感觉和运动脑区与运动同步和肌电图监测功能近红外光谱在运动任务

在功能性任务的神经成像变得更轻便和成本效益的使用非侵入性官能近红外光谱（fNIRS）通过测定血流动力学在皮质，以确定大脑活动的区域。 fNIRS的可移植性是在直立和功能任务，例如步态^1，这是不可能与其他技术的研究中特别有用，如功能性磁共振成像（fMRI）。这种能力是在神经学和神经科学领域的关键，并可能提供新的见解基本运动障碍的儿童和成人脑瘫（CP），并影响到电机控制等神经系统疾病的机制。理解的机制提高了设计有效的干预对目标损伤和活动限制的源的能力。

电机的任务很多fNIRS研究迄今已与成人的健康人群，其中一部分icipants被指示执行某一任务，监控任务性能被限制在目视检查。这可能是足以让那些典型的运动和参与的高水平，但研究的参与者与运动障碍或谁有困难出席了任务延长的时期，包括正常发育儿童的时候是不能接受的。为了告知脑激活在这些情况下的分析，需要同时监视电动机图案的，实际上是完成。

fNIRS系统和用法的全面审查已经呈现在文献^2-5指导使用和有助于说明fNIRS的精度和这些系统的灵敏度，但在收集，处理的技术问题，并解释数据仍然存在。颜色和头发厚度影响光信号的质量，以深色浓密的头发最有可能阻止或扭曲光学transmi裂变^3,6。研究位于头部，其中毛囊密度是最大的冠区域中的感觉运动区时，一些研究报告非应答者^6,7，这是特别相关的。已确立国际二十○分之一十系统可用于光极的放置，但特别是在那些与非典型脑解剖，共同登记光极的位置，以参加者的解剖的MRI的情况是，如果不是必要的，以正确地解释非常有用结果。

使用fNIRS，以评估在儿童期发病的脑损伤的脑激活是相当新的，但在单边脑瘫^6,8,9领域获得牵引力。在考虑到前述的挑战，该协议结合fNIRS，动作捕捉，和肌电（EMG）监测期间多项任务，包括简单的单关节任务，以及更复杂的全身运动。视觉和听觉指导我们ED改善跨越多个年龄段的参与者关注和工作表现。该协议的目的是找出那些具有单侧和双侧儿童期发病的脑损伤相比，谁通常在开发大脑活动模式的差异。我们探索一个完整的身体运动（步态），一个双侧下肢多关节移动（循环），和两个单侧单关节运动（隔绝踝关节背屈，并分离手挤压）来说明各种方法的应用程序。相同或非常类似的协议可以被用来研究其它感觉或运动障碍或其他感兴趣的任务。

近红外光的连续波被发射，并在690纳米和830纳米以上使用fNIRS系统以50赫兹的速率在感觉皮质检测，使用定制设计的源 – 检测器的配置。肌电图数据收集无线在1000赫兹的频率。反光标记3-D的位置是由光学运动捕捉系统100赫兹的速率收集的。两个不同的计算机处理的数据采集，一个用于fNIRS，另一个用于动作捕捉和肌电图。使用从对应于鼠标按钮按下启动教学动画为每个任务三分之一的计算机触发脉冲数据同步。对于除步态的所有任务，教学动画设计规范参与者的性能使用任务（1赫兹），通过卡通动物跳跃或踢，以及听觉提示所代表的步伐视觉引导。