感知-运动相互作用改善中风后双手协调 (Bimanual)

总体材料和方法：拟议的实验将遵循我们之前在中风和非中风个体的行为心理物理学研究中使用的一般模式。 将使用记录手臂运动学并允许与虚拟电机任务进行实时运动交互的受控虚拟环境。 集成运动捕捉系统（Acsention Technology TrakSTAR）和基于 MATLAB 的 GUI 游戏环境的程序允许跟踪两个手臂，实验者控制特定操作，例如虚拟砖的位置、目标间隙、手臂的相对贡献和映射每个手臂运动到虚拟砖块的运动提供实时和事后反应反馈。 参与者将坐在面向计算机显示器的可调节椅子上，并将躯干固定在椅子上。 他们的手臂将完全支撑在低摩擦力的桌面上，并以最小的阻力在水平 (X-Y) 平面内自由移动。 不透明的屏幕会遮挡参与者对其手臂的直接视线。 磁性标记将固定在他们的手上，靠近腕关节，标记的位置映射到计算机屏幕上显示的虚拟砖块上。 电机任务是通过在低摩擦台上的 2D (X-Y) 平面中移动双臂，将虚拟砖块移动到计算机屏幕上的虚拟目标间隙。 虽然可以获得砖块的实时视觉反馈，但无法通过触觉感受到砖块。 从感知的角度来看，在独立的目标条件下，每只手臂将自己的虚拟砖块移动到目标间隙。 在共同目标条件下，通过预先确定每个手臂运动的权重，一块普通砖块在计算机屏幕上移动到目标窗口。

在开始实验之前，参与者将在三个不同的方向（相对于水平面 135º、90º 和 45º）用麻痹手臂伸手，以记录每个方向上两次试验的最大伸手距离。 三个方向上的最小到达距离将用于校准目标间隙的开始和结束位置。 目标窗口位置将放置在最大到达距离的 70% 和 90% 处，与水平方向成 45º、90º 和 135º。 从运动执行的角度来看，双手到达 90º 目标需要双臂向前进行镜像运动。 达到 45º 和 135º 目标需要双臂在这些方向上平行移动。 镜像和平行运动已被证明需要不同的运动控制策略，以及不同水平的经胼胝体抑制，因此已包含在本研究中。

程序：参与者将来到实验室进行基线评估，以确定是否有资格参与实验方案。 在此基线评估期间，我们将执行以下测试：(1) Fugl-Meyer 检查，(2) 迷你心理量表，(3) 使用线平分测试的偏侧忽略测试，(4) Western Aphasia Battery失语症 (5) TMS 安全问卷、(6) MRI 安全问卷、(7) Box and Block 测试以及 (8) Penn 神经认知评估。

一旦患者符合研究条件，他们将来到实验室进行三个单独的疗程。 前两个会议将是行为会议，而第三个会议将是神经影像会议。

在第一次行为会议期间，将测试参与者在两项不同任务中的双手协调能力——基于虚拟现实 (VR) 的任务和现实世界任务。 在基于 VR 的任务中，我们将在不同条件下进行总共 240 次试验，以获得基线性能数据。 我们还将让参与者执行一系列双手现实世界的任务。 在第二节中，我们将测试两种不同的感知线索对双手协调的影响。 在目标 2 实验期间，参与者将被指示用双臂在三个方向（镜像 - 90º；平行 - 45º 和 135º）“移动”一个普通的虚拟砖块到目标窗口，而不会在 800 毫秒 - 1.2 的目标 MT 内倾斜砖块秒。 参与者将完成四个 60 次试验块的伪随机顺序。 每个块将包含一个不同的任务条件，具体取决于所提供的感知线索的性质。

条件 1 类似于目标 1 中的共同目标双手条件，他们将以伪随机顺序将固定在水平位置的公共虚拟块传输到三个目标。 杆的运动将是两个手臂运动的未加权平均值；即，每只手臂将贡献 50% 的虚拟杆运动（50-50 权重）。 对于条件 2，两个臂的加权系数将相等（即 50-50);并且虚拟砖将向滞后臂的方向倾斜，与臂之间的相对时滞成比例。相对时滞的操作定义：相对时滞不同于绝对时滞。 相对时间滞后每条手臂在其轨迹内的相对时间之间的时间滞后。 举个例子，如果左臂和右臂分别贡献了 70% 和 30% 的砖块运动，那么如果左右臂已经覆盖了各自轨迹的一半，则运动中途的相对时滞将为零。 因此，相对时滞受每个手臂运动的时间和空间分量的影响。 每次试验后，将提供有关虚拟积木的倾斜度和路径的并发和响应后反馈。

条件 3 与块 1 类似（块固定在水平位置），但手臂权重为 70-30。 条件 4：除了关于相对时间滞后的“倾斜”反馈之外，每只手臂将被不同地加权——即，与非麻痹手臂相比，麻痹手臂将具有更高的加权系数。 具体来说，麻痹手臂将贡献 70% 的虚拟砖运动，而非麻痹手臂将贡献 30% 的虚拟砖运动。 每个方向（90º；45º 和 135º）的 20 次双手伸手试验将以伪随机顺序完成。