Roboticky rozšířená mentální praxe

Tato studie se skládá z experimentů ve dvou po sobě jdoucích dnech v Laboratoři neuromuskulární fyziologie člověka, která se nachází v budově Biological Sciences/Applied Physiology Building of Georgia Tech. Pokud se subjekty kvalifikují a souhlasí s účastí v této studii, budou požádány, aby si přečetly a podepsaly formulář souhlasu. Celá procedura bude trvat cca 3 hodiny denně včetně přípravy. Subjekty přijdou do laboratoře ve dvou oddělených dnech se stejnými úkoly. První den bude sloužit jako seznámení se stejnými úkoly jako druhý den. Subjekty provedou následující experiment. Jednotlivci budou sedět vzpřímeně a uvolnit ruce a ramena. Pravé rameno bude upevněno pomocí podložek k nadloktí, aby se zabránilo pohybu ramene ve flexi/extenzi. Pravá ruka a předloktí budou spočívat na talíři skrytém pod stolem. Robotická protéza bude umístěna na stůl tak, jak byste normálně položili vlastní paži na stůl. Mezi rukou a robotickou protézou nebude žádné fyzické spojení. Subjekty aktivují pár přední části ramenních svalů a horní část hrudních svalů pro provedení uchopovacího pohybu robotické protézy. Pro provedení uvolňovacího pohybu protézy budou subjekty aktivovat pár zadní části ramenních svalů a zádových svalů. Svalová aktivita bude zaznamenávána dvěma malými senzory na každém svalu. Subjekty procvičí aktivaci každého svalového páru při sledování signálu na monitoru. V každém páru bude použit jasnější signál pro ovládání robotických číslic. Pouze zdravé subjekty: Zdravé subjekty budou plnit následující úkoly A-F. [A: Odpočinek] Subjekty uvolní svaly bez fyzického nebo kognitivního úsilí, zatímco budou koukat na vypnutý monitor. [B: Pozorování robotické akce] Subjekty uvolní svaly a zaměří se na sledování počítačem řízených akcí uchopení a uvolnění (2 s v každém pohybu) robotické protézy. [C: Vizuální MI] Subjekty uvolní svaly a provedou konvenční vizuální mentální zobrazování (MI). Pod vedením zvukové instruktáže si subjekty budou představovat uchopení a uvolnění pohybů pravou paží po dobu 2 s v každém pohybu v jejich mysli. Nedojde k žádné kontrakci proximálního svalu. [D: Kinestetický MI] Bude proveden stejný postup MI jako u úkolu C, kromě toho, že se subjekty zaměří na kinestetický vjem, který byl pociťován představovanými pohyby. [E: Roboticky rozšířená praxe (viz podrobný popis níže)] Subjekty budou provádět roboticky rozšířenou mentální praxi pro uchopení a uvolnění pohybů s aktivační kontrolou proximálních svalů. Během tohoto úkolu si subjekty budou také představovat kinestetický vjem, který byl pociťován odpovídajícími pohyby pravou paží. [F: Proximální svalová kontrakce s vizuální zpětnou vazbou virtuálního robota] Subjekty provedou úkol E s vizuální zpětnou vazbou akcí virtuálního robota ve 2D na monitoru. [G: Roboticky rozšířená praxe bez MI] Subjekty provedou úkol E bez MI. Jako reakční úkol pokusné osoby ohýbají ukazováček, jakmile uslyší zvukový signál. Pouze subjekty po mrtvici: Úkoly C [Vizuální IM], E [Roboticky rozšířená mentální praxe] a A [Odpočinek] výše budou prováděny subjekty po mrtvici s pravostrannou hemiparézou, kteří mohou dobrovolně aktivovat prsty a proximální svaly. Jako reakční úkol pokusné osoby ohýbají ukazováček, jakmile zazní zvukový signál. TMS (zdraví jedinci i subjekty po cévní mozkové příhodě): Během výše uvedených úkolů bude mozková stimulace (tzv. TMS) aplikována na motorickou kůru v levé hemisféře. Postup TMS bude následovat postup použitý v předchozích studiích výzkumnými pracovníky. TMS cívka bude umístěna přes přesný bod na pokožce hlavy, kde budou vyšetřovatelé stimulovat mozek, aby se sval pohnul. Vyšetřovatelé sdělí subjektu, kdy má začít stimulační část procedury. První částí postupu bude nalezení oblasti mozku, která ovládá svaly. Tito vyšetřovatelé umístí cívku TMS na hlavu a poskytnou subjektu sérii stimulací (nazývaných magnetické pulzy). Jakmile je identifikováno místo, které ovládá svaly, vyšetřovatelé najdou nejmenší množství stimulace potřebné k aktivaci odpočinkových svalů. Druhou částí postupu bude vyvolání svalové kontrakce pomocí TMS v klidu a při výše popsaných úkonech. Vyšetřovatelé použijí TMS s jedním a párovým pulzem s intervaly 5 sekund nebo více. Roboticky rozšířená praxe (výše uvedený úkol E a F): Jednotlivec použije proximální svalové kontrakce k ohnutí a prodloužení prstů robotické protézy za účelem provedení úkolu uchopení a uvolnění. 1) Uchopte. Jedinec na 2 s aktivuje proximální svaly jako při navíjecím pohybu (zadní část ramenních svalů a zádové svaly). Tato svalová aktivace řídí protézu tak, aby ohýbala prsty, aby uchopila předmět ve tvaru válce. 2) Uvolněte. Jedinec uvolní výše aktivované proximální svaly a aktivuje proximální svaly jako při dosahovém pohybu (přední část ramenních svalů a horní část hrudních svalů) po dobu 2 sekund. Tato svalová aktivace řídí protézu tak, aby roztáhla prsty a uvolnila předmět. Po uvolnění předmětu jedinec uvolní proximální svaly. Jednotlivec bude opakovat tuto sekvenci, zatímco bude pozorovat a poslouchat činnost protézy. Signál zrychlení bude použit k určení mírného posunutí nadloktí. EMG svalů předloktí a ruky bude monitorováno, aby se zajistilo, že tyto svaly jsou uvolněné během aktivace proximálního svalu.