Práctica mental aumentada robóticamente

Este estudio consta de experimentos en dos días no consecutivos en el Laboratorio de Fisiología Neuromuscular Humana ubicado en el Edificio de Ciencias Biológicas/Fisiología Aplicada de Georgia Tech. Si los sujetos califican y aceptan participar en este estudio, se les pedirá que lean y firmen el formulario de consentimiento. Todo el procedimiento durará aproximadamente 3 horas por día, incluida la preparación. Los sujetos vendrán al laboratorio en dos días separados en las mismas tareas. El primer día servirá de familiarización con las mismas tareas que el segundo día. Los sujetos realizarán el siguiente experimento. Las personas se sentarán erguidas y relajarán las manos y los hombros. El hombro derecho se fijará con almohadillas en la parte superior del brazo para evitar el movimiento de flexión/extensión del hombro. La mano derecha y el antebrazo se apoyarán en un plato escondido debajo de una mesa. La prótesis robótica se colocará sobre la mesa como normalmente se colocaría el propio brazo sobre la mesa. No habrá conexión física entre la mano y la prótesis robótica. Los sujetos activarán un par de la parte frontal de los músculos del hombro y la parte superior de los músculos del pecho para realizar un movimiento de agarre de la prótesis robótica. Para realizar un movimiento de liberación de la prótesis, los sujetos activarán un par de la parte posterior de los músculos del hombro y los músculos de la espalda. La actividad muscular se registrará con dos pequeños sensores en cada músculo. Los sujetos practicarán la activación de cada par de músculos mientras observan la señal en un monitor. En cada par, se utilizará una señal más clara para controlar los dígitos robóticos. Solo sujetos sanos: los sujetos sanos realizarán las siguientes tareas A-F. [A: Descanso] Los sujetos relajarán los músculos sin esfuerzo físico o cognitivo mientras miran el monitor apagado. [B: Observación de acción robótica] Los sujetos relajarán los músculos y se concentrarán en observar las acciones de agarre y liberación controladas por computadora (2 s en cada movimiento) de la prótesis robótica. [C: IM visual] Los sujetos relajarán los músculos y realizarán imágenes mentales visuales (IM) convencionales. Con la guía de instrucciones de audio, los sujetos imaginarán los movimientos de agarre y liberación con el brazo derecho durante 2 s en cada movimiento en su mente. No habrá contracción muscular proximal. [D: MI cinestésico] Se realizará el mismo procedimiento de MI que en la Tarea C, excepto que los sujetos se centrarán en la sensación cinestésica que se sintió con los movimientos imaginados. [E: Práctica aumentada robóticamente (consulte la descripción detallada a continuación)] Los sujetos realizarán una práctica mental aumentada robóticamente para agarrar y soltar movimientos con el control de activación de los músculos proximales. Durante esta tarea, los sujetos también imaginarán la sensación cinestésica que se sintió con los movimientos correspondientes con el brazo derecho. [F: Contracción del músculo proximal con retroalimentación visual de un robot virtual] Los sujetos realizarán la Tarea E con retroalimentación visual de las acciones del robot virtual en 2D en un monitor. [G: Práctica aumentada robóticamente sin MI] Los sujetos realizarán la Tarea E sin MI. Como tarea de reacción, los sujetos flexionarán el dedo índice tan pronto como escuchen una señal auditiva. Sujetos después de un ictus únicamente: las tareas C [IM visual], E [práctica mental aumentada robóticamente] y A [Descanso] anteriores serán realizadas por sujetos después de un ictus con hemiparesia del lado derecho que pueden activar voluntariamente los dedos y los músculos proximales. Como tarea de reacción, los sujetos flexionarán el dedo índice tan pronto como se escuche una señal auditiva. TMS (tanto sujetos sanos como después de un accidente cerebrovascular): durante las tareas mencionadas anteriormente, se aplicará estimulación cerebral (llamada TMS) sobre la corteza motora en el hemisferio izquierdo. El procedimiento TMS seguirá el utilizado en los estudios anteriores por los investigadores. Se colocará una bobina TMS sobre un punto preciso en el cuero cabelludo donde los investigadores estimularán el cerebro para hacer que el músculo se mueva. Los investigadores le dirán al sujeto cuándo está a punto de comenzar la parte de estimulación del procedimiento. La primera parte del procedimiento será encontrar el área del cerebro que controla los músculos. Estos investigadores colocarán la bobina TMS en la cabeza y le darán al sujeto una serie de estímulos (llamados pulsos magnéticos). Una vez que se identifica el punto que controla los músculos, los investigadores encontrarán la menor cantidad de estimulación necesaria para activar los músculos en reposo. La segunda parte del procedimiento será provocar la contracción muscular con TMS en reposo y durante las tareas descritas anteriormente. Los investigadores aplicarán TMS de pulso único y pulso emparejado con intervalos de 5 segundos o más. Práctica aumentada robóticamente (tareas E y F anteriores): una persona utilizará las contracciones de los músculos proximales para flexionar y extender los dedos de la prótesis robótica para realizar una tarea de agarre y liberación. 1) Agarrar. El individuo activará los músculos proximales como si fuera un movimiento de recuperación (la parte posterior de los músculos del hombro y los músculos de la espalda) durante 2 s. Esta activación muscular controla la prótesis para flexionar los dedos para agarrar un objeto en forma de cilindro. 2) Liberación. El individuo relajará los músculos proximales activados anteriormente y activará los músculos proximales como para un movimiento de alcance (la parte frontal de los músculos del hombro y la parte superior de los músculos del pecho) durante 2 s. Esta activación muscular controla la prótesis para extender los dedos para liberar el objeto. Después de soltar el objeto, el individuo relajará los músculos proximales. El individuo repetirá esta secuencia mientras observa y escucha las acciones de la prótesis. La señal de aceleración se utilizará para determinar el ligero desplazamiento de la parte superior del brazo. Se controlará la EMG de los músculos del antebrazo y la mano para garantizar que esos músculos estén relajados durante la activación de los músculos proximales.