonra, kabloları rotatörün kenarlarındaki deliklerden geçirin ve nesneleri rotatora vidalayın. Lehim tel sensörleri elektrik kayma halkadönen tel uçlarına uçları, ve elektrik bandı ile eklem sarın. Kılıfı X rayın kaydırıcısına vidala.Rulmanı kutunun alt deliğine yerleştirin. Daha sonra, rotator sağdan kasaya koyun ve kasanın üst deliğinden elektrik kayma halkasının telleri geçirin. Daha sonra, metal şaftını kasanın üst deliğinden rulmana takın ve şaft anahtarını rotatörün anahtar yoluna takın.Elektrikli kayma halkasını metal şaftın etrafına ayarlayın. Dış halkanın dönmesini önlemek için, yer bulma çubuğunun ucunu elektrik kayma halkasının çentikiçine yerleştirin. Step motor şaftını metal şaft deliğine takın ve motoru kutunun üst kısmındaki vidalarla düzeltin.Kasanın ön tarafına bantla üç renkli led yapıştırın. Son olarak, kasanın üzerine sağ yan tahtavida. Adımadım motorlarının, LED'in ve dokunmatik sensörlerin kontrol kablolarını veri toplama panosunun dijital bağlantı noktalarına takın.3 boyutlu çeviri aygıtını ve tornalama tablosunu başlatmak için, tüm doğrusal slayt raylarının kaydırıcılarını başlangıç noktasına çekin ve tornalama tablosunun ilk nesnesini tornalama tablosunun ön tarafına doğru çevirin. Ardından, bir matristeki tüm pozisyonların koordinatlarını bir metin belgesine girin. Her satırın bir boşlukla ayrılmış bir konumun X, Y ve Z koordinatlarını içerdiğinden emin olun ve belgeyi kaydedin.Ardından, paradigma yazılımını açın, Havuz panelinde Dosyayı Aç'ı tıklatın ve sunu konumlarını paradigma yazılımına yüklemek için metin belgesini seçin. Paradigma yazılımının Nesne Havuzu'ndaki denemede sunulan nesneleri denetleyin. Ardından, paradigma yazılımının Zaman Parametreleri panelindeki deneysel parametreleri ayarlayın.Taban çizgisini 400 milisaniye olarak ayarlayın, Motor Çalıştır eşittir 2000 milisaniye, Planlama 1000 milisaniye, maksimum Reaksiyon Süresi eşittir 500 milisaniye, maksimum Erişim Süresi eşittir 1000 milisaniye, min Bekleme Süresi eşittir 500 milisaniye, Ödül 60 milisaniye ve Hata İşareti eşittir 1000 milisaniye. Sonra, alüminyum inşaat çerçevesi için maymun sandalye düzeltmek. Kolun ucuna çift taraflı bantla üç yansıtıcı belirteç takın.Üç işaretçinin bir ölçek üçgeni oluşturduğundan emin olun. Ardından, paradigma yazılımında görevi başlatmak için Çalıştır'ı tıklatın. Maymun görevi yaparken üç işaretçinin yörüngelerini 60 saniye boyunca kaydetmek için Cortex yazılımının hareket yakalama panelindeki KAYDET düğmesini tıklatın.Denemeyi sonlamak için DURDUR düğmesini tıklatın. Kaydedilen yörüngeleri kullanarak yazılımdaki üç işaretçiden oluşan bir izleme şablonu oluşturun ve şablonu kaydedin. Daha sonra, ön uç amplifikatörünün zemin kablosunu, maymunun motor korteksine yerleştirilen mikroelektrot dizisinin zeminine bağlayın.Kafa aşamalarını mikroelektrot dizisinin konektörüne yerleştirin. Nöral sinyal alma sisteminin Merkezi yazılımını açın. Eşitleme yazılımını açın.Senkronizasyon yazılımını nöral sinyal alma sistemi, hareket yakalama sistemi ve paradigma yazılımıile bağlamak için Cerebus, Motion Capture ve Paradigm panellerinde bulunan üç bağlantı düğmesini tıklatın. Son olarak, görevi yeniden başlatmak için paradigma yazılımının Çalıştır düğmesini tıklatın ve ardından merkezi yazılımın Dosya Depolama panelindeki Kayıt düğmesi nin ardından sinirsel sinyalleri kaydetmeye başlayın. Kaydedilen izleme şablonuna bakın ve maymunun bileğinin yörüngesini kaydetmeye başlamak için Cortex yazılımının hareket yakalama panelindeki KAYDET düğmesini tıklayın.Tüm başarılı çalışmalarda bilek yörüngesi ayıklandı ve hedef pozisyonlara göre sekiz gruba ayrıldı. Yörünge sekiz grubun uçları önceden tanımlanmış kübik çalışma alanı ile aynı boyutta bir kübik oluşturur. Burada peristimulus zamanı histogramı iki örnek nöronun hem ulaşma pozisyonuna hem de nesnelere ulaştığını gösterir.Üstteki nöron, ulaşma ve tutma evreleri sırasında önemli seçicilik gösterir. Alttaki nöron motor çalışma fazının ortasından pozisyonları ve nesneleri ayarlamaya başlarken. Paradigma yazılımı motorların konumlarını okuyamadığı için, her oturumdan önce tornalama tablosunu ve çeviri cihazını başlatmamız esastır.Nesnenin hedef nesneyi ve konumunu ne zaman görebildiğini tam olarak kontrol etmek için aygıtın önüne değiştirilebilir bir cam takılabilir. Bizim cihaz kullanarak, şimdi aynı anda erişim yörüngesi ve kavrama türleri deşifre yardımcı olabilir ulaşma ve kavrama hareketleri arasındaki nöral etkileşimi incelemek mümkün.

Research

JoVE Journal

Behavior

Transferring Cognitive Tasks Between Brain Imaging Modalities: Implications for Task Design and Results Interpretation in fMRI Studies

Beyin Görüntüleme Yöntemlerinin Arasında Bilişsel Görevler aktarma: fMRI Çalışmaları Görev Tasarım Etkileri ve Sonuçları Yorumlama

As cognitive neuroscience methods develop, established experimental tasks are used with emerging brain imaging modalities. Here transferring a paradigm ...

Assessment of Murine Exercise Endurance Without the Use of a Shock Grid: An Alternative to Forced Exercise

Bir Şok Grid Kullanımı olmadan Kemirgen Egzersiz Endurance Değerlendirilmesi: Zorla Egzersiz Alternatif Bir

Using laboratory mouse models, the molecular pathways responsible for the metabolic benefits of endurance exercise are beginning to be defined. The most ...

Design and Implementation of an fMRI Study Examining Thought Suppression in Young Women with, and At-risk, for Depression

FMRI Çalışması Tasarım ve Uygulama Genç Kadınlarda Bastırma Düşünce ve At-risk Depresyon incelenmesi

Ruminative brooding is associated with increased vulnerability to major depression. Individuals who regularly ruminate will often try to reduce the ...

An Automated T-maze Based Apparatus and Protocol for Analyzing Delay- and Effort-based Decision Making in  Free Moving Rodents

Otomatik bir T-maze cihazları ve protokol dayalı karar vermede gecikme ve çaba tabanlı ücretsiz taşıma kemirgenler çözümlemek için

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper ...

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

Kemirgenler preklinik çalışmalar için 3D Kinematic yürüyüş analizi

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of ...

A Machine Learning Approach to Design an Efficient Selective Screening of Mild Cognitive Impairment

Hafif Bilişsel Bozukluğun Etkili Bir Seçici Taramasını Tasarlamak Için Makine Öğrenimi Yaklaşımı

Mild cognitive impairment (MCI) is the first sign of dementia among elderly populations and its early detection is crucial in our aging societies. Common ...

Methods for Presenting Real-world Objects Under Controlled Laboratory Conditions

Kontrollü laboratuar koşullarında gerçek dünya objeleri sunma yöntemleri

Our knowledge of human object vision is based almost exclusively on studies in which the stimuli are presented in the form of computerized two-dimensional ...

An Inertial Measurement Unit Based Method to Estimate Hip and Knee Joint Kinematics in Team Sport Athletes on the Field

Sahadaki Takım Sporu Sporcularında Kalça ve Diz Eklem Kinematiği Tahmin Etmek İçin Ataletsel Ölçüm Ünitesi Tabanlı Yöntem

Current athlete monitoring practice in team sports is mainly based on positional data measured by global positioning or local positioning systems. The ...

Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research

Sürüşle İlgili Araştırmalar için Dokunsal Titreşimli Araç Seti ve Sürüş Simülasyon Platformu

Collision warning system plays a key role in the prevention of driving distractions and drowsy driving. Previous studies have proven the advantages of ...

An Assessment Method and Toolkit to Evaluate Keyboard Design on Smartphones

Akıllı Telefonlarda Klavye Tasarımını Değerlendirmek için Bir Değerlendirme Yöntemi ve Araç Seti

Keyboard input has played an essential role in human-computer interaction with a vast user base, and the keyboard design has always been one of the ...