在虚拟避障和分心行走时前额皮层活动:使用增强现实和功能近红外光谱学的方法论性概念证明
L Maureen Krelove1,2, Anthony Machula1,2, Lauren E Sergio1,2,3
1School of Kinesiology & Health Science, Faculty of Health, York University, Toronto, Ontario, Canada.
PloS one
|October 10, 2025
概括
这项研究结合了增强现实 (AR) 和功能近红外光谱 (fNIRS) 来评估在与虚拟障碍物一起行走时的注意力. 这种新的方法有效地测量了双重任务期间的大脑活动和步态变化.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物力学 生物力学
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 步态和注意力是相互关联的,对稳定和任务执行至关重要.
- 了解双重任务行走期间前额叶皮层 (PFC) 活动至关重要.
- 现有的研究双重任务的方法缺乏现实性.
研究的目的:
- 引入和验证使用增强现实 (AR) 和功能近红外光谱 (fNIRS) 的新方法.
- 在复杂的步行双重任务中,用虚拟障碍物评估皮质活动和步行特征.
- 探测在分心行走时注意力变化的皮质指标.
主要方法:
- 11名健康成年人参与的方法发展研究.
- 结合fNIRS和AR用于障碍物导航的认知-运动双任务.
- 参与者在执行分心任务 (单词回忆) 时,在虚拟和物理障碍物上进行了导航.
主要成果:
- 在氧血球蛋白 (O2Hb) 比率和步行速度的虚拟和物理障碍之间发现了中等到良好的一致性 (Intraclass相关性0.5630.886).
- 在应对双重任务条件时,观察到步态和PFC活动的任务依赖调节.
- 在Bland-Altman O2Hb.图表中发现了比例偏差.
结论:
- 结合AR和fNIRS有效地引起了PFC活动和步行行为中的任务依赖调制.
- 通过AR投射的障碍物在认知-运动双任务范式中是有效的,用于研究注意力和步态.
- 这种方法可以通过表征功能性移动性的神经标志物来告知移动性和认知之间的关系.
