Роботизированная ментальная практика

Это исследование состоит из экспериментов в течение двух дней подряд в Лаборатории нервно-мышечной физиологии человека, расположенной в здании биологических наук/прикладной физиологии Технологического института Джорджии. Если субъекты соответствуют требованиям и согласны принять участие в этом исследовании, им будет предложено прочитать и подписать форму согласия. Вся процедура будет длиться около 3 часов в день, включая подготовку. Субъекты будут приходить в лабораторию в два разных дня для выполнения одних и тех же задач. Первый день послужит ознакомлением с теми же заданиями, что и второй день. Субъекты проведут следующий эксперимент. Люди будут сидеть прямо и расслабить руки и плечи. Правое плечо будет зафиксировано подушечками на плече, чтобы предотвратить сгибание/разгибание плеча. Правая рука и предплечье будут лежать на тарелке, спрятанной под столом. Роботизированный протез будет размещен на столе, как обычно кладут на стол собственную руку. Физической связи между рукой и роботизированным протезом не будет. Субъекты будут активировать пару передней части плечевых мышц и верхней части грудных мышц для выполнения хватательного движения роботизированного протеза. Для выполнения освобождающего движения протеза испытуемые активируют пару задней части плечевых мышц и мышц спины. Мышечная активность регистрируется двумя небольшими датчиками на каждой мышце. Субъекты будут практиковать активацию каждой пары мышц, наблюдая за сигналом на мониторе. В каждой паре для управления роботизированными цифрами будет использоваться более четкий сигнал. Только здоровые субъекты: Здоровые субъекты будут выполнять следующие задачи A-F. [A: Отдых] Субъекты расслабляют мышцы без физических или когнитивных усилий, глядя на выключенный монитор. [B: Наблюдение за действиями робота] Субъекты расслабят мышцы и сосредоточатся на наблюдении за управляемыми компьютером действиями захвата и освобождения (2 секунды на каждое движение) роботизированного протеза. [C: Зрительный ИМ] Субъекты расслабляют мышцы и выполняют обычные визуальные мысленные образы (МИ). Под руководством аудиоинструкции испытуемые будут представлять в уме движения захвата и отпускания правой рукой в ​​течение 2 с при каждом движении. Проксимального сокращения мышц не будет. [D: Кинестетический МИ] Будет выполнена та же процедура МИ, что и в Задании С, за исключением того, что испытуемые будут фокусироваться на кинестетическом ощущении, которое ощущалось при воображаемых движениях. [E: Роботизированная практика (подробное описание см. Во время этого задания испытуемые также будут представлять себе кинестетическое ощущение, которое возникает при соответствующих движениях правой рукой. [F: Сокращение проксимальных мышц с визуальной обратной связью виртуального робота] Субъекты будут выполнять Задание E с визуальной обратной связью действий виртуального робота в 2D на мониторе. [G: Роботизированная практика без ИМ] Субъекты будут выполнять Задание E без МИ. В качестве задания на реакцию испытуемые сгибают указательный палец, как только слышат слуховой сигнал. Только субъекты, перенесшие инсульт: Задания C [Визуальный ИМ], E [Роботизированная ментальная практика] и A [Отдых] выше будут выполняться субъектами, перенесшими инсульт, с правосторонним гемипарезом, которые могут произвольно активировать пальцы и проксимальные мышцы. В качестве задания на реакцию испытуемые будут сгибать указательный палец, как только услышат слуховой сигнал. ТМС (как здоровые, так и перенесшие инсульт): во время выполнения вышеупомянутых задач стимуляция мозга (так называемая ТМС) будет применяться к моторной коре левого полушария. Процедура TMS будет следовать той, которая использовалась исследователями в предыдущих исследованиях. Катушка TMS будет помещена в точную точку на коже головы, где исследователи будут стимулировать мозг, чтобы мышцы двигались. Исследователи сообщат субъекту, когда должна начаться часть процедуры стимуляции. Первая часть процедуры будет состоять в том, чтобы найти область мозга, которая контролирует мышцы. Эти исследователи помещают катушку ТМС на голову и проводят серию стимуляций субъекта (называемых магнитными импульсами). Как только место, которое контролирует мышцы, определено, исследователи найдут наименьшее количество стимуляции, необходимое для активации покоящихся мышц. Вторая часть процедуры будет заключаться в том, чтобы вызвать сокращение мышц с помощью ТМС в покое и во время выполнения задач, описанных выше. Исследователи будут применять одноимпульсную и парную ТМС с 5-секундными интервалами или более. Практика роботизированных дополнений (задача E и F выше): человек будет использовать сокращения проксимальных мышц для сгибания и разгибания пальцев роботизированного протеза для выполнения задачи захвата-освобождения. 1) Хватка. Индивидуум активирует проксимальные мышцы, как будто для восстанавливающего движения (задняя часть плечевых мышц и мышцы спины) на 2 секунды. Эта активация мышц управляет протезом, чтобы согнуть пальцы, чтобы захватить объект цилиндрической формы. 2) Выпуск. Человек расслабит активизированные выше проксимальные мышцы и активирует проксимальные мышцы, как будто для тянущегося движения (передняя часть плечевых мышц и верхняя часть грудных мышц) на 2 с. Эта мышечная активация управляет протезом, вытягивая пальцы и освобождая объект. Отпустив объект, человек расслабит проксимальные мышцы. Человек будет повторять эту последовательность, наблюдая и слыша действия протеза. Сигнал ускорения будет использоваться для определения небольшого смещения плеча. Будет контролироваться ЭМГ мышц предплечья и кисти, чтобы убедиться, что эти мышцы расслаблены во время активации проксимальных мышц.