Waiting
Login processing...

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

Behavior

באמצעות ההליכון פיצול-חגורה כדי להעריך הכללה של עיבוד גינקולוגיות אנושי

Published: August 23, 2017 doi: 10.3791/55424
Automatic Translation
1,2, 1,2, 2
1Physical Therapy, School of Health Technology and Management, Stony Brook University, 2Motor Learning Lab, Moss Rehabilitation Research Institute, Einstein Healthcare Network

Summary

אנו מתארים פרוטוקול על חקירת עיבוד גינקולוגיות אנושי באמצעות ההליכון פיצול-חגורה, שבו יש שתי חגורות יכול לנהוג בכל רגל במהירות שונה. אנו מתמקדים באופן ספציפי על פרדיגמה שנועד לבחון את ההכללה של דפוסי גינקולוגיות מותאם הקשרים הליכה שונים (למשל, מהירויות ההליכה, הליכה סביבות).

Abstract

הבנת המנגנונים שבבסיס הלמידה גינקולוגיות מסייעת לחוקרים ולמטב קלינאים הילוך הסבה במסגרת שיקום מוטורי. עם זאת, ללמוד למידה גינקולוגיות האנושי יכול להיות מאתגר. במהלך הינקות והילדות, מערכת עצב-שריר היא די לא בוגר, לא סביר כי למידה גינקולוגיות בשלבים המוקדמים של פיתוח נשלטת על ידי אותם מנגנונים כמו לבגרות. בני האדם זמן להגיע לבגרות, הם כל כך בקיא הליכה כי קשה לבוא עם משימה הרומן מספיק ללמוד למידה גינקולוגיות de novo . ההליכון פיצול-חגורה, הכולל שתי חגורות יכול לנהוג בכל רגל במהירות שונה, מאפשר המחקר של שניהם קצרים – (קרי, מיידית) לטווח ארוך (כלומר, מעל דקות-ימים; צורת למידה מוטורית) הליכה שינויים בתגובה הרומן שינוי הסביבה הליכה. אנשים יכולים בקלות להיות מוקרן חשיפה קודמת ההליכון פיצול-חגורה, ובכך להבטיח כי כל המשתתפים ניסיוני אין (או שווה ערך) ניסיון קודם. מאמר זה מתאר פרוטוקול הסתגלות טיפוסי הליכון פיצול-חגורה המשלבת שיטות בדיקה לכמת לימוד גינקולוגיות, הכללה זו הלמידה כדי בהקשרים אחרים הליכה. דיון על שיקולים חשובים לעיצוב פיצול-חגורה הליכון ניסויים כדלקמן, לרבות גורמים כמו הליכון חגורה מהירויות, הפסקות למנוחה distractors. בנוסף, פוטנציאל אבל understudied מבלבלים משתנים (למשל, תנועות היד, ניסיון קודם) נחשבים בדיון.

Introduction

הליכון פיצול-חגורה יש שתי חגורות יכול לנהוג בכל רגל במהירות שונה או בכיוון אחר. התקן זה השימוש הראשון היה לפני 45 שנה ככלי ללמוד תיאום בין הרגליים (קרי, תיאום interlimb) במהלך הליכה1. זה, ומחקרים נוספים מוקדם בשימוש בעיקר חתולים2,1,דגם ניסיוני3, אבל חרקים היו גם למדה4. החקירות הראשונה של פיצול-חגורה ומכניקה אצל תינוקות אנושיים ומבוגרים יצאו לאור בשנת 1987 ו- 1994, בהתאמה5,6. אלה מחקרים ראשוניים בבעלי חיים אנושיים וטכנולוגיים אנושיות נחקרו בעיקר לטווח קצר (קרי, מיידית) התאמות בתיאום interlimb כדי לשמור על יציבות והתקדמות קדימה כאשר הרגליים מונעים במהירויות שונות. מחקר 1995 ציין כי תקופות ארוכות יותר (מספר דקות) של פיצול-חגורה הליכה בתפקודם של מבוגרים אדם תופסים את ההליכון חגורה מהירות ולבצע התאמות במדויק על מנת להשוות מהירויות בכל צד. הדבר מצביע על כי המיפוי sensorimotor של הליכה הייתה חותמת7. עם זאת, זה לא היה עד 2005 כי הראשון קנטית הדו"ח המפורט של מנוע עיבוד אנושי מעל 10 דקות של הליכה הליכון פיצול-חגורה היה שפורסמו8.

מנוע עיבוד מתייחס תהליך מונחה שגיאה שבמהלכו מיפויים sensorimotor של תנועות ראתה מותאמות בתגובה הביקוש החדש, צפוי9. זה צורה של למידה מוטורית המתרחשת על פני תקופת אימון מורחב (דקות עד שעות) ואת תוצאות ב after-effects, שהינם שינויי דפוס התנועה בעת הסרת הדרישה ו/או תנאים יחזרו לקדמותם. לדוגמה, הליכה על פיצול-חגורות בתחילה גורם לאנשים ללכת בתיאום interlimb א-סימטרי, הדומה צליעה. במשך מספר דקות של הליכה פיצול-חגורה, אנשים מסתגלים תיאום ההליכה שלהם כך ההליכה שלהם הופכת יותר סימטרי. כאשר שתי חגורות לחזור לאחר מכן באותה המהירות (קרי קשרו חגורות), וכך לשקם תנאים רגילים הליכה, אנשים להדגים השפעות על ידי הליכה בתיאום אסימטרי. השפעות אלה חייב להיות פעיל בטל מותאם או שתיאר זאת במשך מספר דקות של קשר-חגורה הליכה לפני תיאום הליכה רגילה הוא משוחזר8.

בעקבות של ריזמן. 2005 et al. 8 ניתוח קנטית חגורת פיצול הליכה אצל בני אדם, גדל השימוש ההליכון פיצול-חגורה במחקר שפורסם כ כוחנו לעומת העשור הקודם. ? למה ההליכון פיצול-חגורה נהיה יותר פופולרי ככלי ניסיוני? פיצול-חגורה ambulation היא בבירור פעילות המעבדה – אנלוגי בעולם האמיתי הקרוב ביותר הוא מפנה או הליכה במעגל צפוף, אבל ההליכון פיצול-חגורה המניע גירסה הרבה יותר קיצוני של פונה, עם רגל אחת מונעים שתיים עד ארבע פעמים מהר יותר מאשר האחרים. העובדה כי פיצול-חגורה הליכון הוא שמשימה מהלך חריג מציע מספר יתרונות לימוד למידה גינקולוגיות. ראשית, זה רומן עבור רוב האנשים ללא קשר לגיל ועצמאית של הליכה ניסיון; קל למשתתפים ניסיוני מסך עבור חידוש של פיצול-חגורה הליכה. שנית, פיצול-חגורה ההליכון גורם לשינויים נכבד בתיאום interlimb לא נפתרות במהירות. שיעור האיטי יחסית של הסתגלות והתאמה דה-לאפשר לנו ללמוד איך הדרכה התערבויות יכול לשנות את המחירים הללו ללא מתקרבים תקרה. שלישית, את קנטית8,10,12,קינטי11,13,14, electromyographic6,15,16 , תפיסתי7,17,18,19 שינויים המתרחשים עם הליכון פיצול-חגורה הסתגלות היית למד היטב, כמו גם שליטה עצבית של משימה זו20 21, ,22. במילים אחרות, עיבודים על ההליכון פיצול-חגורה כבר תיעד, משוכפלים על-ידי מספר קבוצות שונות, שהופך את פעילות הלמידה גינקולוגיות מאופיין היטב.

בעשר השנים האחרונות, מספר מחקרים הראו הטבע ספציפיים פעילות או הקשר של פיצול-חגורה הסתגלות. After-effects בעקבות פיצול-חגורה הסתגלות מופחתים בצורה משמעותית משרעת אם הם נבחנים בתנאים שונים לפי מצב אימונים. לדוגמה, השפעות קטנות, אם האדם הוא עבר לסביבה שונה (למשל, ובשטח הליכה23), מבצעת משימה גינקולוגיות שונות (למשל, לאחור הליכה או ריצה13, 24), או אפילו הולך במהירות השונה מן המהירות של החגורה איטי במהלך עיבוד25. המאמצים להקים פרמטרים המסדירים את ההכללה של הסתגלות גינקולוגיות מתנהלות.

מטרת המאמר היא לתאר את פרוטוקול להצפנה באמצעות ההליכון פיצול-חגורה לחקור עיבוד גינקולוגיות אנושי, הכללה של התבנית מותאם כדי בהקשרים אחרים הליכה (קרי, הליכה במהירויות שונות, סביבות). בעוד הפרוטוקול המתואר כאן הוא רוב ישירות נגזרת בשימוש. Hamzey et al. 25 (איור 1), יצוין כי פרוטוקול זה נמסר על ידי מספר מחקרים שקדמו לו8,23,24,26, 27,28. השיטה פותחה במקור כדי לבדוק את ההשערה כי שמירה על קביעות הליכה מהירות בין ההליכון, מעל הקרקע סביבות תשפר הכללה של פיצול-חגורה צועדת אלה סביבות שונות25. במקטע פרוטוקול להלן, אנחנו נותנים הוראות כיצד לשחזר גירסה זו של השיטה פיצול-חגורה מהממת, עם הערות המציינות כמה צעדים פרוטוקול מסוימים עשוי להיות שונה כדי למטרות בשיטה שונה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי ועדת הבדיקה מוסדי באוניברסיטה בסטוני ברוק.

1-הגדרת ניסיוני

הערה: עיין הקבצים המשלימים 1-הגדרות עבור הגדרות של מונחים נפוצים בשימוש במחקרים פיצול-חגורה ההליכון.

  1. מסך כל המשתתפים עבור ניסיון קודם עם ההליכון פיצול-חגורה.
    הערה: אנשים הוכחו readapt מהר יותר אל ההליכון פיצול-חגורה בעקבות חשיפה מוקדמת של זה 29 , 30. ציר הזמן על אילו אנשים " לשכוח " ההליכון פיצול-חגורה לא ידוע כיום; לפיכך, ניסיון קודם עם ההליכון פיצול-חגורה עשוי להיות מבלבלים משתנה אם היא לא נשלטת.
  2. מבצעים בדיקות כל בסביבה שקטה, ולצמצם פעילות בחדר הבדיקות.
  3. סט למעלה ההצעה מעקב המערכת (בהתאם להוראות המערכת) לתנועה הרשומה על הליכון פיצול-חגורה ועל מעל הקרקע שביל.
    הערה: לדוגמה, בפרוטוקול הנוכחי ישמש תנועה מערכת מעקב עם סמנים LED פעיל. ארבע יחידות עילית חצובה חיישן זיהה את מיקום תלת ממדי סמני פעיל, עם שתי יחידות המוטלות על הצדדים (בצד ימין ושמאל של ההליכון) ושניים משני צדי שבעה מ' מעל הקרקע שביל.
  4. לצייד את המשתתף עם ההצעה מעקב סמנים, אלקטרומיוגרפיה, וכו '.
  5. שקול לרבות חציצה בין שתי חגורות של הליכון פיצול-חגורה כדי למנוע את הרגליים מלחצות לחגורה contralateral. מחיצה זו אינה הדבר הכרחי לחלוטין למבוגרים נוירולוגית אך עשוי להיות שימושי עבור בדיקות ילדים או אוכלוסיות קליניות. שימו לב כי הנוכחות של מחיצה סביר מגביר רוחב שלב; עם זאת, במידה שבה זה משפיע על פיצול-חגורה הסתגלות אינו ידוע.
  6. להגדיר רתמה בטיחות על ההליכון כדי להגן על המשתתף מנפילה במהלך הליכה הליכון.
    הערה: הרתמה צריך לא לתמוך במשקל הגוף, אלא אם זה חלק של שאלת המחקר. למרות נפילה במהלך הליכה הליכון ונדירה, לוחות אתיקה מחקר רבים דורשים שימוש רתמה בטיחות.
  7. שמור על עקביות ביד תנועה על פני הפרדיגמה ניסיוני ועל -פני המשתתפים. כאשר מחליטים על הסוג של תנועת הזרוע (למשל, מחזיק מעקות, מנופף ידיים באופן טבעי), לשקול מה יהיה נוח עבור קבוצת הנושא, אם ידך טיפוסי מטשטש את הניראות של סמנים קריטי להשתמש עבור תנועה ללכוד ( למשל, עבור סמני להציב על הירכיים).
    1. בין תנועת היד, להורות לכל המשתתפים להחזיק חזק בידיות תוך הפעלה ועצירה של ההליכון לבטיחות.
  8. לשמור על עקביות בדו העליה מעבר פרדיגמה נסיונית.
    הערה: לידע שלנו, כל הפרוטוקולים הליכון פיצול-חגורה שפורסמו, כולל הנוכחי, יש בשימוש אפס העליה על הליכון וכן מעל הקרקע הליכה.

2. תקופת בסיסית

הערה: מטרת תקופת בסיסית היא להקים איזו קואורדינציה הליכה רגילה הוא עבור כל אדם. תיאום בסיסית צריך להיבדק בכל התנאים שבהם נבדקים after-effects. לדוגמה, בפרוטוקול הנוכחי, after-effects נבדקו במהלך הליכון, ובשטח הליכה במהירויות שונות (0.7 ו- 1.4 m/s). לכן, בסיסית מעל הקרקע, הליכון ניסויים ב 0.7 ו- 1.4 m/s נכללו. פעולה זו מאפשרת השוואה ישירה של השפעות על תיאום הליכה בסיסית באותה מהירות, ההקשר. ובשטח הליכה בסיסית ניסויים ניתן לסלק כאשר מטרות הניסוי אינם כוללים הכללה כדי מעל הקרקע הליכה.

  1. עבור מעל הקרקע בסיסית ניסויים, להורות את המשתתף ללכת מעל הקרקע על שביל שבו ניתן לאסוף נתונים לכידת תנועה. לאסוף מינימום של 10 מחזורים פסיעה להקים את הבסיס מעל הקרקע הליכה.
    1. אם ההצעה ללכוד את המערכת מאפשרת רק עבור לכידת תנועה בתוך מרחב מוגבל, יש את המשתתף לבצע מספר מעברים (למשל, ניסויים) בחלל לכידת תנועה. בסוף כל משפט, להורות את המשתתף כדי להפסיק, להסגיר את המקום, ולהתכונן החוקר ' זה הסימן להתחיל מהמבחן הבא.
    2. עבור כל משפט, ודא כי לפחות שני מחזורים פסיעה מתבצעות בתוך החלל לכידת תנועה, לא כולל את מחזורי פסיעה הראשון והאחרון.
      הערה: מחזורי פסיעה התחלתי וסופי ייפסל מניתוח כפי שהם צעדים האצה/ההאטה, מצב יציב לא הליכה.
    3. יש את המשתתפים לבצע מספר (בדרך כלל עשר) יותר קרקע הליכה ניסויים.
      1. הצורך למהירות מסוימת, יש ההליכה המשתתף במהירות כזו על ההליכון (על קשרו חגורות) כדי להכיר אותו/אותה עם המשימה. לאחר מכן, להעביר בחזרה אל השביל, להורות המשתתף ללכת באותה מהירות כמו הוא עשה על ההליכון, וזמן המשתתף במהלך כל ניסיון של מעל הקרקע הליכה. לתת משוב מילולי בין בכל ניסוי כדי להאיץ או להאט למטה, אם יש צורך 25.
  2. לניסויים בסיסית על ההליכון, להורות את המשתתף ללכת על קשורות-חגורות מינימלית 1-5
    הערה: זה מהווה משפט יחיד בסיסית. אם המשתתף לא מוכר עם הליכון הליכה, תקופה זו עשויה להיות מאורכים כדי לאפשר לאדם להיות נוח עם הפעילות.
    1. להתאים speed(s) של התוכנית הבסיסית ניסויים speed(s) שבה ההשפעות ייבדק, כדי לאפשר השוואה של תיאום מראש ובהתאמה שלאחר ההליכה במהירויות המקביל.
      הערה: מספר בסיסית ניסויים (קרי, רחובות 1-5 דקות) במהירויות שונות קשורות-חגורה ייתכן שיידרש; לדוגמה, בפרוטוקול הנוכחי, ניסויים בסיסית במהירויות קשורות-חגורה של 0.7 מ'/s ו- 1.4 m/s נאספו מכיוון שהן היו. המהירויות המשמשים להערכת after-effects.

3. תקופת הסתגלות

הערה: המשתתפים לא צריך להיות הורה כי הם עומדים ללכת על פיצול-חגורות. בניסויים רבים, כולל הנוכחי, המשתתפים לא נאמר חגורות יהיו קשור - או פיצול-; הם פשוט נאמר כאשר ההליכון הפעלה או עצירה. זה מאפשר הנסיין למדוד את ההשפעות של שינוי בלתי צפויות בסביבת מהלכת.

  1. בעוד המשתתף עומד על החגורות הליכון נייח, להתחיל את ההליכון פיצול-חגורה עם חגורה אחד רץ מהר יותר מאשר האחרים ולאפשר את המשתתף ללכת לפחות 7 דקות (10-15 דקות הוא נפוץ יותר).
    1. להורות המשתתף תסתכל ישר קדימה, לא למטה לרגליהם.
    2. להגדיר מהירות חגורה אחת מהר יותר מאשר האחרים (למשל, 2-3 קיפול ההבדלים בין מהירויות חגורה).
      הערה: יחס מהירות גבוהה יותר שימשו בעבר 8 , 31. בפרוטוקול הנוכחי משתמש 0.7:1.4 m/s עבור יחס של 2:1.
      1. אקראי איזו רגל הוא מונע על ידי רצועת איטי או לבחור בעקביות רגל אחת (דומיננטית או האחרת) כמו הרגל. הוא מונע על ידי רצועת איטי יותר.
      2. המהירות חגורה דיפרנציאלית עשוי להיות מוצג בהדרגה (חגורה מהיר מהירות הוא קושי מהירות חגורה מצטבר מוגברת ו/או איטינפש ירד במשך מספר דקות) או בפתאומיות (מהמיקום נעצר, חגורות להאיץ למהירות היעד בתוך שניות).
        הערה: הדרך כי פיצול-חגורות הציג יכול להשפיע על איך אנשים להתאים כמה טוב הם מעבירים את התבנית מותאם לסביבות הליכה שונים, עד כמה הם מחדש להסתגל פיצול-חגורות 24 שעות מאוחר יותר 27 , 32. תוך זמן קצר, רוב פיצול-חגורה הליכה פרוטוקולים (כולל הנוכחי) להציג את הפיצול-החגורות בפתאומיות.
      3. אם הוא צפוי כי מעברי יהיה צורך (למשל, עבור ילדים צעירים, מבוגרים או אנשים עם ניידות מוגבלת), להוסיף הפסקות למנוחה מראש הפרוטוקול עבור כל המשתתפים. ודא כי האורך של הפסקות אלה עקביים; מעברי בלתי צפויות צריך להיות מוקלט, מתוזמן, כמו זה עשוי להיות גורם שיש לקחת בחשבון כאשר ניתוח 33.

4. לתפוס את המשפט

הערה: לתפוס ניסויים מבוצעים על ההליכון (קשרו חגורות), משמשים מבחן בקצרה את המשתתף ' s after-effects כה בפרוטוקול, המציין כמה הם הסתגלו. משפט לתפוס הוא קצר (בדרך כלל < 20 s) תקופת קשורות-חגורה הליכה להעריך במהירות הפיתוח של after-effects במהלך תקופת הסתגלות פיצול-חגורה.

  1. פעם המשתתף יש בהתאמה מלאה פיצול-חגורות (מינימום של 7 דקות הליכה פיצול-חגורה), בקצרה הפסק החגורות והפעל מחדש את ההליכון עם שתי חגורות ריצה באותה מהירות. ביצוע המשפט לתפוס על-ידי הפעלת ההליכון באותה מהירות כמו רצועת איטי במהלך עיבוד פיצול-חגורה 28 כל after-effects יהיה הגדול ביותר כאן.
    1. להגדיל את משרעת תוצר לוואי בעקבות פיצול-חגורה הסתגלות-0.7:1.4 m/s, לבצע את הניסוי לתפוס 0.7 מ'/s.
  2. כדי להמתיק דה-הסתגלות, לסיים את המשפט לתפוס (קרי, להפסיק את ההליכון) ברגע שהמשתתף לקח חמישה צעדים-הרצוי לתפוס מהירות למשפט (~ s 10-15).
  3. להעריך השפעות בניסויים לתפוס ביצע מספר מהירויות הליכה שונים (או שינויים אחרים הליכה הקשרי, למשל, העברות, הליכה לאחור 24), מחדש להתאים את המשתתף למשך לפחות 2 דקות- פיצול-חגורות בין כל אחת לתפוס את המשפט.
    הערה: הסדר של ניסויים לתפוס צריך להיות אקראי 25 ו/או לתפוס במשפט הראשון צריך להיות נבדק מחדש לקראת סוף תקופת הסתגלות כדי לקבוע אם חלה ירידה שיטתית בגודלם תוצר לוואי עם מיתוג חוזרות בין קשורות-חגורות (לתפוס את הניסויים) פיצול-חגורות (הסתגלות מחדש) 28.
  4. בעקבות האחרון לתפוס את המשפט, לעצור את ההליכון ולהפעיל אותו מחדש עם פיצול-חגורות (תצורה זהה כמו עיבוד - ראה שלב 3.1.2) למשך 2-5 דקות לאפשר את המשתתף להסתגל מחדש.

5. עיבוד שלאחר-בדיקות after-effects במהלך מעל הקרקע הליכה

הערה: שלב זה הוא אופציונלי והוא תלוי מטרות הניסוי. בפרוטוקול הנוכחי, המטרות כללו ההערכה של הכללה כדי מעל הקרקע הליכה, ובכך עיבוד שלאחר מעל הקרקע בדיקות נקודה היה כלול.

  1. לעצור את ההליכון ולהעביר את המשתתף מעל הקרקע שביל באמצעות כיסא גלגלים, כדי למנוע ממשתתפים נקיטת פעולות שיכול להעיד לפני להתקרב לאזור ההקלטה.
  2. להורות המשתתף ללכת לאורך השביל ישנם בזמינות, כמו שלב 2.1.
    1. אם מהירות ההליכה ספציפי רצוי, להורות יחידים כדי לשכפל את התוכנית הבסיסית הליכה במהירות 25-
    2. לחלוטין לשטוף-out ובשטח הליכה after-effects אז זה אנשים לחזור קואורדינציה הבסיסית שלהם, יש את המשתתפים לבצע 10-15 הליכה עובר על שישה מ' מעל הקרקע שביל
      הערה: זה הוכח להיות 26 , מספיק 27 וכמויות בערך 30 צעדים 27. אם מעל הקרקע הליכה לא ברציפות נרשם (למשל, עובר מספר נלקחים דרך אזור הקלטה), יהיו מספר שלבים אינן מנותחות בין אחד מעל הקרקע ללכת למשפט, כפי המשתתף מאיטה, פונה במקום, ו מתחיל ללכת לכיוון השני. הקצב של הסתגלות והתבקשתי על הקרקע שלאחר הסתגלות (OG PA) ניסויים לפרש בזהירות אלא אם כן הסידור ניסיוני מאפשר הקלטה רציפה של מעל הקרקע הליכה.

6. עיבוד שלאחר-בדיקות after-effects במהלך הליכון הליכה

הערה: כמו שלב 5, שלב זה הוא אופציונלי והוא תלוי מטרות המחקר. אם תקופה OG הרשות הפלסטינית הייתה כלולה, התקופה שלאחר עיבוד עוקבות הליכון בדיקות לנוכחות של הליכון after-effects לאחר מעל הקרקע after-effects היה סחף 23 , 26 , 27. אם היה אין תקופת OG הרשות, תקופת הסתגלות שלאחר הליכון יכול לשמש כדי להעריך השפעות על ההליכון (הראשון צעדים 1-5 של הסתגלות שלאחר) ו/או דה-עיבוד הליכון שיעורי 22 , 29 , 34-

  1. אם אין הרשות OG, בסוף תקופת הסתגלות, עוצרים את ההליכון ולהתחיל מחדש עם חגורות קשורות. אם היה מעל קרקע תקופת ההליכה, להשתמש הגלגלים להעברת המשתתף לחזור ההליכון נייח, הפעל מחדש עם קשרו חגורות; הגלגלים חשוב לצמצם את מספר השלבים לא נרשמים.
    1. פשוט למדוד גודל תוצר לוואי, להקליט קשורות-חגורה הליכה לתקופה קצרה (למשל, 30 s). על מנת להעריך את המחירים של דה-הסתגלות, להקליט קשורות-חגורה רציפה הליכה במשך לפחות 10 דקות כדי להבטיח שטיפה מלאה-out של after-effects.
    2. להגדיר את המהירות של חגורות קשורות במהלך התקופה שלאחר הסתגלות לפי וההשערות דיגמנה, כמו הליכון הגדול after-effects להתרחש כאשר המהירות קשורות-חגורה תואמת של החגורה איטי במהלך עיבוד פיצול-חגורה 25 , 28. אם הסתגלות מבוצע במהירויות פיצול-חגורה של 0.7 ו- 1.4 m/s, להגדיר את מהירות חגורה קשור ב 0.7 מטר לשנייה כדי לבחון את השפעות הגדול.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הליכה על הליכון פיצול-חגורה בתחילה גורמת asymmetries גדול בתיאום interlimb. על פני תקופה של 10-15 דקות, משוחזר בהדרגה סימטריה רבות של אמצעים אלה. תיאורים של איך קנטית שינוי פרמטרים הליכה מפורטים על הקורס של פיצול-חגורה הליכון הסתגלות היו שפורסם במקומות אחרים8,10. מאמר זה מתמקד בשני מדדים של תיאום interlimb: שלב אורך ומשך תמיכה כפולה. אורך צעד מחושב כמרחק הקדמי-אחוריים בין שתי הרגליים (כלומר, המרחק בין ההצעה מעקב סמני מונחת על malleoli לרוחב)-הקשר הראשוני (קרי, השביתה העקב). אורך שלב איטי מחושב כאשר הרגל על החגורה איטי ינחת; אורך צעד מהיר מחושבת על הרגל מהר העקב השביתה. אורך צעד בראש ובראשונה נחשבת מידה המרחבי של תיאום interlimb, למרות שזה גם יכול להיות מושפע על ידי שינויים בתזמון של דהירה10. משך התמיכה זוגי הוא מדד הטמפורלי של תיאום interlimb, הגדיר את משך התקופה כאשר שתי הרגליים נמצאים במגע עם הקרקע; תמיכה כפולה איטי מתרחשת בסוף תנוחת הרגל לאט, תמיכה במהירות כפולה-עמידת מסוף הרגל מהר. משך התמיכה זוגי הוא דיווח כאחוז של משך מחזור הפסיעה עצומה בגודלה. אורך צעד וגם משך התמיכה כפול, ההבדלים בין הערכים המתקבלים בכל רגל לתת מדד של הליכה סימטריה (הילוך סימטרי: ההבדל = 0; הילוך אסימטרי: בשל ההבדל 0). הערכים המוחלטים של שני מדדים אלה במהלך עיבוד שלאחר הליכה מכונים באופן קולקטיבי "תוצר לוואי amplitudes".

איור 1 מציג נציג תוצאות של שני המשתתפים הליכון פיצול-חגורה ניסוי25. המשתתפים היו מבוגרים צעירים (< גיל 40) ללא מפציעות נוירולוגיים או אורטופדי או מחלות. מטרת ניסוי זה היתה לבחון כיצד במהירות הליכה משפיע על הביטוי של פיצול-חגורה הליכון after-effects בסביבות שונות (קרי, הליכה על ההליכון והליכה על הקרקע). הניסוי החל בסיסית הליכה תקופות על ההליכון, מעל הקרקע במהירויות שונות של הליכה (0.7 ו- 1.4 m/s); מהירויות ההליכה אותו אלה שימשו כדי לבדוק את השפעות בהמשך הניסוי. שני המשתתפים הלך ליד-סימטרי מרחבי (שלב אורך ההבדל) הטמפורלית (תמיכה כפול ההפרש) תיאום interlimb במהלך ניסויים אלה בסיסית.

בשלב הבא, המשתתפים הלך על פיצול-חגורות עם הרגל הדומיננטית שלהם על החגורה מהיר (חגורה מהירות איטית: 0.7 m/s; חגורה מהיר מהירות: 1.4 m/s). הפיצול-החגורות בתחילה המושרה asymmetries בתיאום interlimb, אבל, מעל מספר צעדים, שני המשתתפים הותאם לשחזור סימטרייה בסיסית. לאחר 10 דקות של הליכה פיצול-חגורה, החגורות היו שהפסקתי והתחלתי מחדש עם שתי חגורות ריצה באותה מהירות כדי לקבוע גודל תוצר לוואי (קרי, לתפוס ניסויים). אלה לתפוס הליכון בניסויים נבדקו השפעות ב 0.7 m/s ו- 1.4 מטר לשנייה (סדר אקראי), עם תקופת הסתגלות מחדש 2 דקות בין לבין. בניסויים לתפוס, שני המשתתפים הראו השפעות שבאו לידי ביטוי כמו asymmetries מול מהכיוון של אסימטריה המושרה על ידי פיצול-חגורה ההליכון בתחילת תקופת הסתגלות. After-effects נבדק במהירות איטית (0.7 m/s) היו גדולים יותר מאלה שנבדקו במהירות מהירה (1.4 m/s), תוצאה של אושר בקבוצה מנתח25,28.

בעקבות המשפט לתפוס הסופי, המשתתפים המותאמים מחדש פיצול-חגורות, ואז הועברו על ידי גלגלים כדי שהמעבר לניסויים OG הרשות הפלסטינית. בהתאם קבוצת המשימה, הם התבקשו לצעוד לאט (0.7 m/s) או מהיר מהירות (1.4 m/s). בעוד שני המשתתפים הפגינו after-effects (הילוך asymmetries בהשוואה בסיסית) בניסויים OG הרשות, השפעות אלה לא היו כל כך גדולים כמו אלה נבדק על ההליכון, וגם הם הופיעו יושפעו באותה מידה על ידי הליכה מהירות. After-effects 1 משתתף מי ניגש הקרקע במהירות איטית יותר היו בערך באותו גודל after-effects 2 משתתף מי ניגש הקרקע במהירות מהר יותר; זה גם בא לידי ביטוי בניתוח קבוצה. בניסוי מסוים זה, הליכון עיבוד שלאחר הניסויים נערכו לא כי ההליכון after-effects שנבדקו במהלך ניסויים לתפוס היו מספיקות לבדוק את ההשערות. עם זאת, ניסויים רבים כי מבחן מעל הקרקע after-effects לחזור לאחר מכן ההליכון כדי לבדוק את ההליכון after-effects23,26.

Figure 1
איור 1: פרדיגמה נסיונית (א) וחלקות צעד אחר צעד של פיצול-חגורה הסתגלות (ב). (א) ב פרדיגמה נסיונית, רחובות מלא מצביעים על ההליכון (TM) הליכה, כאשר היא פתוחה רחובות מצביעים על הקרקע יתר (OG) הליכה. הפסקות בין רחובות הליכון מציינים כי ההליכון בקצרה הופסקה והופעלה מחדש להגדיר מחדש את החגורה מהירויות. נערכו ניסויים איטי, מסומן על ידי תחתי 'S', 0.7 m/s; ניסויים מהר ("F") היו 1.4 m/s. מהירויות של להאטה וחגורות מהיר במהלך פיצול-חגורה (SB) היו 0.7 ו- 1.4 m/s, בהתאמה. 10 s קשורות-חגורה לתפוס ניסויים-איטי (CS) ואת מהירויות מהיר (CF) הורו באקראי ליד הקצה של הסתגלות. כל המשתתפים מנוסים של הפרדיגמה זהה עד שהגיע השלב שלאחר הסתגלות של הניסוי, באיזה שלב הם חולקו באופן אקראי לקבוצת לאט או מהר ישנם בזמינות הליכה. (b) יחיד פסיעה על ידי-צעד-משתתף, חלקות שינויים בשלב אורך ההבדל (למעלה) ואת ההבדל תמיכה כפולה (למטה). לעיון, סימטריה מושלמת מוצג על ידי הציר האופקי ב 0. קודי הצבע מקביל זה ב (). מ- Hamzey et al. 25 באישור שפרינגר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

מחקרים רבים הראו עכשיו כי אנשים להתאים קואורדינציה בהליכה על הליכון פיצול-חגורה כדי לשחזר סימטריה דו-צדדית תיאום interlimb פרמטרים כמו אורך צעד והמשך תמיכה כפולה. כאשר התנאים הליכה טבעית משוחזרת הבאים פיצול-חגורה הליכה, המשתתפים להמשיך באמצעות התבנית ' מותאמים הילוך, שמוביל לתופעות לוואי מעוכבות צריכה להיות שתיאר זאת כדי לחזור בתיאום הליכה רגילה. חוקרים משתמשים בעיקר משרעת תוצר לוואי וקצב עיבוד לכמת את היכולת ללמוד תבנית הליכה חדשה זו הכללה זו ללמוד סביבות ומשימות הליכה האחרים. כראוי לפרש שינויים אלה המחירים הסתגלות, תוצר לוואי משרעת דורש זהירות ההקפדה מפתח צעדים תכנון ניסויים, התחשבות גורמים אחרים שעשוי להשפיע על אמצעים אלו. בסעיפים הבאים, אנו להדגיש שיקולים אלו, לדון קנה הליכון מהירות עבור המשתתפים בגבהים שונים, ולדון כיצד טכניקה זו מתאים לשטח למידה מוטורית רחבה יותר.

שלבים קריטיים בתוך פרוטוקול

העבודה המתוארות תוצאות נציג25,28 מדגישה את החשיבות של שוקל את מהירות ההליכה בעת פיתוח פרוטוקול עיבוד פיצול-חגורה אצל אנשים נוירולוגית. כפי שמוצג באיור1, הליכון after-effects הם הגדול ביותר כאשר הם נבחנים על חגורות קשורות תואם מהירות של החגורה איטי במהלך עיבוד25,28. לכן, אנו ממליצים כי פיצול-חגורה פרוטוקולים להיות מתוכננים כך after-effects ותיאום בסיסית של הליכון יכול להיבדק באותה מהירות כמו רצועת איטי במהלך עיבוד. בנוסף, אנו ממליצים כי החוקרים מתחילים תוצר לוואי לניתוח רק לאחר החגורות להגיע 80% של המהירות הסופית שלהם מאז מהירות קטנה מאוד הבדלים (0.2 m/s) יכול להשפיע על ההליכון תוצר לוואי גודל28 מעניין, after-effects שנבדקו במהלך מעל הקרקע הליכה אינם רגישים כמו הליכה מהירות כמו הליכון after-effects25. לכן, חשוב יותר בדיוק בחר ובקרת מהירות ההליכה במהלך הליכון תוצר לוואי מאשר במהלך מעל הקרקע ניסויים תוצר לוואי במבוגרים צעירים, נוירולוגית.

בנוסף לשליטה מהירות ההליכה, חשוב למזער את distractors ואת פעילות אחרת בחדר בדיקות במהלך עיבוד פיצול-חגורה ניסויים. המלצה זו מבוססת על מחקרים המראים כי צופה בתוכנית טלויזיה במהלך פיצול-חגורה הליכה האטה הסתגלות המחירים בהשוואה לתנאי שאינו מפריע בשני בריא צעיר (< 30 שנה)34 ומעלה (> 50 שנה)33 מבוגרים. שילוב הפסקות למנוחה הפרוטוקול יכול להשפיע גם הסתגלות - עבודה אחרונים הראו כי מבוגרים מעל גיל 50 "לשכוח" שדפוס מותאם במהלך לשבת 5 דקות מנוחה פורץ פנימה בין פיצול-חגורה הליכה ניסויים, ואילו מבוגרים צעירים יותר בן 30 לא33. אם מעברי להתרחש במהלך נוהל פיצול-חגורה הליכון, הזמן ואת משך הזמן של כל מעבר צריך להיות מתועד, אולי נחשב כגורם בניתוח, במיוחד כאשר המדגם במחקר כולל יחידים שאינם בוגרים צעירים בריאים. אם הוא צפוי כי המשתתפים יצטרכו מעברי (למשל, ילדים צעירים או אוכלוסיות רגישים עייפות), מעברי מתוקננת צריך ניתן לשלב פרוטוקול המחקר עבור כל המשתתפים35.

שינויים ופתרון בעיות

קיים מגוון גדול של הליכה מהירויות יכול להיחשב כחלק פרוטוקול פיצול-חגורה הליכון. בעוד חוקרים רבים לבחור במספרים שלמים יחסי למהירות פיצול-חגורה (למשל, ההבדלים 2:1, 3:1, 4:1), אין שום סיבה למה יחסי אחרים לא יכולים להיות משומשים (למשל, כמו יאנג. ואח 31). בנוסף, בעוד משתמשת בפרוטוקול הנוכחי ההליכון באותה מהירות לכולם (מבוגרים; מוקצות באופן אקראי לקבוצות שונות), ייתכן צורך להתאים את מהירויות הליכון לגודל של האדם נבדק. לדוגמה, ב. Vasudevan et al. 35, עיבוד פיצול-חגורה הושווה על פני אנשים בגילאים 3-40 שנים; ברור היו הבדלים גדולים בין אורך הרגל על פני את הדוגמית הזו. לקחת בחשבון זה, הליכון מהירויות היו מדורגים על פי אורך הרגל. אם אורך הרגל היה 1.0 m, פיצול-חגורה הליכון מהירויות מוגדר על 1.0:2.0 m/s. אם אורך הרגל היה 0.35 מ', פיצול-חגורה הליכון מהירויות מוגדר על 0.35:0.7 m/s. גישה זו הובילה מהירויות פיצול-חגורה שהיו לניהול עבור כל המשתתפים, אסימטריה ראשונית הנגרמת על ידי פיצול-חגורות היה דומה בכל קבוצות הגיל. מאז פורסם המאמר, הקבוצה שלנו גם השתמשה מספר פראוד36 לנרמל את ההליכון במהירות על פני משתתפי בגבהים שונים37. מספר פראוד הוא פרמטר שהוא משמש לנרמל את תנועת המטוטלת כמו הליכה אצל אנשים באורכים שונים הרגל ובתנאים העמסה שונים. קשר זה קובע כי הליכה מהירות היא מידתית לשורש הריבועי של אורך הרגל. לכן, גישה טובה יותר בעתיד ייתכן לשינוי גודל מהירות עם השורש הריבועי של אורך הרגל, ואת אורך הרגל לא מוחלט. בעוד המהירות המוחלטת הליכון יכול להיות מגוונים פיצול-חגורה הליכון בפרוטוקולים, אנו ממליצים על שמירה על יחס מהירות פיצול-חגורה עקבית על-פני המשתתפים.

עד כה בדיון זה שלושה גורמים היו מודגשים כמו שיקולים העיקרי בתכנון ניסויים פיצול-חגורה: הליכה מהירות, הסחת דעת, מעברי. עם זאת, זו אינה רשימה ממצה. ישנם שינויים פרוטוקול אפשריים רבים, שחלקם כבר הוכחו להשפיע על הסתגלות ו/או after-effects, כולל תוספת או מניעת גירויים26,38,39 ,40, קצב ההאצה של הליכון חגורות בתחילת פיצול-חגורה ניסויים27, תרגול מבנה29ו מתן משוב במהלך עיבוד34,41. After-effects בעקבות פיצול-חגורה הליכה הם מאוד חזקים, ששוכפלו במחקרים רבים (למשל 8,24,25,26,27, 28,29 , 35)-אם פרוטוקול זה לא תגרום השפעות חזקות, גורמים אפשריים כוללים אסטרוציטומה נזק או חוסר בגרות21,35,42, יחס מהירות עיבוד לקוי או לא תקין מבחר מהירות קשורות-חגורה כדי לבדוק את השפעות (ראה דיון בסעיף (א) ו- 25,28).

מגבלות של טכניקה זו

חשוב להכיר ההליכון פיצול-חגורה מעריך את היכולת לבצע סוג אחד של למידה גינקולוגיות. באופן ספציפי, הוא מוערך הסתגלות גינקולוגיות, מוגדרת על ידי שימוש בטרמינולוגיה של מרטין. et al. 9 כתהליך הדרגתי, משפט--שגיאה של שינוי תנועה למדתי היטב (למשל, הליכה) בתגובה רומן perturbing הקשר או הסביבה (למשל, פיצול-חגורה ההליכון). במילים אחרות, הסתגלות גינקולוגיות יכול להיחשב מרכיב אחד של יכולות מוטוריות למידה, אבל יש גם הרבה מנגנונים אחרים ללימוד תנועה חדשה.

בדומה לכך, קיימות מספר דרכים כדי לכמת הסתגלות גינקולוגיות כולל הערכה של דהירה קינמטיקה8,10, קינטיקה11,12,13,14 , אלקטרומיוגרפיה6,15,16, ותפיסה של דהירה אסימטריה7,17,18,19. הפרוטוקול הנ ל מוגבלת את הדיון על שלב אורך וזמן תמיכה כפולה, כמו אמצעים אלה התייחס ביותר במיוחד שאלת המחקר שלנו ב- Hamzey. et al. 25 לגבי יכולות ההכללה של הסתגלות גינקולוגיות על בסיס שלב אחר שלב. בעוד דיון מקיף בכל מידה של הסתגלות גינקולוגיות מעבר להיקף של מאמר זה, קיים מגוון רחב של הליכון פיצול-חגורה חלופי פרוטוקולים ואמצעים התוצאה, שכל אחד מהם יכול לשמש כדי להעריך את השערות ייחודי.

מגבלה נוספת של הליכון פיצול-חגורה הוא אמצעים נפוצים רבים של הסתגלות הילוך (למשל, אורך צעד) נלכדים בנקודות זמן בדידים (למשל, השביתה העקב). עם זאת, הליכה היא תנועה רציפה, הסתגלות היא תהליך מתמשך, המתרחש תוך כדי הליכה. שיטות רבות של הסתגלות לכימות ובכך להפחית את תהליך מתמשך עד נקודות זמן בדידים. זה יכול להיות חשש ב דוגמנות חישובית, איפה הקורס זמן של הסתגלות משתנה מפתח (ראה דיון בסעיף (e) לקבלת פרטים נוספים אודות מידול חישובית של עיבוד נתונים).

המשמעות של הטכניקה לגבי שיטות קיימות/אלטרנטיבית

אמנם זה לא השיטה היחידה שבה המחקר גינקולוגיות ההסתגלות והלמידה (למשל, גם ראה 43,44,45,46,47, 4849,,50), הפרדיגמה פיצול-חגורה הליכון יש עוצמות רבות. ראשית, הליכון פיצול-חגורה הוא רומן עבור רוב האנשים וזה קל לאנשים מסך על ניסיון העבר של פיצול-חגורה הליכון. פעולה זו מאפשרת למידת ההסתגלות ההפרעות באמת הרומן, בניגוד שקלול הרגל, מציק, או צעד מעל מכשולים, אילו חיות הכי בוגרת, יבשתי, רגליים חוו לפני. שנית, דרושה אין הוראה, ילדים צעירים מאוד31,35,42 , אנשים עם מוגבלות מוטורית מרצון שליטה (למשל, לאחר פגיעה שבץ או במוח)23, 51 , 52 ניתן עדיין לבצע משימה זו. למעשה, אנשים עם הילוך אסימטרי בעקבות שבץ מאי אפילו ניסיון יתרונות לטווח ארוך הליכה תיאום בעקבות חוזרות ונשנות על ההליכון פיצול-חגורה הדרכה53. לסיכום, ההליכון פיצול-חגורה מציעה טכניקה חזקה ללמוד הסתגלות גינקולוגיות על פני אוכלוסיות מגוונות רבות עם חוויות גינקולוגיות שונות, אפילו מציע את האפשרות של יתרון טיפולי לחלק.

יישומים עתידיים או כיוון לאחר שליטה בטכניקה זו

ישנם הרבה שאלות נותרו בלתי פתורות על הגורמים המשפיעים על עיבוד פיצול-חגורה הליכון, כולל כמה נקודות שהתעוררו במקטע פרוטוקול. לדוגמה, את ההשפעות של הסוג של תנועת הזרוע (למשל, מחזיק ברים לעומת הנדנדה הזרועות באופן טבעי) ואת ההשפעות של הרגל השליטה על הסתגלות גינקולוגיות לא ובכל זאת ביסודיות נחקרו (למרות לראות 54). יתר על כן, בעוד גופה הגוברת של עבודה חישובית החלה לדגמן תהליכי הסתגלות גינקולוגיות10,55,56,57, אזור זה של חקירה הוא עדיין לא מפותח בהשוואה חישובית דוגמנות של עיבודים תנועה (קרי, saccade) העליון של האיבר או עין. פער זה נובע בחלקו הולך להיות תנועה יותר מסובך מאשר saccades להגיע או עין, כי זה כרוך שתי גפיים, המפרקים מרובים, ועוסק במערכות אחרות הקשורות בתנוחה שליטה ויציבות. הקושי מוגברת של דוגמנות הליכה נתונים הוא גם בשל העובדה כי הליכה היא תנועה רציפה, ואילו להגיע והם saccades תנועות דיסקרטית. יד ראשונה או תנועת העין בבלוק הסתגלות הוא מרמז על התגובה הראשונית של המשתתף הפרמטרים sensorimotor שונה של הפעילות. לעומת זאת, נקודת הנתונים הראשון להליכה הסתגלות מתקבל רק לאחר ההליכון הגיעה 80% ממהירות היעד שלה. בזמן ההליכון במהירות, הרגליים נאספים פרטים על המהירות היחסית של החגורה עוד לפני איסוף נתונים מאותחלת. לפיכך, עד נקודת הנתונים הראשון נרשם הליכה הסתגלות, האדם כבר השיג מידע אודות הפעילות הסתגלות. תלוי כמה מהר אנשים יכולים להתאים הילוך תיאום למידע זה, תהליכי הסתגלות שמתבצעים לפני בקופסאת הצעדים הראשונים. פעולה זו גורמת התגובה הראשונה פיצול-חגורות לשינוי עם חשיפות חוזרות ונשנות29 , בקבוצות שונות52, מוסיף קושי בתהליך הדוגמנות כי נקודת המוצא אינה תמיד זהה. בכל זאת, קצת עבודה חישובית מאוד מעניין החלה להסתמןמה המצב class = "xref" > 10,55,56,57, כי סביר להניח להעשיר את השדה ואת ליצור תחזיות על איך אנשים יגיבו וריאציות שונות של פרוטוקול פיצול-חגורה הליכון בעתיד.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו מחקריו זכו למימון של האמריקאי הלב האגודה מדען מענק פיתוח (#12SDG12200001) כדי אי Vasudevan. השתייכות הנוכחי של רבי Hamzey היא המחלקה להנדסת מכונות, אוניברסיטת בוסטון, בוסטון, מסצ'וסטס, ארה ב. השתייכות הנוכחי של אי קירק הוא מכון MGH למקצועות הבריאות מחלקת פיזיותרפיה.

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

התנהגות גיליון 126 גפיים הסתגלות מוטוריים למידה מוטורית זיכרון תנועתי תיאום interlimb הכללה הילוך הליכה הליכון פיצול-חגורה
באמצעות ההליכון פיצול-חגורה כדי להעריך הכללה של עיבוד גינקולוגיות אנושי
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