Измерение пространственной стабильности в точной хватке

Силовое управление является фундаментальной основой точного сцепления. По сравнению с сцеплением с мощностью, точное сцепление оценивает минимальный выход силы, отражающий способность манипулировать объектом. Несколько сенсорных систем способствуют точному захвату. Например, во время выполнения задачи захвата и подъема визуальная информация позволяет получить представление о размере и форме объекта. После того, как кончики пальцев касаются объекта, тактильные сигналы доставляются в соматосенсорную кору для регулировки силы точного захвата. Сила захвата (GF) генерируется, когда кончики пальцев в контакте с объектом, и она увеличивается во время подъема фазы¹. Когда объект приближается к цели высоты в воздухе, здоровые молодые люди производят минимальный GF для оптимизации кленового ввода из пульпы пальцев и сохранения энергии. С другой стороны, пожилые люди используют большую силу сцепления, чтобы избежать позволяя объекту выскользнуть из их^{захвата 2.} У пациентов с инсультом, начало силы захвата задерживается и способность регулировать запас прочности нарушается из-за сенсорного и двигательного дефицита. Преувеличенная сила сцепления считается стратегическим ответом на компенсацию сенсорного и двигательного дефицита^3.

Стандартный протокол для измерения контроля GF в точном захвате был предложен Johansson и Westling в 1980-х^{годах 4}. Они разработали устройство для одновременного мониторинга как нагрузок, так и сил захвата. С тех пор амплитуда GF и ее височная регуляции используются в качестве типичных кинетических параметров в многочисленных исследованиях по точному захвату. Другим кинетическим параметром является направление силы^5. Направление силы является результатом сочетания сил захвата и подъема. Для поддержания стабильной точности сцепления между большим и указательным пальцами должны быть сформированы правильно направленное сцепление и силы подъема, а отклоняемое направление силы может вызвать пространственную нестабильность. Хотя различные инструменты направления силы типа нагрузок используются в исследованиях захвата, эти инструменты имеют ограничение с точки зрения мониторинга контроля силы захвата в манипулировании объектами различных размеров и форм, используемых в повседневной жизни. Таким образом, гибкий и прикрепляемый датчик имеет важное значение для изучения взаимосвязи между управлением силой захвата и ежедневными функциями.

Цель этого протокола состоит в том, чтобы косвенно оценить направление силы пальца во время манипуляции объектом на основе биомеханических отношений, в которых отклоняемое направление силы вызывает замену Центра Давления (COP). КС является центром всех сил и представляет, как силы сбалансированы на сенсорном листе. Использование КС для оценки контроля силы захвата было впервые предложено Augurelle и др.⁶. Они следили за перемещением КС для изучения роли к cutaneous обратной связи и обнаружили, что отклонился КС произошло после цифровой анестезии. Однако в ходе своего исследования контроль за перемещением КС проводился только вертикально; поэтому перемещение КС в трехмерном пространстве не было должным образом оценено. Для решения этого ограничения для измерения COP использовался тонкий, гибкий и высокочастинный сенсорный лист датчика давления пространственного разрешения (60-100^{точек на см 2)}для измерения контроля силы захвата^7,8, но последние достижения в пространственном разрешении (248 точек на^{см 2) позволяют измерять}траекторию КС в качестве параметра для количественной оценки пространственной стабильности. В настоящем документе описывается экспериментальная процедура и обсуждается, как ПАЛЕЦ КС способствует пониманию физиологии и патофизиологии захвата.