Physiologically Based Controller for Generating Overground Locomotion Using Functional Electrical Stimulation
Notice bibliographique
Résumé
The physiological control of stepping is governed both by signals descending from supraspinal systems and by circuitry residing within the lumbosacral spinal cord. The goal of this study was to evaluate the capacity of physiologically based controllers to restore functional overground locomotion after neurological damage, such as spinal cord injury when used in conjunction with functional electrical stimulation. For this purpose we implemented and tested two controllers: 1) an intrinsically timed system that generated a predetermined rhythmic output and 2) a sensory-based system that used feedback signals to make appropriate transitions between the unloaded (flexion) and loaded (extension) phases of the gait cycle. A third controller, a combination of the intrinsically timed and sensory-driven controllers, was implemented and two sessions were conducted to demonstrate the functional advantages of this approach. The controllers were tested in anesthetized cats, implanted with intramuscular electrodes in six major extensor and flexor muscles of the hindlimbs. The cats were partially supported on a sliding trolley that was propelled by the hindlimbs along a 2.5-m instrumented walkway. Ground reaction forces and limb positions were measured by force plates in the walkway and by accelerometers secured to the legs of the cat, respectively. The controllers were used to generate patterns of stimulation that would elicit alternating flexor (swing) and extensor (stance) movements in the hindlimbs. Using either the intrinsically timed or sensory-driven controllers, the cats were able to travel a distance of 2.5 m, taking five to 12 steps. Functional stepping sequences were more easily achieved using the intrinsically timed controller as the result of a lower sensitivity to the selection of initial stimulation parameters. However, unlike the sensory-driven controller, the intrinsically timed controller was unable to adjust to overcome walkway resistance and muscle fatigue. Neither system was consistently able to ensure load-bearing stepping. Therefore we propose the use of a "combined controller" that relies heavily on intrinsic timing but that can be reset based on sensory signals. A combined controller such as this one may provide the best solution for restoring robust overground locomotion after spinal cord injury.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».