Name: 分割トレッドミルを使用した運動適応の一般化の評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-23T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 4 s
Description: 学ぶ分割トレッドミルを用いた歩行適応誘導法。左右異なる速度で歩行協調の長期的変化を誘導し、運動学習や脳卒中後の歩行リハビリテーションへの応用可能性を示す。

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この作品は、アメリカ心臓協会の科学者開発への交付金 (#12SDG12200001) E. 書いたこのによって賄われています。R. Hamzey の現在の所属は、機械工学科、ボストン大学、ボストン、MA、アメリカ合衆国です。E. カークの現在の所属は、MGH 保健所理学療法学科です。

すべてのプロシージャは、ストーニブ ルック大学制度審査委員会によって承認されている。
 1 実験の設定 注: 分割トレッドミル実験で使用される一般的な用語の定義 - 定義と補足ファイル 1 を参照してください。。
分割のトレッドミルでの経験の <ol><li>画面すべて参加者 。
	注: 人々 がそれへの前の露出に続く分割トレッドミルを高速に再適応させるため示されている 29 , 30。人々 上タイム スケール &#34; を忘れて &#34; 分割トレッドミルは現在知られていない;したがって、分割のトレッドミルの使用経験があります交絡変数が制御されていない場合</li>。
	<li>静かな環境ですべてのテストを行い、テストの部屋内のアクティビティを最小限にします</li>。
	<li>セット分割トレッドミルとした上で、動きを記録する (システムに従って) システムを追跡運動を地上通路 。
	注: たとえば、現在のプロトコルはアクティブ LED マーカーと追跡システム モーションを使用しました。4 つの三脚に取り付けられたセンサー ユニット検出された 2 つのユニットを配置していずれかの側 (右とトレッドミルの左) と地上通路で 7 m のどちら側でも 2 つのアクティブ マーカーの 3次元位置</li>。
	<li>モーショントラッ キング マーカー、筋電図 など と参加者を衣装します</li>。
	<li>対側のベルトにクロス オーバーから足を防ぐためにトレッドミル分割の 2 本のベルトの間にパーティションを含む検討。このパーティションは、神経学的にそのまま大人のため厳密に必要はありませんが、子供や臨床集団テストの役に立つかもしれません。可能性が高いパーティションの存在がステップ幅を増加することに注意してください。しかし、これは分割ベルト適応に影響する範囲は不明</li>。
	<li>は、トレッドミル歩行時の落下から参加者を保護するためにトレッドミル上の安全ハーネスを設定します 。
	注: これが研究の質問の一部でない限り、ハーネス、体重をサポートしません。トレッドミル歩行時の落下は極めてまれですが、多くの研究倫理ボード必要安全ハーネス使用します</li>。
	<li>アームで一貫性を維持運動実験パラダイムと参加者全体で。キャプチャの対象グループの快適でしょうし、典型的な腕の振りがモーションに使用される重要なマーカーの表示を隠すかどうかは、((例えば 腕を振り回したり、手すりを保持)、腕の動きの種類を決定する際例えば 腰に配置されたマーカーのため)。
	<ol><li>腕の動きに関係なく開始および安全のためのトレッドミルを停止しながら手すりを保持するためにすべての参加者に指示します</li>。
	</ol></li> <li>実験パラダイムにおける傾斜で一貫性を維持します 。
	注: 私たちの知る限り、現在の 1 つを含む、すべての公開された分割トレッドミル プロトコルを使用しているゼロ傾斜トレッドミルと地面を歩いて上</li>。
</ol> 2。基準期間 注: 基準期間の目的何通常歩行の調整は、それぞれの人を確立することです。ベースライン調整後の効果がテストされるすべての条件でテストしてください。たとえば、現在のプロトコルの後遺症をトレッドミル時と異なる速度 (0.7 と 1.4 m/s) で歩く地面の上テストされました。したがって、0.7 で地面とトレッドミル試験を巡るベースライン、1.4 m/s は、含まれていた。これにより同じ速度とコンテキストでベースライン ウォーキング調整後効果を直接比較できます。ベースラインを歩く地面に実験の目的は地上を歩いて上に一般化を含まれていない場合試験は排除できます。
<ol><li>の地上基準試験を巡るモーション キャプチャ データを集めることができる通路の地面の上を歩く参加者に指示します。地面を歩く上、ベースラインを確立する 10 のストライド サイクルの最小値を収集します。
	<ol><li>場合は、モーション キャプチャ システムのみにより、限られたスペース内でのモーション キャプチャのためモーション キャプチャ空間を複数のパス (例えば 試験) を行う参加者があります。各試行の終わりを停止する、参加者に指示する場所し、研究者の準備 &#39; 次の試行を開始する s キュー</li>。
		<li>それぞれのトライアルの最初と最後のストライド サイクルを含まない、モーション キャプチャ領域内で少なくとも 2 つのストライドのサイクルが実行されることを確認します 。
		注: これらの最初と最後のストライドのサイクルから破棄されます解析加速/減速の進歩は、定常状態ではなくウォーキングします</li>。
		<li>がいくつか (通常 10) 以上を行う参加者を持っている地上試験を歩きます。
		<ol><li>特定の速度が必要な場合精通しなければならない参加者の散歩 (縛ら-ベルト) にトレッドミルの速度で/彼女はタスク。彼/彼女は、トレッドミルの上を同じ速度で歩くこと参加者に指示する、通路に戻って移動し、地面を歩いて上の各の試用期間中に参加者を時間します。 25 を必要に応じてしたり遅くに高速化する各試行の間にことばによるフィードバックを与える</li>。
		</ol></li></ol></li> <li>トレッドミル基準試験は、1-5 分に縛らベルトの上を歩く参加者に指示する 
	注: これは 1 つのベースライン裁判を構成します。トレッドミル歩行と参加者がおなじみでない場合は、タスクに快適になることを許可この期間を延ばされるかもしれない。
	<ol><li>一致基準の速度試験を後遺するテストされます、前と後の適応歩行調整と同等の速度での比較を可能にする速度にします 。
		注: 関連付けられてベルト速度が異なる複数の基準試験 (すなわち 1-5 分ブロック); 必要があります。たとえば、現在のプロトコルで 0.7 m/s と 1.4 m/s で結んだベルト速度基準試験採取速度後遺症を評価するために使用されたので</li>。
	</ol></li></ol> 3。適応期間 注: 参加者分割ベルトで歩いていることを指示する必要はありません。現在の 1 つを含む多くの実験参加者言われないかどうかベルトになります縛ら - または分割-;単に、トレッドミルを開始または停止するときに言われます。これにより、歩行環境で予期しない変更の効果を測定する実験者。
<ol><li>参加者は静止したトレッドミル ベルトの上に立っている間他のものより速く実行している 1 つのベルトで分割トレッドミルを起動し、徒歩 7 分以上の参加者を許可 (10-15 分は多い)。
	<ol><li>まっすぐに見る参加者に指示自分の足でないダウンします</li>。
		<li>設定 1 つのベルト速度 (例えば 2-3 倍違いベルト速度) 他よりも高速です 。
		注: より高い速度の比率は、過去 8 , 31 で使用されています。現在のプロトコルは、2:1 の比率で 0.7:1.4 m/s を使用します。
		<ol><li>は足が遅いベルトによって駆動されるランダム化または一貫して遅いベルトによって駆動されている足と 1 本の足 (支配的または非利き手のいずれか) を選択します</li>。
			<li>ベルト速度微分が徐々 に導入されることがあります (高速ベルト速度は段階的増加および/または低速ベルト速度増加。いくつかの分以上精神的減少) または突然 (停止位置からベルト ・ トゥ ・目標速度秒以内) です 。
			注: 分割ベルトが導入される方法に影響個人の適応、どれだけうまく彼らは異なる歩行環境に適応パターンを転送およびどれだけうまく彼らは再分割ベルト 24 h 後に 27 , 適応 32 ほとんど分割ベルト歩行プロトコル (現在の 1 つを含む) が現在、突然分割ベルトを紹介します。</li>。
			<li>それは休憩が必要な (例えば 幼児、高齢者や限られた移動性を持つ個人のため)、されることが予想される場合あらかじめ決められた休憩時間プロトコルに追加するすべての参加者のため。これらの壊れ目の長さが一貫性のあることを確認します。予期しない改を記録し、タイミング、これは解析 33 で考慮すべき要因をすることができる必要があります</li>。
		</ol></li></ol></li></ol> 4。トライアルをキャッチ 注: キャッチ試験トレッドミル (縛らベルト) に対して実行され、参加者を簡単にテストするために使用が &#39; これまで彼らが適応しているどのくらいを示すプロトコルの s 後遺。キャッチ体験版が短い (通常 &#60; 20 s) 関連付けられてベルトが分割ベルト適応期間中に後遺症の開発をすばやく評価する歩行の期間。
<ol><li>一度、参加者は完全に分割ベルト (7 分分割ベルト歩いて最低) に適応している、簡単にベルトを停止し、同じ速度で実行している両方のベルトでトレッドミルを再起動します。キャッチ試用版を実行するには、後遺症はここで最大になるように分割ベルト適応 28 間に遅いベルトとして同じ速度でトレッドミルを開始します。
	<ol><li>0.7:1.4 m/s で分割ベルト順応後の効果の振幅を最大限に 0.7 m でキャッチのトライアルを実行/秒</li>
	</ol></li> <li>解消適応を軽減するキャッチ試用を終了 (すなわち トレッドミルを停止) 参加者が望ましい時約 5 前進してきた一度キャッチ試験速度 (~ 10-15 s).</li>
	<li>キャッチ試験後の効果を評価する複数の異なる歩行速度 (またはコンテキスト、例えば 転送、後方ウォーキング 24 歩行その他の変更) の実行で少なくとも 2 分参加者の再適応各間分割ベルト キャッチ トライアル 。
	注: キャッチ試験の順序は無作為に選ばれた 25 をする必要がありますおよび/またはキャッチ一審は繰り返し切り替え効サイズの体系的な減少があったかどうかを決定する適応期間の終わり近くに再検査されるべきであります。縛らベルト (漁獲試験) と分割ベルト (再適応) 28 間</li>。
	<li>最後裁判をキャッチ、トレッドミルを停止および再適応する参加者を許可する 2-5 分の分割ベルト (適応と同じ構成では、手順 3.1.2 を参照) を再起動します</li>。
</ol> 5。後遺症中上地上歩行テスト後適応 注: この手順はオプションであり、実験の目的によって異なります。この議定書は、目的は、地面を歩いて上に汎化能力の評価を含まれる、地上試験の後の適応は期間含まれていた従って。
<ol><li>トレッドミルを停止し、上に参加者を転送地上遊歩道の記録領域に達する前に未収録の手順を取ってから参加者を防ぐために、車いすを使用します</li>。
	<li>は、ステップ 2.1 のように、高架の通路に沿って歩く参加者に指示します。
	<ol><li>特定の歩行速度が必要な場合歩行速度 25 ベースラインをレプリケートする個人に指示します</li>。
		完全に洗浄をするので効果の後を歩く地面の上を <li>が地上通路で 6 m に 10-15 歩行パスを実行参加者を持っている人々 は、彼らのベースラインの調整に戻る 
		注: これは十分な 26 , 27 と量を示されている約 30 の進歩 27。地面を歩くには、継続的に記録されていない場合 (例えば、いくつかのパスが記録領域を取られる)、参加者が遅く、インプレースでは、ターンとは間に裁判を歩く地面をそれぞれ分析されませんいくつかのステップがあると他の方向に歩き始めます。地面を歩く以上連続記録実験の設定を許可しない限り、地面後適応 (OG PA) 試験を巡る解消適応率は、慎重に解釈すべきです</li>。
	</ol></li></ol> 6。トレッドミル歩行中に後遺症をテスト後適応 注: ステップ 5 のようにこのステップはオプションであり、研究目的に依存します。OG PA 期間含まれている場合、後続のトレッドミル後適応期間後遺症後地面効果の後にトレッドミルの存在をテスト色あせた 23 , 26 となっています。, 27 トレッドミル後遺症を評価する使用できるトレッドミル後適応期間 OG PA 期間がなかった場合 (後の適応の最初進歩 1-5) および/またはトレッドミル解消適応レート 22 、。 29 , 34。
<ol><li>適応期間の終わりに OG PA がない場合は、簡単にトレッドミルを停止し、関連付けられてベルトで再スタートします。以上地上歩行期間があった場合、車椅子を使用して、静止したトレッドミルと関連付けられてベルト; 再スタートに戻る参加者を転送するには車椅子は、記録されていない手順の数を最小限に抑えることが重要です。
	単に後の効果のサイズを測定、縛らベルト短い期間の歩行記録 <ol><li>(例えば 30 s)。解消適応率を評価するために結んだ帯歩き続ける後遺症の完全な洗浄を確保する 10 分の最小記録します</li>。
		<li>もたらされる仮説に従って後の適応期間中に縛らベルトの速度、縛らベルト速度分割ベルト適応 25 中低速帯に一致する場合に発生する後遺症最大トレッドミルとして 、 28。適応分割ベルト 0.7、1.4 m/s の速度で実行する場合は 0.7 m/s、最大効果を観察する時結ばれたベルト速度を設定します</li>。
	</ol>
	</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

数多くの研究は、ステップ長とダブル サポート期間のようなすくみ調整パラメーターの対称性を回復するために分割トレッドミル歩行調整をしつらえる示されています。自然な歩行状態は復元された次の分割-ベルト歩いて、参加者は通常歩行調整に戻るために無学後遺する必要がありますにつながる適応歩行パターンを使用を続行します。研究者は、主にこの新しい歩行パターンを学ぶことは、他の歩行環境とタスクにこの学習を一般化能力を定量化するのに適応率・後遺振幅を使用します。適応料金とアフター効果の振幅の変化を正しく解釈には、キーに注意してください遵守手順、実験的なデザインとこれらの措置に影響を及ぼすかもしれない他の要因を考慮する必要があります。次のセクションでは、これらの考慮事項を強調表示我々、話し合う、高さの異なる参加者のためのスケーリングのトレッドミル速度およびこの手法がより広範な運動学習フィールドに適合させる方法を話し合います。
プロトコルの中で重要なステップ
代表の結果25,<sup c...

分割トレッドミルは、または別の方向に異なる速度で各脚をドライブすることができます 2 つのベルトです。このデバイスは、1を歩行時足 (すなわち、すくみ調整) 間の調整を研究するツールとして 45 年以上を初めて使われました。これと他の初期の研究は、主として実験モデル1,2,3猫を使用されます昆虫も、勉強4。人間の幼児と大人で分割ベルト運動の最初の調査は、1987 年と 1994 年に、それぞれ5,6に掲載されました。人間と人間以外の動物にこれらの初期の研究はほとんど足が異なる速度で駆動される場合、安定性と転送の進行を維持するために肢の調整で短期的な (すなわち、即時) 調整を行った1995 年調査は、分割ベルト歩行が長く (数分) にそれぞれの側に速度を均等化するため正確にトレッドミル ベルト速度を感知し、調整を行う人間の大人の能力が損なわれることを指摘しました。これは歩行の感覚のマッピングが再調整7をされていたことを示唆します。しかし、最初分割ベルト トレッドミル歩行の 10 分以上の人間の運動適応の運動報告の詳細 2005 年公開された8までだった。
運動適応は、新しい、予測可能な需要9への応答で、良く学んだ動きの感覚マッピングを調整中に誤り駆動型のプロセスを指します。それは拡張の練習期間 (時間分) を介した運動学習の形態と効果は、需要が削除されたときの運動パターンの変化および/または条件の後で結果を正常に返します。たとえば、最初分割ベルトの上を歩いてぐったりに似た非対称のすくみ調整で歩く人々 になります。分割ベルト歩いて数分以上の歩行より対称になるように、彼らの歩行の調整をしつらえます。2 つのベルトはその後同じ速度 (すなわち縛らしベルト) に戻る、従って通常の歩行状態を復元人は非対称コーディネートとウォーキングで後遺症を示しています。これらの後遺症積極的に解除適応する必要があります。 または関連付けられてベルト歩行正常歩行調整が復元された8前に数分以上無学します。
2005 リースマンらに続く8分割ベルト人間の歩行の運動解析、研究発表で分割トレッドミルの使用は約以前の 10 年間に比べて 10 倍増加しました。分割のトレッドミルはより実験的なツールとして人気になっている理由分割ベルト歩行は明らかに研究所タスク-最も近いリアルなアナログを回すやタイトなサークルでウォーキングしますが、分割トレッドミルは片足走らなくて 2-4 回は他よりも高速で回転のより極端なバージョンを誘導します。分割のトレッドミルは、非常に珍しい歩行作業運動学習を勉強するためのいくつかの利点を提供しています事実。最初に、それは年齢に関係なくほとんどの人にとって新しい経験を歩いてから独立しています。画面分割ベルト歩行の目新しさの実験参加者に簡単です。第二に、分割のトレッドミルは、迅速に解決されていない肢の調整でかなりの変化を誘導します。解消の適応と適応の比較的遅い速度は私たちにどのように異なるトレーニングを勉強を許可介入は天井を接近することがなくこれらのレートを変更できます。第三に、キネマティック8,10、キネティック11,12,13,14, 筋電図学的6,15,16、タスク20 のニューラル制御があり、分割トレッドミル適応で発生する知覚7,17,18,19変更はよく研究されていると ,21,22。つまり、分割のトレッドミルに適応済みの文書化これによ特徴付けられた運動学習課題を作るいくつかの異なるグループによってレプリケートされます。
過去 10 年間、いくつかの研究は、分割ベルト適応のタスク、コンテキストに固有の性質を実証しています。トレーニング条件違う条件で試練を受ける場合振幅分割ベルト順応効果が大幅に削減します。たとえば、後遺症が小さい人はさまざまな環境 (例えば、23を歩く地面の上) に移動した場合、(例えば、後方歩行や13,を実行している別の運動タスクを実行24) または適応25の間に、遅いベルトの速度からも異なる速度で歩きます。運動適応の一般化を支配するパラメーターを確立する努力を行っております。
本稿の目的は、分割のトレッドミルを使用して人間の運動適応と他の歩行のコンテキスト (すなわち、歩行速度が異なる、環境) に適応パターンの一般化を調査するためのプロトコルを説明します。ここではほとんど記述されているプロトコル中 Hamzeyらで使用から直接派生25 (図 1、)、このプロトコルがそれに8,23,24,26,を先行研究の数によって知らされたことに注意してください27,28。メソッドは、歩行速度、トレッドミルの間と地盤環境の恒常性を維持すること分割ベルトを横切ってこれら異なる環境25の一般化を高める仮説をテストするのには元々 開発されました。以下のプロトコル セクションで、別の方法の目的のために特定のプロトコルの手順を変更ことがある方法を示すノートを分割 - トレッドミル メソッドのこのバージョンをレプリケートする方法の指示を与える.

<table><tbody><tr><td>スプリットベルトトレッドミル</td><td>Woodway</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Codamotion CX1</td><td>Charmwood Dynamics, Ltd, Leicestershire, UK</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

分割トレッドミルを使用した運動適応の一般化の評価

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

メカニズムを理解運動の基礎となる学習支援研究者、臨床医が歩行運動リハビリの一環として訓練を最適化します。しかし、人間の運動学習を勉強して挑戦することができます。乳児期と幼年期の間に神経筋システム、かなり、成熟と運動学習開発の初期段階中に、成人のように同じメカニズムによって決まることが考えにくい。時間人間が成熟に達する、 de novoの運動学習を勉強する十分な新規性タスクを思い付くことは困難である歩行時とても熟達しています。異なる速度で各脚をドライブすることができます 2 つのベルトを持っている分割ベルト トレッドミルにより両の短い (すなわち、即時) 研究と長期的な (すなわち、分日間; 運動学習の一形態) への応答の変更を歩行、歩行環境の特異な変化。個人はことができますようにすべての実験参加者がない分割のトレッドミルに前の露出のためは上映簡単に (または同等) 経験。本稿では、運動学習と他の歩行のコンテキストにこの学習の一般化を数値化する試験法が組み込まれた典型的な分割 - トレッドミル適応プロトコルについて説明します。分割 - トレッドミルを設計するための重要な考慮事項の議論は実験トレッドミル ベルト速度、休憩時間とディス トラクターのような要因を含む、次のようです。また、流ですが潜在的な交絡変数 (例えば腕の動きの経験) の議論で考慮されます。

肢の協調の大きな非対称性を引き起こす最初分割トレッドミルの上を歩きます。10-15 分にわたって、これらの対策の多くは対称性が徐々 に復元されます。どのように運動歩行パラメーター変更について詳しく説明他8,10を出版した分割トレッドミル適応のコースをされている以上。本稿がすくみ調整の 2 つの対策に焦点を当て: ステップの長さとダブル サポート期間。ステップ長は、最初の接触 (すなわち、ヒール ストライク) で (すなわち、モーショントラッ キングの外側果部に配置されたマーカー間の距離) の 2 つの足の前後距離として計算されます。ダウン; 遅いベルトで脚に触れたときは、遅いステップ長さを算出します。高速ステップ長は、高速の足の踵で計算されます。ステップ長主にすくみ調整の空間尺度の影響受けて歩行10</...

異なる速度で各脚をドライブすることができます 2 つのベルトを持っている分割ベルト トレッドミルを用いた人間の運動適応の調査のためのプロトコルについて述べる。具体的には異なった歩行文脈 (例えば、歩行速度、歩行空間) に適応歩行パターンの一般化をテストするように設計パラダイムに着目します。

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

この手順の全体的な目標は、各脚を異なる速度で駆動できる 2 つのベルトを備えたスプリット ベルト トレッドミルを使用して、歩行協調の自発運動適応または長期的な変化を誘発することです。この方法は、人々がどのように異なる歩行を学ぶか、さまざまな条件にどのように適応できるかなど、運動学習分野の重要な問題に対処するのに役立ちます。この技術の主な利点は、ほとんどの人がこれまでにスプリットベルトトレッドミルに遭遇したことがないため、この技術は人々が新しい穿孔にどのように適応するかについての洞察を提供することです。この手法の意味は、スプリットベルトトレッドミルを使用して、脳卒中のある人がより対称的なゲート調整で歩くように訓練できるため、脳卒中後のゲートリハビリテーションにまで及びます。ビデオのこの部分では、セットアップの一般的な概要について説明します。すべてのテストは、周辺活動を最小限に抑えた静かな環境で実施し、必要なすべての材料を参加者に準備します。モーショントラッキングマーカーや筋電図センサーなどです。ベースラインゲート測定は、通常の歩行協調を評価するために重要です。地上ベースライン試行の場合は、モーションキャプチャデータを収集できる歩道を歩くように参加者に指示します。ベースラインを確立するために、最低10ストライドサイクルを収集します。モーションキャプチャシステムが限られたスペース内でのみキャプチャを許可する場合は、参加者にそのスペースを数回通過させ、各パススルーの後、参加者は一時停止して向きを変え、調査員のキューが再び移動するのを待つ必要があります。限られたスペース内で、各パススルーには、加速の変化がある最初と最後のストライドサイクルを含まない、少なくとも2つのストライドサイクルが必要です。一般的に、オーバーグラウンドベースライントライアルの速度は参加者の選択ですが、特定の速度が必要な場合は、参加者にその速度でトレッドミルを1〜2分間歩かせ、目的の速度を学習させます。次に、オーバーグラウンドウォーキング中に、試行間のペースについて口頭でフィードバックを与えます。よし、別のもののために同じ速度にとどまります。安全のため、ハーネスで参加者を転倒から保護し、トレッドミルを停止および始動するときは、手すりを常に保持する必要があります。手すりを握った場合の影響は不明であるため、実験中の一貫性と動きをすべての参加者に維持することが重要です。プロトコルによっては、実験中、参加者が常に手すりにつかまるように要求する場合もあります。トレッドミルのベースライン試験では、タイトなベルトを使用し、参加者がトレッドミルでの歩行に慣れるまで少し時間をかけます。次に、適応後にテストされる各トレッドミルの速度で1〜5分間データを収集します。参加者が固定式のトレッドミルベルトの上に立っている間、参加者に足元を見下ろすのではなく、まっすぐ前を見るように指示します。スプリットベルトの違いについて参加者に警告しないでください。ベルト間の速度差は実験によって異なりますが、通常は、ベルト速度間の完全な差を2〜4つ使用します。片方のベルトがもう片方のベルトよりも速く走っている状態でスプリットベルトトレッドミルを開始し、参加者が10〜15分間歩くのを待ちます。目標は、予期しない地形に適応する参加者のデータを収集することです。参加者がスプリットベルトに完全に適応したら、トレッドミルを一時的に停止し、次に、両方のベルトを同じ速度で動かして短時間再開します。この期間はキャッチトライアルと呼ばれ、適応期間中に発症する後遺症を測定することを目的としています。最大の後遺症は、キャッチトライアル中の2つのベルトの速度が、適応中の遅いベルトと同じ速度である場合に発生します。この試行を5歩で停止し、参加者をスプリットベルトの速度に少なくとも2分間再適応させ、必要に応じてキャッチ試行を繰り返します。現在のプロトコルでは、後遺症の速度依存性を評価するために、2回目のキャッチトライアルを1回目とは異なる速度で実施しました。最後のキャッチトライアルの後、トレッドミルを停止し、スプリットベルトでトレッドミルを5分間再開して、参加者が再適応できるようにします。地上歩行の後遺症をテストするには、参加者を車椅子で地上の歩道に移し、地面を踏み越えた最初の一歩を記録できるようにします。次に、歩道に沿って歩幅の評価を繰り返し、必要に応じて、参加者にベースラインの歩行速度を再現し、試行間でフィードバックを提供するように指示します。次に、参加者を車輪でトレッドミルに戻し、2回目のアフターエフェクトテストを行います。トレッドミルのアフターエフェクトテストは、地上歩行によって学習のどれだけが消滅したかを示しています。タイトベルトでトレッドミルを低速で再起動し、参加者が約30秒間歩くのを待ちます。適応解除の速度にアクセスするには、少なくとも 10 分間連続してタイトなベルト歩行を記録し、後遺症の完全なウォッシュアウトを確保します。神経学的または整形外科的な状態を持たない40歳未満の2人の成人が、記載されたパラダイムにさらされました。実験は、ベースラインの地上と、スプリットベルトの2つの速度でのタイトなベルトトレッドミル測定から始まりました。次に、スプリットベルトテストを実施し、続いて低速と高速の2つのタイトベルトキャッチトレイルをランダムな順序で提示しました。次に、スプリットベルトに再適応した後、高速または低速で地上の適応後効果を測定しました。データは、ゼロ線で示されたステップの完全なゲート墓地ごとにプロットされ、ステップの長さまたは二重の支持期間が両側間で等しいことを示しました。両方の参加者は、これらのベースライン試験中に、ほぼ対称的な空間的および時間的な四肢間協調で歩きました。スプリットベルトのトレッドミルは、通常の歩行協調を妨げましたが、人々は1〜2分間の歩行の間、または約100歩後に対称性を適応させ、回復することができました。適応は、トレッドミルキャッチ試験および適応後の地上試験における後遺症または非対称協調の存在によって実証されます。なお、後遺症の大きさは、トレッドミルでのキャッチトライアル中の歩行速度によって調整することができます。地上試験よりも適応後の後遺症は、トレッドミルの後遺症よりも小さく、歩行速度による影響が少なくなります。この手順を試行する際は、腕の動き、休憩の長さと時間、トレッドミル歩行の地上速度など、潜在的な交絡変数の影響を制御することが重要です。この手順の多くの側面は、テストする仮説に応じて変更できます。たとえば、加速率やスプリットベル速度の変動性を変更できます。ゲートの摂動を伴う作業は人々を不安定にする可能性があるため、人々が落下しないように適切な予防措置を講じることを忘れないでください。ご覧いただきありがとうございます、そしてあなたの実験に頑張ってください。

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Research

JoVE Journal

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この論文では、食事誘発性肥満のSprague-Dawleyラットモデルにおける高強度インターバルトレーニング(HIIT)プロトコルの形態測定応答とトレーニングパフォーマンスの結果を紹介します。このプロトコルの目的は、運動強度を最大化し、痩せたラットと肥満のラットにおけるHIITに対する生理学的反応を決定することでした。...

ラットの運動努力を最大化し、生理学的変化を誘発するための慢性高強度インターバルトレーニングと食事誘発性肥満モデル

このプロトコルは、マーカーレストレッドミルテストと深層学習駆動の多関節軌跡自動ラベリングを用いて、ラット後肢の運動学的評価パイプラインを構築し、再現可能な動きの定量化を可能にします。...

ラットにおける後肢の運動運動学の客観的定量化のための深層学習に基づく多関節同期追跡

このプロトコルは、軽量で柔らかい股関節外骨格が高齢者の登り歩行時の生理的ストレス軽減に効果的であることを評価します。ランダム化クロスオーバー設計を用いることで、この手法は高齢者の生理的コストと主観的疲労を大幅に減少させることを示しました。...

柔らかい股関節外骨格は、高齢者の上り歩行時の生理的負担と認知される運動量を軽減します

学ぶ分割トレッドミルを用いた歩行適応誘導法。左右異なる速度で歩行協調の長期的変化を誘導し、運動学習や脳卒中後の歩行リハビリテーションへの応用可能性を示す。

分割トレッドミルを使用した運動適応の一般化の評価

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