手指力量的神经肌肉调节机制初步研究

发布时间：2023-03-04 09:55

　　人类手指运动功能的实现与大脑神经系统的运动控制有着密切的关系,从手投射到运动皮层的面积可知大脑对手指运动的控制机制十分复杂。目前,关于人手的神经调控机制的研究探讨主要从皮层神经活动、肌电信号以及肌肉力量等方面展开。随意收缩运动中除了不同运动相关皮层之间存在相互联系外,初级运动皮层的神经活动和肌肉表面产生的电信号也是相关联的,这种关联性反映了大脑皮层活动与肌肉收缩控制之间的功能性联系。因此,将脑磁信号(Magnetoencephalography, MEG)与表面肌电信号(surface Electromyography, sEMG)结合起来,对皮层神经活动和肌肉活动之间的协调作用进行研究,并对皮层肌肉相干性进行定量估计,对于研究中枢神经系统对手指运动功能的控制和调节机制具有重要意义。 本文基于MEG对手指力量的神经肌肉调节机制从以下几个方面做了初步探讨:首先设计了不同的手指运动模式,包括简单的节律性按键任务以及不同的指力跟踪任务,其中指力跟踪任务又包括食指较小力量、食指较大力量、食指中指自然合力和食指中指平均分配力量四种模式,并对几种不同的手指动作模式下的功率谱进行了初步分析。其次,探...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 手指力量的神经肌肉调节研究现状
    1.3 本研究的目的和研究内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
    1.4 内容安排
2 手指运动的神经控制理论基础
    2.1 手的解剖结构
    2.2 手指运动生理特性
    2.3 手指运动的皮层神经控制机理
        2.3.1 大脑皮层的运动机能
        2.3.2 大脑神经活动的磁场检测
3 手指动作相关 MEG 和 SEMG 信号的检测及预处理
    3.1 手指运动实验设计
        3.1.1 实验对象
        3.1.2 实验器材及装置
        3.1.3 实验设计
    3.2 指力跟踪检测装置系统设计
        3.2.1 手指力量检测装置
        3.2.2 手指力量信号采集系统
        3.2.3 实验装置性能
    3.3 MEG 及SEMG 的采集与预处理
        3.3.1 MEG 信号的采集
        3.3.2 sEMG 信号的采集
        3.3.3 MEG 与sEMG 的预处理
4 不同手指运动模式下 MEG 的功率谱分析
    4.1 功率谱分析理论基础
    4.2 不同手指运动模式下的功率谱分析
        4.2.1 手指节律性按键运动中MEG 的功率谱
        4.2.2 指力跟踪任务中MEG 的功率谱
    4.3 结果分析讨论
        4.3.1 力量水平对功率谱的影响
        4.3.2 任务难度对功率谱的影响
        4.3.3 手指节律性按键运动和指力跟踪任务中功率谱比较
5 MEG、SEMG 及指力信号的相干性分析
    5.1 相干性分析的算法实现与理论基础
    5.2 皮层神经活动之间的相干性
        5.2.1 手指节律性按键运动中MEG 信号的相干性
        5.2.2 结果讨论
    5.3 皮层神经与肌肉活动之间的相干性
        5.3.1 不同力量水平下的MEG/sEMG 相干性
        5.3.2 力量水平对神经肌肉协同作用的影响
        5.3.3 不同分配模式下的MEG/sEMG 相干性
        5.3.4 手指配合模式对神经肌肉协同作用的影响
    5.4 SEMG 与指力信号之间的相干性
        5.4.1 不同力量水平下的sEMG/Force 相干性
        5.4.2 力量水平对sEMG/Force 相干性的影响
        5.4.3 不同分配模式下的sEMG/Force 相干性
        5.4.4 分配模式对sEMG/Force 相干性的影响
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B. 硕士期间参与的科研项目



本文编号：3754064