帕金森病与衰老特征对真实和模拟拉绳中握力形成与释放的损害

帕金森病（PD）会损害熟练的伸取任务，但其对节律性双手动作的影响所知较少。我们采用了一项双手交替的拉绳任务，该任务需要重复的伸取、抓握、拉、推和释放动作。我们预测，PD 参与者会在完成取绳这一旋转性熟练手部动作时表现出障碍，类似于在单手目标伸取中观察到的障碍。九名 PD 参与者（平均 UPDRS-III：24.6）、16 名老年人和 10 名年轻人成功完成了一项真实的拉绳任务，随后对该动作进行了模仿。视频分析结合了全身运动速度的光流估计、上肢运动学的无标记二维姿态估计，以及专家对於手部和手指形态的逐帧评分。随后，机器学习分类识别了这些多层级运动成分所携带的判别信息。PD 参与者表现出较低的运动速度、较小的手部工作空间以及减少的手部和手指形态变化，而老年人则呈现中间值。所有参与者均以用力握持的方式抓握真实绳子，但 PD 参与者在抓握和释放过程中表现出手臂和腕部旋转运动减少，以及类似琶音式的序列性手指运动缺失。在模仿阶段，PD 参与者移动更快、手部动作幅度更大，而与抓握相关的手部张开和手指序列化运动则减少或缺失。这些发现表明，PD 在这一多成分运动流形上均有表现，且运动组织随任务需求而变化：真实拉绳需要形成和释放用力握持，而模仿则不对抓握能力提出要求。

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