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

發表時間: 2021-06-17 11:47:15

作者: 丹陽慧創醫療設備有限公司

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該研究的目的是探討肌電控制界面(MCI)在肘部追蹤運動中對運動規劃和運動執行的維度效應。

通過20名受試者通過在一維和二維MCI中調節肱二頭肌和三頭肌的激活來完成追蹤任務。記錄肱二頭肌和三頭肌的肌電圖(EMG)信號以計算歸一化的肌肉激活,同時采集前額葉皮層(PFC)和雙側運動皮層(MC)的功能近紅外光譜(fNIRS)信號以同時獲得大腦激活。

運動計劃階段的腦激活可以通過功能磁共振成像(fMRI)、腦電圖(EEG)和功能近紅外光譜(fNIRS)在運動任務中進行監測,例如手抓握、手臂運動、手指運動。fNIRS相對于fMRI和EEG的主要優點分別是良好的時間分辨率和空間分辨率。近年來,fNIRS被廣泛應用于研究不同運動任務時大腦皮層的功能活動。以往fNIRS的研究結果顯示,在包括PFC和初級運動皮質(MC)在內的幾個腦區,氧合血紅蛋白(HbO)信號的相對濃度增加。

實驗裝置:(a)實驗方案的示意圖;(b兩個不同視覺反饋維度的示意圖:(1)和(3)分別顯示了在一維MCI中屈肘和伸肘時的跟蹤任務;(2)和4)在二維MCI中分別顯示肘關節屈伸時的跟蹤任務;(cfNIRS布局示意圖:36個通道、16個源和16個探測器


結果表明,在肌肉水平上,二維MCI中拮抗肌的活性明顯低于一維MCI。在腦水平上,二維MCI組PFC和左MC的激活明顯高于一維MCI組。目前EMG-fNIRS研究證實,視覺反饋可以影響運動計劃和運動執行,PFC和雙側MC可能是拮抗肌主動抑制的靶點。

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