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佛罗里达大学研究人员研究肢体协调背后的科学以帮助中风患者

导读 当人们遭遇中风或失去肢体等使人衰弱的疾病时,这些日常任务可能会变得十分困难。傅秋实是中佛罗里达大学工程与计算机科学学院机械与航空航...

当人们遭遇中风或失去肢体等使人衰弱的疾病时,这些日常任务可能会变得十分困难。

傅秋实是中佛罗里达大学工程与计算机科学学院机械与航空航天工程系的教授,他在美国国立卫生研究院的资助下于三月份开始了一项关于双手协调的新研究,旨在缓解此类困难。

傅正在观察人们如何与需要协调两条肢体(每条肢体控制一个机器人设备)的任务互动,以在虚拟环境中完成任务。问题在于,他的任务模拟会随机阻碍试验参与者,并引导他们决定如何补偿对一条或多条肢体的限制。

不过,傅希秋表示,还会有更多的实际活动。

“重要的是超越实验任务,让参与者执行实际的现实生活任务,”他说。“我们还想利用运动跟踪技术测量日常任务中的协调性,比如扣纽扣或剪纸。”

傅先生提出,该项目获得的知识可以为提高运动康复干预措施对恢复神经系统疾病患者上肢功能的有效性提供重要的见解。

“这项研究的目的是,我们想了解我们的大脑如何控制我们的双手来完成一项具有共同目标的任务,”他说。“举个例子,你正在把水从瓶子倒进杯子里。所以,想象一下拿着杯子的手被什么东西推着。要成功完成这项任务,就是把手向后移,或者移动倒水的手,或者两者兼而有之。”

傅说,该研究将使用健康的年轻参与者进行这些活动,同时监测他们的大脑活动,以获得对双手协调的基础了解。

“如果一只手犯错或受损,另一只手可以帮忙弥补,”他说。“这是大脑必须处理的决定,我们正在研究大脑如何做到这一点。”

数据将以非侵入方式收集,参与者将戴上一顶合适的帽子,帽子会通过电极测量神经活动。还将测量肢体运动、肌肉活动和眼球运动,以与神经数据相匹配。

傅说,当他注意到之前对双手协调的研究主要集中于需要每个肢体实现独立目标而不是共同目标的任务时,他受到了进一步研究的激励。

“这些研究都没有关注它们如何相互补充,”傅说。“我发现这个特定的主题还没有得到很好的理解,过去的研究主要关注独立的目标任务,而我们的项目关注的是共同的目标任务。”

尽管傅是首席研究员,但他正在与佛罗里达大学残疾、老龄化和技术集群内的其他教员合作,利用他们在测量大脑活动方面的专业知识进行研究。他还与亚利桑那州立大学的科学家合作,应用神经刺激来检查几个不同大脑区域的功能作用。

“我们希望我们的研究能够提供生物标志物和基线数据,以进一步研究患者群体进行康复干预,甚至恢复运动控制,”傅说。

研究人员的资质

傅教授于 2018 年加入 UCF,担任机械工程助理教授。2008 年,他获得纽约州立大学布法罗分校机械工程硕士学位,2013 年获得亚利桑那州立大学生物医学工程博士学位。傅教授的研究重点是康复、假肢、感觉运动控制和仿生机器人。他也是 UCF跨学科研究人员Biionix 集群的成员,该集群汇集了医学科学家和工程师,以研究和改进高科技医疗技术。

许多日常任务需要使用两条腿。

但当人们遭遇中风或失去肢体等使人衰弱的疾病时,这些日常任务可能会变得十分困难。

傅秋实是中佛罗里达大学工程与计算机科学学院机械与航空航天工程系的教授,他在美国国立卫生研究院的资助下于三月份开始了一项关于双手协调的新研究,旨在缓解此类困难。

傅正在观察人们如何与需要协调两条肢体(每条肢体控制一个机器人设备)的任务互动,以在虚拟环境中完成任务。问题在于,他的任务模拟会随机阻碍试验参与者,并引导他们决定如何补偿对一条或多条肢体的限制。

不过,傅希秋表示,还会有更多的实际活动。

“重要的是超越实验任务,让参与者执行实际的现实生活任务,”他说。“我们还想利用运动跟踪技术测量日常任务中的协调性,比如扣纽扣或剪纸。”

傅先生提出,该项目获得的知识可以为提高运动康复干预措施对恢复神经系统疾病患者上肢功能的有效性提供重要的见解。

“这项研究的目的是,我们想了解我们的大脑如何控制我们的双手来完成一项具有共同目标的任务,”他说。“举个例子,你正在把水从瓶子倒进杯子里。所以,想象一下拿着杯子的手被什么东西推着。要成功完成这项任务,就是把手向后移,或者移动倒水的手,或者两者兼而有之。”

傅说,该研究将使用健康的年轻参与者进行这些活动,同时监测他们的大脑活动,以获得对双手协调的基础了解。

“如果一只手犯错或受损,另一只手可以帮忙弥补,”他说。“这是大脑必须处理的决定,我们正在研究大脑如何做到这一点。”

数据将以非侵入方式收集,参与者将戴上一顶合适的帽子,帽子会通过电极测量神经活动。还将测量肢体运动、肌肉活动和眼球运动,以与神经数据相匹配。

傅说,当他注意到之前对双手协调的研究主要集中于需要每个肢体实现独立目标而不是共同目标的任务时,他受到了进一步研究的激励。

“这些研究都没有关注它们如何相互补充,”傅说。“我发现这个特定的主题还没有得到很好的理解,过去的研究主要关注独立的目标任务,而我们的项目关注的是共同的目标任务。”

尽管傅是首席研究员,但他正在与佛罗里达大学残疾、老龄化和技术集群内的其他教员合作,利用他们在测量大脑活动方面的专业知识进行研究。他还与亚利桑那州立大学的科学家合作,应用神经刺激来检查几个不同大脑区域的功能作用。

“我们希望我们的研究能够提供生物标志物和基线数据,以进一步研究患者群体进行康复干预,甚至恢复运动控制,”傅说。

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