行走平衡和站立平衡的视觉和物理干扰之间的Theta和Beta皮层电活动的区别( Differentiation in Theta and Beta Electrocortical Activity between Visual and Physical Perturbations to Walking and Standing Balance )

SM Peterson DP Ferris

在健康成人中，人体平衡是一个复杂的过程，需要在感觉信息、认知处理和运动控制之间进行精确的时间协调。由于脑成像方法的局限性，在人体平衡控制过程中很难量化脑动力学。本研究的目的是确定通过使用高密度脑电图(EEG)和独立成分分析，我们是否可以识别行走和站立过程中对视觉和身体平衡扰动的共同皮层反应。我们研究了30名健康的年轻人对挑战他们平衡的感觉运动扰动的反应。受试者进行了四次10分钟的横梁行走和一前一后站立的试验，同时在虚拟现实中进行腰部中外侧牵引或观看短暂的20°视场旋转。记录高密度脑电图、运动捕捉、小腿肌电图(EMG)和颈部肌电图。我们假设，物理牵拉和视觉旋转扰动都会引起theta(4-8Hz)和beta(13-30Hz)波段的时频波动，与牵拉扰动相比，视觉旋转期间枕顶叶活动增加。我们的结果证实了这个假设。对于这两种扰动，我们发现在扰动开始后，早期的theta同步和晚期的alpha-beta（8-30 Hz）去同步。在视觉干扰时枕顶区的这种模式最强，在拉力干扰时感觉运动区的这种模式最强。这些结果表明，当人类对感觉运动冲突作出反应时，有相似的时频皮层电模式，但在涉及视觉和身体扰动的脑区中有实质性差异。我们首次进行了脑电时频分析，研究了人在行走和站立过程中对身体和视觉平衡扰动的源定位皮层电反应。微扰引起了相似的时频模式，但对于物理微扰和视觉微扰，皮层区域明显不同。摄动诱发的脑电波动在视觉摄动时主要局限于枕顶区，在物理摄动时主要局限于运动区。这些相似之处暗示了对感觉运动扰动的一种共同的皮层电反应。值得注意的是，站立比行走有更大的皮层电反应。本研究结果可用于平衡功能障碍的评估和辅助治疗。

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