虚拟现实对大脑激活的力量控制训练系统:功能近红外光谱 (fNIRS) 研究
Luigi Gan1, Chien-Ju Lin2, Hsiao-Feng Chieh2
1Department of Biomedical Engineering, National Cheng Kung University, No. 1, Dasyue Rd, East District, Tainan, 701, Taiwan, 886 062757575 ext 63422.
JMIR serious games
|July 14, 2025
概括
将力量控制添加到虚拟现实手跟踪中可以增强年轻人和老年人的大脑活动,这表明改善了手功能的康复潜力.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 康复工程 康复工程 康复工程
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 老龄化往往导致手部功能下降,影响日常生活活动.
- 目前用于手部康复的虚拟现实 (VR) 系统主要侧重于运动范围,可能会限制其有效性.
- 将力量控制纳入VR手部跟踪可以通过解决日常任务的力量需求,显著提高康复结果.
研究的目的:
- 为了比较标准VR手部跟踪与VR与集成力控制的神经生理效应.
- 为了研究这些不同的VR输入系统在任务期间如何影响年轻人和老年人的大脑活动.
- 评估力控制VR在改善神经可塑性和功能恢复方面的潜力.
主要方法:
- 招募了12名年轻 (平均年龄25岁) 和12名年长 (平均年龄73岁) 的成年人.
- 参与者参与VR游戏,使用常规手跟踪或力控制手跟踪.
- 使用功能近红外光谱学 (fNIRS) 记录大脑活动,在前额叶皮质 (PFC),前运动皮质 (PMC),补充运动区域 (SMA) 和初级运动皮质 (M1) 上进行记录.
主要成果:
- 与常规的手部追踪相比,在关键的皮质区域添加力控制增加了氧化血红蛋白 (HbO) 和减少了脱氧化血红蛋白 (HbR).
- 在年轻的成年人中,力量控制调节了右PMC和右M1中的活动.
- 在老年人中,力量控制影响了右PFC,双边M1和右SMA的活性,显示出更广泛的皮质参与.
结论:
- 结合力控制的新型VR输入系统显示了增强手部功能康复的前景.
- 观察到的大脑活动的变化表明,强力控制的VR改善了神经可塑性和功能结果.
- 这些发现为开发更有效的基于VR的训练和康复系统为手部功能恢复提供了基础.
