Для оценки обобщение адаптации человека опорно-двигательного аппарата с использованием Сплит ремня беговой дорожке
23 августа 2017 г.
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.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол исследования адаптации локомоции у человека с использованием беговой дорожки с раздельно движущимися полотнами, которая позволяет каждой ноге двигаться с разной скоростью. Основное внимание уделяется проверке того, как адаптированные паттерны локомоции переносятся на различные условия ходьбы.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Моторное обучение
- Локомоторная адаптация
- Методы реабилитации
Теоретические основы
- Локомоторная адаптация включает долгосрочные изменения в координации ходьбы.
- Беговая дорожка с разделенными полотнами представляет собой новый инструмент для изучения адаптации походки.
- Данный метод позволяет понять, как люди адаптируются к различным условиям ходьбы.
- Это имеет значение для реабилитации походки, особенно после инсульта.
Цель исследования
- Индуцировать локомоторную адаптацию с помощью беговой дорожки с разделенными полотнами.
- Изучить, как люди учатся ходить по-разному в различных условиях.
- Оценить обобщение адаптированных паттернов локомоции.
Используемые методы
- Участники идут по раздвоенной беговой дорожке, при этом скорость для каждой ноги различается.
- Тестирование проводится в тихой обстановке для минимизации отвлекающих факторов.
- Подготовка участников включает предоставление материалов, необходимых для проведения эксперимента.
- Наблюдения сосредоточены на изменениях в координации походки и адаптации.
Основные результаты
- Беговая дорожка с раздельно управляемыми полотнами эффективно вызывает локомоторную адаптацию.
- У участников наблюдаются изменения координации походки с течением времени.
- Адаптированные паттерны локомоции могут распространяться на различные условия ходьбы.
- Данный метод перспективен для реабилитации пациентов после инсульта.
Выводы
- Беговая дорожка с разделенными лентами является ценным инструментом для изучения моторного обучения.
- Полученные результаты способствуют пониманию механизмов адаптации походки.
- Данный метод имеет потенциал применения в условиях клинической реабилитации.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Понимание механизмов локомоторной адаптации способствует разработке стратегий таргетной реабилитации при неврологических заболеваниях. Беговая дорожка с раздельно управляемыми лентами представляет собой контролируемую модель для изучения того, как моторное обучение обобщается в различных контекстах, что позволяет проводить доклиническую оценку методов коррекции походки. Данный подход обеспечивает механистическую минимизацию рисков за счет изоляции адаптивных реакций на новые возмущения, что имеет важное значение для оценки нейромышечной пластичности в моделях заболеваний.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет исследовать механизмы двигательного обучения путем измерения адаптации к асимметричной скорости бегового пояса.
- Практическая ценность: предоставляет стандартизированную парадигму для оценки нейромускулярной пластичности на моделях здоровых людей.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Количественная оценка обобщения локомоторного обучения с помощью контрольных проб и тестов на перенос навыка при ходьбе по поверхности.
- Практическая ценность: Установление воспроизводимых показателей величины и скорости затухания последействия при различных условиях ходьбы.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Позволяет оценивать эффективность вмешательств в восстановлении симметрии походки на моделях неврологических повреждений.
- Практическая ценность: Облегчает кросс-контекстную валидацию сохранения и переноса моторного обучения.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод относится к области поисковой биологии и предназначен для изучения механизмов адаптивного моторного контроля перед валидацией мишеней на моделях заболеваний.
- Открывающая биология: Исследование того, как локомоторные сети адаптируются к новым вызовам окружающей среды, что позволяет формулировать гипотезы о мишенях на основе механизмов действия.
- Скрининг: Получение количественных показателей координации походки (например, симметрии шага, длительности двойной опоры) для сравнения состояний адаптации.
- Аналитика: Фиксация кинетики адаптации и деадаптации в виде временных рядов для моделирования скорости обучения и сохранения навыка.
- Трансляционные исследования: Установление связи между эффектами последействия, вызванными беговой дорожкой, и обобщением походки при ходьбе по поверхности, что важно для прогнозирования функционального переноса.
- Корпоративное повторное использование: Протокол может быть стандартизирован между лабораториями для проведения сравнительных исследований локомоторной пластичности.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: обеспечивает понимание механизмов локомоторной адаптации, снижая неопределенность при валидации путей моторного контроля.
- Операционная ценность: обеспечивает согласованность за счет стандартизированной скорости беговой дорожки, периодов отдыха и контроля условий окружающей среды.
- Стратегическая ценность: служит основанием для принятия решений о целесообразности дальнейшей разработки нейромышечных мишеней путем количественной оценки обобщения и сохранения навыков обучения.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию кандидатов для реабилитации походки с учетом рисков на основе прогностических профилей адаптации.
Особенности реализации
- Требуется экспертными знаниями в области захвата движений, электромиографии и анализа походки для точного измерения изменений координации.
- Зависимость от инструментария беговой дорожки с раздельными полотнами, имеющей независимый контроль скорости и системы страховочных ремней.
- Необходима стандартизация разности скоростей полотен, интервалов отдыха и минимизация отвлекающих факторов во всех центрах исследования.
- Необходимо учитывать такие вмешивающиеся переменные, как движения рук, предшествующий опыт использования беговой дорожки и вариативность скорости ходьбы.
- Метод ограничен оценкой краткосрочной адаптации; изучение хронических эффектов требует лонгитюдных планов исследования, которые не рассматриваются в данном протоколе.
