August 23rd, 2017
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.
이 절차의 전반적인 목표는 각 다리를 서로 다른 속도로 구동할 수 있는 두 개의 벨트가 있는 분할 벨트 트레드밀을 사용하여 보행 적응 또는 보행 조정의 장기적인 변화를 유도하는 것입니다. 이 방법은 사람들이 다르게 걷는 법을 배우는 방법과 다양한 조건에 적응할 수 있는 방법과 같은 운동 학습 분야의 주요 질문을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 대부분의 사람들이 이전에 스플릿 벨트 트레드밀을 접한 적이 없기 때문에 이 기술은 사람들이 새로운 삽관에 어떻게 적응하는지에 대한 통찰력을 제공한다는 것입니다.
이 기술의 의미는 뇌졸중 후 게이트 재활로 확장되는데, 이는 스플릿 벨트 트레드밀을 사용하여 뇌졸중 환자가 보다 대칭적인 게이트 협응으로 걸을 수 있도록 훈련할 수 있기 때문입니다. 비디오의 이 부분에서는 설정에 대한 일반적인 개요를 제공합니다. 주변 활동을 최소화하면서 조용한 환경에서 모든 테스트를 수행하고 참가자가 필요한 모든 자료를 준비할 수 있도록 합니다.
예를 들어, 모션 추적 마커 및 근전도 센서. 기준선 게이트 측정은 정상적인 보행 협응력을 평가하는 데 중요합니다. 지상 기준선 시험의 경우, 참가자에게 모션 캡처 데이터를 수집할 수 있는 통로를 걷도록 지시합니다.
기준선을 설정하기 위해 최소 10개의 보폭 주기를 수집합니다. 모션 캡처 시스템이 제한된 공간 내에서만 캡처를 허용하는 경우, 참가자가 해당 공간을 여러 번 통과하도록 하고, 각 통과 후 참가자는 일시 중지하고, 돌아서고, 조사자의 대기열이 다시 갈 때까지 기다려야 합니다. 제한된 공간 내에서 각 패스에는 가속 변경이 있는 첫 번째 및 마지막 보폭 사이클을 포함하지 않고 최소 두 개의 보폭 주기가 있어야 합니다.
일반적으로 지상 기준선 시험의 속도는 참가자의 선택이지만 특정 속도가 필요한 경우 참가자가 원하는 속도를 배우기 위해 1분 또는 2분 동안 러닝머신에서 해당 속도로 걷게 합니다. 그런 다음 지상 걷기 동안 시도 사이의 속도에 대해 구두로 피드백을 제공하십시오. 좋아하고 다른 것을 위해 같은 속도를 유지하십시오.
안전을 위해 하네스로 참가자를 넘어지지 않도록 보호하고 트레드밀을 멈추고 시작할 때 항상 난간을 잡고 있어야 합니다. 난간을 잡는 것의 효과는 알 수 없기 때문에 모든 참가자를 위해 실험 중에 일관성과 움직임을 유지하는 것이 중요합니다. 프로토콜은 참가자가 실험 중에 항상 난간을 잡도록 요구할 수 있습니다.
트레드밀 기준선 시험의 경우 단단히 조이는 벨트를 사용하고 참가자가 트레드밀 위를 걷는 데 익숙해질 때까지 약간의 시간을 허용합니다. 그런 다음 각 트레드밀 속도에서 1분에서 5분 동안 데이터를 수집하여 적응 후 테스트할 데이터를 수집합니다. 참가자가 고정식 러닝머신 벨트에 서 있는 동안 참가자에게 발을 내려다보지 말고 똑바로 앞을 보도록 지시합니다.
참가자에게 분할 벨트 차이를 경고하지 마십시오. 벨트 간의 속도 차이는 실험에 따라 달라지며, 일반적으로 벨트 속도 간에 2-4개의 전체 차이를 사용합니다. 한 벨트가 다른 벨트보다 빠르게 달리는 상태에서 스플릿 벨트 트레드밀을 시작하고 참가자가 10-15분 동안 걸을 수 있도록 합니다.
목표는 참가자가 예상치 못한 지형에 적응하는 데이터를 수집하는 것입니다. 참가자가 스플릿 벨트에 완전히 적응하면 트레드밀을 잠시 멈춘 다음 두 벨트를 같은 속도로 작동하면서 잠시 다시 시작합니다. 이 기간을 캐치 트라이얼(catch trial)이라고 하며, 적응 기간 동안 발생하는 후유증을 측정하는 것이 목적입니다.
가장 큰 후유증은 캐치 트라이얼 중 두 벨트의 속도가 적응 중 느린 벨트와 동일한 속도일 때 발생합니다. 5걸음 후에 이 시도를 중지한 다음 최소 2분 동안 분할 벨트 속도의 참가자를 다시 조정하고 필요한 경우 캐치 시도를 반복합니다. 현재 프로토콜에서 두 번째 캐치 시험은 애프터 이펙트의 속도 의존성을 평가하기 위해 첫 번째 캐치 시험과 다른 속도로 수행되었습니다.
마지막 캐치 트라이얼 후에는 참가자가 다시 적응할 수 있도록 트레드밀을 멈추고 스플릿 벨트로 트레드밀을 5분 동안 다시 시작합니다. 지상 보행에 대한 후유증을 테스트하려면 참가자를 휠체어를 통해 지상 통로로 옮겨 땅을 처음 밟는 것을 기록할 수 있도록 합니다. 그런 다음 원하는 경우 보행로를 따라 보폭 평가를 반복하고 참가자에게 기준 보행 속도를 복제하고 시도 사이에 피드백을 제공하도록 지시합니다.
다음으로, 두 번째 효과 후 테스트를 위해 참가자를 트레드밀로 다시 돌립니다. 트레드밀 효과 후 테스트는 지상 보행으로 인해 학습이 얼마나 소멸되었는지 보여줍니다. 더 느린 속도로 단단히 조여진 벨트로 런닝머신을 다시 시작하고 참가자가 약 30초 동안 걸을 수 있도록 합니다.
부적응 비율에 액세스하려면 최소 10분 동안 연속적으로 타이트한 벨트 걷기를 기록하여 후유증이 완전히 씻겨 나갈 수 있도록 합니다. 신경학적 또는 정형외과적 상태가 없는 40세 미만의 성인 2명에게 설명된 패러다임이 적용되었습니다. 실험은 분할 벨트의 두 가지 속도에서 기준선 지상 및 타이트 벨트 트레드밀 측정으로 시작되었습니다.
그런 다음 분할 벨트 테스트를 수행한 후 저속과 빠른 속도에서 두 개의 타이트한 벨트 캐치 트레일을 무작위 순서로 제시했습니다. 그런 다음 분할 벨트에 재적응한 후 고속 또는 느린 속도로 지상 사후 적응 효과를 측정했습니다. 데이터는 0 선으로 표시된 계단식 완전 게이트 묘지로 표시되었으며, 이는 보폭 길이 또는 이중 지지 기간이 양쪽 간에 동일함을 나타냅니다.
두 참가자 모두 이러한 기준선 실험 동안 거의 대칭적인 공간 및 시간 사지 간 협응으로 걸었습니다. 스플릿 벨트 트레드밀은 정상적인 보행 협응을 방해했지만 사람들은 1-2분 동안 걷거나 약 100보를 걸은 후에 적응하고 대칭을 회복할 수 있었습니다. 적응은 트레드밀 캐치 시험과 적응 후 지상 시험에서 후유증 또는 비대칭 조정의 존재에 의해 입증됩니다.
애프터 이펙트 크기는 트레드밀 캐치 트라이얼 중 걷는 속도에 의해 조절될 수 있습니다. 지상 시험에 대한 적응 후 중 후유증은 트레드밀 후유증보다 작으며 걷는 속도의 영향을 덜 받습니다. 이 절차를 시도하는 동안 팔의 움직임, 휴식 시간의 길이와 시간, 트레드밀 걷기에서 지상의 속도와 같은 잠재적인 혼란 변수의 영향을 제어하는 것이 중요합니다.
이 절차의 여러 측면은 테스트하는 가설에 따라 수정될 수 있습니다. 예를 들어, 가속 속도와 스플릿 벨 속도의 가변성을 변경할 수 있습니다. 게이트 교란에 대한 작업은 사람들을 불안정하게 만들 수 있으므로 사람들이 넘어지지 않도록 적절한 예방 조치를 취하십시오.
시청해 주셔서 감사드리며 실험에 행운을 빕니다.
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이 기사는 분할 벨트 트레드밀을 사용하여 인간의 운동 적응을 조사하는 프로토콜을 제시합니다. 분할 벨트 트레드밀을 사용하면 각 다리가 다른 속도로 움직일 수 있습니다. 초점은 적응된 운동 패턴이 다양한 걷기 상황에 어떻게 일반화되는지를 테스트하는 데 있습니다.
Understanding locomotor adaptation mechanisms informs the development of targeted rehabilitation strategies for neurological conditions. The split-belt treadmill provides a controlled model to study how motor learning generalizes across contexts, supporting preclinical evaluation of gait interventions. This approach enables mechanistic de-risking by isolating adaptive responses to novel perturbations, which is relevant for assessing neuromuscular plasticity in disease models.
The method fits within discovery biology to probe adaptive motor control mechanisms prior to target validation in disease models.