Prática Mental Roboticamente Aumentada

Este estudo consiste em experimentos em dois dias não consecutivos no Laboratório de Fisiologia Neuromuscular Humana localizado no Edifício de Ciências Biológicas/Fisiologia Aplicada da Georgia Tech. Se os indivíduos se qualificarem e concordarem em participar deste estudo, eles serão solicitados a ler e assinar o formulário de consentimento. Todo o procedimento durará cerca de 3 horas por dia, incluindo a preparação. Os participantes virão ao laboratório em dois dias separados para as mesmas tarefas. O primeiro dia servirá como familiarização com as mesmas tarefas do segundo dia. Os sujeitos realizarão o seguinte experimento. Os indivíduos se sentam eretos e relaxam as mãos e os ombros. O ombro direito será fixado com almofadas na parte superior do braço para evitar o movimento de flexão/extensão do ombro. A mão direita e o antebraço ficarão apoiados em um prato escondido embaixo de uma mesa. A prótese robótica será colocada na mesa como normalmente colocaria o próprio braço na mesa. Não haverá conexão física entre a mão e a prótese robótica. Os sujeitos ativarão um par da porção frontal dos músculos do ombro e a parte superior dos músculos do peito para fazer um movimento de preensão da prótese robótica. Para fazer um movimento de liberação da prótese, os sujeitos ativarão um par da porção posterior dos músculos do ombro e os músculos das costas. A atividade muscular será registrada com dois pequenos sensores em cada músculo. Os sujeitos praticarão a ativação de cada par muscular enquanto observam o sinal em um monitor. Em cada par, um sinal mais claro será usado para controlar os dígitos robóticos. Apenas indivíduos saudáveis: Os indivíduos saudáveis ​​executarão as seguintes tarefas A-F. [A: Descanso] Os sujeitos relaxarão os músculos sem esforço físico ou cognitivo enquanto olham para o monitor desligado. [B: Observação de ação robótica] Os participantes relaxarão os músculos e se concentrarão na observação das ações de agarrar e soltar controladas por computador (2 s em cada movimento) da prótese robótica. [C: Visual MI] Os participantes relaxarão os músculos e realizarão imagens mentais (MI) visuais convencionais. Com a orientação de instrução de áudio, os sujeitos imaginarão os movimentos de agarrar e soltar com o braço direito por 2 s em cada movimento em sua mente. Não haverá contração muscular proximal. [D: MI cinestésico] O mesmo procedimento de MI da Tarefa C será realizado, exceto que os sujeitos focarão na sensação cinestésica que foi sentida com os movimentos imaginados. [E: Prática aumentada roboticamente (veja a descrição detalhada abaixo)] Os participantes realizarão prática mental aumentada roboticamente para movimentos de agarrar e soltar com o controle de ativação dos músculos proximais. Durante esta tarefa, os sujeitos também irão imaginar a sensação cinestésica que foi sentida com os movimentos correspondentes com o braço direito. [F: Contração muscular proximal com feedback visual de um robô virtual] Os sujeitos realizarão a Tarefa E com feedback visual das ações do robô virtual em 2D em um monitor. [G: Prática aumentada roboticamente sem MI] Os sujeitos realizarão a Tarefa E sem MI. Como tarefa de reação, os sujeitos flexionam o dedo indicador assim que ouvem uma pista auditiva. Apenas indivíduos pós-AVC: As Tarefas C [IM visual], E [Prática mental aumentada robótica] e A [Descanso] acima serão realizadas por indivíduos pós-AVC com hemiparesia do lado direito que podem ativar voluntariamente os dedos e os músculos proximais. Como uma tarefa de reação, os sujeitos flexionam o dedo indicador assim que uma pista auditiva é ouvida. TMS (indivíduos saudáveis ​​e pós-AVC): Durante as tarefas mencionadas acima, a estimulação cerebral (chamada TMS) será aplicada sobre o córtex motor no hemisfério esquerdo. O procedimento TMS seguirá o utilizado nos estudos anteriores pelos investigadores. Uma bobina TMS será colocada sobre um ponto preciso no couro cabeludo onde os investigadores estimularão o cérebro a fazer o músculo se mover. Os investigadores dirão ao sujeito quando a parte de estimulação do procedimento está prestes a começar. A primeira parte do procedimento será encontrar a área do cérebro que controla os músculos. Esses investigadores posicionarão a bobina TMS na cabeça e darão ao sujeito uma série de estímulos (chamados de pulsos magnéticos). Uma vez identificado o ponto que controla os músculos, os investigadores encontrarão a menor quantidade de estimulação necessária para ativar os músculos em repouso. A segunda parte do procedimento será evocar a contração muscular com TMS em repouso e durante as tarefas descritas acima. Os investigadores aplicarão TMS de pulso único e pulso emparelhado com intervalos de 5 segundos ou mais. Prática aumentada roboticamente (Tarefa E e F acima): Um indivíduo usará contrações musculares proximais para flexionar e estender os dedos da prótese robótica para realizar uma tarefa de liberação de agarrar. 1) Agarre. O indivíduo ativará os músculos proximais como se fosse um movimento de recuperação (a porção posterior dos músculos do ombro e os músculos das costas) por 2 s. Essa ativação muscular controla a prótese para flexionar os dedos para agarrar um objeto em forma de cilindro. 2) Solte. O indivíduo relaxará os músculos proximais acima ativados e ativará os músculos proximais como se fosse um movimento de alcance (a parte frontal dos músculos do ombro e a parte superior dos músculos do peito) por 2 s. Essa ativação muscular controla a prótese para estender os dedos para liberar o objeto. Após soltar o objeto, o indivíduo irá relaxar os músculos proximais. O indivíduo repetirá essa sequência enquanto observa e ouve as ações da prótese. O sinal de aceleração será usado para determinar o leve deslocamento do braço. A EMG dos músculos do antebraço e da mão será monitorada para garantir que esses músculos estejam relaxados durante a ativação muscular proximal.