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Neuromuscular control of the agonist-antagonist muscle coordination affected by visual dimension: an EMG-fNIRS study

发表时间: 2021-06-17 11:47:15

作者: 丹阳慧创医疗设备有限公司

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该研究的目的是探讨肌电控制界面(MCI)在肘部追踪运动中对运动规划和运动执行的维度效应。

通过20名受试者通过在一维和二维MCI中调节肱二头肌和三头肌的激活来完成追踪任务。记录肱二头肌和三头肌的肌电图(EMG)信号以计算归一化的肌肉激活,同时采集前额叶皮层(PFC)和双侧运动皮层(MC)的功能近红外光谱(fNIRS)信号以同时获得大脑激活。

运动计划阶段的脑激活可以通过功能磁共振成像(fMRI)、脑电图(EEG)和功能近红外光谱(fNIRS)在运动任务中进行监测,例如手抓握、手臂运动、手指运动。fNIRS相对于fMRI和EEG的主要优点分别是良好的时间分辨率和空间分辨率。近年来,fNIRS被广泛应用于研究不同运动任务时大脑皮层的功能活动。以往fNIRS的研究结果显示,在包括PFC和初级运动皮质(MC)在内的几个脑区,氧合血红蛋白(HbO)信号的相对浓度增加。

实验装置:(a)实验方案的示意图;(b两个不同视觉反馈维度的示意图:(1)和(3)分别显示了在一维MCI中屈肘和伸肘时的跟踪任务;(2)和4)在二维MCI中分别显示肘关节屈伸时的跟踪任务;(cfNIRS布局示意图:36个通道、16个源和16个探测器


结果表明,在肌肉水平上,二维MCI中拮抗肌的活性明显低于一维MCI。在脑水平上,二维MCI组PFC和左MC的激活明显高于一维MCI组。目前EMG-fNIRS研究证实,视觉反馈可以影响运动计划和运动执行,PFC和双侧MC可能是拮抗肌主动抑制的靶点。

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