Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

استخدام حلقة مفرغة سبليت-حزام لتقييم تعميم التكيف الحركي البشري

Published: August 23, 2017 doi: 10.3791/55424

Summary

يمكننا وصف بروتوكول لتحقق التكيف الحركي البشري باستخدام المطحنة حزام سبليت، التي قد حزامين التي يمكن أن تدفع كل ساق بسرعة مختلفة. نحن تركز تحديداً على نموذج مصممة لاختبار تعميم تكييف أنماط الحركي لسياقات المشي مختلفة (مثلاً، مشيه بسرعة، المشي البيئات).

Abstract

فهم الآليات الكامنة وراء التعلم الحركي يساعد الباحثين والأطباء تحسين مشيه إعادة التدريب كجزء من إعادة التأهيل الحركي. ومع ذلك، دراسة التعلم الحركي البشري يمكن أن يكون تحديا. خلال مرحلة الرضاعة والطفولة، النظام العصبي العضلي غير ناضجة تماما، وأنه من غير المرجح أن التعلم الحركي خلال المراحل الأولى من التنمية تحكمها نفس الآليات كما هو الحال في مرحلة البلوغ. بالبشر وقت الوصول إلى مرحلة النضج، وهم حتى يبرع في المشي أنه من الصعب الخروج بمهمة رواية بما فيه الكفاية لدراسة التعلم الحركي حيثياته . المطحنة حزام سبليت، التي لديها حزامين التي يمكن أن تدفع كل ساق بسرعة مختلفة، تمكن الدراسة من كلا قصيرة-(أيفورا) وطويلة الأجل (أي، على مدى الأيام دقيقة؛ شكلاً من أشكال التعلم الحركي) مشيه التعديلات استجابة رواية التغيير في البيئة سيرا على الأقدام. يمكن بسهولة أن فحص الأفراد للتعرض السابق لتقسيم حزام حلقة مفرغة، وبالتالي ضمان أن جميع المشاركين التجريبية ليس لديهم (أو ما يعادلها) الخبرة السابقة. وتصف هذه الورقة بروتوكول تكيف مطحنة حزام تقسيم نموذجي يتضمن أساليب الاختبار لقياس التعلم الحركي وتعميم هذا التعليم إلى سياقات أخرى سيرا على الأقدام. مناقشة لاعتبارات هامة لتصميم المطحنة حزام تقسيم التجارب فيما يلي، بما في ذلك عوامل مثل سرعة حزام المطحنة والراحة ديستراكتورس. بالإضافة إلى ذلك، احتمال لكن المداريين المتغيرات المؤثرة الأخرى (مثلاً، حركات الذراع، خبرة سابقة) تعتبر في المناقشة.

Introduction

وقد حلقة مفرغة حزام تقسيم حزامين التي يمكن أن تدفع كل ساق بسرعة مختلفة أو في اتجاه مختلف. واستخدمت هذا الجهاز أولاً قبل 45 عاماً كأداة لدراسة التنسيق بين الساقين (أي، التنسيق إينتيرليمب) أثناء المشي1. هذا، وغيرها من الدراسات المبكرة أساسا كالقطط نموذج تجريبي1،2،3، ولكن الحشرات كانت أيضا درس4. ونشرت التحقيقات الأولى لتحرك الحزام انقسام البشرية عند الرضع والكبار في عامي 1987 و 1994، على التوالي5،6. هذه الدراسات الأولية في الحيوانات سواء البشرية أو غير البشرية التحقيق في معظمها قصيرة الأجل (أيفورا) التعديلات بالتنسيق إينتيرليمب للحفاظ على الاستقرار والتقدم إلى الأمام عندما تكون مدفوعة الساقين سرعات مختلفة. ولاحظت دراسة عام 1995 أن فترات أطول (عدة دقائق) لتقسيم حزام المشي ضعف القدرة البشرية من الكبار لدقة تصور سرعة حزام المطحنة وإجراء تعديلات لتحقيق التعادل بسرعة على كل جانب. وهذا يوحي بأن تعيين حسي حركي المشي كان المعدلة7. ومع ذلك، لم يكن حتى عام 2005 أن الأول الحركية تقرير تفصيلي لتكييف موتور البشرية ما يزيد على 10 دقائق لتقسيم حزام المطحنة المشي كان ينشر8.

تكييف السيارات يشير إلى عملية يحركها خطأ خلالها يتم ضبط تعيينات حسي حركي من تحركات المستفادة جيدا في الاستجابة ل طلب الجديد، ويمكن التنبؤ به9. هو شكل من أشكال التعلم الحركي الذي يحدث على مدى فترة ممتدة من ممارسة (دقائق إلى ساعات) والنتائج في الآثار، وهي تغييرات في نمط الحركة عند إزالة الطلب و/أو شروط العودة إلى وضعها الطبيعي. على سبيل المثال، المشي على تقسيم الأحزمة في البداية يؤدي الناس على سيرا على الأقدام مع التنسيق إينتيرليمب غير المتناظر، تشبه يعرج. خلال عدة دقائق من المشي سبليت-الحزام، تكييف الناس التنسيق فيما بينها المشي حتى يصبح على مشيه أكثر متماثل. عندما حزامين العودة في وقت لاحق بنفس السرعة (أي ربط أحزمة)، وبالتالي إعادة الأوضاع الطبيعية سيرا على الأقدام، الناس تثبت الآثار اللاحقة بالمشي مع التنسيق غير المتناظر. يجب أن يكون نشاط إزالة الألغام تكييف هذه الآثار أو نستوعبها خلال عدة دقائق لربط حزام المشي قبل التنسيق المشي العادي هو استعادة8.

عقب رايزمان 2005 et al. 8 تحليل الحركية لتقسيم حزام المشي في البشر، ازداد استخدام المطحنة سبليت-الحزام في الأبحاث المنشورة حوالي عشرة إضعاف مقارنة بالعقد السابق. لماذا أصبحت حلقة مفرغة حزام تقسيم أكثر شعبية كأداة تجريبية؟ أمبوليشن سبليت-حزام من الواضح أن مهمة مختبر – التناظرية العالم الحقيقي الأقرب هو تحول أو المشي في دائرة ضيقة، ولكن يدفع المطحنة حزام تقسيم إصدار كثير أكثر تطرفاً من تحول، مع ساق واحدة يجري مدفوعة سنتين إلى أربع مرات أسرع من غيرها. حقيقة أن المطحنة حزام تقسيم مهمة قريبة جداً عادية ويوفر العديد من المزايا لدراسة التعلم الحركي. أولاً، أنها رواية لمعظم الناس بغض النظر عن العمر ومستقلة عن المشي الخبرة؛ فمن السهل على المشاركين الشاشة التجريبية للجدة من سبليت-حزام المشي. ثانيا، يستحث المطحنة حزام تقسيم تغييرات كبيرة في التنسيق إينتيرليمب التي لم يتم حلها بسرعة. معدلات بطيئة نسبيا للتكيف والتكيف دي تسمح لنا بدراسة تدريبية مختلفة كيف التدخلات يمكن أن يغير هذه المعدلات دون الاقتراب من الحد أقصى. الثالثة، والحركية8،10، الحركية11،،من121413،، اليكتروميوجرافيك6،15،16 ، و الإدراك الحسي7،17،18،19 التعديلات التي تحدث مع تكييف سبليت-حزام المطحنة كانت مدروسة، كما يحتوي على عنصر تحكم العصبية لهذه المهمة20 ،،من2122. وبعبارة أخرى، تم توثيق التكييف إلى حلقة مفرغة سبليت-حزام وتكرارها عدة مجموعات مختلفة، مما يجعل هذه مهمة جيدا يتسم تعلم الحركي.

على مدى السنوات العشر الماضية، أظهرت عدة دراسات الطبيعة المحددة للمهمة وسياق التكيف سبليت-الحزام. هي الآثار اللاحقة بعد تكييف سبليت-حزام انخفاضا كبيرا في السعة إذا أنها يتم اختبارها تحت ظروف مختلفة من حالة التدريب. على سبيل المثال، الآثار هي أصغر إذا تم نقل الشخص إلى بيئة مختلفة (مثلاً، على أرض الواقع المشي23)، ويقوم بتنفيذ مهمة الحركي مختلفة (مثلاً، إلى الوراء المشي أو الجري13، 24)، أو حتى يمشي بسرعة تختلف عن سرعة الحزام أبطأ من خلال التكيف25. يجري بذل جهود وضع معايير تحكم تعميم التكيف الحركي.

والهدف من هذه الورقة وصف بروتوكول لاستخدام المطحنة سبليت-حزام للتحقيق في التكيف الحركي البشرية وتعميم نمط تكييفها إلى سياقات أخرى قريبة (أيسرعة المشي المختلفة والبيئات). بينما البروتوكول الموصوفة هنا هو معظم مشتقة مباشرة من تلك المستخدمة في هامزيي et al. 25 (الشكل 1)، تجدر الإشارة إلى أن هذا البروتوكول قد أبلغت بعدد من الدراسات التي سبقته8،23،،من2426، 27،28. الطريقة التي وضعت أصلاً لاختبار الفرضية القائلة بأن المحافظة على الثبات في المشي السرعة بين المطحنة وأكثر البيئات الأرضية من شأنه أن يحسن التعميم من سبليت-حزام المشي عبر هذه البيئات المختلفة25. في المقطع بروتوكول أدناه، نعطي تعليمات بشأن كيفية إجراء نسخ متماثل هذا الإصدار من الأسلوب سبليت-حزام حلقة مفرغة، مع الملاحظات التي تبين كيف يجوز تعديل بعض الخطوات البروتوكول لأغراض أسلوب مختلف.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

جميع إجراءات أقرها "مجلس المراجعة المؤسسية" في جامعة ستوني بروك.

1-"الإعداد التجريبية"

ملاحظة: الرجوع إلى "الملف التكميلي" 1-التعاريف للحصول على تعريفات للمصطلحات الشائعة المستخدمة في التجارب سبليت-حزام المطحنة.

  1. الشاشة جميع المشاركين للتجربة السابقة مع المطحنة سبليت-الحزام-
    ملاحظة: تبين الناس أن اندماجه أسرع إلى حلقة مفرغة سبليت-الحزام بعد تعرض مسبق لأنها 29 ، 30. مقياس الوقت أكثر من أي شخص " ننسى " المطحنة حزام تقسيم غير معروف حاليا؛ وهكذا، قد تكون التجربة السابقة مع المطحنة سبليت-الحزام متغير التباس إذا لم يتم السيطرة عليها-
  2. إجراء جميع التجارب في بيئة هادئة، والتقليل من النشاط في غرفة الاختبار.
  3. مجموعة إعداد اقتراح تتبع النظام (وفقا لتعليمات النظام) لتسجيل الحركة في حلقة مفرغة سبليت--حزام وعلى أكثر الأرض الممشى.
    ملاحظة: على سبيل المثال، استخدام البروتوكول الحالي اقتراح نظام تتبع بنشاط الصمام علامات. اكتشاف أربع وحدات استشعار محمولة على ترايبود موقف ثلاثي الأبعاد من علامات نشطة، مع وحدتين على جانبي (اليمين واليسار في حلقة مفرغة)، واثنان على جانبي 7 م على ممشى الأرض.
  4. الزي المشترك مع الحركة تتبع علامات، الكتروميوجرافي، إلخ.
  5. النظر بما في ذلك قسم بين حزامين للمطحنة سبليت-حزام لمنع الساقين من العبور إلى حزام كونترالاتيرال. هذا القسم ليس ضروريا تماما للكبار عصبيا سليمة ولكن قد يكون من المفيد لاختبار الأطفال أو السكان السريرية. لاحظ أن وجود قسم يحتمل يزيد العرض خطوة؛ ومع ذلك، لا يعرف مدى الذي يؤثر هذا على تكييف سبليت-الحزام-
  6. إعداد تسخير سلامة خلال حلقة مفرغة لحماية المشاركين من الوقوع أثناء المشي المطحنة.
    ملاحظة: تسخير ينبغي عدم دعم وزن الجسم، إلا إذا كان هذا جزء من السؤال البحثي. على الرغم من أن الوقوع أثناء المشي حلقة مفرغة من النادر جداً، العديد من مجالس أخلاقيات البحوث تتطلب استخدام تسخير السلامة.
  7. المحافظة على الاتساق في ذراع الحركة عبر نموذج تجريبي والمشاركين. عند النظر في اتخاذ قرار بشأن نوع حركة الذراع (مثلاً، عقد الدرابزين، يتأرجح الأسلحة بطبيعة الحال)، ماذا سيكون مرتاحاً للفريق هذا الموضوع، وعما إذا كان سوينغ الذراع النموذجية سوف يحجب رؤية علامات الحيوية المستخدمة للحركة التقاط ( مثلاً، للعلامات الموضوعة على الوركين).
    1. بغض النظر عن حركة الذراع، وإصدار تعليمات لجميع المشاركين إلى الإمساك بالدرابزين أثناء بدء وإيقاف تشغيل المطحنة للسلامة-
  8. الحفاظ على الاتساق في المنحدر عبر نموذج تجريبي-
    ملاحظة: على حد علمنا، كافة البروتوكولات المنشورة سبليت-حزام المطحنة، بما في ذلك واحدة الحالية، استخدمت الصفر انحدر للمطحنة وعلى المشي الأرض.

2. الفترة المرجعية

ملاحظة: غرض فترة خط الأساس لتحديد ما هو التنسيق السير العادي لكل شخص. وينبغي اختبار تنسيق خط الأساس في جميع الأحوال التي يتم اختبار الآثار اللاحقة. على سبيل المثال، في البروتوكول الحالي، تم اختبار الآثار اللاحقة خلال حلقة مفرغة وعلى أرض الواقع يسير بسرعة مختلفة (0.7 و 1.4 م/ث). ولذلك، خط الأساس على الأرض والمطحنة المحاكمات في 0.7 و 1.4 m/s تم تضمينها. وهذا ما يسمح مقارنة مباشرة للآثار اللاحقة لتنسيق خط الأساس المشي في نفس السرعة والسياق. على أرض الواقع يسير خط الأساس يمكن القضاء المحاكمات عندما لا تتضمن أهداف تجريبية التعميم إلى فوق الأرض يمشي.

  1. لعلى أرض الواقع الأساس المحاكمات، إرشاد المشارك على المشي على الأرض في ممر حيث يتم جمع البيانات التقاط الحركة. جمع الحد أدنى من 10 دورات واسعة لإقامة خط الأساس على المشي على أرض الواقع.
    1. إذا كان الاقتراح التقاط النظام يسمح فقط لالتقاط الحركة ضمن مساحة محدودة، يكون المشارك إجراء عدة ممرات (مثلاً، المحاكمات) عبر الفضاء التقاط الحركة. في نهاية كل محاكمة، إرشاد المشاركين للتوقف، بدوره في مكان، والتحضير للباحث ' الرمز s للبدء في المحاكمة القادمة.
    2. لكل محاكمة، تكفل أداء على الأقل دورتين واسعة داخل الفضاء التقاط الحركة، لا بما في ذلك دورات برايد الأولى والأخيرة-
      ملاحظة: سوف يتم تجاهل هذه الدورات خطوة أولية ونهائية من التحليل كما خطوات التسارع/التباطؤ، يمشي حالة ثابتة لا.
    3. يكون المشاركون أداء أكثر (عادة 10) عدة أرضية المشي المحاكمات.
      1. إذا كان المطلوب هو سرعة محددة، قد سيرا على المشاركين في تلك السرعة في حلقة مفرغة (بشأن ربط أحزمة) لتعريف له بالمهمة. ثم الانتقال للخلف إلى الممشى، إرشاد المشتركين السير بنفس السرعة كما كان عليه في حلقة مفرغة، والوقت المشترك خلال المحاكمة كل من على الأرض المشي. إعطاء ردود الفعل اللفظية بين كل تجربة سرعة تصل أو بطيئة إلى أسفل، إذا لزم الأمر 25-
  2. للمحاكمات الأساس حلقة مفرغة، إرشاد المشارك على المشي على ربط الأحزمة للحد الأدنى من 1-5
    ملاحظة: وهذا يشكل إجراء محاكمة واحدة من خط أساس. إذا كان المشترك غير مألوف مع المطحنة المشي، قد تطول هذه الفترة للسماح للشخص أن تصبح مريحة مع المهمة. محاكمات
    1. مباراة speed(s) من خط الأساس إلى speed(s) التي سيتم اختبار الآثار اللاحقة، للسماح للمقارنة بين التنسيق مشيه ما قبل وما بعد التكيف بسرعة تعادل.
      ملاحظة: قد تكون محاكمات الأساس متعددة (أي، كتل دقيقة 1-5) سرعات ربط حزام مختلفة المطلوبة؛ على سبيل المثال، في البروتوكول الحالي، محاكمات الأساس في ربط الحزام بسرعة 0.7 m/s و 1.4 m/s جمعت لأن تلك كانت السرعات المستخدمة لتقييم الآثار.

3. فترة التكيف

ملاحظة: المشاركون لا تحتاج إلى أن أوعز إلى أنها على وشك السير في سبليت-أحزمة. في العديد من التجارب، بما في ذلك المرحلة الحالية، لا قال المشاركون عما إذا كان سوف تكون أحزمة المشروطة-أو الانقسام-؛ يقال لهم ببساطة عند المطحنة وسوف يكون بدء أو إيقاف تشغيل. وهذا ما يسمح المجرب لقياس آثار تغير غير متوقع في بيئة قريبة.

  1. بينما يقف المشارك في أحزمة المطحنة ثابتة، تبدأ حلقة مفرغة سبليت-حزام حزام واحدة تعمل بشكل أسرع من غيرها، والسماح للمشارك للمشي على الأقل 7 دقيقة (10-15 دقيقة والأكثر شيوعاً).
    1. إرشاد المشارك أن ننظر إلى الأمام، لا إلى أسفل على أقدامهم.
    2. تعيين واحد الحزام سرعة أسرع من غيرها (مثلاً، 2-3 إضعاف الاختلافات بين سرعة الحزام)-
      ملاحظة: استخدمت نسب السرعة الأعلى في 8 ، الماضي 31. يستخدم البروتوكول الحالي 0.7:1.4 m/s لنسبة 2:1.
      1. أما بطريقة عشوائية المحطة التي تحركها الحزام أبطأ أو اختيار استمرار ساق واحدة (مهيمنة أو غير مهيمنة) كالمحطة التي تحركها الحزام أبطأ.
      2. سرعة الحزام التفاضلية يمكن الأخذ تدريجيا (سرعة حزام سريع من الحزام تدريجيا زيادة و/أو بطء سرعة increانخفاض عقلياً خلال عدة دقائق) أو فجأة (من موضع توقف، أحزمة التعجيل بسرعة الهدف في غضون ثوان).
        ملاحظة: الطريقة أن يتم عرض سبليت-الأحزمة يمكن أن تؤثر على كيفية تكيف الأفراد وجيدا كيف أنها نقل نمط تكييفها لمختلف البيئات المشي جيدا كيف أنها إعادة التكيف بعد انقسام أحزمة 24 ح 27 ، 32-في الوقت الحاضر، معظم البروتوكولات سبليت-حزام المشي (بما في ذلك الحالية) إدخال سبليت-الأحزمة فجأة.
      3. إذا كان من المتوقع أن تكون فواصل المطلوبة (مثلاً، للأطفال الصغار أو كبار السن أو الأشخاص محدودي الحركة)، إضافة إجازات الراحة محددة سلفا للبروتوكول لجميع المشاركين. تأكد من أن طول هذه الفواصل متسقة؛ فواصل غير المتوقعة ينبغي أن تسجل وتوقيتها، كما قد يكون هذا عاملاً للنظر في تحليل 33-

4. القبض على محاكمة

ملاحظة: المصيد المحاكمات تجري في حلقة مفرغة (ربط الأحزمة) وتستخدم لاختبار المشارك بإيجاز ' s الآثار اللاحقة حتى الآن في البروتوكول، وتبين كيف تكيفت. محاكمة صيد فترة قصيرة (عادة < 20 s) الفترة من ربط حزام المشي لتقييم وضع الآثار اللاحقة خلال فترة التكيف سبليت-الحزام بسرعة.

  1. مرة المشارك تكيفت تماما إلى سبليت-الأحزمة (الحد الأدنى من المشي حزام تقسيم 7 دقيقة)، بإيجاز إيقاف الأحزمة وإعادة حلقة مفرغة مع أحزمة كلاهما يعمل بنفس السرعة. إجراء المحاكمة المصيد ببدء حلقة مفرغة بنفس السرعة كحزام أبطأ أثناء تكييف سبليت-الحزام 28 سوف تكون الآثار أكبر هنا.
    1. إلى تعظيم أثر انتهاء السعة بعد تكييف سبليت-الحزام في 0.7:1.4 m/s، إجراء المحاكمة المصيد في 0.7 متر/س.
  2. للتخفيف من التكيف دي، في نهاية المحاكمة المصيد (أي وقف حلقة مفرغة) مجرد المشارك خطت خطوات نحو خمسة في المطلوب القبض على سرعة المحاكمة (~ 10-15 ق).
  3. إجراء
  4. لتقييم الآثار في محاكمات المصيد في سرعة المشي مختلفة متعددة (أو غيرها من التغييرات في المشي السياقات، مثلاً، إلى الأمام و المشي إلى الوراء 24)، وإعادة تكييف المشارك لمدة 2 دقيقة على الأقل في أحزمة الانقسام بين كل الصيد المحاكمة.
    ملاحظة: ينبغي أن يكون نظام محاكمات الصيد العشوائية 25 و/أو المحاكمة الصيد الأولى ينبغي أن تكون إعادة اختبار قرب نهاية فترة التكيف لتحديد إذا كان هناك انخفاض منتظم في حجم التأثير بعد انتهاء مع التبديل المتكرر أحزمة ربط (الصيد المحاكمات) وسبليت-الأحزمة (إعادة التكيف) 28-
  5. عقب آخر القبض على المحاكمة، ووقف حلقة مفرغة وإعادة تشغيله مع انقسام-الأحزمة (نفس التكوين كالتكيف-راجع الخطوة 3.1.2) لمدة 2-5 دقيقة للسماح للمشاركين لإعادة تكييف-

5. التكيف بعد-اختبار "الآثار خلال فوق الأرض يمشي"

ملاحظة: هذه الخطوة اختيارية، ويعتمد على أهداف التجربة. في هذا البروتوكول، شملت الأهداف تقييم تعميم إلى على المشي على أرض الواقع، وبالتالي كان للتكيف مع مرحلة ما بعد على أرضية اختبار الفترة شملت.

  1. وقف حلقة مفرغة ونقل المشاركين إلى ما يزيد على ممشى الأرض باستخدام كرسي متحرك، للحيلولة دون اتخاذ خطوات غير المسجلة قبل الوصول إلى المنطقة تسجيل المشاركين-
  2. إرشاد المشتركين السير على طول الممشى الإفراط الأرض، كما هو الحال في الخطوة 2، 1.
    1. إذا كان المطلوب هو سرعة مشى محددة، إرشاد الأفراد تكرار خط الأساس المشي سرعة 25-
    2. الناس العودة إلى التنسيق فيما بينها في الأساس، قد
    3. إلى تماما يغسل السحب فوق الأرض يمشي الآثار اللاحقة حتى أن المشاركين أداء مسارات المشي 10-15 في 6 متر فوق الأرض الممشى
      ملاحظة: هذا قد ثبت أن تكون كافية 26 ، 27 والمبالغ إلى ما يقرب من 30 خطوات 27. إذا على المشي على أرض الواقع لا يتم باستمرار تسجيله (مثلاً، يمر عدة تتخذ من خلال منطقة التسجيل)، وسوف يكون هناك العديد من الخطوات التي لا يتم تحليل الفترات الفاصلة بين كل منها فوق الأرض يمشي المحاكمة، كما المشارك يبطئ، يتحول في المكان، و يبدأ المشي في الاتجاه الآخر. معدل التكيف دي في خلال محاكمات ما بعد التكيف (الجريدة الرسمية السلطة الفلسطينية) الأرض ينبغي أن تفسر بحذر ما لم يسمح الإعداد التجريبية للتسجيل المستمر لأكثر على أرض الواقع قريبة.

6. التكيف بعد-اختبار الآثار اللاحقة "أثناء المشي المطحنة"

ملاحظة: كما هو الحال في الخطوة 5، هذه الخطوة اختيارية، ويعتمد على أهداف الدراسة. إذا أدرج فترة السلطة الفلسطينية OG، فترة التكيف بعد انتهاء حلقة مفرغة اللاحقة كانت الاختبارات لوجود آثار المطحنة بعد على الأرض آثار ناصل 23 ، 26 ، 27-إذا كان هناك لا فترة السلطة الفلسطينية OG، فترة التكيف بعد انتهاء حلقة مفرغة يمكن استخدامها لتقييم آثار المطحنة (الأولى 1-5 خطوات كبيرة للتكيف بعد) و/أو التكيف دي المطحنة معدلات 22 ، 29 ، 34-

وقف حلقة مفرغة بإيجاز
  1. إذا كان هناك لا "خطأ في مرماه السلطة الفلسطينية"، في نهاية فترة التكيف، وقم بإعادة تشغيل مع ربط الأحزمة. إذا كان هناك على الأرض فترة المشي، واستخدام كرسي متحرك للنقل المشترك العودة إلى حلقة مفرغة ثابتة وإعادة بدء تشغيل مع ربط أحزمة؛ الكرسي المتحرك المهم للتقليل من العدد من الخطوات التي لا يتم تسجيلها.
    1. لقياس حجم التأثير بعد انتهاء ببساطة، سجل ربط حزام المشي لفترة قصيرة (مثلاً، 30 ثانية). من أجل تقييم معدلات التكيف دي، سجل استمرار ربط حزام المشي للحد أدنى من 10 دقيقة لضمان مغادرة يغسل كاملة للآثار-
    2. تعيين سرعة ربط الأحزمة خلال فترة ما بعد التكيف وفقا للفرضيات المطروحة، كحلقة مفرغة أكبر الآثار تحدث عندما يطابق سرعة ربط حزام الحزام أبطأ أثناء تكييف سبليت-الحزام 25 ، 28. إذا كان يتم إجراء التكيف في سبليت-الحزام بسرعة 0.7 و 1.4 m/s، تعيين سرعة الحزام المشروطة في 0.7 m/s لمراقبة الآثار أكبر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

المشي في حلقة مفرغة سبليت-الحزام في البداية أسباب الاختلالات الكبيرة في التنسيق إينتيرليمب. على مدى فترة من 10-15 دقيقة، يتم تدريجيا استعادة التماثل في العديد من هذه التدابير. مفصلة وصف الحركية كيفية تغيير معلمات سيرا على الأقدام عبر مسار التكيف سبليت-حزام المطحنة وقد نشرت في مكان آخر8،10. تركز هذه الورقة على اثنين تدابير التنسيق إينتيرليمب: خطوة طول ومدة الدعم المزدوج. ويحسب طول الخطوة الأمامي الخلفي مسافة بين القدمين (أي، المسافة بين علامات على ماليولي الجانبية تتبع الحركة) في الاتصال الأولى (أي، ضربة كعب). يتم حساب طول الخطوة بطيئة عندما تلامس الساق على الحزام أبطأ؛ يتم حساب طول خطوة سريعة في الإضراب كعب الساق بسرعة. ويعتبر طول الخطوة أساسا تدبير المكاني من التنسيق إينتيرليمب، على الرغم من أنه يمكن أيضا أن يتأثر بالتغييرات في توقيت مشيه10. مدة الدعم المزدوج هو مقياس الزمانية للتنسيق إينتيرليمب، وتعرف بأنها الفترة عندما تكون كلا القدمين على اتصال بالأرض؛ يحدث بطء الدعم المزدوج في نهاية موقف المحطة بطيئة، ودعم سريع مزدوج في ساقه سريعة موقف المحطة الطرفية. ويقال مدة الدعم المزدوج كنسبة مئوية من برايد مدة الدورة. طول الخطوة ومدة الدعم المزدوج، تعطي الفروق بين القيم التي تم الحصول عليها من كل ساق مقياسا للمشي التماثل (مشيه متماثل: الفرق = 0؛ مشيه غير المتماثلة: الفرق ≠ 0). القيم المطلقة لهذه المقاييس أثناء التكيف بعد المشي، يشار إلى "أثر انتهاء ستريك".

ويبين الشكل 1 الممثل تجربة النتائج من اثنين من المشاركين في حلقة مفرغة حزام تقسيم25. وكان المشاركون الشباب (< 40 عاماً عمر) مع أي إصابات الأعصاب أو العظام أو الأمراض. وكان الغرض من هذه التجربة لاختبار كيفية المشي سرعة تأثير التعبير عن آثار المطحنة سبليت-الحزام في بيئات مختلفة (أي، يسير في حلقة مفرغة والمشي على أرض الواقع). بدأت التجربة مع خط الأساس المشي فترات في حلقة مفرغة وعلى أرض الواقع سرعات مختلفة للمشي (0.7 و 1.4 م/ث)؛ واستخدمت هذه بنفس سرعة المشي لاختبار الآثار لاحقاً في التجربة. سار كل المشاركين بالقرب من متماثل المكانية (خطوة طول الفرق) المكانية والزمانية (فرق الدعم المزدوج) التنسيق إينتيرليمب خلال هذه المحاكمات الأساس.

المقبل، سار المشاركون في سبليت-أحزمة مع ما ساقه المهيمنة على الحزام بسرعة (بطء سرعة الحزام: 0.7 m/s؛ وسرعة حزام سريع: 1.4 م/ث). سبليت-الأحزمة في البداية الناجم عن عدم التماثل في التنسيق إينتيرليمب، لكن عبر عدة خطوات، تكييف كل المشاركين لاستعادة خط التناظر. وبعد 10 دقائق من المشي سبليت-الحزام، أوقفت الأحزمة وإعادة بدأت مع أحزمة كلاهما يعمل بنفس السرعة لتحديد حجم التأثير الصحي لما بعد (أي، محاكمات المصيد). هذه الصيد المطحنة المحاكمات اختبار الآثار اللاحقة على 0.7 m/s و 1.4 m/s (ترتيب عشوائية)، مع فترة إعادة تكيف 2 دقيقة بينهما. في المحاكمات المصيد، أظهر المشاركون كل الآثار التي أعرب عنها كعدم التماثل مقابل من اتجاه التفاوت الناجم عن حلقة مفرغة سبليت-الحزام في بداية فترة التكيف. آثار ما بعد اختبارها بسرعة بطيئة (0.7 m/s) كانت أكبر من تلك التي اختبرت في السرعة (1.4 م/ث)، ونتيجة التي تأكدت في المجموعة تحليل25،28.

في أعقاب المحاكمة النهائية المصيد، وإعادة تكييف سبليت-أحزمة المشاركين وثم نقلوا بكرسي متحرك إلى الممشى للمحاكمات OG السلطة الفلسطينية. اعتماداً على الإحالة المجموعة، طلب إليهم أن سيرا على الأقدام في سريعة أو بطيئة (0.7 m/s) السرعة (1.4 م/ث). في حين أظهر كلا المشاركون الآثار اللاحقة (مشيه عدم التماثل بالمقارنة مع خط الأساس) في محاكمات OG السلطة الفلسطينية، هذه الآثار لم تكن كبيرة كتلك التي اختبرت في حلقة مفرغة، ولا يبدو أنها تتأثر كثيرا بسرعة المشي. الآثار في 1 مشارك الذين ساروا على الأرض بسرعة أبطأ كانت تقريبا بنفس حجم الآثار اللاحقة في 2 مشارك الذين ساروا على الأرض سرعة أكبر؛ وانعكس أيضا في تحليل المجموعة. في هذه التجربة خاصة، أجريت تجارب التكيف بعد انتهاء حلقة مفرغة لا لآثار المطحنة اختبارها أثناء المحاكمات الصيد كانت كافية لاختبار الفرضيات. مع ذلك، العديد من التجارب التي تختبر على الأرض الآثار اللاحقة بعد ذلك العودة إلى حلقة مفرغة لاختبار المطحنة الآثار23،26.

Figure 1
رقم 1: نموذج تجريبي (أ) وقطع خطوة بخطوة للتكيف سبليت-الحزام (ب)- (أ) في النموذج التجريبي، وكتل شغلها تشير إلى حلقة مفرغة (TM) سيرا على الأقدام، بينما فتح كتل تشير إلى المشي الأرض الزائدة (الجريدة الرسمية). فواصل بين كتل المطحنة تشير إلى أن حلقة مفرغة كان بإيجاز إلى إيقاف وإعادة تشغيله لإعادة تكوين حزام بسرعة. المحاكمات بطيئة، النطاق المرمز إليه بواسطة منخفض "S"، أجريت في 0.7 متر/ثانية؛ وكانت محاكمات سريعة ("و") في 1.4 m/s. بسرعة بطيئة وأحزمة سريعة أثناء المحاكمات سبليت-الحزام (SB) كانت 0.7 و 1.4 m/s، على التوالي. 10 s ربط حزام الصيد المحاكمات في بطء (جدا) وسرعات سريعة (جو) صدرت عشوائياً بالقرب من النهاية للتكيف. جميع المشاركين من ذوي الخبرة نموذج متطابقة حتى وصلت إلى مرحلة التكيف بعد التجربة، النقطة التي عينوا عشوائياً إلى مجموعة مشى الإفراط أرضية بطيئة أو سريعة. (ب) واحد المشاركين قطع خطوة بخطوة للتغييرات في الخطوة طول الفرق (أعلى) وضعف الدعم الفرق (أسفل). للإشارة، يتضح التماثل الكمال من المحور الأفقي في 0. الترميز باللون ويناظر ذلك في (أ). من هامزيي وآخرون. 25 مع إذن من سبرينغر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وقد أظهرت العديد من الدراسات الآن أن الشعب التكيف مع التنسيق مشيه في حلقة مفرغة سبليت-الحزام من أجل استعادة التماثل في معلمات التنسيق إينتيرليمب مثل طول الخطوة ومدة الدعم المزدوج. عندما تكون الشروط المشي الطبيعية المستعادة التالي تقسيم حزام المشي، يواصل المشاركون استخدام نمط مشيه تكييفها، مما أدى إلى الآثار التي يجب أن تكون نستوعبها بغية العودة إلى التنسيق المشي العادي. الباحثون تستخدم في المقام الأول تكييف معدل وأثر انتهاء السعة لقياس القدرة على التعرف على هذا النمط الجديد للمشي وإلى تعميم هذا التعليم إلى بيئات والمهام الأخرى سيرا على الأقدام. بشكل صحيح تفسير هذه التغييرات في معدلات التكيف والسعة بعد انتهاء مفعول يتطلب التقيد الدقيق بمفتاح الخطوات في التصميم التجريبي والنظر في العوامل الأخرى التي قد تؤثر على هذه التدابير. في المقاطع التالية، نحن تسليط الضوء على هذه الاعتبارات، مناقشة القياس المطحنة السرعة للمشتركين ارتفاعات مختلفة، ومناقشة كيفية ملاءمة هذه التقنية في مجال التعلم الحركي أوسع نطاقا.

الخطوات الحاسمة في إطار البروتوكول

العمل الموصوف في نتائج تمثيلية25،28 تشدد على أهمية النظر في سرعة المشي عند وضع بروتوكول تكيف سبليت-الحزام في الأفراد عصبيا سليمة. كما هو مبين في الشكل 1، آثار المطحنة أكبر عند أنها يتم اختبارها على أحزمة ربط مطابقة لسرعة الحزام أبطأ أثناء التكيف25،28. ولذلك، نوصي بأن البروتوكولات سبليت-الحزام تكون مصممة بحيث يمكن اختبار التنسيق الأساس المطحنة والآثار اللاحقة بنفس السرعة كحزام أبطأ أثناء التكيف. كما نوصي بأن المحققين يبدأ تحليل أثر انتهاء فقط بعد الأحزمة تصل إلى 80% السرعة النهائية منذ الاختلافات السرعة صغيرة جداً (0.2 m/s) يمكن أن تؤثر في حلقة مفرغة بعد انتهاء تأثير حجم28. من المثير للاهتمام، آثار ما بعد اختبارها خلال خلال المشي الأرض ليست حساسة للمشي السرعة كحلقة مفرغة آثار ما بعد25. ولذلك، من المهم أكثر دقة تحديد ومراقبة سرعة المشي خلال المحاكمات أثر انتهاء حلقة مفرغة مما عليه خلال على الأرض أثر بعد انتهاء المحاكمات في البالغين الشباب، سليمة عصبيا.

بالإضافة إلى التحكم في سرعة المشي، من المهم تقليل ديستراكتورس وغيرها من الأنشطة في غرفة الاختبار أثناء تجارب التكيف سبليت-الحزام. تستند هذه التوصية البحوث تبين أن مشاهدة برنامج تلفزيوني أثناء المشي حزام تقسيم تباطأت معدلات التكيف مقارنة بظروف غير تشتيت في كل صحية الأصغر سنا (< 30 عاماً)34 ، وكبار السن (> 50 عاماً)33 الكبار. إدراج الاستراحة في البروتوكول يمكن أن تؤثر أيضا على التكيف--العمل الأخيرة قد أظهرت أن البالغين أكثر من 50 سنة "ننسى" فواصل نمط تكييف خلال بقية مقاعدهم 5 دقيقة في بين المحاكمات حزام تقسيم سيرا على الأقدام، وحين يفعل البالغين الذين تقل أعمارهم عن 30 عاماً لا33. إذا تحدث فواصل خلال بروتوكول تقسيم حزام مطحنة، ينبغي توثيق وقت ومدة كل فاصل وربما يعتبر عاملاً في التحليل، لا سيما عندما عينة الدراسة يشمل الأفراد خلاف البالغين الشباب الأصحاء. إذا كان من المتوقع أن المشاركين سوف تحتاج إلى فواصل (مثلاًأو الأطفال الصغار أو السكان عرضه للتعب)، ينبغي إدماج فواصل موحدة بروتوكول الدراسة لجميع المشاركين35.

التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

وتوجد طائفة كبيرة من المشي بسرعة يمكن اعتبارها كجزء من بروتوكول المطحنة سبليت-الحزام. وفي حين يختار كثير من الباحثين لنسب عدد صحيح لحزام تقسيم السرعة (مثلاً، الاختلافات 2:1، 3:1، 4:1)، لا يوجد أي سبب لماذا لا يمكن أن تكون غيرها من النسب المستخدمة (مثلاً، كما هو الحال في يانغ et al. 31). وبالإضافة إلى ذلك، في حين يستخدم البروتوكول الحالي المطحنة نفسها بسرعة للجميع (جميع البالغين؛ وتم تعيينها عشوائياً إلى مجموعات مختلفة)، قد يكون من الضروري لضبط سرعة المطحنة لحجم الشخص الذي يجري اختباره. على سبيل المثال، في فاسوديفان et al. كان مقابل 35، تكييف سبليت-الحزام عبر أشخاص تتراوح أعمارهم بين 3-40 سنة؛ ومن الواضح كانت هناك اختلافات كبيرة في طول الساق عبر هذا النموذج. لحساب هذا، تم تحجيم المطحنة بسرعة وفقا لطول الساق. إذا كان طول الساق 1.0 متر، تم تعيين المطحنة سبليت-الحزام بسرعة إلى 1.0:2.0 m/s. إذا كان طول الساق 0.35 م، تم تعيين المطحنة سبليت-الحزام بسرعة إلى 0.35:0.7 m/s. أدى هذا النهج إلى حزام تقسيم السرعات التي يمكن التحكم فيها لجميع المشاركين، وعدم التناظر الأولية الناجمة عن تقسيم أحزمة قابلة للمقارنة عبر الفئات العمرية. منذ نشر هذه الورقة، استخدم مجموعتنا أيضا فرويد رقم36 لتطبيع السرعة المطحنة عبر المشاركون من ارتفاعات مختلفة37. عدد فرويد معلمة هو استخدامها لتطبيع حركة البندول مثل المشي في الشعب ذات أطوال مختلفة من الساق وتحت ظروف التحميل المختلفة. هذه العلاقة على أن المشي السرعة يتناسب مع الجذر التربيعي لطول الساق. ولذلك، قد يكون نهجاً أفضل في المستقبل لقياس السرعة مع الجذر التربيعي لطول الساق، وطول الساق ليست مطلقة. في حين قد تكون متنوعة بسرعة المطحنة المطلق في سبليت-حزام المطحنة البروتوكولات، نوصي بالحفاظ على نسبة متسقة حزام تقسيم سرعة عبر المشاركون.

حتى الآن في هذه المناقشة أبرزت ثلاثة عوامل كالاعتبارات الأساسية في تصميم التجارب سبليت-الحزام: المشي السرعة والهاء وفواصل. ومع ذلك، هذه ليست قائمة حصرية. وهناك العديد من تعديلات بروتوكول محتمل، بعضها بالفعل تبين أن تؤثر على التكيف و/أو الآثار اللاحقة، بما في ذلك إضافة أو الحرمان من المنبهات الحسية26،38،39 ،40، معدل تسارع أحزمة المطحنة في بداية المحاكمات سبليت-حزام27والممارسة هيكل29، وتوفير التغذية المرتدة أثناء التكيف34،41. الآثار اللاحقة بعد انقسام حزام المشي هي قوية جداً وقد تم تكرارها في دراسات عديدة (مثل 8،،من2425،،من2627، 28،29 , 35). إذا كان هذا البروتوكول لا يسفر عن آثار قوية، تتضمن الأسباب المحتملة الدماغ الضرر أو عدم النضج21،35،42، ونسب سرعة التكيف غير كافية، أو اختيار غير سليم ربط الحزام بسرعة لاختبار الآثار اللاحقة (انظر مناقشة الفرع (أ) و28من 25،).

القيود المفروضة على هذه التقنية

من المهم أن نعترف أن المطحنة حزام سبليت يقيم قدرة على أداء نوع واحد من التعلم الحركي. على وجه التحديد، فإنه يقوم بتقييم التكيف الحركي، وتعريفه باستخدام مصطلحات مارتن et al. 9 كعملية تدريجية، والتجربة والخطأ تعديل حركة المستفادة جيدا (مثلالمشي) ردا على رواية مقاومة السياق أو البيئة (مثلاً، تقسيم حزام المطحنة). وبعبارة أخرى، يمكن اعتبار التكيف الحركي كمكون واحد لتعلم المهارات الحركية، ولكن هناك أيضا العديد من آليات أخرى لتعلم حركة جديدة.

وبالمثل، هناك عدة طرق لقياس التكيف الحركي بما في ذلك تقييم مشيه الكينماتيكا8،10، حركية11،،من1213،14 ، الكتروميوجرافي6،،من1516، وتصور مشيه عدم التناظر7،17،،من1819. البروتوكول أعلاه يقتصر على مناقشة طول الخطوة والوقت دعم مزدوجة، كما تناولت هذه التدابير الأكثر تحديداً لدينا مسألة البحث في هامزيي et al. 25 فيما يتعلق بتعميم المكانية والزمانية للتكيف الحركي على أساس خطوة بخطوة. في حين إجراء مناقشة شاملة لكل تدبير من تدابير التكيف الحركي خارج عن نطاق هذه الورقة، توجد طائفة واسعة من بروتوكولات بديلة سبليت-حزام المطحنة ومقاييس النتائج، كل منها يمكن استخدامها لتقييم الفرضيات فريدة من نوعها.

قيد آخر من المطحنة سبليت-الحزام هو أن العديد من التدابير المستخدمة عادة للتكيف مشيه (مثلاً، طول الخطوة) التي تم التقاطها في نقاط زمنية منفصلة (مثلاً، ضربة كعب). ومع ذلك، المشي حركة مستمرة والتكيف هو عملية مستمرة، تحدث أثناء المشي. وبالتالي خفض العديد من الأساليب لتحديد التكيف عملية مستمرة وصولاً إلى نقاط زمنية منفصلة. قد يكون هذا مدعاة لقلق في وضع النماذج الحسابية، حيث مسار الوقت للتكيف مع متغير رئيسي (انظر مناقشة الفرع (ه) لمزيد من التفاصيل حول النمذجة الحسابية للبيانات التكيف).

أهمية هذه التقنية فيما يتعلق بالأساليب القائمة البديلة

في حين أن هذه ليست هي الطريقة الوحيدة التي للتكيف الحركي الدراسة والتعلم (مثلاً، أيضا انظر 43،،من4445،،من4647، 48،،من4950)، نموذج سبليت-حزام المطحنة لديه العديد من مواطن القوة. أولاً، المطحنة حزام تقسيم الرواية لمعظم الناس ومن السهل أن الناس الشاشة للتجربة الماضية المطحنة سبليت-الحزام. وهذا يتيح دراسة التكيف معه اضطراب رواية حقاً، خلافا لترجيح الساق، التعثر، أو تخطي العقبات، شهدت فيها الحيوانات الأكثر نضجاً، والأرضية، وارجل قبل. ثانيا، يتطلب لا تعليم، أطفال صغار جداً حتى31،35،42 والشعب مع موتور طوعي محدود التحكم (مثلاً، بعد إصابة المخ أو السكتة الدماغية)23، 51 , 52 لا يزال تنفيذ هذه المهمة. وفي الواقع، قد الناس مع مشيه غير المتناظر بعد السكتة الدماغية حتى تجربة الفوائد الطويلة الأجل في المشي التنسيق عقب المتكررة سبليت-حزام المطحنة تدريب53. وباختصار، المطحنة حزام تقسيم يوفر تقنية قوية لدراسة التكيف الحركي عبر العديد من السكان متنوعة مع مختلف التجارب الحركية، وحتى يتيح الإمكانية لفائدة علاجية لبعض.

التطبيقات المستقبلية أو الاتجاه بعد إتقان هذه التقنية

هناك العديد من الأسئلة التي لم تحل بعد حول العوامل التي تؤثر في تكييف سبليت-حزام المطحنة، بما في ذلك بعض النقاط التي أثيرت في قسم البروتوكول. على سبيل المثال، آثار نوع حركة الذراع (مثلاً، التمسك الحانات مقابل الأسلحة سوينغ بطبيعة الحال) وآثار هيمنة الساق على التكيف الحركي لم بعد يتم دقة التحقيق (على الرغم من أن نرى 54). وعلاوة على ذلك، حين بدأت مجموعة متنامية من الأعمال الحسابية نموذج عمليات التكيف الحركي10،55،،من5657، هذا المجال من التحقيق لا تزال متخلفة بالمقارنة مع الحسابية نمذجة العلوي أطرافهم أو العين التكييف الحركة (أي، ساككادي). وهذا التفاوت يعزى جزئيا إلى المشي يجري حركة أكثر تعقيداً من ساككاديس العين أو الوصول إلى، لأنه ينطوي على أطرافه اثنين، والمفاصل المتعددة، ويشرك النظم الأخرى المتصلة بمراقبة الوضعي والاستقرار. زيادة صعوبة المشي بيانات النمذجة أيضا يرجع ذلك إلى حقيقة أن المشي حركة مستمرة، بينما تصل إلى وساككاديس حركات منفصلة. الوصول إلى أول أو حركة العين في كتلة التكيف إرشادي للمشارك رد الفعل الأولى لتغيير معالم حسي حركي للمهمة. وفي المقابل، يتم الحصول على نقطة البيانات الأولى للمشي التكيف فقط مجرد حلقة مفرغة وصلت إلى 80% سرعة الهدف. بينما يحصل حلقة مفرغة تصل إلى سرعة، الساقين بجمع معلومات حول بسرعة نسبية من الحزام حتى قبل البدء في جمع البيانات. وهكذا، الوقت الذي يتم تسجيل أول نقطة بيانات في المشي التكيف، الشخص قد حصل على معلومات حول مهمة التكيف. اعتماداً على مدى سرعة يمكن ضبط الناس مشيه التنسيق لهذه المعلومات، قد تحدث عمليات التكيف قبل الخطوات الأولى أناليزابلي. يؤدي هذا أول رد فعل للانقسام-أحزمة لتغيير مع التعرض المتكرر29 وفي مختلف فئات المشاركين52، مشيراً إلى صعوبة في عملية النمذجة لأن نقطة البداية ليست دائماً نفس. ومع ذلك، بدأت بعض الأعمال الحسابية مثيرة جداً للاهتمام الظهورسوب class = "xref" > 10،55،،من5657، التي يرجح أن إثراء الميدان وتوليد توقعات حول كيف الناس سوف تستجيب لأشكال مختلفة من البروتوكول المطحنة سبليت-الحزام في المستقبل.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

تم تمويل هذا العمل من "أمريكية قلب جمعية العلماء التنمية منحة" (#12SDG12200001) فاسوديفان هاء. ر. هامزيي الانتماء الحالي هو قسم الهندسة الميكانيكية، جامعة بوسطن، بوسطن، ماجستير، الولايات المتحدة الأمريكية. هاء كيرك الانتماء الحالي هو إدارة "معهد MGH للمهن الصحية" للعلاج الطبيعي.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Split-belt treadmill Woodway
Codamotion CX1 Charmwood Dynamics, Ltd, Leicestershire, UK

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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 automatic recordings. Acta Physiol Scand Suppl. 521, 1-75 (1983).
  3. Forssberg, H., Grillner, S., Halbertsma, J., Rossignol, S. The locomotion of the low spinal cat. II. Interlimb coordination. Acta Physiol Scand. 108 (3), 283-295 (1980).
  4. Foth, E., Bassler, U. Leg movements of stick insects walking with five legs on a treadwheel and with one leg on a motor-driven belt. II. Leg coordination when step-frequencies differ from leg to leg. Biol Cybern. 51 (5), 319-324 (1985).
  5. Thelen, E., Ulrich, B. D., Niles, D. Bilateral coordination in human infants: stepping on a split-belt treadmill. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 13 (3), 405-410 (1987).
  6. Dietz, V., Zijlstra, W., Duysens, J. Human neuronal interlimb coordination during split-belt locomotion. Exp Brain Res. 101 (3), 513-520 (1994).
  7. Jensen, L., Prokop, T., Dietz, V. Adaptational effects during human split-belt walking: influence of afferent input. Exp Brain Res. 118 (1), 126-130 (1998).
  8. Reisman, D. S., Block, H. J., Bastian, A. J. Interlimb coordination during locomotion: what can be adapted and stored? J Neurophysiol. 94 (4), 2403-2415 (2005).
  9. Martin, T. A., Keating, J. G., Goodkin, H. P., Bastian, A. J., Thach, W. T. Throwing while looking through prisms. II. Specificity and storage of multiple gaze-throw calibrations. Brain. 119 (Pt 4), 1199-1211 (1996).
  10. Malone, L. A., Bastian, A. J., Torres-Oviedo, G. How does the motor system correct for errors in time and space during locomotor adaptation? J Neurophysiol. 108 (2), 672-683 (2012).
  11. Lauziere, S., et al. Plantarflexion moment is a contributor to step length after-effect following walking on a split-belt treadmill in individuals with stroke and healthy individuals. J Rehabil Med. 46 (9), 849-857 (2014).
  12. Mawase, F., Haizler, T., Bar-Haim, S., Karniel, A. Kinetic adaptation during locomotion on a split-belt treadmill. J Neurophysiol. 109 (8), 2216-2227 (2013).
  13. Ogawa, T., Kawashima, N., Obata, H., Kanosue, K., Nakazawa, K. Distinct motor strategies underlying split-belt adaptation in human walking and running. PLoS One. 10 (3), e0121951 (2015).
  14. Roemmich, R. T., Hack, N., Akbar, U., Hass, C. J. Effects of dopaminergic therapy on locomotor adaptation and adaptive learning in persons with Parkinson's disease. Behav Brain Res. 268, 31-39 (2014).
  15. Betschart, M., Lauziere, S., Mieville, C., McFadyen, B. J., Nadeau, S. Changes in lower limb muscle activity after walking on a split-belt treadmill in individuals post-stroke. J Electromyogr Kinesiol. 32, 93-100 (2017).
  16. Maclellan, M. J., et al. Muscle activation patterns are bilaterally linked during split-belt treadmill walking in humans. J Neurophysiol. 111 (8), 1541-1552 (2014).
  17. Hoogkamer, W., et al. Gait asymmetry during early split-belt walking is related to perception of belt speed difference. J Neurophysiol. 114 (3), 1705-1712 (2015).
  18. Vazquez, A., Statton, M. A., Busgang, S. A., Bastian, A. J. Split-belt walking adaptation recalibrates sensorimotor estimates of leg speed but not position or force. J Neurophysiol. 114 (6), 3255-3267 (2015).
  19. Wutzke, C. J., Faldowski, R. A., Lewek, M. D. Individuals Poststroke Do Not Perceive Their Spatiotemporal Gait Asymmetries as Abnormal. Phys Ther. 95 (9), 1244-1253 (2015).
  20. Jayaram, G., Galea, J. M., Bastian, A. J., Celnik, P. Human locomotor adaptive learning is proportional to depression of cerebellar excitability. Cereb Cortex. 21 (8), 1901-1909 (2011).
  21. Morton, S. M., Bastian, A. J. Cerebellar contributions to locomotor adaptations during splitbelt treadmill walking. J Neurosci. 26 (36), 9107-9116 (2006).
  22. Jayaram, G., et al. Modulating locomotor adaptation with cerebellar stimulation. J Neurophysiol. 107 (11), 2950-2957 (2012).
  23. Reisman, D. S., Wityk, R., Silver, K., Bastian, A. J. Split-belt treadmill adaptation transfers to overground walking in persons poststroke. Neurorehabil Neural Repair. 23 (7), 735-744 (2009).
  24. Choi, J. T., Bastian, A. J. Adaptation reveals independent control networks for human walking. Nat Neurosci. 10 (8), 1055-1062 (2007).
  25. Hamzey, R. J., Kirk, E. M., Vasudevan, E. V. Gait speed influences aftereffect size following locomotor adaptation, but only in certain environments. Exp Brain Res. 234 (6), 1479-1490 (2016).
  26. Torres-Oviedo, G., Bastian, A. J. Seeing is believing: effects of visual contextual cues on learning and transfer of locomotor adaptation. J Neurosci. 30 (50), 17015-17022 (2010).
  27. Torres-Oviedo, G., Bastian, A. J. Natural error patterns enable transfer of motor learning to novel contexts. J Neurophysiol. 107 (1), 346-356 (2012).
  28. Vasudevan, E. V., Bastian, A. J. Split-belt treadmill adaptation shows different functional networks for fast and slow human walking. J Neurophysiol. 103 (1), 183-191 (2010).
  29. Malone, L. A., Vasudevan, E. V., Bastian, A. J. Motor adaptation training for faster relearning. J Neurosci. 31 (42), 15136-15143 (2011).
  30. Musselman, K. E., Roemmich, R. T., Garrett, B., Bastian, A. J. Motor learning in childhood reveals distinct mechanisms for memory retention and re-learning. Learn Mem. 23 (5), 229-237 (2016).
  31. Yang, J. F., Lamont, E. V., Pang, M. Y. Split-belt treadmill stepping in infants suggests autonomous pattern generators for the left and right leg in humans. J Neurosci. 25 (29), 6869-6876 (2005).
  32. Roemmich, R. T., Bastian, A. J. Two ways to save a newly learned motor pattern. J Neurophysiol. 113 (10), 3519-3530 (2015).
  33. Malone, L. A., Bastian, A. J. Age-related forgetting in locomotor adaptation. Neurobiol Learn Mem. 128, 1-6 (2016).
  34. Malone, L. A., Bastian, A. J. Thinking about walking: effects of conscious correction versus distraction on locomotor adaptation. J Neurophysiol. 103 (4), 1954-1962 (2010).
  35. Vasudevan, E. V., Torres-Oviedo, G., Morton, S. M., Yang, J. F., Bastian, A. J. Younger is not always better: development of locomotor adaptation from childhood to adulthood. J Neurosci. 31 (8), 3055-3065 (2011).
  36. Alexander, R. M. Optimization and gaits in the locomotion of vertebrates. Physiol Rev. 69 (4), 1199-1227 (1989).
  37. Vasudevan, E. V., Patrick, S. K., Yang, J. F. Gait Transitions in Human Infants: Coping with Extremes of Treadmill Speed. PLoS One. 11 (2), e0148124 (2016).
  38. Eikema, D. J., et al. Optic flow improves adaptability of spatiotemporal characteristics during split-belt locomotor adaptation with tactile stimulation. Exp Brain Res. 234 (2), 511-522 (2016).
  39. Mukherjee, M., et al. Plantar tactile perturbations enhance transfer of split-belt locomotor adaptation. Exp Brain Res. 233 (10), 3005-3012 (2015).
  40. Finley, J. M., Statton, M. A., Bastian, A. J. A novel optic flow pattern speeds split-belt locomotor adaptation. J Neurophysiol. 111 (5), 969-976 (2014).
  41. Long, A. W., Roemmich, R. T., Bastian, A. J. Blocking trial-by-trial error correction does not interfere with motor learning in human walking. J Neurophysiol. 115 (5), 2341-2348 (2016).
  42. Musselman, K. E., Patrick, S. K., Vasudevan, E. V., Bastian, A. J., Yang, J. F. Unique characteristics of motor adaptation during walking in young children. J Neurophysiol. 105 (5), 2195-2203 (2011).
  43. Gordon, C. R., Fletcher, W. A., Melvill Jones, G., Block, E. W. Adaptive plasticity in the control of locomotor trajectory. Exp Brain Res. 102 (3), 540-545 (1995).
  44. Savin, D. N., Tseng, S. C., Morton, S. M. Bilateral adaptation during locomotion following a unilaterally applied resistance to swing in nondisabled adults. J Neurophysiol. 104 (6), 3600-3611 (2010).
  45. Lam, T., Wirz, M., Lunenburger, L., Dietz, V. Swing phase resistance enhances flexor muscle activity during treadmill locomotion in incomplete spinal cord injury. Neurorehabil Neural Repair. 22 (5), 438-446 (2008).
  46. Yen, S. C., Schmit, B. D., Wu, M. Using swing resistance and assistance to improve gait symmetry in individuals post-stroke. Hum Mov Sci. 42, 212-224 (2015).
  47. Lam, T., Anderschitz, M., Dietz, V. Contribution of feedback and feedforward strategies to locomotor adaptations. J Neurophysiol. 95 (2), 766-773 (2006).
  48. Handzic, I., Barno, E. M., Vasudevan, E. V., Reed, K. B. Design and Pilot Study of a Gait Enhancing Mobile Shoe. Paladyn. 2 (4), (2011).
  49. Haddad, J. M., van Emmerik, R. E., Whittlesey, S. N., Hamill, J. Adaptations in interlimb and intralimb coordination to asymmetrical loading in human walking. Gait Posture. 23 (4), 429-434 (2006).
  50. Noble, J. W., Prentice, S. D. Adaptation to unilateral change in lower limb mechanical properties during human walking. Exp Brain Res. 169 (4), 482-495 (2006).
  51. Choi, J. T., Vining, E. P., Reisman, D. S., Bastian, A. J. Walking flexibility after hemispherectomy: split-belt treadmill adaptation and feedback control. Brain. 132 (Pt 3), 722-733 (2009).
  52. Vasudevan, E. V., Glass, R. N., Packel, A. T. Effects of traumatic brain injury on locomotor adaptation. J Neurol Phys Ther. 38 (3), 172-182 (2014).
  53. Reisman, D. S., McLean, H., Keller, J., Danks, K. A., Bastian, A. J. Repeated split-belt treadmill training improves poststroke step length asymmetry. Neurorehabil Neural Repair. 27 (5), 460-468 (2013).
  54. MacLellan, M. J., Qaderdan, K., Koehestanie, P., Duysens, J., McFadyen, B. J. Arm movements during split-belt walking reveal predominant patterns of interlimb coupling. Hum Mov Sci. 32 (1), 79-90 (2013).
  55. Finley, J. M., Long, A., Bastian, A. J., Torres-Oviedo, G. Spatial and Temporal Control Contribute to Step Length Asymmetry During Split-Belt Adaptation and Hemiparetic Gait. Neurorehabil Neural Repair. 29 (8), 786-795 (2015).
  56. Roemmich, R. T., Long, A. W., Bastian, A. J. Seeing the Errors You Feel Enhances Locomotor Performance but Not Learning. Curr Biol. 26 (20), 2707-2716 (2016).
  57. Mawase, F., Shmuelof, L., Bar-Haim, S., Karniel, A. Savings in locomotor adaptation explained by changes in learning parameters following initial adaptation. J Neurophysiol. 111 (7), 1444-1454 (2014).

Tags

السلوك، 126 قضية، الحركة، تكييف موتور، التعلم الحركي، الذاكرة الحركية، والتنسيق إينتيرليمب، التعميم، مشيه، المشي، سبليت-حزام المطحنة
استخدام حلقة مفرغة سبليت-حزام لتقييم تعميم التكيف الحركي البشري
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Vasudevan, E. V. L., Hamzey, R. J.,More

Vasudevan, E. V. L., Hamzey, R. J., Kirk, E. M. Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation. J. Vis. Exp. (126), e55424, doi:10.3791/55424 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter