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방법 논문

인간의 운동 적응의 일반화를 평가 하는 분할 벨트 디딜 방 아를 사용 하 여

7.9K 조회수

DOI:

10.3791/55424

2017년 8월 23일

이 논문에서

요약

우리는 인간의 운동 적응 분할 벨트 디딜 방 아, 다른 속도에 각 다리를 운전할 수 있는 두 개의 벨트를 사용 하 여 조사에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 우리는 특별히 다른 걷는 컨텍스트 (예를 들어, 환경 걷는 걸음 걸이 속도)에 적응된 운동 패턴의 일반화를 테스트 하도록 설계 된 패러다임에 초점.

초록

메커니즘을 이해 기본 운동 학습 연구와 임상 최적화 모터 재활의 일환으로 재교육 걸음 걸이. 그러나, 인간의 운동 학습을 공부 하 고 전하실 수 있습니다. 초기와 어린 시절, 동안 신경 근육 학 시스템은 매우 성숙 하 고 운동 학습 개발의 초기 단계 동안 성인에서 동일한 메커니즘에 의해 규율 됩니다 가능성이 크다. 시간 인간으로 성숙에 도달, 그들은 너무 능숙 걷는 데 노 보 운동 학습 연구를 충분히 소설 작업을 같이 어렵다. 분할 벨트 디딜 방 아, 2 개의 벨트는 다른 속도에 각 다리를 구동할 수 있는 수의 두 짧은-(, 즉각적인) 연구 및 장기 (, 분 일 동안, 모터 학습의 한 형태)에 대 한 응답 수정 걸음 걸이 워킹 환경에 새로운 변화입니다. 개인 수 쉽게 상영 분할 벨트 디딜 방 아에 이전 노출에 대 한 모든 실험 참가자 없다 보장 (또는 동등한) 이전 경험. 이 문서는 운동 학습과 다른 걷는 컨텍스트에이 학습의 일반화를 계량 테스트 방법을 통합 하는 일반적인 분할 벨트 디딜 방 아 적응 프로토콜을 설명 합니다. 분할-벨트 디딜 방 아를 설계에 대 한 중요 한 고려 사항에 대 한 논의 다음과, 디딜 방 아 벨트 속도, 휴식, 그리고 항목 같은 요소를 포함 하 여 실험. 또한, understudied 하지만 잠재적인 혼란 변수 (예를 들어, 팔의 움직임, 이전 경험) 여겨진다 토론에.

서론

분할-벨트 디딜 방 아 두 벨트 다른 속도로 또는 다른 방향에서 각 다리를 구동할 수 있다. 이 장치 처음1을 걷는 동안 다리 (, interlimb 조정) 사이 조정 연구 도구로 서 전 45 년 동안 사용 되었습니다. 하지만이, 그리고 다른 초기 연구는 실험 모델,12,3, 고양이 사용 주로 곤충은 또한 공부4. 인간 유아와 성인에서 분할 벨트 운동의 첫 번째 조사는 1987에 1994, 각각5,6출판 되었다. 인간 및 비인간적인 동물에서 이러한 초기 연구는 주로 단기 (, 즉각적인) 조정 때 다리는 서로 다른 속도에서 안정성과 앞으로 진행을 보존 하기 위해 interlimb 조정에 조사. 1995 연구 장기간 (몇 분) 분할-벨트 산책의 각 측면에서 속도 맞춰야 정확 하 게 인식 하는 디딜 방 아 벨트 속도 조정을 하 인간 성인 수 장애인 지적 했다. 이 걷는 sensorimotor 매핑 recali....

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프로토콜

모든 절차 스토 니 브 룩 대학에서 기관 검토 위원회에 의해 승인 되었습니다.

1. 실험 설정

참고: 분할 벨트 디딜 방 아 실험에 사용 되는 일반적인 용어의 정의 대 한 보충 파일 1-정의를 참조 하십시오.

분할-벨트 디딜 방 아와 이전 경험에 대 한
  1. 화면 모든 참가자.
    참고: 사람들이 표시 되었습니다 그것에 이전 노출에 따라 분할 벨트 디딜 방 아에 더 빨리 readapt 29 , 30. 어떤 사람들 날짜 표시줄 " 잊지 " 분할 벨트 디딜 방 아 현재 알려져 있지 않다; 따라서, 분할 벨트 디딜 방 아와 사전 경험 제어 되지 않는 경우 혼란 변수가 있을 수 있습니다.
  2. 조용한 환경에서 모든 테스트를 수행 하 고 시험장에 활동 최소화.
  3. 세트 분할 벨트 디딜 방 아에와 이상에 기록 움직임 추적 시스템 (시스템 지침)에 따라 모션을 지상 보도.
    참고: 예를 들어 현재 프로토콜 모션 활성 LED 마커 추적 시스템 사용. 4 삼각대 마운트 센서 단위 2 단위 양쪽 ....

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결과

처음 분할 벨트 디딜 방 아에 걷는 큰 asymmetries interlimb 조정 발생 합니다. 10-15 분 동안, 대칭이이 측정의 많은 것에서 점차적으로 복원 됩니다. 상세한 설명을 어떻게 운동학 걷는 매개 변수 변경 되었습니다 분할 벨트 디딜 방 아 적응의 과정 이상 다른 곳에서8,10출판. 이 종이 interlimb 조정의 두 가지 조치에 초점을 맞추고: 길이 및 이중 지원 기간 단계. 단계 길이 (, 발뒤꿈치 파업) 초기 접촉에서 앞쪽 후부 거리가 두 발 (, 동작 추적 측면 malleoli에 배치 하는 마커 사이의 거리)로 계산 됩니다. . 느린 벨트에 다리 닿을 때 느린 단계 길이 계산 빠른 단계 길이 빠른 다리 발뒤꿈치 파업에서 계산 됩니다. 단계 길이 주.......

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토론

수많은 연구에서는 사람들이 단계 길이 및 이중 지원 기간 interlimb 조정 매개 변수에서 대칭을 복원 하기 위해 걸음 걸이 조정 분할 벨트 디딜 방 아에 적응 지금 나타났습니다. 자연 산책 조건이 복원된 다음 분할-벨트 산책, 참가자 수 있는 효과로 이어지는 적응된 걸음 걸이 패턴을 사용 하 여 배우지 않은 정상적인 걷는 조정에 반환 하기 위해 계속 합니다. 연구원은 주로이 새로운 도보 패턴을 배울 수 및 다른 워킹 환경 및 작업이이 학습을 일반화 능력 척도를 적응 속도 후 효과 진폭을 사용 합니다. 이러한 변화는 적응 속도 후 효과 진폭 올바르게 해석 키에 주의 깊은 부착 실험 설계 및 이러한 조치에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인의 고려 사항에서 단계 필요 합니다. 다음 섹션에서 우리는 이러한 고려 사항을 강조 서로 다른 높이의 참가자에 대 한 배율 디딜 방 아 속도 토론 하 고 어떻게이 기술은 광범위 한 모터 학습 분야에 맞는 토론.

프로토콜 내에서 중요 한 단계

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 미국 심장 협회 과학자 개발 그랜트 (#12SDG12200001) E. Vasudevan에 의해 자금 하고있다. R. Hamzey의 현재 소속은 기계 공학과, 보스톤 대학, 보스톤, MA, 미국. E. 커크의 현재 제휴는 물리 치료의 MGH 보건 연구소 이다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
스플릿 벨트 트레드밀Woodway
Codamotion CX1Charmwood Dynamics, Ltd, Leicestershire, UK

참고문헌

  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 aut....

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