新一輪大范圍雨雪天氣在12月13日拉開了帷幕,北方多地下起了“鵝毛大雪”。雪天路滑,路上行人少了,大家走路也更加聚精會(huì)神,小心翼翼。說到“走路”,當(dāng)你邁出左腳,然后右腳跟上,就完成了一次簡單的步行,正因?yàn)樽呗愤@種行為太過簡單和隨意,我們可能根本沒有細(xì)細(xì)考慮過。其實(shí)走路這件“小事”并不小,背后反而有著 “大學(xué)問”。
從生理學(xué)上看,人體走路的原理涉及到多個(gè)身體系統(tǒng)的協(xié)同配合,包括神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)和骨骼系統(tǒng)等。當(dāng)我們想要走路時(shí),大腦會(huì)通過神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)到骨骼肌肉,讓它們協(xié)調(diào)合作來實(shí)現(xiàn)步態(tài)。同時(shí),神經(jīng)系統(tǒng)也會(huì)接收來自腳底的反饋信號(hào),讓我們能夠感知到地面的情況,保持平衡。
了解了走路的原理,讓我們一起看看那些和 “走路”相關(guān)的研究。
羅馬大學(xué)Valeria Belluscio等人圍繞“走路”開展了一項(xiàng)功能性近紅外光譜(fNIRS)和多慣性測量單元(IMUs)的聯(lián)合研究,他們邀請了20名健康青年人佩戴Brite便攜式近紅外腦成像設(shè)備執(zhí)行直線和曲線行走軌跡。使用功能近紅外光譜評(píng)估前額葉皮層(PFC)激活,同時(shí)使用四個(gè)慣性測量單元評(píng)估步態(tài)質(zhì)量。結(jié)果表明,在直線行走過程中,特別是當(dāng)對(duì)任務(wù)有較高的注意力需求時(shí),PFC的氧合血紅蛋白濃度增加。沿曲線軌跡行走導(dǎo)致PFC更加活躍,運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)下降。
借助SAGA腦電采集分析設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析和事件相關(guān)去同步/同步(ERD/S)分析,再經(jīng)過一系列的工具篩選,將所提出的性能優(yōu)異的分類器應(yīng)用于下肢康復(fù)機(jī)器人的主動(dòng)控制策略中。通過測試,兩名健康志愿者控制左腿和右腿的平均準(zhǔn)確率達(dá)到了94.6%以上。