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 arbeidet er finansiert av en American Heart Association forsker Development Grant (#12SDG12200001) til E. Vasudevan. R. Hamzey gjeldende tilknytningen er Department of Mechanical Engineering, Boston University, Boston, MA, USA. E. Kirks nåværende tilhørighet er MGH Institutt for helse yrker Institutt for fysioterapi.

alle prosedyrer er godkjent av institusjonelle gjennomgang styret ved Stony Brook University.
 1. eksperimentelle Set-up Merk: se Utfyllende fil 1-definisjoner for definisjoner av vanlige uttrykk som brukes i split-beltet tredemølle eksperimenter.
<ol><li>Skjermen alle deltakere for tidligere erfaring med split-beltet tredemølle. 
	Merk: Folk har vist readapt raskere til split-beltet tredemølle etter en tidligere eksponering til den <sup...

Mange studier har vist at folk tilpasse gangart koordinering på en split-beltet tredemølle for å gjenopprette symmetri i interlimb koordinering parametere som skrittlengde og dobbel støtte varighet. Når walking naturforhold er restaurert følgende split-beltet går, fortsette deltakerne bruker tilpasset gangart mønsteret, fører til ettervirkninger som må være ulærde for å gå tilbake til normal gange koordinering. Forskere bruker primært tilpasning rate og etter-effekten amplituden for å kvantifisere mulighe...

Split-beltet tredemølle har to belter som kan kjøre etappe på en annen hastighet eller i en annen retning. Denne enheten ble først brukt over 45 år siden som et verktøy for å studere koordinering mellom bena (dvs., interlimb koordinering) ved gåing1. Dette og andre studier hovedsakelig brukes katter som en eksperimentell modell1,2,3, men insekter var også studert4. De første undersøkelsene av split-beltet bevegelse i menneskelige spedbarn og voksne ble utgitt i 1987 og 1994, henholdsvis5,6. Disse første studiene i både menneskelige og ikke-menneskelige dyr undersøkt det meste kortsiktige (dvs.umiddelbart) justeringer i interlimb koordinering for å bevare stabilitet og videre progresjon når beina er drevet på ulike hastigheter. En 1995 studie bemerket at lengre perioder (flere minutter) split-beltet går svekket evne til menneskelige voksne nøyaktig oppfatter tredemølle belte hastighet og foreta justeringer for å utjevne hastigheter på hver side. Dette tyder på at sensorimotor tilordningen gåing hadde vært recalibrated7. Det var imidlertid ikke før 2005 at første detaljert Kinematisk rapport på menneskelig motor tilpasning over 10 minutter med split-beltet tredemølle walking ble publisert8.
Motor tilpasning viser til en feil-drevet prosess som justeres sensorimotor tilordninger av godt lært bevegelser som svar på en ny, forutsigbar etterspørsel9. Det er en form for motor læring som oppstår over utvidede praksis tid (minutter timer) og resultater i ettervirkninger, som endringer i bevegelsesmønster når etterspørselen er fjernet og/eller forhold tilbake til normal. For eksempel fører gå på split-belter utgangspunktet folk til å gå med asymmetrisk interlimb koordinering, ligner en haltende. Over flere minutter split-beltet gåing tilpasse folk deres gangavstand koordinering slik at deres gangart blir mer symmetrisk. Når de to beltene tilbake senere samme hastighet (dvs. knyttet-belter), viser dermed gjenopprette normale gangavstand forhold, folk ettervirkninger fots med asymmetrisk koordinering. Disse resultatene må aktivt de tilpasset eller ulærde over flere minutter knyttet-beltet gange før normal gange koordinering er restaurert8.
Etter 2005 Reisman et al. 8 Kinematisk analyse av delt beltet går i mennesker, bruk av split-beltet tredemølle i publisert forskning har økt ca ti-fold sammenlignet tiåret. Hvorfor blir delt-beltet tredemølle mer populær som en eksperimentell verktøy? Split-beltet ambulation er helt klart en laboratorium oppgave-den nærmeste virkelige analoge snu eller gå i en stram sirkel, men split-beltet tredemølle induserer en mye mer ekstrem versjon av snu, med ett ben drives to til fire - ganger raskere enn den andre. Det faktum at split-beltet tredemølle er en høyst uvanlig gangavstand aktivitet tilbyr flere fordeler for å studere locomotor læring. Først er det romanen for de fleste uansett alder og uavhengige gåing erfaring; Det er enkelt å skjermen eksperimentelle deltakere for nyheten av split-beltet går. Andre induserer split-beltet tredemølle store endringer i interlimb samordning som ikke løses raskt. Den relativt treg prisen for tilpasning og de tilpasning tillater oss å studere hvordan ulike trening intervensjoner kan endre disse prisene uten nærmer seg et tak. Tredje, Kinematisk8,10, kinetisk11,12,13,14, electromyographic6,15,16 , og perseptuelle7,17,18,19 endringer som oppstår med split-beltet tredemølle tilpasning har vært godt studert, som har nevrale kontroll av denne oppgaven20 ,21,22. Med andre ord, er tilpasninger til split-beltet tredemølle dokumentert og kopiert av flere forskjellige grupper, gjør dette til en godt karakterisert locomotor læring aktivitet.
De siste ti årene, har flere studier vist oppgave - og kontekstspesifikk natur split-beltet tilpasning. Ettervirkninger etter split-beltet tilpasning er betydelig redusert i amplitude hvis de er testet under ulike forhold fra trening tilstanden. For eksempel ettervirkninger er mindre personen som flyttes til et annet miljø (f.eksover bakken gå23), utfører en annen locomotor oppgave (f.eks, bakover walking eller løping13, 24), eller selv går med en hastighet som er forskjellig fra hastigheten på tregere beltet under tilpasning25. Arbeidet med å etablere parametere som styrer utbredte locomotor tilpasning pågår.
Målet med denne utredningen er å beskrive en protokoll for å bruke split-beltet tredemølle for å undersøke menneskelige locomotor tilpasning og generalisering av tilpasset mønsteret til andre gangavstand sammenhenger (dvs., forskjellige gangavstand hastigheter og miljøer). Mens protokollen beskrevet her er direkte avledet fra som brukes i Hamzey et al. 25 (figur 1en), bør det bemerkes at denne protokollen ble informert av en rekke studier som8,23,24,26, 27,28. Metoden ble opprinnelig utviklet for å teste hypotesen at opprettholde utholdenhet i ganghastighet mellom tredemølle og over bakken miljøer ville forbedre generalisering av split-beltet går over disse forskjellige miljøer25. Under protokollen nedenfor gir vi instruksjoner om hvordan å gjenskape denne versjonen av metoden split-beltet tredemølle med notater som angir hvordan enkelte protokollen trinn kan endres til annen metode forbindelse.

<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 de underliggende locomotor læring hjelper forskere og klinikere optimalisere gangart omskolering som en del av motor rehabilitering. Men kan studerer menneskelig locomotor læring være utfordrende. Under barndom og barndom, nevromuskulære systemet er ganske umodne og det er usannsynlig at locomotor læring i tidlige stadier av utviklingen er underlagt de samme mekanismene som voksen. Av de tid menneskene nå modenhet, de er så dyktig innen at det er vanskelig å komme opp med en tilstrekkelig ny oppgave å studere de novo locomotor læring. Split-beltet tredemølle, som har to belter som kan kjøre etappe i en annen hastighet, muliggjør studiet av både kort-(dvs.umiddelbart) og langsiktige (dvs., minutter-dager, en form for motor læring) gangart modifikasjoner som svar på en romanen endring i gangavstand miljøet. Personer kan lett bli vist for tidligere eksponering for split-beltet tredemølle, slik at alle eksperimentelle deltakerne ingen har (eller tilsvarende) tidligere erfaring. Dette dokumentet beskriver en typisk split-beltet tilpasning tredemølleprotokoll som inkorporerer testing metoder for å kvantifisere locomotor læring og generalisering av denne lære å andre gangavstand sammenhenger. En diskusjon om viktig vurderinger ved utforming av split-beltet tredemølle eksperimenter følger, inkludert faktorer som tredemølle belte hastigheter, resten pauser og distraktører. I tillegg potensielle men lite studert forvirrende variabler (f.eksarmbevegelser, tidligere erfaring) er vurdert i diskusjonen.

Gå på en split-beltet tredemølle først forårsaker store asymmetrier i interlimb koordinering. Over en periode på 10-15 min gjenopprettes gradvis symmetri i mange av disse tiltakene. Detaljerte beskrivelser av hvordan Kinematisk gangavstand parametere endres over løpet av split-beltet tredemølle tilpasning har vært publisert andre steder8,10. Denne artikkelen fokuserer på to mål interlim...

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 protokoll for å undersøke menneskelige locomotor tilpasning bruke split-beltet tredemølle, som har to belter som kan kjøre etappe i en annen hastighet. Vi fokuserer spesielt på et paradigme designet for å teste utbredte tilpasset locomotor mønstre til ulike gangavstand sammenhenger (f.eksgangart hastigheter, gå miljøer).

Bruke en Split-beltet tredemølle evaluere generalisering av menneskelig Locomotor 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 langsiktige Locomotor 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

Bruke øyebevegelser til å evaluere de kognitive prosessene som er involvert 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

Atferds-og bevegelses målinger ved hjelp av et åpent felt Activity Monitoring System for skjelettmuskelsykdommer

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

Bruk av det åpne feltet Maze å måle Locomotor og angst-lignende oppførsel 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

Opptak Muse Ultralyd lyder for å evaluere sosial kommunikasjon

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

Visualizing Visual Adaptation

Visualisering Visual 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 tredemølle Fatigue Test: En enkel, High-throughput analyse av Fatigue-lignende oppførsel for Mouse

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 for å studere tilpasning til venstre høyre reversert 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

Bruke et klasserom-baserte Deese Roediger McDermott paradigme å vurdere effekten av bilder på falske minner

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 økt høy intensitet intervalltrening og tredemølle 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, ...