Name: the impact of motor task conditions on goal-directed arm reaching kinematics and trunk compensation in chronic stroke survivors
Uploaded: 2021-05-02T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Impact of Motor Task Conditions on Goal-Directed Arm Reaching Kinematics and Trunk Compensation in Chronic Stroke Survivors at JoVE.com

Авторы хотели бы поблагодарить Кристофера Невилла, Джироламо Маммолито и Ф. Джерома Пабулаяна за их жизненно важный вклад в разработку этого протокола и сбор данных.

Институциональный наблюдательный совет (IRB) SUNY Upstate Medical University одобрил этот протокол.
1. Отбор участников
<ol><li>Выполнять все методы исследования с одобрения IRB Хельсинкской декларации.</li>
	<li>Нанимайте взрослых без инвалидности, у которых нет неврологических или скелетно-м...

<ol>
	<li>Spinazzola, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairments+of+trunk+movements+following+left+or+right+hemisphere+lesions:+dissociation+between+apraxic+errors+and+postural+instability.">Impairments of trunk movements following left or right hemisphere lesions: dissociation between apraxic errors and postural instability.</a> Brain. 126 (12), 2656-2666 (2003).</li><li>Michaelsen, S. M., Jacobs, S., Roby-Brami, A., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compensation+for+distal+impairments+of+grasping+in+adults+with+hemiparesis.">Compensation for distal impairments of grasping in adults with hemiparesis.</a> Experimental Brain Research. 157 (2), 162-173 (2004).</li><li>Saposnik, G., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SORCan+SORC.+Virtual+Reality+in+Stroke+Rehabilitation+A+Meta-Analysis+and+Implications+for+Clinicians.">SORCan SORC. Virtual Reality in Stroke Rehabilitation A Meta-Analysis and Implications for Clinicians.</a> Stroke. 42 (5), 1380-1386 (2011).</li><li>Levin, M. F., Snir, O., Liebermann, D. G., Weingarden, H., Weiss, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+Reality+Versus+Conventional+Treatment+of+Reaching+Ability+in+Chronic+Stroke:+Clinical+Feasibility+Study.">Virtual Reality Versus Conventional Treatment of Reaching Ability in Chronic Stroke: Clinical Feasibility Study.</a> Neurology and Therapy. 1 (1), 3 (2012).</li><li>Knaut, L. A., Subramanian, S. K., McFadyen, B. J., Bourbonnais, D., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematics+of+pointing+movements+made+in+a+virtual+versus+a+physical+3-dimensional+environment+in+healthy+and+stroke+subjects.">Kinematics of pointing movements made in a virtual versus a physical 3-dimensional environment in healthy and stroke subjects.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (5), 793-802 (2009).</li><li>Mastos, M., Miller, K., Eliasson, A. C., Imms, C., Mastos, M., Eliasson, A. C., Imms, C. M. K., Mastos Miller, K., Eliasson, A. C., Imms, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Goal-directed+training:+linking+theories+of+treatment+to+clinical+practice+for+improved+functional+activities+in+daily+life.">Goal-directed training: linking theories of treatment to clinical practice for improved functional activities in daily life.</a> Clinical Rehabilitation. 21 (1), 47-55 (2007).</li><li>Harris, C. M., Wolpert, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal-dependent+noise+determines+motor+planning.">Signal-dependent noise determines motor planning.</a> Nature. 394, 780-784 (1998).</li><li>Gentilucci, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Object+motor+representation+and+reaching-grasping+control.">Object motor representation and reaching-grasping control.</a> Neuropsychologia. 40 (8), 1139-1153 (2002).</li><li>Subramanian, S. K., Yamanaka, J., Chilingaryan, G., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validity+of+Movement+Pattern+Kinematics+as+Measures+of+Arm+Motor+Impairment+Poststroke.">Validity of Movement Pattern Kinematics as Measures of Arm Motor Impairment Poststroke.</a> Stroke. 41 (10), 2303-2308 (2010).</li><li>Strenge, H., Niederberger, U., Seelhorst, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+between+Tests+of+Attention+and+Performance+on+Grooved+and+Purdue+Pegboards+in+Normal+Subjects.">Correlation between Tests of Attention and Performance on Grooved and Purdue Pegboards in Normal Subjects.</a> Perceptual and Motor Skills. 95 (2), 507-514 (2002).</li><li>Lin, J. -. H., Hsu, M. -. J., Sheu, C. -. 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=Psychometric+comparisons+of+4+measures+for+assessing+upper-extremity+function+in+people+with+stroke.">Psychometric comparisons of 4 measures for assessing upper-extremity function in people with stroke.</a> Physical Therapy. 89 (8), 840-850 (2009).</li><li>See, J., Dodakian, L., Chou, 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=A+standardized+approach+to+the+fugl-meyer+assessment+and+its+implications+for+clinical+trials.">A standardized approach to the fugl-meyer assessment and its implications for clinical trials.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 27 (8), 732-741 (2013).</li><li>Murphy, M. A., Will&#233;n, C., Sunnerhagen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinematic+Variables+Quantifying+Upper-Extremity+Performance+After+Stroke+During+Reaching+and+Drinking+From+a+Glass.">Kinematic Variables Quantifying Upper-Extremity Performance After Stroke During Reaching and Drinking From a Glass.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (1), 71-80 (2011).</li><li>Michaelsen, S. M., Jacobs, S., Roby-Brami, A., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compensation+for+distal+impairments+of+grasping+in+adults+with+hemiparesis.">Compensation for distal impairments of grasping in adults with hemiparesis.</a> Experimental Brain Research. 157, 162-173 (2004).</li><li>J&#228;rvel&#228;inen, J., Sch&#252;rmann, M., Hari, R., Jarvelainen, J., Schurmann, M., Hari, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+the+human+primary+motor+cortex+during+observation+of+tool+use.">Activation of the human primary motor cortex during observation of tool use.</a> Neuroimage. 23 (1), 187-192 (2004).</li><li>Imazu, S., Sugio, T., Tanaka, S., Inui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+between+actual+and+imagined+usage+of+chopsticks:+An+fMRI+study.">Differences between actual and imagined usage of chopsticks: An fMRI study.</a> Cortex. 43 (3), 301-307 (2007).</li><li>Ishii, R., Schulz, M., Xjang, 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=MEG+study+of+lang-term+cortical+reoganization+of+senorimotor+areas+with+respect+to+using+chopsticks.">MEG study of lang-term cortical reoganization of senorimotor areas with respect to using chopsticks.</a> Neuroreport. 13 (16), 2155-2159 (2002).</li><li>Chen, H. M., Chang, 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=The+skill+components+of+a+therapeutic+chopsticks+task+and+their+relationship+with+hand+function+tests.">The skill components of a therapeutic chopsticks task and their relationship with hand function tests.</a> Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 15 (12), 704-709 (1999).</li><li>Shin, S., Demura, S., Aoki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+prior+use+of+chopsticks+on+two+different+types+of+dexterity+tests:+Moving+Beans+Test+and+Purdue+Pegboard.">Effects of prior use of chopsticks on two different types of dexterity tests: Moving Beans Test and Purdue Pegboard.</a> Perceptual and Motor Skills. 108 (2), 392-398 (2009).</li><li>Ma, H. -. i., Trombly, C. A., Robinson-Podolski, 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+Effect+of+Context+on+Skill+Acquisition+and+Transfer.">The Effect of Context on Skill Acquisition and Transfer.</a> American Journal of Occupational Therapy. 53 (2), 138-144 (1999).</li><li>Rosenbaum, D. A., Engelbrecht, S. E., Bushe, M. M., Loukopoulos, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knowledge+Model+for+Selecting+and+Producing+Reaching+Movements.">Knowledge Model for Selecting and Producing Reaching Movements.</a> Journal of Motor Behavior. 25 (3), 217-227 (1993).</li></ol>

Предварительные результаты подтверждают, что этот протокол может быть подходящим для изучения влияния сложности задачи на компенсацию туловища и кинематику, направленную на достижение цели руки, как у взрослых без инвалидности, так и у выживших после хронического инсульта.
<p class="jove_...

Движение туловища является наиболее распространенной стратегией для компенсации ограниченных степеней свободы в локте и плече у лиц с постинсультным дефицитом моторики верхних конечностей (UE)1,2. Предыдущие исследования показали, что постинсультные люди используют различные стратегии движения в разных двигательных средах3,4,5. Теория двигательного управления динамическими системами объясняет, что движения возникают из внутренних индивидуальных факторов и внешних факторов, таких как условия задачи иокружающая среда 6. Кроме того, закон Фитта объясняет взаимосвязь между сложностью задачи и скоростью движения, с тенденцией выполнять более сложные задачи с более медленными скоростями7. Что касается задач, направленных на достижение цели, Джентилуччи сообщил, что люди замедляют свои достигающие движения, когда они достигают и хватают меньший объект по сравнению с большим объектом8. Тем не менее, влияние сложности задачи на направленную на цель руку, достигающей кинематики и стратегии компенсаторного движения у выживших после хронического инсульта, не совсем понятно. Предыдущее исследование, в котором изучались задачи по указанию и захвату у выживших после хронического инсульта, показало, что различия в кинематических переменных между двумя различными задачами объясняют различия в двигательных нарушениях UE, измеренных по оценке верхней конечности Фугля-Мейера9. Тем не менее, это исследование напрямую не сравнивает, как стратегии движения отличаются с точки зрения кинематических переменных между задачами указания и захвата. Лучшее понимание влияния условий задачи на стратегии компенсаторного движения с учетом индивидуального уровня двигательных нарушений имеет решающее значение для разработки эффективных сеансов лечения для минимизации компенсаторных движений и максимизации реституции двигательных нарушений. Поэтому крайне важно исследовать, как условия задачи, в частности сложность задачи, влияют на стратегии движения у людей с постинсультными двигательными нарушениями. Этот предлагаемый протокол исследования будет исследовать влияние условий задачи на целевую руку, достигающей кинематики у взрослых без инвалидности и выживших после инсульта. Цель этого протокола двояка: 1) исследовать, влияет ли сложность задачи на компенсацию туловища и кинематику, достигающей цели, у выживших после хронического инсульта; 2) определить, может ли этот протокол дифференцировать кинематику целевых рук между взрослыми, не являющихся инвалидами, и выжившими после хронического инсульта.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>A pair of chopsticks</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>20 cm length, one chopstick had the passive motion capture markers (custom made)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Auditory cues for motor tasks</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Custom made audio file are played on a smart phone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab R2018b software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MotionMonitor v 8.52 Software</td>
			<td>Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perdue Pegboard Test</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic cubes (0.3 cm on edge)</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Custom made plastic cubes with 0.3 cm on edge. These were made using 3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic cubes (1cm on edge)</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Custom made plastic cubes with 1 cm on edge. These were made using 3D printer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Template print</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Custom made templates of the motor tasks, including home position, outlines of target positions.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicon 512 Motion-analysis System and Work station v5.2 software</td>
			<td>OMG plc, Oxford, UK</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the impact of motor task conditions on goal-directed arm reaching kinematics and trunk compensation in chronic stroke survivors

Компенсация туловища является наиболее распространенной стратегией движения для замены двигательного дефицита верхних конечностей (UE) у выживших после хронического инсульта. Существует отсутствие доказательств того, как условия выполнения задач влияют на компенсацию туловища и кинематику, направленную на достижение цели. Этот протокол направлен на исследование влияния условий задачи, включая сложность и сложность задачи, на целевую кинематику, достигающей цели. Для тестирования протокола были набраны два молодых человека без инвалидности и двое выживших после хронического инсульта с легкими двигательными нарушениями UE. Каждый участник выполнил целинаправленные дотягивающие руки с четырьмя различными условиями задачи (2 сложности задачи [большие и маленькие цели] X 2 сложности задачи [указание против подбора]). Цель задачи состояла в том, чтобы как можно быстрее достичь и указать на цель или подобрать объект, расположенный на 20 см перед домашним положением, стилусом или парой палочек для еды, соответственно, в ответ на слуховой сигнал. Участники выполнили десять достижений для каждого условия задания. Для записи кинематики туловища и руки использовалась 3-мерная система камер захвата движения. Репрезентативные результаты показали, что наблюдалось значительное увеличение продолжительности движения, рывковости движения и компенсации туловища в качестве функции сложности задачи, но не сложности задачи у всех участников. Выжившие после хронического инсульта показали значительно более медленные, рывковые и более зависимые от обратной связи вытягивания рук и значительно больше компенсаторных движений туловища, чем взрослые без инвалидности. Наши репрезентативные результаты подтверждают, что этот протокол может быть использован для исследования влияния условий задачи на стратегии моторного контроля у выживших после хронического инсульта с легкими двигательными нарушениями UE.

Эти результаты являются предварительными данными двух молодых людей, не являющихся инвалидами, и двух выживших после хронического инсульта с легкими двигательными нарушениями (оценки Фугля-Мейера этих двух участников были выше 60 из 66). Участники, не являющиеся инвалидами, были правшам...

Watch this Scientific Journal Video about The Impact of Motor Task Conditions on Goal-Directed Arm Reaching Kinematics and Trunk Compensation in Chronic Stroke Survivors at JoVE.com

The Impact of Motor Task Conditions on Goal-Directed Arm Reaching Kinematics and Trunk Compensation in Chronic Stroke Survivors

Этот протокол предназначен для изучения влияния условий задачи на стратегии движения у выживших после хронического инсульта. Кроме того, этот протокол может быть использован для изучения того, вызывает ли ограничение в разгибании локтя, вызванное нервно-мышечной электрической стимуляцией, компенсацию туловища во время целевых ударов рук у взрослых, не являющихся инвалидами.

Влияние двигательных условий на целевую кинематику и компенсацию туловища у выживших после хронического инсульта

Trunk compensation is the most common movement strategy to substitute for upper extremity (UE) motor deficits in chronic stroke survivors. There is a lack ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Моделирование нейронных иммунной сигнализации эпизодической и хронической мигрени Использование распространяющейся депрессии In Vitro</em

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options.  We seek to define how neural immune ...

High-Resolution Quantitative Immunogold Analysis of Membrane Receptors at Retinal Ribbon Synapses

Высокое разрешение Количественный Immunogold Анализ мембранными рецепторами на сетчатки синапсах ленточного

Retinal ganglion cells (RGCs) receive excitatory glutamatergic input from bipolar cells. Synaptic excitation of RGCs is mediated postsynaptically by NMDA ...

Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Lateral Chronic Cranial Window Preparation Enables In Vivo Observation Following Distal Middle Cerebral Artery Occlusion in Mice

Боковой Хронический Черепно Окно Подготовка Включает<em&gt; В Vivo</em&gt; Наблюдение После Дистальный средней мозговой артерии у мышей Occlusion

Focal cerebral ischemia (i.e., ischemic stroke) may cause major brain injury, leading to a severe loss of neuronal function and consequently to a host of ...

Ocular Kinematics Measured by In Vitro Stimulation of the Cranial Nerves in the Turtle

Ocular Kinematics Measured by In Vitro Stimulation of the Cranial Nerves in the Turtle

Глазной кинематики, измеряется в Vitro стимуляции черепных нервов в черепаха

After animals are euthanized, their tissues begin to die. Turtles offer an advantage because of a longer survival time of their tissues, especially when ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

3D кинематический анализ для функциональной оценки в Крыса Модель Сиатический нерв Давка травмы

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats

Лазерная травма головного мозга в моторном кортексе крыс

A common technique for inducing stroke in experimental rodent models involves the transient (often denoted as MCAO-t) or permanent (designated as MCAO-p) ...

Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients

Моторные двойные задачи для анализа и оценки походки у постинсультных пациентов

Eighteen stroke patients were recruited for this study involving the evaluation of cognition and walking ability and multitask gait analysis. Multitask ...

Assessing Corticospinal Excitability During Goal-Directed Reaching Behavior

Оценка возбудимости кортикоспинала при целенаправленном достигающем поведении

Reaching is a widely studied behavior in motor physiology and neuroscience research. While reaching has been examined using a variety of behavioral ...

Dual-Task Stroop Paradigm for Detecting Cognitive Deficits in High-Functioning Stroke Patients

Парадигма Струпа с двумя задачами для выявления когнитивного дефицита у пациентов с высокофункциональным инсультом

General clinical cognitive assessment scales are not sensitive enough to cognitive impairment in high-functioning stroke patients. The dual-task ...

Electroencephalography Network Indices as Biomarkers of Upper Limb Impairment in Chronic Stroke

Сетевые индексы электроэнцефалографии как биомаркеры поражения верхних конечностей при хроническом инсульте

Alteration of electroencephalography (EEG) signals during task-specific movement of the impaired limb has been reported as a potential biomarker for the ...