According to recent researches, active training that induces voluntary motor drive has a positive impact on motor encoding. The self-paced treadmill allows users to adjust belt speed based on their movements and it may encourage voluntary movement to the user. So, the self-paced treadmill is expected to be more effective than the conventional fixed speed treadmill. Our aim was to compare neural activity while participants followed targeted fast and targeted slow speeds on two treadmill conditions, self-paced treadmill and fixed speed treadmill. We used noninvasive electroencephalography(EEG) and a force sensitive resistor(FSR) to record neural activity and body dynamics during a treadmill walking. In order to solve the inverse problem, we constructed a volume conduction model of head including lesion based on MRI of the patient, and compared it with the volume conduction model of head without lesion. The sources of the EEG were estimated through the independent component analysis and the dipole fitting technique using the lesion containing volume conduction model. The estimated sources were clustered based on the brodmann area and the time-frequency analysis were performed at each cluster. As a result, sustained mu and beta band desynchronization within motor cortex, premotor cortex, and posterior parietal cortex was observed during walking. And, increased low gamma band power within the anterior cingulate cortex and premotor cortex during swing phase was observed
사용자의 움직임에 기반하여 속도를 조절하는 자율 속도 트레드밀은 사용자의 보행 의도를 읽어 기존의 트레드밀 시스템보다 능동적인 훈련을 제공할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 이 사실을 검증하기 위해 뇌졸중 환자를 대상으로 자율 속도 트레드밀과 고정 속도 트레드밀 환경에서 보행 시 나타나는 뇌전도 신호를 비교하였다. 두피에 부착된 전극을 통해 뇌전도를 측정하였으며, 신호의 분석을 위해 피험자의 자기공명영상을 두피, 두개골, 회백질, 백질, 뇌척수액, 병변의 영역으로 분할하였다. 병변의 전기 전도도를 병변의 밝기에 따라 결정하였으며, 병변이 포함된 도체 모델과 병변이 포함되지 않은 도체 모델의 차이를 알아보았다. 그리고, 병변이 포함된 도체 모델을 기반으로 독립 성분 분석 및 쌍극자 피팅 기술을 사용해 각 신호원에서의 시간-주파수 성분을 분석하였다. 그 결과, 병변이 포함된 도체 모델과 그렇지 않은 모델의 차이를 발견할 수 있었고, 운동피질과 전운동피질, 후두정피질에서 움직임과 관련된 뇌 활동인 뮤와 베타 구간의 비동기화 신호를 관찰하였으며, 전측 대상 피질과 전운동피질에서 낮은 감마 구간의 동기화 신호를 관찰하였다.
