JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

אנו מתארים פרוטוקול על חקירת עיבוד גינקולוגיות אנושי באמצעות ההליכון פיצול-חגורה, שבו יש שתי חגורות יכול לנהוג בכל רגל במהירות שונה. אנו מתמקדים באופן ספציפי על פרדיגמה שנועד לבחון את ההכללה של דפוסי גינקולוגיות מותאם הקשרים הליכה שונים (למשל, מהירויות ההליכה, הליכה סביבות).

Abstract

הבנת המנגנונים שבבסיס הלמידה גינקולוגיות מסייעת לחוקרים ולמטב קלינאים הילוך הסבה במסגרת שיקום מוטורי. עם זאת, ללמוד למידה גינקולוגיות האנושי יכול להיות מאתגר. במהלך הינקות והילדות, מערכת עצב-שריר היא די לא בוגר, לא סביר כי למידה גינקולוגיות בשלבים המוקדמים של פיתוח נשלטת על ידי אותם מנגנונים כמו לבגרות. בני האדם זמן להגיע לבגרות, הם כל כך בקיא הליכה כי קשה לבוא עם משימה הרומן מספיק ללמוד למידה גינקולוגיות de novo . ההליכון פיצול-חגורה, הכולל שתי חגורות יכול לנהוג בכל רגל במהירות שונה, מאפשר המחקר של שניהם קצרים – (קרי, מיידית) לטווח ארוך (כלומר, מעל דקות-ימים; צורת למידה מוטורית) הליכה שינויים בתגובה הרומן שינוי הסביבה הליכה. אנשים יכולים בקלות להיות מוקרן חשיפה קודמת ההליכון פיצול-חגורה, ובכך להבטיח כי כל המשתתפים ניסיוני אין (או שווה ערך) ניסיון קודם. מאמר זה מתאר פרוטוקול הסתגלות טיפוסי הליכון פיצול-חגורה המשלבת שיטות בדיקה לכמת לימוד גינקולוגיות, הכללה זו הלמידה כדי בהקשרים אחרים הליכה. דיון על שיקולים חשובים לעיצוב פיצול-חגורה הליכון ניסויים כדלקמן, לרבות גורמים כמו הליכון חגורה מהירויות, הפסקות למנוחה distractors. בנוסף, פוטנציאל אבל understudied מבלבלים משתנים (למשל, תנועות היד, ניסיון קודם) נחשבים בדיון.

Introduction

הליכון פיצול-חגורה יש שתי חגורות יכול לנהוג בכל רגל במהירות שונה או בכיוון אחר. התקן זה השימוש הראשון היה לפני 45 שנה ככלי ללמוד תיאום בין הרגליים (קרי, תיאום interlimb) במהלך הליכה1. זה, ומחקרים נוספים מוקדם בשימוש בעיקר חתולים2,1,דגם ניסיוני3, אבל חרקים היו גם למדה4. החקירות הראשונה של פיצול-חגורה ומכניקה אצל תינוקות אנושיים ומבוגרים יצאו לאור בשנת 1987 ו- 1994, בהתאמה5,6. אלה מחקרים ראשוניים בבעלי חיים אנושיים וטכנולוגיים אנושיות נחקרו בעיקר לטווח קצר (קרי, מיידית) התאמות בתיאום interlimb כדי לשמור על יציבות והתקדמות קדימה כאשר הרגליים מונעים במהירויות שונות. מחקר 1995 ציין כי תקופות ארוכות יותר (מספר דקות) של פיצול-חגורה הליכה בתפקודם של מבוגרים אדם תופסים את ההליכון חגורה מהירות ולבצע התאמות במדויק על מנת להשוות מהירויות בכל צד. הדבר מצביע על כי המיפוי sensorimotor של הליכה הייתה חותמת7. עם זאת, זה לא היה עד 2005 כי הראשון קנטית הדו"ח המפורט של מנוע עיבוד אנושי מעל 10 דקות של הליכה הליכון פיצול-חגורה היה שפורסמו8.

מנוע עיבוד מתייחס תהליך מונחה שגיאה שבמהלכו מיפויים sensorimotor של תנועות ראתה מותאמות בתגובה הביקוש החדש, צפוי9. זה צורה של למידה מוטורית המתרחשת על פני תקופת אימון מורחב (דקות עד שעות) ואת תוצאות ב after-effects, שהינם שינויי דפוס התנועה בעת הסרת הדרישה ו/או תנאים יחזרו לקדמותם. לדוגמה, הליכה על פיצול-חגורות בתחילה גורם לאנשים ללכת בתיאום interlimb א-סימטרי, הדומה צליעה. במשך מספר דקות של הליכה פיצול-חגורה, אנשים מסתגלים תיאום ההליכה שלהם כך ההליכה שלהם הופכת יותר סימטרי. כאשר שתי חגורות לחזור לאחר מכן באותה המהירות (קרי קשרו חגורות), וכך לשקם תנאים רגילים הליכה, אנשים להדגים השפעות על ידי הליכה בתיאום אסימטרי. השפעות אלה חייב להיות פעיל בטל מותאם או שתיאר זאת במשך מספר דקות של קשר-חגורה הליכה לפני תיאום הליכה רגילה הוא משוחזר8.

בעקבות של ריזמן. 2005 et al. 8 ניתוח קנטית חגורת פיצול הליכה אצל בני אדם, גדל השימוש ההליכון פיצול-חגורה במחקר שפורסם כ כוחנו לעומת העשור הקודם. ? למה ההליכון פיצול-חגורה נהיה יותר פופולרי ככלי ניסיוני? פיצול-חגורה ambulation היא בבירור פעילות המעבדה – אנלוגי בעולם האמיתי הקרוב ביותר הוא מפנה או הליכה במעגל צפוף, אבל ההליכון פיצול-חגורה המניע גירסה הרבה יותר קיצוני של פונה, עם רגל אחת מונעים שתיים עד ארבע פעמים מהר יותר מאשר האחרים. העובדה כי פיצול-חגורה הליכון הוא שמשימה מהלך חריג מציע מספר יתרונות לימוד למידה גינקולוגיות. ראשית, זה רומן עבור רוב האנשים ללא קשר לגיל ועצמאית של הליכה ניסיון; קל למשתתפים ניסיוני מסך עבור חידוש של פיצול-חגורה הליכה. שנית, פיצול-חגורה ההליכון גורם לשינויים נכבד בתיאום interlimb לא נפתרות במהירות. שיעור האיטי יחסית של הסתגלות והתאמה דה-לאפשר לנו ללמוד איך הדרכה התערבויות יכול לשנות את המחירים הללו ללא מתקרבים תקרה. שלישית, את קנטית8,10,12,קינטי11,13,14, electromyographic6,15,16 , תפיסתי7,17,18,19 שינויים המתרחשים עם הליכון פיצול-חגורה הסתגלות היית למד היטב, כמו גם שליטה עצבית של משימה זו20 21, ,22. במילים אחרות, עיבודים על ההליכון פיצול-חגורה כבר תיעד, משוכפלים על-ידי מספר קבוצות שונות, שהופך את פעילות הלמידה גינקולוגיות מאופיין היטב.

בעשר השנים האחרונות, מספר מחקרים הראו הטבע ספציפיים פעילות או הקשר של פיצול-חגורה הסתגלות. After-effects בעקבות פיצול-חגורה הסתגלות מופחתים בצורה משמעותית משרעת אם הם נבחנים בתנאים שונים לפי מצב אימונים. לדוגמה, השפעות קטנות, אם האדם הוא עבר לסביבה שונה (למשל, ובשטח הליכה23), מבצעת משימה גינקולוגיות שונות (למשל, לאחור הליכה או ריצה13, 24), או אפילו הולך במהירות השונה מן המהירות של החגורה איטי במהלך עיבוד25. המאמצים להקים פרמטרים המסדירים את ההכללה של הסתגלות גינקולוגיות מתנהלות.

מטרת המאמר היא לתאר את פרוטוקול להצפנה באמצעות ההליכון פיצול-חגורה לחקור עיבוד גינקולוגיות אנושי, הכללה של התבנית מותאם כדי בהקשרים אחרים הליכה (קרי, הליכה במהירויות שונות, סביבות). בעוד הפרוטוקול המתואר כאן הוא רוב ישירות נגזרת בשימוש. Hamzey et al. 25 (איור 1), יצוין כי פרוטוקול זה נמסר על ידי מספר מחקרים שקדמו לו8,23,24,26, 27,28. השיטה פותחה במקור כדי לבדוק את ההשערה כי שמירה על קביעות הליכה מהירות בין ההליכון, מעל הקרקע סביבות תשפר הכללה של פיצול-חגורה צועדת אלה סביבות שונות25. במקטע פרוטוקול להלן, אנחנו נותנים הוראות כיצד לשחזר גירסה זו של השיטה פיצול-חגורה מהממת, עם הערות המציינות כמה צעדים פרוטוקול מסוימים עשוי להיות שונה כדי למטרות בשיטה שונה.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת הבדיקה מוסדי באוניברסיטה בסטוני ברוק.

1-הגדרת ניסיוני

הערה: עיין הקבצים המשלימים 1-הגדרות עבור הגדרות של מונחים נפוצים בשימוש במחקרים פיצול-חגורה ההליכון.

  1. מסך כל המשתתפים עבור ניסיון קודם עם ההליכון פיצול-חגורה.
    הערה: אנשים הוכחו readapt מהר יותר אל ההליכון פיצול-חגורה בעקבות חשיפה מוקדמת של זה 29 , 30. ציר הזמן על אילו אנשים " לשכוח " ההליכון פיצול-חגורה לא ידוע כיום; לפיכך, ניסיון קודם עם ההליכון פיצול-חגורה עשוי להיות מבלבלים משתנה אם היא לא נשלטת.
  2. מבצעים בדיקות כל בסביבה שקטה, ולצמצם פעילות בחדר הבדיקות.
  3. סט למעלה ההצעה מעקב המערכת (בהתאם להוראות המערכת) לתנועה הרשומה על הליכון פיצול-חגורה ועל מעל הקרקע שביל.
    הערה: לדוגמה, בפרוטוקול הנוכחי ישמש תנועה מערכת מעקב עם סמנים LED פעיל. ארבע יחידות עילית חצובה חיישן זיהה את מיקום תלת ממדי סמני פעיל, עם שתי יחידות המוטלות על הצדדים (בצד ימין ושמאל של ההליכון) ושניים משני צדי שבעה מ' מעל הקרקע שביל.
  4. לצייד את המשתתף עם ההצעה מעקב סמנים, אלקטרומיוגרפיה, וכו '.
  5. שקול לרבות חציצה בין שתי חגורות של הליכון פיצול-חגורה כדי למנוע את הרגליים מלחצות לחגורה contralateral. מחיצה זו אינה הדבר הכרחי לחלוטין למבוגרים נוירולוגית אך עשוי להיות שימושי עבור בדיקות ילדים או אוכלוסיות קליניות. שימו לב כי הנוכחות של מחיצה סביר מגביר רוחב שלב; עם זאת, במידה שבה זה משפיע על פיצול-חגורה הסתגלות אינו ידוע.
  6. להגדיר רתמה בטיחות על ההליכון כדי להגן על המשתתף מנפילה במהלך הליכה הליכון.
    הערה: הרתמה צריך לא לתמוך במשקל הגוף, אלא אם זה חלק של שאלת המחקר. למרות נפילה במהלך הליכה הליכון ונדירה, לוחות אתיקה מחקר רבים דורשים שימוש רתמה בטיחות.
  7. שמור על עקביות ביד תנועה על פני הפרדיגמה ניסיוני ועל -פני המשתתפים. כאשר מחליטים על הסוג של תנועת הזרוע (למשל, מחזיק מעקות, מנופף ידיים באופן טבעי), לשקול מה יהיה נוח עבור קבוצת הנושא, אם ידך טיפוסי מטשטש את הניראות של סמנים קריטי להשתמש עבור תנועה ללכוד ( למשל, עבור סמני להציב על הירכיים).
    1. בין תנועת היד, להורות לכל המשתתפים להחזיק חזק בידיות תוך הפעלה ועצירה של ההליכון לבטיחות.
  8. לשמור על עקביות בדו העליה מעבר פרדיגמה נסיונית.
    הערה: לידע שלנו, כל הפרוטוקולים הליכון פיצול-חגורה שפורסמו, כולל הנוכחי, יש בשימוש אפס העליה על הליכון וכן מעל הקרקע הליכה.

2. תקופת בסיסית

הערה: מטרת תקופת בסיסית היא להקים איזו קואורדינציה הליכה רגילה הוא עבור כל אדם. תיאום בסיסית צריך להיבדק בכל התנאים שבהם נבדקים after-effects. לדוגמה, בפרוטוקול הנוכחי, after-effects נבדקו במהלך הליכון, ובשטח הליכה במהירויות שונות (0.7 ו- 1.4 m/s). לכן, בסיסית מעל הקרקע, הליכון ניסויים ב 0.7 ו- 1.4 m/s נכללו. פעולה זו מאפשרת השוואה ישירה של השפעות על תיאום הליכה בסיסית באותה מהירות, ההקשר. ובשטח הליכה בסיסית ניסויים ניתן לסלק כאשר מטרות הניסוי אינם כוללים הכללה כדי מעל הקרקע הליכה.

  1. עבור מעל הקרקע בסיסית ניסויים, להורות את המשתתף ללכת מעל הקרקע על שביל שבו ניתן לאסוף נתונים לכידת תנועה. לאסוף מינימום של 10 מחזורים פסיעה להקים את הבסיס מעל הקרקע הליכה.
    1. אם ההצעה ללכוד את המערכת מאפשרת רק עבור לכידת תנועה בתוך מרחב מוגבל, יש את המשתתף לבצע מספר מעברים (למשל, ניסויים) בחלל לכידת תנועה. בסוף כל משפט, להורות את המשתתף כדי להפסיק, להסגיר את המקום, ולהתכונן החוקר ' זה הסימן להתחיל מהמבחן הבא.
    2. עבור כל משפט, ודא כי לפחות שני מחזורים פסיעה מתבצעות בתוך החלל לכידת תנועה, לא כולל את מחזורי פסיעה הראשון והאחרון.
      הערה: מחזורי פסיעה התחלתי וסופי ייפסל מניתוח כפי שהם צעדים האצה/ההאטה, מצב יציב לא הליכה.
    3. יש את המשתתפים לבצע מספר (בדרך כלל עשר) יותר קרקע הליכה ניסויים.
      1. הצורך למהירות מסוימת, יש ההליכה המשתתף במהירות כזו על ההליכון (על קשרו חגורות) כדי להכיר אותו/אותה עם המשימה. לאחר מכן, להעביר בחזרה אל השביל, להורות המשתתף ללכת באותה מהירות כמו הוא עשה על ההליכון, וזמן המשתתף במהלך כל ניסיון של מעל הקרקע הליכה. לתת משוב מילולי בין בכל ניסוי כדי להאיץ או להאט למטה, אם יש צורך 25.
  2. לניסויים בסיסית על ההליכון, להורות את המשתתף ללכת על קשורות-חגורות מינימלית 1-5
    הערה: זה מהווה משפט יחיד בסיסית. אם המשתתף לא מוכר עם הליכון הליכה, תקופה זו עשויה להיות מאורכים כדי לאפשר לאדם להיות נוח עם הפעילות.
    1. להתאים speed(s) של התוכנית הבסיסית ניסויים speed(s) שבה ההשפעות ייבדק, כדי לאפשר השוואה של תיאום מראש ובהתאמה שלאחר ההליכה במהירויות המקביל.
      הערה: מספר בסיסית ניסויים (קרי, רחובות 1-5 דקות) במהירויות שונות קשורות-חגורה ייתכן שיידרש; לדוגמה, בפרוטוקול הנוכחי, ניסויים בסיסית במהירויות קשורות-חגורה של 0.7 מ'/s ו- 1.4 m/s נאספו מכיוון שהן היו. המהירויות המשמשים להערכת after-effects.

3. תקופת הסתגלות

הערה: המשתתפים לא צריך להיות הורה כי הם עומדים ללכת על פיצול-חגורות. בניסויים רבים, כולל הנוכחי, המשתתפים לא נאמר חגורות יהיו קשור - או פיצול-; הם פשוט נאמר כאשר ההליכון הפעלה או עצירה. זה מאפשר הנסיין למדוד את ההשפעות של שינוי בלתי צפויות בסביבת מהלכת.

  1. בעוד המשתתף עומד על החגורות הליכון נייח, להתחיל את ההליכון פיצול-חגורה עם חגורה אחד רץ מהר יותר מאשר האחרים ולאפשר את המשתתף ללכת לפחות 7 דקות (10-15 דקות הוא נפוץ יותר).
    1. להורות המשתתף תסתכל ישר קדימה, לא למטה לרגליהם.
    2. להגדיר מהירות חגורה אחת מהר יותר מאשר האחרים (למשל, 2-3 קיפול ההבדלים בין מהירויות חגורה).
      הערה: יחס מהירות גבוהה יותר שימשו בעבר 8 , 31. בפרוטוקול הנוכחי משתמש 0.7:1.4 m/s עבור יחס של 2:1.
      1. אקראי איזו רגל הוא מונע על ידי רצועת איטי או לבחור בעקביות רגל אחת (דומיננטית או האחרת) כמו הרגל. הוא מונע על ידי רצועת איטי יותר.
      2. המהירות חגורה דיפרנציאלית עשוי להיות מוצג בהדרגה (חגורה מהיר מהירות הוא קושי מהירות חגורה מצטבר מוגברת ו/או איטינפש ירד במשך מספר דקות) או בפתאומיות (מהמיקום נעצר, חגורות להאיץ למהירות היעד בתוך שניות).
        הערה: הדרך כי פיצול-חגורות הציג יכול להשפיע על איך אנשים להתאים כמה טוב הם מעבירים את התבנית מותאם לסביבות הליכה שונים, עד כמה הם מחדש להסתגל פיצול-חגורות 24 שעות מאוחר יותר 27 , 32. תוך זמן קצר, רוב פיצול-חגורה הליכה פרוטוקולים (כולל הנוכחי) להציג את הפיצול-החגורות בפתאומיות.
      3. אם הוא צפוי כי מעברי יהיה צורך (למשל, עבור ילדים צעירים, מבוגרים או אנשים עם ניידות מוגבלת), להוסיף הפסקות למנוחה מראש הפרוטוקול עבור כל המשתתפים. ודא כי האורך של הפסקות אלה עקביים; מעברי בלתי צפויות צריך להיות מוקלט, מתוזמן, כמו זה עשוי להיות גורם שיש לקחת בחשבון כאשר ניתוח 33.

4. לתפוס את המשפט

הערה: לתפוס ניסויים מבוצעים על ההליכון (קשרו חגורות), משמשים מבחן בקצרה את המשתתף ' s after-effects כה בפרוטוקול, המציין כמה הם הסתגלו. משפט לתפוס הוא קצר (בדרך כלל < 20 s) תקופת קשורות-חגורה הליכה להעריך במהירות הפיתוח של after-effects במהלך תקופת הסתגלות פיצול-חגורה.

  1. פעם המשתתף יש בהתאמה מלאה פיצול-חגורות (מינימום של 7 דקות הליכה פיצול-חגורה), בקצרה הפסק החגורות והפעל מחדש את ההליכון עם שתי חגורות ריצה באותה מהירות. ביצוע המשפט לתפוס על-ידי הפעלת ההליכון באותה מהירות כמו רצועת איטי במהלך עיבוד פיצול-חגורה 28 כל after-effects יהיה הגדול ביותר כאן.
    1. להגדיל את משרעת תוצר לוואי בעקבות פיצול-חגורה הסתגלות-0.7:1.4 m/s, לבצע את הניסוי לתפוס 0.7 מ'/s.
  2. כדי להמתיק דה-הסתגלות, לסיים את המשפט לתפוס (קרי, להפסיק את ההליכון) ברגע שהמשתתף לקח חמישה צעדים-הרצוי לתפוס מהירות למשפט (~ s 10-15).
  3. להעריך השפעות בניסויים לתפוס ביצע מספר מהירויות הליכה שונים (או שינויים אחרים הליכה הקשרי, למשל, העברות, הליכה לאחור 24), מחדש להתאים את המשתתף למשך לפחות 2 דקות- פיצול-חגורות בין כל אחת לתפוס את המשפט.
    הערה: הסדר של ניסויים לתפוס צריך להיות אקראי 25 ו/או לתפוס במשפט הראשון צריך להיות נבדק מחדש לקראת סוף תקופת הסתגלות כדי לקבוע אם חלה ירידה שיטתית בגודלם תוצר לוואי עם מיתוג חוזרות בין קשורות-חגורות (לתפוס את הניסויים) פיצול-חגורות (הסתגלות מחדש) 28.
  4. בעקבות האחרון לתפוס את המשפט, לעצור את ההליכון ולהפעיל אותו מחדש עם פיצול-חגורות (תצורה זהה כמו עיבוד - ראה שלב 3.1.2) למשך 2-5 דקות לאפשר את המשתתף להסתגל מחדש.

5. עיבוד שלאחר-בדיקות after-effects במהלך מעל הקרקע הליכה

הערה: שלב זה הוא אופציונלי והוא תלוי מטרות הניסוי. בפרוטוקול הנוכחי, המטרות כללו ההערכה של הכללה כדי מעל הקרקע הליכה, ובכך עיבוד שלאחר מעל הקרקע בדיקות נקודה היה כלול.

  1. לעצור את ההליכון ולהעביר את המשתתף מעל הקרקע שביל באמצעות כיסא גלגלים, כדי למנוע ממשתתפים נקיטת פעולות שיכול להעיד לפני להתקרב לאזור ההקלטה.
  2. להורות המשתתף ללכת לאורך השביל ישנם בזמינות, כמו שלב 2.1.
    1. אם מהירות ההליכה ספציפי רצוי, להורות יחידים כדי לשכפל את התוכנית הבסיסית הליכה במהירות 25-
    2. לחלוטין לשטוף-out ובשטח הליכה after-effects אז זה אנשים לחזור קואורדינציה הבסיסית שלהם, יש את המשתתפים לבצע 10-15 הליכה עובר על שישה מ' מעל הקרקע שביל
      הערה: זה הוכח להיות 26 , מספיק 27 וכמויות בערך 30 צעדים 27. אם מעל הקרקע הליכה לא ברציפות נרשם (למשל, עובר מספר נלקחים דרך אזור הקלטה), יהיו מספר שלבים אינן מנותחות בין אחד מעל הקרקע ללכת למשפט, כפי המשתתף מאיטה, פונה במקום, ו מתחיל ללכת לכיוון השני. הקצב של הסתגלות והתבקשתי על הקרקע שלאחר הסתגלות (OG PA) ניסויים לפרש בזהירות אלא אם כן הסידור ניסיוני מאפשר הקלטה רציפה של מעל הקרקע הליכה.

6. עיבוד שלאחר-בדיקות after-effects במהלך הליכון הליכה

הערה: כמו שלב 5, שלב זה הוא אופציונלי והוא תלוי מטרות המחקר. אם תקופה OG הרשות הפלסטינית הייתה כלולה, התקופה שלאחר עיבוד עוקבות הליכון בדיקות לנוכחות של הליכון after-effects לאחר מעל הקרקע after-effects היה סחף 23 , 26 , 27. אם היה אין תקופת OG הרשות, תקופת הסתגלות שלאחר הליכון יכול לשמש כדי להעריך השפעות על ההליכון (הראשון צעדים 1-5 של הסתגלות שלאחר) ו/או דה-עיבוד הליכון שיעורי 22 , 29 , 34-

  1. אם אין הרשות OG, בסוף תקופת הסתגלות, עוצרים את ההליכון ולהתחיל מחדש עם חגורות קשורות. אם היה מעל קרקע תקופת ההליכה, להשתמש הגלגלים להעברת המשתתף לחזור ההליכון נייח, הפעל מחדש עם קשרו חגורות; הגלגלים חשוב לצמצם את מספר השלבים לא נרשמים.
    1. פשוט למדוד גודל תוצר לוואי, להקליט קשורות-חגורה הליכה לתקופה קצרה (למשל, 30 s). על מנת להעריך את המחירים של דה-הסתגלות, להקליט קשורות-חגורה רציפה הליכה במשך לפחות 10 דקות כדי להבטיח שטיפה מלאה-out של after-effects.
    2. להגדיר את המהירות של חגורות קשורות במהלך התקופה שלאחר הסתגלות לפי וההשערות דיגמנה, כמו הליכון הגדול after-effects להתרחש כאשר המהירות קשורות-חגורה תואמת של החגורה איטי במהלך עיבוד פיצול-חגורה 25 , 28. אם הסתגלות מבוצע במהירויות פיצול-חגורה של 0.7 ו- 1.4 m/s, להגדיר את מהירות חגורה קשור ב 0.7 מטר לשנייה כדי לבחון את השפעות הגדול.

תוצאות

הליכה על הליכון פיצול-חגורה בתחילה גורמת asymmetries גדול בתיאום interlimb. על פני תקופה של 10-15 דקות, משוחזר בהדרגה סימטריה רבות של אמצעים אלה. תיאורים של איך קנטית שינוי פרמטרים הליכה מפורטים על הקורס של פיצול-חגורה הליכון הסתגלות היו שפורסם במקומות אחרים8...

Discussion

מחקרים רבים הראו עכשיו כי אנשים להתאים קואורדינציה בהליכה על הליכון פיצול-חגורה כדי לשחזר סימטריה דו-צדדית תיאום interlimb פרמטרים כמו אורך צעד והמשך תמיכה כפולה. כאשר התנאים הליכה טבעית משוחזרת הבאים פיצול-חגורה הליכה, המשתתפים להמשיך באמצעות התבנית ' מותאמים הילוך, שמוביל לתופעות לוואי מעו?...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

עבודה זו מחקריו זכו למימון של האמריקאי הלב האגודה מדען מענק פיתוח (#12SDG12200001) כדי אי Vasudevan. השתייכות הנוכחי של רבי Hamzey היא המחלקה להנדסת מכונות, אוניברסיטת בוסטון, בוסטון, מסצ'וסטס, ארה ב. השתייכות הנוכחי של אי קירק הוא מכון MGH למקצועות הבריאות מחלקת פיזיותרפיה.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Split-belt treadmillWoodway
Codamotion CX1Charmwood Dynamics, Ltd, Leicestershire, UK

References

  1. Kulagin, A. S., Shik, M. L. Interaction of symmetric extremities during controlled locomotion. Biofizika. 15 (1), 164-170 (1970).
  2. Halbertsma, J. M. The stride cycle of the cat: the modelling of locomotion by computerized analysis of automatic recordings. Acta Physiol Scand Suppl. 521, 1-75 (1983).
  3. Forssberg, H., Grillner, S., Halbertsma, J., Rossignol, S. The locomotion of the low spinal cat. II. Interlimb coordination. Acta Physiol Scand. 108 (3), 283-295 (1980).
  4. Foth, E., Bassler, U. Leg movements of stick insects walking with five legs on a treadwheel and with one leg on a motor-driven belt. II. Leg coordination when step-frequencies differ from leg to leg. Biol Cybern. 51 (5), 319-324 (1985).
  5. Thelen, E., Ulrich, B. D., Niles, D. Bilateral coordination in human infants: stepping on a split-belt treadmill. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 13 (3), 405-410 (1987).
  6. Dietz, V., Zijlstra, W., Duysens, J. Human neuronal interlimb coordination during split-belt locomotion. Exp Brain Res. 101 (3), 513-520 (1994).
  7. Jensen, L., Prokop, T., Dietz, V. Adaptational effects during human split-belt walking: influence of afferent input. Exp Brain Res. 118 (1), 126-130 (1998).
  8. Reisman, D. S., Block, H. J., Bastian, A. J. Interlimb coordination during locomotion: what can be adapted and stored?. J Neurophysiol. 94 (4), 2403-2415 (2005).
  9. Martin, T. A., Keating, J. G., Goodkin, H. P., Bastian, A. J., Thach, W. T. Throwing while looking through prisms. II. Specificity and storage of multiple gaze-throw calibrations. Brain. 119 (Pt 4), 1199-1211 (1996).
  10. Malone, L. A., Bastian, A. J., Torres-Oviedo, G. How does the motor system correct for errors in time and space during locomotor adaptation?. J Neurophysiol. 108 (2), 672-683 (2012).
  11. Lauziere, S., et al. Plantarflexion moment is a contributor to step length after-effect following walking on a split-belt treadmill in individuals with stroke and healthy individuals. J Rehabil Med. 46 (9), 849-857 (2014).
  12. Mawase, F., Haizler, T., Bar-Haim, S., Karniel, A. Kinetic adaptation during locomotion on a split-belt treadmill. J Neurophysiol. 109 (8), 2216-2227 (2013).
  13. Ogawa, T., Kawashima, N., Obata, H., Kanosue, K., Nakazawa, K. Distinct motor strategies underlying split-belt adaptation in human walking and running. PLoS One. 10 (3), e0121951 (2015).
  14. Roemmich, R. T., Hack, N., Akbar, U., Hass, C. J. Effects of dopaminergic therapy on locomotor adaptation and adaptive learning in persons with Parkinson's disease. Behav Brain Res. 268, 31-39 (2014).
  15. Betschart, M., Lauziere, S., Mieville, C., McFadyen, B. J., Nadeau, S. Changes in lower limb muscle activity after walking on a split-belt treadmill in individuals post-stroke. J Electromyogr Kinesiol. 32, 93-100 (2017).
  16. Maclellan, M. J., et al. Muscle activation patterns are bilaterally linked during split-belt treadmill walking in humans. J Neurophysiol. 111 (8), 1541-1552 (2014).
  17. Hoogkamer, W., et al. Gait asymmetry during early split-belt walking is related to perception of belt speed difference. J Neurophysiol. 114 (3), 1705-1712 (2015).
  18. Vazquez, A., Statton, M. A., Busgang, S. A., Bastian, A. J. Split-belt walking adaptation recalibrates sensorimotor estimates of leg speed but not position or force. J Neurophysiol. 114 (6), 3255-3267 (2015).
  19. Wutzke, C. J., Faldowski, R. A., Lewek, M. D. Individuals Poststroke Do Not Perceive Their Spatiotemporal Gait Asymmetries as Abnormal. Phys Ther. 95 (9), 1244-1253 (2015).
  20. Jayaram, G., Galea, J. M., Bastian, A. J., Celnik, P. Human locomotor adaptive learning is proportional to depression of cerebellar excitability. Cereb Cortex. 21 (8), 1901-1909 (2011).
  21. Morton, S. M., Bastian, A. J. Cerebellar contributions to locomotor adaptations during splitbelt treadmill walking. J Neurosci. 26 (36), 9107-9116 (2006).
  22. Jayaram, G., et al. Modulating locomotor adaptation with cerebellar stimulation. J Neurophysiol. 107 (11), 2950-2957 (2012).
  23. Reisman, D. S., Wityk, R., Silver, K., Bastian, A. J. Split-belt treadmill adaptation transfers to overground walking in persons poststroke. Neurorehabil Neural Repair. 23 (7), 735-744 (2009).
  24. Choi, J. T., Bastian, A. J. Adaptation reveals independent control networks for human walking. Nat Neurosci. 10 (8), 1055-1062 (2007).
  25. Hamzey, R. J., Kirk, E. M., Vasudevan, E. V. Gait speed influences aftereffect size following locomotor adaptation, but only in certain environments. Exp Brain Res. 234 (6), 1479-1490 (2016).
  26. Torres-Oviedo, G., Bastian, A. J. Seeing is believing: effects of visual contextual cues on learning and transfer of locomotor adaptation. J Neurosci. 30 (50), 17015-17022 (2010).
  27. Torres-Oviedo, G., Bastian, A. J. Natural error patterns enable transfer of motor learning to novel contexts. J Neurophysiol. 107 (1), 346-356 (2012).
  28. Vasudevan, E. V., Bastian, A. J. Split-belt treadmill adaptation shows different functional networks for fast and slow human walking. J Neurophysiol. 103 (1), 183-191 (2010).
  29. Malone, L. A., Vasudevan, E. V., Bastian, A. J. Motor adaptation training for faster relearning. J Neurosci. 31 (42), 15136-15143 (2011).
  30. Musselman, K. E., Roemmich, R. T., Garrett, B., Bastian, A. J. Motor learning in childhood reveals distinct mechanisms for memory retention and re-learning. Learn Mem. 23 (5), 229-237 (2016).
  31. Yang, J. F., Lamont, E. V., Pang, M. Y. Split-belt treadmill stepping in infants suggests autonomous pattern generators for the left and right leg in humans. J Neurosci. 25 (29), 6869-6876 (2005).
  32. Roemmich, R. T., Bastian, A. J. Two ways to save a newly learned motor pattern. J Neurophysiol. 113 (10), 3519-3530 (2015).
  33. Malone, L. A., Bastian, A. J. Age-related forgetting in locomotor adaptation. Neurobiol Learn Mem. 128, 1-6 (2016).
  34. Malone, L. A., Bastian, A. J. Thinking about walking: effects of conscious correction versus distraction on locomotor adaptation. J Neurophysiol. 103 (4), 1954-1962 (2010).
  35. Vasudevan, E. V., Torres-Oviedo, G., Morton, S. M., Yang, J. F., Bastian, A. J. Younger is not always better: development of locomotor adaptation from childhood to adulthood. J Neurosci. 31 (8), 3055-3065 (2011).
  36. Alexander, R. M. Optimization and gaits in the locomotion of vertebrates. Physiol Rev. 69 (4), 1199-1227 (1989).
  37. Vasudevan, E. V., Patrick, S. K., Yang, J. F. Gait Transitions in Human Infants: Coping with Extremes of Treadmill Speed. PLoS One. 11 (2), e0148124 (2016).
  38. Eikema, D. J., et al. Optic flow improves adaptability of spatiotemporal characteristics during split-belt locomotor adaptation with tactile stimulation. Exp Brain Res. 234 (2), 511-522 (2016).
  39. Mukherjee, M., et al. Plantar tactile perturbations enhance transfer of split-belt locomotor adaptation. Exp Brain Res. 233 (10), 3005-3012 (2015).
  40. Finley, J. M., Statton, M. A., Bastian, A. J. A novel optic flow pattern speeds split-belt locomotor adaptation. J Neurophysiol. 111 (5), 969-976 (2014).
  41. Long, A. W., Roemmich, R. T., Bastian, A. J. Blocking trial-by-trial error correction does not interfere with motor learning in human walking. J Neurophysiol. 115 (5), 2341-2348 (2016).
  42. Musselman, K. E., Patrick, S. K., Vasudevan, E. V., Bastian, A. J., Yang, J. F. Unique characteristics of motor adaptation during walking in young children. J Neurophysiol. 105 (5), 2195-2203 (2011).
  43. Gordon, C. R., Fletcher, W. A., Melvill Jones, G., Block, E. W. Adaptive plasticity in the control of locomotor trajectory. Exp Brain Res. 102 (3), 540-545 (1995).
  44. Savin, D. N., Tseng, S. C., Morton, S. M. Bilateral adaptation during locomotion following a unilaterally applied resistance to swing in nondisabled adults. J Neurophysiol. 104 (6), 3600-3611 (2010).
  45. Lam, T., Wirz, M., Lunenburger, L., Dietz, V. Swing phase resistance enhances flexor muscle activity during treadmill locomotion in incomplete spinal cord injury. Neurorehabil Neural Repair. 22 (5), 438-446 (2008).
  46. Yen, S. C., Schmit, B. D., Wu, M. Using swing resistance and assistance to improve gait symmetry in individuals post-stroke. Hum Mov Sci. 42, 212-224 (2015).
  47. Lam, T., Anderschitz, M., Dietz, V. Contribution of feedback and feedforward strategies to locomotor adaptations. J Neurophysiol. 95 (2), 766-773 (2006).
  48. Handzic, I., Barno, E. M., Vasudevan, E. V., Reed, K. B. Design and Pilot Study of a Gait Enhancing Mobile Shoe. Paladyn. 2 (4), (2011).
  49. Haddad, J. M., van Emmerik, R. E., Whittlesey, S. N., Hamill, J. Adaptations in interlimb and intralimb coordination to asymmetrical loading in human walking. Gait Posture. 23 (4), 429-434 (2006).
  50. Noble, J. W., Prentice, S. D. Adaptation to unilateral change in lower limb mechanical properties during human walking. Exp Brain Res. 169 (4), 482-495 (2006).
  51. Choi, J. T., Vining, E. P., Reisman, D. S., Bastian, A. J. Walking flexibility after hemispherectomy: split-belt treadmill adaptation and feedback control. Brain. 132 (Pt 3), 722-733 (2009).
  52. Vasudevan, E. V., Glass, R. N., Packel, A. T. Effects of traumatic brain injury on locomotor adaptation. J Neurol Phys Ther. 38 (3), 172-182 (2014).
  53. Reisman, D. S., McLean, H., Keller, J., Danks, K. A., Bastian, A. J. Repeated split-belt treadmill training improves poststroke step length asymmetry. Neurorehabil Neural Repair. 27 (5), 460-468 (2013).
  54. MacLellan, M. J., Qaderdan, K., Koehestanie, P., Duysens, J., McFadyen, B. J. Arm movements during split-belt walking reveal predominant patterns of interlimb coupling. Hum Mov Sci. 32 (1), 79-90 (2013).
  55. Finley, J. M., Long, A., Bastian, A. J., Torres-Oviedo, G. Spatial and Temporal Control Contribute to Step Length Asymmetry During Split-Belt Adaptation and Hemiparetic Gait. Neurorehabil Neural Repair. 29 (8), 786-795 (2015).
  56. Roemmich, R. T., Long, A. W., Bastian, A. J. Seeing the Errors You Feel Enhances Locomotor Performance but Not Learning. Curr Biol. 26 (20), 2707-2716 (2016).
  57. Mawase, F., Shmuelof, L., Bar-Haim, S., Karniel, A. Savings in locomotor adaptation explained by changes in learning parameters following initial adaptation. J Neurophysiol. 111 (7), 1444-1454 (2014).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

126interlimb

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved