精密グリップにおける空間安定性の測定

力制御は精密グリップの基本です。パワーグリップと比較して、精密グリップは、オブジェクトを操作する能力を反映して、最小力出力を評価します。複数のセンサモータシステムが精密グリップに貢献します。たとえば、グリップとリフトのタスク中に、視覚情報を使用すると、オブジェクトのサイズと形状を認識できます。指先が物体に触れた後、触覚信号が体性感覚皮質に送達され、精密なグリップ力を調整する。グリップ力(GF)は指先が物体と接触したときに発生し、持ち上げフェーズ¹の間に増加する。物体が空気中のゴールの高さに近づくと、健康な若年成人は、指のパルプからの皮入りの入力を最適化し、エネルギーを節約するために最小限のGFを産生する。一方、高齢者は、オブジェクトがグリップ²から滑り落ちるのを避けるために大きなグリップ力を使用します。脳卒中患者では、グリップ力の発症が遅れ、感覚や運動不足により安全マージンを調整する能力が損なわれる。誇張されたグリップ力は、感覚とモーターの欠損を補うための戦略的な対応であると考^{えられる3}.

高精度グリップでGF制御を測定するための標準的なプロトコルは、1980年代⁴にヨハンソンとウェストリングによって提案されました。彼らは、負荷とグリップ力の両方を同時に監視する装置を開発しました。それ以来、GF振幅とその時間的調節は、精密グリップに関する数多くの研究において典型的な運動パラメータとして使用されてきました。もう 1 つの運動パラメータは、力方向^{5 です}。力の方向は、グリップ力と揚力の組み合わせから生じます。安定した精度のグリップを維持するためには、親指と人差し指の間に適切に指示されたグリップ力とリフト力を生成する必要があり、偏った力の方向が空間的な不安定性を引き起こす可能性があります。様々なロードセル型力方向計器が把握研究に使用されていますが、これらの機器は、日常生活で使用される異なるサイズや形状の物体を操作する際にグリップ力制御を監視するという点で限界があります。したがって、グリップ力制御と日常機能の関係を調べるには、柔軟で装着可能なセンサが不可欠です。

このプロトコルの目的は、圧力の中心(COP)の置換を引き起こす生体力関係に基づいて、物体の操作中に指力方向を間接的に評価することです。COPはすべての力の中心であり、センサー シート上の力がどのようにバランスを取されているかを表します。グリップ力制御を評価するCOPの使用は、最初にAugurelleら^.6によって示唆された。彼らは、女性のフィードバックの役割を調査するためにCOP変位を監視し、逸脱したCOPがデジタル麻酔後に起こったことを発見した。しかし、COPの変位は、研究において垂直にのみ監視された。したがって、三次元空間におけるCOP変位は十分に評価されていない。この制限を解決するために、薄くて柔軟で高い空間分解能センサーシートを使用してCOPを測定しました。グリップフォース制御を測定するための比較的高い空間分解能センサー^(cm2あたり60〜100ポイント)は^7,8を用いてきましたが、最近の空間分解能^(cm2当たり248点)の進歩により、空間安定性を定量化するパラメータとしてCOP軌道の測定が可能になりました。本論文では、実験手順について述べ、フィンガーCOPが把握の生理学と病態生理学の理解にどのように寄与するかを論じる。