Kare kare Video analiz insanlarda kendine has ulaşmak kavramak hareketlerinin
Summary
Bu iletişim kuralı kare kare video analiz kendine has ulaşmak kavramak hareketleri insanlarda ölçmek için nasıl kullanılacağını açıklar. Karşılaştırmalı bir analiz görmeyen sağlıklı yetişkin karşı görüşlü ulaşan tekniği göstermek için kullanılır, ama gelişimsel ve klinik çalışma yöntemi uygulanabilir.
Abstract
Prehension, bir nesneyi kavramak için ulaşan hareket insan deneyimi için merkezi bir noktada bulunuyor. Biz kendimizi beslemek, kendimizi damat ve nesneleri ve araçları bizim ortamda işlemek için kullanın. Bu davranışlar birçok sensorimotor bozuklukları tarafından Engelliler, henüz kendi sinir kontrolü geçerli anlayışımızı çok uzak tamamlandıktan. Kullanmak araştıran insan ulaşmak kavramak hareketleri için geçerli teknolojik kez hareket pahalı, işaretçileri veya alıcılar eki ellerine gerektirir, doğal hareket ve duyusal geribildirim engel ve kinematik sağlamak sistemleri izleme yorumlamak zor olabilir çıktı. Basmakalıp ulaşmak kavramak hareketleri sağlıklı görüşlü yetişkinlerin eğitim için genellikle etkili iken çok bu teknolojilerin ek sınırlamalar yüz tahmin edilemez ve kendine has ulaşmak kavramak hareketlerini incelemek çalışırken Genç bebekler, görmeyen yetişkin ve sinir hastalıkları olan hastalar. Böylece, biz insanlarda kendine has ulaşmak kavramak hareketleri zamansal ve kinematik yapısını miktarının bir roman, ucuz ve son derece güvenilir henüz esnek protokol mevcut. Yüksek hızlı kameralar birden çok görünüm ulaşmak kavramak hareketi yakalayın. Kare kare video analiz sonra zamanlama ve hareket başlangıç, koleksiyon, maksimum yüksekliği, en yüksek diyafram, ilk temas ve son kavramak gibi önceden tanımlanmış davranış olaylar büyüklüğü belgelemek için kullanılır. El kinematik yapısını 2 boyutlu kalibre için fotoğraf düzenleme yazılımı cetvel veya ölçü birimi işlevini kullanarak sayısal iken her olay göreli kare sayısını belgeleyerek hareketinin zamansal yapısı yeniden doğrusal iki vücut parçaları arasında veya bir vücut parçası ve hedef arasındaki mesafeler. Kare kare video analiz kendine has ulaşmak kavramak hareketlerinin nicel ve kapsamlı bir açıklama sağlayabilir ve araştırmacılar kendi alanında araştırma daha geniş bir yelpazede doğal kavrayıcı içerecek şekilde genişletmeye olanak sağlar davranışlar, duyusal yöntemleri, hem sağlıklı hem de klinik nüfus daha çok rehberliğinde.
Introduction
Prehension, bir nesneyi kavramak için ulaşan hareket gıda maddeleri yeme, damat, nesnelerle, Araçlar wielding ve jest ile iletişim için edinme gibi birçok günlük işlevi için kullanılan ve kelime yazılmış. Prehension neurobehavioral kontrolü ile ilgili en önemli teori, ikili Visuomotor kanal teorisi1,2,3,4, öneriyor o prehension iki hareketleri – geniş bir kitleye ulaşarak oluşur el, şekiller, açar ve boyutunu ve şeklini hedef elime kapatır bir kavrayışa ve hedef konuma taşır. İki hareket dissociable ama etkileşen sinirsel yolları üzerinden görsel motor korteks LOB parietal1,2,3,4üzerinden aracılı. Büyük ölçüde ulaşmak kavramak hareket tek bir kesintisiz hareket olarak görünür ve küçük bilinçli bir çaba ile izlerken nedeniyle aslında bu ikili Visuomotor kanal teorisi için davranışsal destek belirsiz oldu. Yine de, prehension hemen hemen her zaman görsel olarak güdümlü prehension içinde görünür hedef nesne kavramak için sağlıklı bir katılımcı ulaşır bağlamında incelenmiştir. Bu şartlar altında eylem bir tahmin edilebilir ve klişeleşmiş moda izlerken tek bir hareket olarak görünür. Önce ulaşmak başlangıçlı Gözler hedefte bağlayacaktın. Kol uzanır gibi rakam açın, nesnenin boyutunu preshape ve daha sonra kapatmak başlatın. Hedef hedef kişi hemen önce gözlerini kapatın ve hedef son kavramak hemen sonra5izler. Ancak, vizyon kaldırıldığında, hareketi yapısını temelden farklıdır. Öyle ki bir open-handed ulaşmak ilk ve o zaman haptic ipuçları6kavramak için hedef iletişim Kılavuzu şekillendirme ve el kapatılması ile ilgili dokunarak hedef bulmak için kullanılır hareketi oluşturan bileşenleri ayrışıp.
Miktar ulaşmak kavramak hareketinin en sık bir 3 boyutlu (3D) hareket izleme sistemi kullanarak elde edilir. Bunlar kızılötesi izleme sistemleri, izleme sistemleri, elektromanyetik içerebilir veya video izleme sistemleri dayalı. Bu sistemlerin kinematik prehension sağlıklı yetişkin katılımcıların klişeleşmiş ulaşmak kavramak hareketleri görünür hedef nesneleri doğru performans ölçü alınıyor için etkili olmakla birlikte, bir takım sakıncaları var. Çok pahalı olmasının yanı sıra, bu sistemlerin sensörleri veya işaretleri kol, el ve basamaklı katılımcının üzerine ekin gerektirir. Bunlar genellikle hangi el dokunsal geribildirim engel, doğal motor davranış değiştirme ve katılımcılar7dikkatini tıbbi bant kullanarak eklenir. Bu sistemler genellikle sayısal çıktı hızlanma, yavaşlama ve hız gibi farklı kinematik değişkenleri ile ilgili oluşturmak gibi onlar da nasıl el hedef bağlantı kurduğunda soruşturma için ideal değildir. Ne zaman bu sistemler, ek sensörler veya ekipman kullanarak gerekli el hangi kısmını belirlemek için hedefle temas, hedef işlemek için hedefteki kişiyi oluşur, ve el yapılandırmasını değiştirmek nasıl sipariş yapar. Buna ek olarak, en çok istihdam vardır, kızılötesi izleme sistemleri yandan 3B alanda6de işaretleri konumunu izlemek için özel bir fotoğraf makinesi kullanılmasını gerektirir. Bu doğrudan bir görüş kamera ve el sensörlerde arasında gerektirir. Bu nedenle, herhangi bir idiosyncrasies hareketi bu ufku karanlık ve kritik kinematik veri kaybına neden muhtemeldir. Ancak, çok sayıda idiosyncrasies ulaşmak kavramak hareketi aslında norm olan örnekleri vardır. Ne zaman bebekler sadece ulaşmak ve nesneler için kavramak öğrenme bunlar erken geliştirme sırasında hedef nesne görünür ve dokunsal olmadığında ipuçları Kılavuzu ulaşmak ve kavramak için kullanılması gerekir; Ne zaman hedef nesne bir garip şekil veya doku olduğunu; ve katılımcı sensorimotor bozuklukları felç gibi çeşitli herhangi biri ile sunduğunda Huntington hastalığı, Parkinson hastalığı, serebral palsi, vb tüm bu durumlarda ulaşmak kavramak hareketi ne olur tahmin edilebilir, ne de basmakalıp, ne de mutlaka vision tarafından yönlendirilir. Sonuç olarak, güvenilir bir şekilde bu hareketler zamansal ve kinematik yapısını ölçmek için 3D hareket izleme sistemleri yeteneğini elinden, doğal motor davranış, kaybetme-in veri değişiklikleri duyusal geribildirim aksamalar nedeniyle ciddi sınırlı olabilir, ve/veya bu aygıtlardan kendine has kinematik çıkış yorumlama zorluklar.
Mevcut kağıt uygun olduğu, el veya doğal motor davranış, duyusal geribildirim engel değil ve güvenilir, ancak esnek olabilir çeşitli insan nüfusu içinde kendine has ulaşmak kavramak hareketleri miktarının için yeni bir teknik anlatılmaktadır deneysel paradigmalar çeşitli uyacak şekilde değiştiren. Teknik birçok açıdan ulaşmak kavramak hareketinden kaydetmek için birden fazla yüksek hızlı video kamera kullanarak içerir. Video sonra çevrimdışı video karelerini tek teker teker ilerliyor ve görsel denetim sağlayan, birlikte, kavramak için ulaşmak zamansal ve kinematik organizasyonu quantified açıklaması belge anahtar davranış olaylara kullanarak analiz edilir hareketi. Mevcut kağıt etkinliğini göstermek için görsel olarak – nonvisually-güdümlü ulaşmak kavramak hareketleri sağlıklı insan yetişkin6,8,9,10 karşı karşılaştırmalı bir analiz açıklar tekniği; Ancak, teknik değiştirilmiş sürümlerini de insan bebeklerin11 ve insan dışı primatlar12ulaşmak kavramak eylemleri ölçmek için kullanılmaktadır. Bu çalışmalar kare kare video analiz kapsamlı davranış kanıt prehension çift Visuomotor kanallı teorisi destek sağlamak için ilk arasında sonuçlarıdır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mevcut kağıt kare kare video analiz zamansal organizasyon, kinematik yapısı ve insan ulaşmak kavramak hareketlerinin topografik özellikleri kümesini ölçmek için nasıl kullanılacağını açıklar. Teknik tipik görsel olarak güdümlü ulaşmak kavramak hareketleri, aynı zamanda kendine has ulaşmak kavramak hareketleri eğitim için kullanılabilir. Böyle hareketleri geleneksel 3D hareket izleme sistemleri kullanan çalışma zordur, ancak gelişmekte olan bebeklerde, değiştirilmiş duyusal işleme, kat?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Alexis M. Wilson ve Marisa E. Bertoli filme ve video bu el yazması için hazırlanıyor ile ilgili onların yardım için teşekkür etmek istiyorum. Bu araştırma, Doğa Bilimleri ve mühendislik Araştırma Konseyi Kanada (JMK, JRK, IQW), Alberta Innovates-Sağlık Çözümleri (JMK) ve Kanada kurumları, Sağlık Araştırma (IQW) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| High Speed Video Cameras | Casio | http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_f1/ or http://www.casio-intl.com/asia-mea/en/dc/ex_100/ | Casio EX-F1 High Speed Camera or Casio EX-100 High Speed Camera used to collect high speed video records |
| Adobe Photoshop | Adobe | http://www.adobe.com/ca/products/photoshop.html | Software used to calibrate and measure distances on individual video frames |
| Adobe Premiere Pro | Adobe | http://www.adobe.com/ca/products/premiere.html?sdid=KKQOM&mv=search&s_kwcid=AL!3085!3!193588412847!e!!g!!adobe%20premiere%20pro&ef_id=WDd17AAABAeTD6-D:20170606160204:s | Software used to perform Frame-by-Frame Video Analysis |
| Height-Adjustable Pedestal | Sanus | http://www.sanus.com/en_US/products/speaker-stands/htb3/ | A height adjustable speaker stand with a custom made 9 cm x 9 cm x 9 cm triangular top plate attached to the top with a screw is used as a reaching pedestal |
| 1 cm Calibration Cube | Learning Resources (Walmart) | https://www.walmart.com/ip/Learning-Resources-Centimeter-Cubes-Set-500/24886372 | A 1 cm plastic cube is used to transform distance measures from pixels to centimeters |
| Studio Light | Dot Line | https://www.bhphotovideo.com/c/product/1035910-REG/dot_line_rs_5620_1600w_led_light.html | Strong lamp with cool LED light used to illumate the participant and testing area |
| 3 Dimensional (3D) Sleep Mask | Kfine | https://www.amazon.com/Kfine-Sleeping-Contoured-lightweight-Comfortable/dp/B06W5CDY78?th=1 | Used as a blindfold to occlude vision in the No Vision condition |
| Orange Slices | N/A | N/A | Orange slices served as the large sized reaching targets |
| Donut Balls | Tim Hortons | http://www.timhortons.com/ca/en/menu/timbits.php | Old fashion plain timbits from Tim Hortons served as the medium sized reaching targets |
| Blueberries | N/A | N/A | Blueberries served as the small sized reaching targets |
References
- Karl, J. M., Whishaw, I. Q. Different evolutionary origins for the Reach and the Grasp: an explanation for dual visuomotor channels in primate parietofrontal cortex. Front Neurol. 4 (208), (2013).
- Whishaw, I. Q., Karl, J. M. The contribution of the reach and the grasp to shaping brain and behaviour. Can J Exp Psychol. 68 (4), 223-235 (2014).
- Jeannerod, M., Long, J., Badeley, A. Intersegmental coordination during reaching at natural visual objects. Attention and Performance IX. , 153-169 (1981).
- Arbib, M. A., Brooks, V. B. Perceptual structures and distributed motor control. Handbook of Physiology. 2, 1449-1480 (1981).
- De Bruin, N., Sacrey, L. A., Brown, L. A., Doan, J., Whishaw, I. Q. Visual guidance for hand advance but not hand withdrawal in a reach-to-eat task in adult humans: reaching is a composite movement. J Mot Behav. 40 (4), 337-346 (2008).
- Karl, J. M., Sacrey, L. A., Doan, J. B., Whishaw, I. Q. Hand shaping using hapsis resembles visually guided hand shaping. Exp Brain Res. 219 (1), 59-74 (2012).
- Domellöff, E., Hopkins, B., Francis, B., Rönnqvist, L. Effects of finger markers on the kinematics of reaching movements in young children and adults. J Appl Biomech. 23 (4), 315-321 (2007).
- Karl, J. M., Sacrey, L. A., Doan, J. B., Whishaw, I. Q. Oral hapsis guides accurate hand preshaping for grasping food targets in the mouth. Exp Brain Res. 221 (2), 223-240 (2012).
- Karl, J. M., Schneider, L. R., Whishaw, I. Q. Nonvisual learning of intrinsic object properties in a reaching task dissociates grasp from reach. Exp Brain Res. 225 (4), 465-477 (2013).
- Hall, L. A., Karl, J. M., Thomas, B. L., Whishaw, I. Q. Reach and Grasp reconfigurations reveal that proprioception assists reaching and hapsis assists grasping in peripheral vision. Exp Brain Res. 232 (9), 2807-2819 (2014).
- Karl, J. M., Whishaw, I. Q. Haptic grasping configurations in early infancy reveal different developmental profiles for visual guidance of the Reach versus the Grasp. Exp Brain Res. 232 (9), 3301-3316 (2014).
- Whishaw, I. Q., Karl, J. M., Humphrey, N. K. Dissociation of the Reach and the Grasp in the destriate (V1) monkey Helen: a new anatomy for the dual visuomotor channel theory of reaching. Exp Brain Res. 234 (8), 2351-2362 (2016).
- Timmann, D., Stelmach, G. E., Bloedel, J. R. Grasping component alterations and limb transport. Exp Brain Res. 108 (3), 486-492 (1996).
- Saling, M., Mescheriakov, S., Molokanova, E., Stelmach, G. E., Berger, M. Grip reorganization during wrist transport: the influence of an altered aperture. Exp Brain Res. 108 (3), 493-500 (1996).
- Whishaw, I. Q., Faraji, J., Kuntz, J., Mirza Ahga, B., Patel, M., Metz, G. A. S., et al. Organization of the reach and grasp in head-fixed vs freely-moving mice provides support for multiple motor channel theory of neocortical organization. Exp Brain Res. 235 (6), 1919-1932 (2017).
