August 23rd, 2017
Мы описываем протокол для расследования адаптации человека опорно-двигательного аппарата, с помощью Сплит ремня беговой дорожке, которая имеет два пояса, которые могут управлять каждой ветви с другой скоростью. Мы специально сосредоточиться на парадигмы, предназначенных для проверки обобщение адаптированы опорно шаблонов для различных пешеходных контекстах (например, походка скорости, ходьба средах).
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы вызвать локомоторную адаптацию или долгосрочные изменения в координации ходьбы с помощью беговой дорожки с разделенным ремнем, которая имеет два ремня, которые могут приводить каждую ногу в движение с разной скоростью. Этот метод может помочь решить ключевые вопросы в области моторного обучения, например, как люди учатся ходить по-другому и как они могут адаптироваться к различным условиям. Основное преимущество этой техники заключается в том, что большинство людей никогда раньше не сталкивались с беговой дорожкой с разветвленным ремнем, таким образом, эта техника дает представление о том, как люди адаптируются к новой пертубации.
Последствия этой техники распространяются на реабилитацию ворот после инсульта, потому что мы можем использовать беговую дорожку с разделенным поясом, чтобы научить человека с инсультом ходить с более симметричной координацией ворот. В этой части видео дается общее представление о настройке. Проводите все испытания в тихой обстановке с минимальной периферической активностью, подготовьте участника со всеми необходимыми материалами.
Например, маркеры слежения за движением и электромиографические датчики. Исходное измерение ворот имеет решающее значение для оценки нормальной координации ходьбы. Для наземных базовых испытаний попросите участника пройти по дорожке, где могут быть собраны данные захвата движения.
Наберите минимум 10 циклов шага, чтобы установить базовый уровень. Если система захвата движения позволяет осуществлять захват только в ограниченном пространстве, пусть участник выполнит несколько проходов через это пространство, после каждого прохода участник должен остановиться, повернуться и подождать, пока очередь следователя снова не войдет. В ограниченном пространстве каждый проход должен иметь не менее двух циклов шага, не считая первого и последнего циклов шага, которые имеют изменения ускорения.
Как правило, скорость наземного базового испытания является выбором участника, но если требуется определенная скорость, пусть участник будет ходить с этой скоростью по беговой дорожке в течение одной или двух минут, чтобы выучить желаемую скорость. Затем, во время прогулки по земле, дайте устную обратную связь о своем темпе между испытаниями. Хорошо и оставайтесь на той же скорости для еще одного.
Для безопасности защитите участника от падений с помощью ремня безопасности, а при остановке и запуске беговой дорожки поручни всегда должны быть удержаны. Поскольку эффекты от удержания поручней неизвестны, важно сохранять последовательность и наши движения во время эксперимента для всех участников. Ваш протокол может потребовать, чтобы участники всегда держались за поручни во время эксперимента.
Для базовых испытаний на беговой дорожке используйте тугие ремни и дайте участнику немного времени, чтобы привыкнуть к ходьбе на беговой дорожке. Затем собирайте данные в течение от одной до пяти минут для каждой скорости беговой дорожки, которая будет проверяться после адаптации. Пока участник стоит на неподвижных лентах беговой дорожки, попросите его смотреть прямо перед собой, а не вниз к своим ногам.
Не стоит предупреждать участника о разнице в разбитом ремне. Разница скоростей между ремнями будет зависеть от эксперимента, как правило, используется от двух до четырех полных разниц между скоростями ремней. Начните работу на беговой дорожке с разделенным ремнем, когда одна лента бежит быстрее другой, и позвольте участнику ходить в течение 10-15 минут.
Цель состоит в том, чтобы собрать данные об участнике, адаптирующемся к непредвиденной местности. Как только участник полностью адаптируется к раздельному ремню, кратковременно остановите беговую дорожку, а затем кратковременно возобновите ее с одинаковой скоростью. Этот период называется испытанием улова, и цель состоит в том, чтобы измерить последействие по мере его развития в течение адаптационного периода.
Наибольшие побочные эффекты проявляются, когда скорость двух ремней во время попытки ловли равна скорости более медленной ленты во время адаптации. Остановите это испытание после пяти шагов, затем восстановите скорость участника с разделенным ремнем в течение как минимум двух минут и при необходимости повторите испытание захвата. В текущем протоколе второе испытание улова проводилось с другой скоростью, чем первое, чтобы оценить зависимость от скорости побочных эффектов.
После финального испытания на ловлю остановите беговую дорожку и снова запустите беговую дорожку с разрезными лентами на пять минут, чтобы дать участнику возможность восстановиться. Чтобы проверить последствия при ходьбе по земле, перенесите участника на надземную дорожку на инвалидной коляске, чтобы его первый шаг по земле можно было записать. Затем повторите оценку шага по дорожке, при желании попросите участника воспроизвести его базовую скорость ходьбы и дайте обратную связь между испытаниями.
Затем верните участника на беговую дорожку для второго теста после эффекта. Тест на беговой дорожке показывает, какая часть обучения была подавлена ходьбой по земле. Перезапустите беговую дорожку с тугими ремнями на более медленной скорости и позвольте участнику ходить около 30 секунд.
Чтобы получить доступ к скорости дезадаптации, запишите непрерывную ходьбу по ленте в течение не менее 10 минут, чтобы обеспечить полное вымывание последствий. Двое взрослых в возрасте до 40 лет, без неврологических или ортопедических заболеваний, были подвергнуты описанной парадигме. Эксперимент начался с измерения базовой линии над землей и беговой дорожки с плотным ремнем на двух скоростях разделенного ремня.
Затем был проведен тест с разделенным ремнем, за которым последовали два следа с узким ремнем на медленной и высокой скорости, представленные в случайном порядке. Затем, после повторной адаптации к разделенной ленте, были измерены наземные эффекты последующей адаптации на высокой или низкой скорости. Данные были нанесены по ступеням, идеальные кладбища ворот обозначены нулевой линией, что указывает на то, что длина ступени или двойная продолжительность опоры была одинаковой между двумя сторонами.
Оба участника ходили с почти симметричной пространственной и временной координацией между конечностями во время этих исходных испытаний. Беговая дорожка с разветвленным ремнем нарушала нормальную координацию ходьбы, но люди смогли адаптироваться и восстановить симметрию между одной-двумя минутами ходьбы или примерно после 100 шагов. Адаптация проявляется в наличии послеэффектов или асимметричной координации в испытаниях на беговой дорожке и в испытаниях на поверхности после адаптации.
Обратите внимание, что величина эффекта может быть модулирована скоростью ходьбы во время испытаний на беговой дорожке. Афтер-эффекты во время постадаптации по сравнению с наземными испытаниями меньше, чем афтерэффекты на беговой дорожке, и на них меньше влияет скорость ходьбы. При попытке выполнить эту процедуру важно контролировать влияние потенциальных искажающих переменных, таких как движение руки, длина и продолжительность перерывов на отдых и скорость ходьбы по склону при ходьбе на беговой дорожке.
Многие аспекты этой процедуры могут быть изменены в зависимости от проверяемой гипотезы. Например, скорость ускорения и изменчивость скоростей расщепленного колокола могут быть изменены. Не забывайте, что работа с возмущениями ворот может быть дестабилизирующей для людей, поэтому примите соответствующие меры предосторожности, чтобы защитить людей от падения.
Спасибо за просмотр и удачи в ваших экспериментах.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
В этой статье представлен протокол исследования адаптации человеческого локомоторного аппарата с использованием беговой дорожки с раздельными полосы, которая позволяет каждой ноге двигаться с разной скоростью. Основное внимание уделяется изучению того, как адаптированные локомоторные модели обобщаются на различные контексты ходьбы.
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.