Name: using a split-belt treadmill to evaluate generalization of human locomotor adaptation
Uploaded: 2017-08-23T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation at JoVE.com

Dette arbejde har været finansieret af en American Heart Association videnskabsmand udvikling Grant (#12SDG12200001) til E. hans. R. Hamzey nuværende tilhørsforhold er Institut for Maskinteknik, Boston University, Boston, MA, USA. E. Kirks nuværende tilhørsforhold er MGH Institute for sundhedspersonerne afdelingen for Fysioterapi.

alle procedurer er blevet godkendt af den institutionelle Review Board på Stony Brook University.
 1. eksperimentel Set-up Note: der henvises til Supplerende fil 1-definitioner for definition af fælles termer i split-bælte løbebånd eksperimenter.
<ol><li>Skærm alle deltagerne for forudgående erfaring med split-bælte løbebånd. 
	Bemærk: Folk har vist til readapt hurtigere at split-bælte løbebåndet efter en forudgående udsætte...

Talrige undersøgelser har nu vist, at mennesker tilpasse gangart koordinering på en split-bælte løbebånd for at genoprette symmetrien i interlimb koordineringsparametre som skridt længde og dobbelt støtte varighed. Når walking naturforholdene er restaureret følgende split-bælte walking, fortsat deltagerne brug af tilpasset gangart mønster, fører til eftervirkninger, der må være ulærde for at vende tilbage til normal omvandrende koordinering. Forskere bruger primært tilpasning sats og efter effekt amplitud...

En split-bælte løbebånd har to bælter, der kan drive hvert ben på en anden hastighed eller i en anden retning. Denne enhed blev første gang brugt over 45 år siden som et redskab til at studere koordinering mellem benene (dvs, interlimb koordinering) under gang1. Dette og andre tidlige undersøgelser primært brugt katte som en eksperimentel model1,2,3, men insekter blev også undersøgt4. De første undersøgelser af split-bælte bevægelse i menneskelige spædbørn og voksne blev offentliggjort i 1987 og 1994, henholdsvis5,6. Disse indledende undersøgelser i både menneskelige og ikke-menneskelige dyr undersøges for det meste kort sigt (dvs.umiddelbar) justeringer i interlimb koordinering for at bevare stabilitet og frem progression, når benene er drevet med forskellige hastigheder. En 1995 undersøgelse bemærkes, at længere perioder (flere minutter) af split-bælte walking forringet evne til voksne mennesker til præcist opfatter løbebånd bælte hastighed og foretage justeringer for at udligne hastigheder på hver side. Dette tyder på, at sensorimotor kortlægning af walking havde været rekalibrerede7. Men det var ikke indtil 2005, først detaljerede kinematiske betænkning af menneskelige motor tilpasning over 10 minutter af split-bælte løbebånd walking blev udgivet8.
Motor tilpasning henviser til en fejl-drevet proces, hvorunder sensorimotor tilknytninger af godt lærde bevægelser justeres som svar på en ny og forudsigelig efterspørgsel9. Det er en form for motordrevne læring, der opstår over en udvidet praksis periode (minutter til timer) og resultater i eftervirkninger, som ændringer i bevægelse når efterspørgslen er fjernet og/eller betingelser vende tilbage til normal. For eksempel, får gå på split-bælter i første omgang folk til at gå med asymmetriske interlimb koordinering, der ligner en halte. Over flere minutter af split-bælte walking tilpasse folk deres omvandrende koordinering således at deres gangart bliver mere symmetrisk. Når de to bælter senere vende tilbage til den samme hastighed (dvs. bundet-remme), vise dermed genoprette normal omvandrende betingelser, mennesker eftervirkninger ved at gå med asymmetriske koordinering. Disse eftervirkninger skal være aktivt de-tilpasset eller ulærde over flere minutter af bundet bælte gå før normal walking koordinering er restaureret8.
Efter 2005 Reisman et al. 8 kinematiske analyse af split bælte walking i mennesker, brugen af split-bælte løbebånd i offentliggjort forskning steget ca ti gange i forhold til det foregående årti. Hvorfor bliver split-bælte løbebånd mere populær som en eksperimentel værktøj? Split-bælte ambulation er klart et laboratorium opgave – den nærmeste virkelige analoge at dreje eller gå i en stram cirkel, men split-bælte løbebånd inducerer en langt mere ekstreme version af drejning, med det ene ben bliver drevet to - til fire - gange hurtigere end den anden. Det faktum, at split-bælte løbebånd er et meget usædvanligt omvandrende opgave giver flere fordele for at studere bevægeapparatet læring. For det første er nyt for de fleste mennesker uanset alder og uafhængig af omvandrende erfaring; Det er nemt at skærmen eksperimentelle deltagere til nyhed i split-bælte omvandrende. Andet, split-bælte løbebånd inducerer betydelige ændringer i interlimb koordinering, der ikke hurtigt løses. De relativt langsomme satser for tilpasning og nedtrapning tilpasning tillade os at studere hvordan forskellige uddannelse interventioner kan ændre disse priser uden nærmer sig et loft. Tredje, den kinematiske8,10, kinetic11,12,13,14, Elektromyografi6,15,16 , og perceptuelle7,17,18,19 ændringer, der opstår med split-bælte løbebånd tilpasning har været velundersøgte, som har den neurale kontrol af denne opgave20 ,21,22. Med andre ord, har tilpasning af split-bælte løbebånd været dokumenteret og replikeret af flere forskellige grupper, hvilket gør dette til et godt karakteriseret bevægeapparatet læring opgave.
I de sidste ti år, har flere undersøgelser vist opgave - og kontekst-specifikke karakter af split-bælte tilpasning. Eftervirkninger efter split-bælte tilpasning reduceres betydeligt i amplitude, hvis de er testet under forskellige betingelser fra den uddannelse betingelse. For eksempel eftervirkninger er mindre, hvis personen, der er flyttet til et andet miljø (f.eks.over jorden gå23), udfører en anden bevægeapparatet opgave (f.eks., bagud walking eller ved løb13, 24), eller endda går ved en hastighed, der adskiller sig fra langsommere Båndets hastighed under tilpasning25. Bestræbelser på at indføre parametre vedrørende generalisering af bevægeapparatet tilpasning er igangværende.
Formålet med dette papir er at beskrive en protokol for ved hjælp af split-bælte løbebånd for at undersøge menneskelige bevægeapparatet tilpasning og generalisering af den tilpasset mønster til andre walking sammenhænge (dvs., forskellige omvandrende hastigheder og miljøer). Mens protokollen beskrevet her er de fleste direkte afledt fra, bruges i Hamzey et al. 25 (figur 1en), det skal bemærkes, at denne protokol blev informeret af en række undersøgelser, der gik forud8,23,24,26, 27,28. Metoden blev oprindeligt udviklet for at teste hypotesen at opretholde uforanderlighed i walking hastighed mellem løbebånd og over jorden miljøer vil forbedre generalisering af split-bælte gå på tværs af disse forskellige miljøer25. I protokollen nedenfor giver vi vejledning i at kopiere denne version af metoden split-bælte løbebånd med noter, der angiver, hvordan bestemte protokol trin kan ændres til forskellige metode henblik.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="997">
	<tbody>
		<tr height="220">
			<td height="220" style="height:220px;width:216px;">Split-belt treadmill</td>
			<td style="width:71px;">Woodway</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:591px;">The WOODWAY SPLIT-BELT is an advanced gate measurement and analysis tool used for synchronous or asynchronous running/walking. With its unique and innovative dual belt system, the &#34;SPLIT-BELT,&#34; provides infinitely variable speed control of each leg independently. Used for gait rehab, the gas-assisted, fully adjusted handrail options provide more room for therapists and patients.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Codamotion CX1</td>
			<td>Charmwood Dynamics, Ltd, Leicestershire, UK</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using a split-belt treadmill to evaluate generalization of human locomotor adaptation

Forstå mekanismerne underliggende bevægeapparatet læring hjælper forskere og klinikere optimere gangart omskoling som en del af motor rehabilitering. Men at studere menneskers bevægeapparatet læring kan være udfordrende. Under spædbarnsalder og barndom, det neuromuskulære system er ganske umodne, og det er usandsynligt, at bevægeapparatet læring i tidlige stadier af udvikling er underlagt de samme mekanismer som i voksenalderen. Af tid menneskene bliver kønsmodne, de er så dygtige til at gå, at det er vanskeligt at komme med en tilstrækkelig roman opgave at studere de novo bevægeapparatet læring. Split-bælte løbebånd, som har to bælter, der kan drive hvert ben på en anden hastighed, giver mulighed for undersøgelse af både kort-(dvs.umiddelbar) og lang sigt (dvs.over minutter-dage, en form for motoriske læring) gangart ændringer som reaktion på en Roman ændring i den omvandrende miljø. Enkeltpersoner kan nemt screenes for tidligere eksponering for split-bælte løbebånd, hvilket sikrer at alle eksperimentelle deltagere ingen har (eller tilsvarende) forudgående erfaring. Dette papir beskriver en typisk split-bælte løbebånd tilpasning protokol, der inkorporerer testmetoder for at kvantificere bevægeapparatet læring og generalisering af denne læring til andre walking sammenhænge. En drøftelse af vigtige overvejelser for design split-bælte løbebånd eksperimenter følger, herunder faktorer som løbebånd bælte hastigheder, pauser og forkerte. Derudover potentielle men forsømt konfunderende variabler (fxarmbevægelser, forudgående erfaring) betragtes i diskussionen.

Gå på en split-bælte løbebånd oprindeligt forårsager store asymmetrier i interlimb koordinering. Over en periode på 10-15 min, er symmetri i mange af disse foranstaltninger gradvist genoprettet. Detaljerede beskrivelser af hvordan kinematiske omvandrende parametre Skift over løbet af split-bælte løbebånd tilpasning har været offentliggjort andetsteds8,10. Dette papir fokuserer på to f...

Watch this Scientific Journal Video about Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation at JoVE.com

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Vi beskriver en protokol for at undersøge menneskelige bevægeapparatet tilpasning ved hjælp af split-bælte løbebånd, som har to bælter, der kan drive hvert ben på en anden hastighed. Vi fokuserer specifikt på et paradigme, der er designet til at teste generalisering af tilpasset bevægeapparatet mønstre til forskellige omvandrende sammenhænge (fxgangart hastigheder, walking miljøer).

Ved hjælp af en Split-bælte løbebånd at evaluere generalisering af menneskelige bevægeapparatet tilpasning

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

Research

JoVE Journal

Behavior

Mouse Short- and Long-term Locomotor Activity Analyzed by Video Tracking Software

Mus kort og lang sigt motorisk aktivitet Analyzed by Video Tracking Software

Locomotor  activity (LMA) is a simple and easily performed measurement of behavior in mice  and other rodents. Improvements in video tracking software ...

Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension

Brug af øjenbevægelser til at evaluere de kognitive processer, der er involveret i tekstforståelse

The present article describes how to use eye  tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text  comprehension. Measuring eye ...

Behavioral and Locomotor Measurements Using an Open Field Activity Monitoring System for Skeletal Muscle Diseases

Adfærdsmæssige og Locomotor målinger ved hjælp af en åben mark Aktivitet Monitoring System for skeletmuskel Sygdomme

The open field activity monitoring system comprehensively assesses locomotor and behavioral activity levels of mice. It is a useful tool for assessing ...

Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice

Anvendelse af Open Field Maze til Mål Lokomotorisk og Angst-lignende opførsel i mus

Animal models have proven to be invaluable to researchers trying to answer questions regarding the mechanisms of behavior. The Open Field Maze is one of ...

Recording Mouse Ultrasonic Vocalizations to Evaluate Social Communication

Optagelse Mouse Ultrasonic vocalizations at vurdere Social Kommunikation

Mice emit ultrasonic vocalizations in different contexts throughout development and in adulthood. These vocal signals are now currently used as proxies ...

Visualizing Visual Adaptation

Visualisere Visuel tilpasning

Many techniques have been developed to visualize how an image would appear to an individual with a different visual sensitivity: e.g., because of optical ...

The Treadmill Fatigue Test: A Simple, High-throughput Assay of Fatigue-like Behavior for the Mouse

Den løbebånd Træthed Test: En enkel, High-throughput Assay af Træthed-lignende adfærd for musen

Fatigue is a prominent symptom in many diseases and disorders and reduces quality of life for many people. The lack of clear pathogenesis and failure of ...

A Method to Study Adaptation to Left-Right Reversed Audition

En metode til at studere tilpasning til venstre-højre vendt Audition

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the ...

Using a Classroom-Based Deese Roediger McDermott Paradigm to Assess the Effects of Imagery on False Memories

Ved hjælp af et klasseværelse-baseret Deese Roediger McDermott paradigme til at vurdere virkningerne af billedsprog på falske erindringer

Associated word list procedures can elicit false memories in predictable ways by inducing associative processing, thus making it harder to monitor the ...

Short Session High Intensity Interval Training and Treadmill Assessment in Aged Mice

Kort Session høj intensitet intervaltræning og løbebånd vurdering i alderen mus

High intensity interval training (HIIT) is emerging as a therapeutic approach to prevent, delay, or ameliorate frailty. In particular short session HIIT, ...