NEUROINFORMATICS AND EYE-HAND COORDINATION
神经信息学和眼手协调
基本信息
- 批准号:6743978
- 负责人:
- 金额:$ 40.14万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2002
- 资助国家:美国
- 起止时间:2002-05-15 至 2006-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): This project integrates
neurophysiological research into the visual and somatosensory mechanisms that
govern planning of skilled motor behaviors of the hand with development and
distribution of neuroinformatics tools useful for data visualization, analysis
and manipulation required for such studies. Aim 1 establishes a
Neuroinformatics Resource to distribute integrated tools enabling quantitative
analyses of spike trains obtained with digital video (DV), and their
correlation to the kinematics of hand actions. Interactive tools will be
provided over the Internet for 1) spike recognition and separation, 2) event-
linked rasters and PSTHs, 3) continuous firing rate graphs, and 4) metrics of
spike synchrony. An international network of neuroscientists studying primate
hand function will evaluate the tools, and provide research synergies from
diverse studies of hand function. The tools are used in Aims 2 and 3 to assess
the contribution of visual and haptic information about object size, shape and
location in motor planning of acquisition and manipulation by the hand. Spike
trains recorded in posterior parietal cortex (PPC) from single neurons, and
from neuronal assemblies studied with multielectrode arrays, are synchronized
to simultaneously acquired images of hand kinematics with DV. We postulate
that skilled hand behaviors require the registration and coordination of an
external map that locates an object's spatial coordinates and encodes its
intrinsic geometry, and an internal map of the body's own image that
represents the hand posture and dynamics. Protocols comparing shape and
location-dependent cues distinguish intention-related activity planning
grasping behaviors, from sensory responses to views of objects and hand-object
interactions during performance of a trained grasp-and-lift task. Aim 2
analyzes firing patterns obtained when objects can be viewed, and when an
opaque barrier, requiring the use of memory, blocks vision and haptic cues for
object acquisition and manipulation. Aim 3 measures the integration of vision
and touch during tool use when grasped objects are inserted into matching
slots to illuminate a target. These experiments test hypotheses that
synchronization and/or coherence of firing between PPC regions dominated by
vision and touch enable a match-to-sample mode of sensorimotor control and
error correction that enables efficient, adaptive behaviors. This research has
important clinical implications for understanding dysmetrias, optic ataxias,
grasp abnormalities and neglect syndromes resulting from neurological damage
to PPC, and provides basic insights into mechanisms of visuomotor control of
the hand that may prove useful for rehabilitation after stroke or injury.
描述(由申请人提供):该项目集成了
对视觉和体感机制的神经生理学研究
管理手部熟练运动行为的发展和规划
用于数据可视化、分析的神经信息学工具的分布
以及此类研究所需的操作。目标 1 建立了
神经信息学资源,用于分发支持定量分析的集成工具
对通过数字视频(DV)获得的尖峰序列进行分析,及其
与手部动作运动学的相关性。互动工具将
通过互联网提供 1) 尖峰识别和分离,2) 事件-
链接的栅格和 PSTH,3) 连续发射率图,以及 4) 的度量
尖峰同步。研究灵长类动物的国际神经科学家网络
手功能将评估这些工具,并提供研究协同作用
手部功能的多样化研究。这些工具用于目标 2 和 3 来评估
有关物体大小、形状和形状的视觉和触觉信息的贡献
手部获取和操纵的运动规划中的位置。长钉
从单个神经元记录在后顶叶皮层(PPC)中的序列,以及
来自使用多电极阵列研究的神经元组件,是同步的
使用 DV 同时采集手部运动学图像。我们假设
熟练的手部行为需要注册和协调
定位对象的空间坐标并对其进行编码的外部地图
内在几何学,以及身体自身图像的内部映射
代表手的姿势和动态。比较形状和的协议
位置相关线索区分与意图相关的活动计划
抓取行为,从感官反应到物体和手部物体的视图
在执行训练有素的抓取和举起任务期间进行交互。目标2
分析当可以观察物体时获得的发射模式,以及当
不透明的屏障,需要使用记忆,阻挡视觉和触觉提示
对象获取和操作。目标 3 衡量视觉整合度
以及在使用工具期间将抓取的物体插入匹配的物体时进行触摸
用于照亮目标的插槽。这些实验检验了以下假设:
PPC 区域之间放电的同步性和/或一致性
视觉和触觉实现了感觉运动控制的匹配样本模式
纠错可以实现高效、自适应的行为。这项研究有
对于理解辨距困难、视神经共济失调、
掌握神经损伤引起的异常和忽视综合症
到 PPC,并提供了视觉运动控制机制的基本见解
这只手可能对中风或受伤后的康复有用。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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