Waiting
Login processing...

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

Behavior

Ved hjælp af en Split-bælte løbebånd at evaluere generalisering af menneskelige bevægeapparatet tilpasning

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

Vi beskriver en protokol for at undersøge menneskelige bevægeapparatet tilpasning ved hjælp af split-bælte løbebånd, som har to bælter, der kan drive hvert ben på en anden hastighed. Vi fokuserer specifikt på et paradigme, der er designet til at teste generalisering af tilpasset bevægeapparatet mønstre til forskellige omvandrende sammenhænge (fxgangart hastigheder, walking miljøer).

Abstract

Forstå mekanismerne underliggende bevægeapparatet læring hjælper forskere og klinikere optimere gangart omskoling som en del af motor rehabilitering. Men at studere menneskers bevægeapparatet læring kan være udfordrende. Under spædbarnsalder og barndom, det neuromuskulære system er ganske umodne, og det er usandsynligt, at bevægeapparatet læring i tidlige stadier af udvikling er underlagt de samme mekanismer som i voksenalderen. Af tid menneskene bliver kønsmodne, de er så dygtige til at gå, at det er vanskeligt at komme med en tilstrækkelig roman opgave at studere de novo bevægeapparatet læring. Split-bælte løbebånd, som har to bælter, der kan drive hvert ben på en anden hastighed, giver mulighed for undersøgelse af både kort-(dvs.umiddelbar) og lang sigt (dvs.over minutter-dage, en form for motoriske læring) gangart ændringer som reaktion på en Roman ændring i den omvandrende miljø. Enkeltpersoner kan nemt screenes for tidligere eksponering for split-bælte løbebånd, hvilket sikrer at alle eksperimentelle deltagere ingen har (eller tilsvarende) forudgående erfaring. Dette papir beskriver en typisk split-bælte løbebånd tilpasning protokol, der inkorporerer testmetoder for at kvantificere bevægeapparatet læring og generalisering af denne læring til andre walking sammenhænge. En drøftelse af vigtige overvejelser for design split-bælte løbebånd eksperimenter følger, herunder faktorer som løbebånd bælte hastigheder, pauser og forkerte. Derudover potentielle men forsømt konfunderende variabler (fxarmbevægelser, forudgående erfaring) betragtes i diskussionen.

Introduction

En split-bælte løbebånd har to bælter, der kan drive hvert ben på en anden hastighed eller i en anden retning. Denne enhed blev første gang brugt over 45 år siden som et redskab til at studere koordinering mellem benene (dvs, interlimb koordinering) under gang1. Dette og andre tidlige undersøgelser primært brugt katte som en eksperimentel model1,2,3, men insekter blev også undersøgt4. De første undersøgelser af split-bælte bevægelse i menneskelige spædbørn og voksne blev offentliggjort i 1987 og 1994, henholdsvis5,6. Disse indledende undersøgelser i både menneskelige og ikke-menneskelige dyr undersøges for det meste kort sigt (dvs.umiddelbar) justeringer i interlimb koordinering for at bevare stabilitet og frem progression, når benene er drevet med forskellige hastigheder. En 1995 undersøgelse bemærkes, at længere perioder (flere minutter) af split-bælte walking forringet evne til voksne mennesker til præcist opfatter løbebånd bælte hastighed og foretage justeringer for at udligne hastigheder på hver side. Dette tyder på, at sensorimotor kortlægning af walking havde været rekalibrerede7. Men det var ikke indtil 2005, først detaljerede kinematiske betænkning af menneskelige motor tilpasning over 10 minutter af split-bælte løbebånd walking blev udgivet8.

Motor tilpasning henviser til en fejl-drevet proces, hvorunder sensorimotor tilknytninger af godt lærde bevægelser justeres som svar på en ny og forudsigelig efterspørgsel9. Det er en form for motordrevne læring, der opstår over en udvidet praksis periode (minutter til timer) og resultater i eftervirkninger, som ændringer i bevægelse når efterspørgslen er fjernet og/eller betingelser vende tilbage til normal. For eksempel, får gå på split-bælter i første omgang folk til at gå med asymmetriske interlimb koordinering, der ligner en halte. Over flere minutter af split-bælte walking tilpasse folk deres omvandrende koordinering således at deres gangart bliver mere symmetrisk. Når de to bælter senere vende tilbage til den samme hastighed (dvs. bundet-remme), vise dermed genoprette normal omvandrende betingelser, mennesker eftervirkninger ved at gå med asymmetriske koordinering. Disse eftervirkninger skal være aktivt de-tilpasset eller ulærde over flere minutter af bundet bælte gå før normal walking koordinering er restaureret8.

Efter 2005 Reisman et al. 8 kinematiske analyse af split bælte walking i mennesker, brugen af split-bælte løbebånd i offentliggjort forskning steget ca ti gange i forhold til det foregående årti. Hvorfor bliver split-bælte løbebånd mere populær som en eksperimentel værktøj? Split-bælte ambulation er klart et laboratorium opgave – den nærmeste virkelige analoge at dreje eller gå i en stram cirkel, men split-bælte løbebånd inducerer en langt mere ekstreme version af drejning, med det ene ben bliver drevet to - til fire - gange hurtigere end den anden. Det faktum, at split-bælte løbebånd er et meget usædvanligt omvandrende opgave giver flere fordele for at studere bevægeapparatet læring. For det første er nyt for de fleste mennesker uanset alder og uafhængig af omvandrende erfaring; Det er nemt at skærmen eksperimentelle deltagere til nyhed i split-bælte omvandrende. Andet, split-bælte løbebånd inducerer betydelige ændringer i interlimb koordinering, der ikke hurtigt løses. De relativt langsomme satser for tilpasning og nedtrapning tilpasning tillade os at studere hvordan forskellige uddannelse interventioner kan ændre disse priser uden nærmer sig et loft. Tredje, den kinematiske8,10, kinetic11,12,13,14, Elektromyografi6,15,16 , og perceptuelle7,17,18,19 ændringer, der opstår med split-bælte løbebånd tilpasning har været velundersøgte, som har den neurale kontrol af denne opgave20 ,21,22. Med andre ord, har tilpasning af split-bælte løbebånd været dokumenteret og replikeret af flere forskellige grupper, hvilket gør dette til et godt karakteriseret bevægeapparatet læring opgave.

I de sidste ti år, har flere undersøgelser vist opgave - og kontekst-specifikke karakter af split-bælte tilpasning. Eftervirkninger efter split-bælte tilpasning reduceres betydeligt i amplitude, hvis de er testet under forskellige betingelser fra den uddannelse betingelse. For eksempel eftervirkninger er mindre, hvis personen, der er flyttet til et andet miljø (f.eks.over jorden gå23), udfører en anden bevægeapparatet opgave (f.eks., bagud walking eller ved løb13, 24), eller endda går ved en hastighed, der adskiller sig fra langsommere Båndets hastighed under tilpasning25. Bestræbelser på at indføre parametre vedrørende generalisering af bevægeapparatet tilpasning er igangværende.

Formålet med dette papir er at beskrive en protokol for ved hjælp af split-bælte løbebånd for at undersøge menneskelige bevægeapparatet tilpasning og generalisering af den tilpasset mønster til andre walking sammenhænge (dvs., forskellige omvandrende hastigheder og miljøer). Mens protokollen beskrevet her er de fleste direkte afledt fra, bruges i Hamzey et al. 25 (figur 1en), det skal bemærkes, at denne protokol blev informeret af en række undersøgelser, der gik forud8,23,24,26, 27,28. Metoden blev oprindeligt udviklet for at teste hypotesen at opretholde uforanderlighed i walking hastighed mellem løbebånd og over jorden miljøer vil forbedre generalisering af split-bælte gå på tværs af disse forskellige miljøer25. I protokollen nedenfor giver vi vejledning i at kopiere denne version af metoden split-bælte løbebånd med noter, der angiver, hvordan bestemte protokol trin kan ændres til forskellige metode henblik.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

alle procedurer er blevet godkendt af den institutionelle Review Board på Stony Brook University.

1. eksperimentel Set-up

Note: der henvises til Supplerende fil 1-definitioner for definition af fælles termer i split-bælte løbebånd eksperimenter.

  1. Skærm alle deltagerne for forudgående erfaring med split-bælte løbebånd.
    Bemærk: Folk har vist til readapt hurtigere at split-bælte løbebåndet efter en forudgående udsættelse for det 29 , 30. Tidsskalaen over hvilke mennesker " glemmer " split-bælte løbebånd kendes ikke i øjeblikket; forudgående erfaring med split-bælte løbebånd kan således en forstyrrende variabel hvis det ikke styres.
  2. Udføre alle test i et roligt miljø, og minimere aktivitet i den test værelse.
  3. Sæt op en motion tracking system (ifølge system instruktioner) til at registrere bevægelse på en split-bælte løbebånd og på en over jorden gangbro.
    Bemærk: For eksempel den nuværende protokol brugt en bevægelsessporing system med aktive LED markører. Fire stativ monterede sensorenhederne opdaget tre-dimensionelle placeringen af de aktive markører, med to enheder placeret på hver side (højre og venstre på løbebåndet) og to på hver side af et 7 m over jorden gangbro.
  4. Outfit deltageren med bevægelsessporing markører, Elektromyografi mv.
  5. Overveje herunder en partition mellem de to bælter af split-bælte løbebånd at forhindre ben fra passage over til de kontralaterale bælte. Denne partition er ikke strengt nødvendigt for neurologisk intakte voksne men kan være nyttige til at teste børn eller kliniske populationer. Bemærk, at tilstedeværelsen af en partition sandsynligvis øger trin bredde; omfang som dette påvirker split-bælte tilpasning er dog ukendt.
  6. Oprette en sikkerhedssele over løbebånd at beskytte deltageren falder under løbebånd walking.
    Bemærk: Seletøjet bør ikke støtte kropsvægt, medmindre dette er en del af forskningsspørgsmål. Selvom henhørende under løbebånd walking er overordentlig sjælden, mange forskning etiske nævn kræver sikkerhed sele brug.
  7. Bevar konsistens i arm bevægelighed på tværs af de eksperimentelle paradigme og deltagere. Når beslutte hvilken slags arm bevægelse (f.eks. holding gelændere, svinge armene naturligt), overveje capture hvad vil være behageligt for gruppen emne og om typiske arm swing vil sløre synligheden af kritiske markører, der anvendes til motion) f.eks. for markører placeret på hofter).
    1. Uanset arm bevægelse, instruere alle deltagere at holde håndlister mens start og stop løbebånd for sikkerhed.
  8. Bevare sammenhængen i hældning på tværs af de eksperimentelle paradigme.
    Bemærk: Til vores viden, alle offentliggjorte split-bælte løbebånd protokoller, herunder den nuværende, har brugt nul hældning til løbebånd og over jorden vandre.

2. Baseline perioden

Bemærk: Formålet med den oprindelige periode er at fastslå, hvad normal omvandrende koordinering er for hver person. Baseline koordinering bør testes i alle de betingelser, hvorpå eftervirkninger er testet. For eksempel, i den nuværende protokol, blev eftervirkninger testet under løbebånd og over jorden går med forskellige hastigheder (0,7 og 1,4 m/s). Derfor, baseline over jorden og løbebånd forsøg på 0,7 og 1,4 m/s var inkluderet. Dette giver mulighed for en direkte sammenligning af eftervirkningerne til baseline omvandrende koordinering i den samme hastighed og kontekst. Over jorden vandre grundlinje forsøg kan fjernes når de eksperimentelle målsætninger ikke omfatter generalisering til over jorden vandre.

  1. For over jorden baseline forsøg, instruere deltager til at gå over jorden på en gangbro hvor motion capture data kan indsamles. Indsamle mindst 10 skridtlængde cyklusser at fastlægge grundlinjen over jorden vandre.
    1. Hvis motion capture system kun giver mulighed for motion capture inden for en begrænset plads, har deltageren udføre flere passerer (fx, forsøg) gennem motion capture plads. For enden af hvert forsøg instruere deltager til stop, drej på plads, og forberede forskeren ' s cue til at begynde den næste retssag.
    2. For hvert forsøg, sikre, at mindst to skridtlængde cyklusser er udført inden for motion capture plads, ikke herunder første og sidste skridtlængde cyklusser.
      Bemærk: Disse indledende og afsluttende skridtlængde cyklusser bliver kasseret fra analyse, som de er acceleration/deceleration fremskridt, ikke steady-state walking.
    3. Har deltagerne udføre flere (typisk 10) over jorden gå forsøg.
      1. Evt en bestemt hastighed, har de deltager gang ved denne hastighed på løbebåndet (på bundet-bælter) til at sætte ham/hende med opgaven. Derefter flytte tilbage til gangbro, instruere deltager til at gå med samme hastighed som han gjorde på løbebånd, og tid deltageren under hver retssag af over jorden vandre. Give verbal feedback i mellem hvert forsøg at hastighed op eller bremse ned, hvis det er nødvendigt 25.
  2. For løbebånd baseline forsøg, instruere deltager at gå på bundet-bælter til 1-5 min.
    Bemærk: Dette udgør en enkelt baseline retssag. Hvis deltageren er bekendt med løbebånd walking, kan denne periode forlænges for at tillade personen at blive fortrolig med opgaven.
    1. Match hastigheder af baseline forsøg til de hastigheder, hvormed eftervirkningerne vil blive testet, for at give mulighed for sammenligning af før og efter tilpasning gangart koordinering på tilsvarende hastigheder.
      Bemærk: Flere baseline forsøg (dvs., 1-5 min blokke) med forskellige bundet bælte hastigheder kan være påkrævet; for eksempel, i den nuværende protokol, baseline forsøg med knyttet bælte hastigheder på 0,7 m/s og 1.4 m/s blev indsamlet fordi de var de hastigheder, bruges til at evaluere eftervirkninger.

3. Prøvetid

Bemærk: deltagere ikke skal instrueres i at de er ved at gå på split-bælter. I mange eksperimenter, herunder den nuværende ene fortalt deltagere ikke om bælter bliver bundet- eller split-; de er simpelthen at vide når løbebånd vil starte eller stoppe. Dette giver mulighed for eksperimentatoren at måle virkningerne af en uventede ændring i omvandrende miljøet.

  1. Mens deltageren stående på stationære løbebånd bælter, starte split-bælte løbebånd med et bælte kører hurtigere end den anden og give deltageren til at gå til mindst 7 min (10-15 min er mere almindeligt).
    1. Pålægge deltageren til at kigge ligeud, ikke ned for deres fødder.
    2. Angiv et bælte hastighed hurtigere end den anden (f.eks., 2-3 fold forskelle mellem bælte hastigheder).
      Bemærk: Højere hastighed nøgletal har været brugt i de sidste 8 , 31. Den nuværende protokol bruger 0.7:1.4 m/s for forholdet 2:1.
      1. Enten randomisere hvilke ben er drevet af den langsommere bælte eller konsekvent vælger det ene ben (enten dominerende eller ikke-dominerende) som det ben, der er drevet af den langsommere bælte.
      2. Bælte hastighed differentiale kan blive indført gradvist (hurtig bælte hastighed er gradvist øget og/eller langsomme bælte hastighed incrementalt faldt over flere min) eller brat (fra standsede position, bælter accelerere til target hastighed inden for sekunder).
        Bemærk: Måde at split-remme er indført kan påvirke hvordan enkeltpersoner tilpasse, hvor godt de overdrager den tilpasset mønster til forskellige omvandrende miljøer, og hvor godt de re tilpasses split-bælter 24 h senere 27 , 32. i øjeblikket, de fleste split-bælte omvandrende protokoller (herunder den nuværende ene) indføre split-bælter brat.
      3. Hvis det forventes, at pauser er nødvendige (f.eks. for små børn, ældre eller personer med begrænset mobilitet), tilføje forudbestemt pauser til protokollen for alle deltagere. Sikre, at længden af disse pauser er konsekvent; uventede pauser skal registreres og timet, da dette kan være en faktor til at overveje analyse 33.

4. Fange prøveperiode

Note: fangst forsøg udføres på løbebånd (bundet-bælter) og er vant til at kort test deltageren ' s eftervirkninger hidtil i den protokol, der angiver, hvor meget de har tilpasset. En fangst retssag er en kort (normalt < 20 s) periode af bundet bælte gå du kan hurtigt vurdere udviklingen af eftervirkningerne under split-bælte proevetid.

  1. Når deltageren har fuldt tilpasset til split-bælter (mindst 7 min split-bælte walking), kort stop Bælterne og genstarte løbebånd med begge bælter, kører med samme hastighed. Udføre fangst retssagen ved at starte løbebånd med samme hastighed som de langsommere bælte under split-bælte tilpasning 28 som eftervirkninger bliver største her.
    1. For at maksimere efter effekt amplitude efter split-bælte tilpasning på 0.7:1.4 m/s, udføre fangst retssagen på 0,7 m/s.
  2. For at afbøde de tilpasning, ender fangst retssag (dvs. stoppe løbebåndet) når deltageren har taget omkring fem fremskridt på den ønskede fange retssag hastighed (~ 10-15 s).
  3. Til at evaluere eftervirkninger i fangst forsøg udføres på flere forskellige vandre hastigheder (eller andre ændringer i gåafstand sammenhænge, fx, forlæns og baglæns gå 24), igen tilpasse deltager i mindst 2 min. på Split-bælter mellem hver fange retssag.
    Bemærk: Rækkefølgen af fangst forsøg skal randomiserede 25 og/eller den første fange retssag bør igen testet nær udløb tilpasning til at bestemme, hvis der var en systematisk fald i efter effekt størrelse med gentagne Skift mellem bundet-bælter (fange forsøg) og split-bælter (fornyet tilpasning) 28.
  4. Efter sidst fange retssag, stoppe løbebåndet og genstarte den med split-bælter (samme konfiguration som tilpasning - se trin 3.1.2) for 2-5 min at tillade deltager tilpasses igen.

5. Efter tilpasning-test eftervirkninger under Over jorden gå

Bemærk: dette trin er valgfrit og afhænger af mål for eksperimentet. I denne protokol, mål omfattede vurdering af generalisering til over jorden gå, således en post tilpasning over jorden test periode var inkluderet.

  1. Stoppe løbebåndet og overføre deltageren til over jorden gangbro ved hjælp af en kørestol, til at forhindre, at deltagerne tager Uindspillede skridt forud for at nå området optagelse.
  2. Pålægge deltageren til at gå langs over jorden gangbro, som i trin 2.1.
    1. Eventuelt en specifik walking hastighed instruere enkeltpersoner til at replikere grundlinjen walking hastighed 25.
    2. Til helt wash-out over jorden gå eftervirkninger så at folk vender tilbage til deres oprindelige koordinering, har deltagerne udføre 10-15 fods passerer på en 6 m over jorden gangbro
      Bemærk: Dette har vist sig at være tilstrækkelig 26 , 27 og beløb til ca 30 går 27. Hvis over jorden gå ikke løbende er optaget (f.eks. flere passerer er taget gennem området optagelse), bliver der flere trin, der ikke er analyseret i mellem hver over jorden gå retssag, som deltageren bremser nede, sving på plads, og begynder at vandre i anden retningen. Satsen for nedtrapning tilpasning i over jorden efter tilpasning (OG PA) forsøg bør fortolkes forsigtigt, medmindre den eksperimentelle set-up giver mulighed for kontinuerlig registrering af over jorden vandre.

6. Efter tilpasning-test eftervirkninger under løbebånd Walking

NOTE: som i trin 5, dette trin er valgfrit og afhænger undersøgelse mål. Hvis en OG PA periode var inkluderet, efterfølgende løbebånd efter prøvetiden prøver for tilstedeværelse af løbebånd eftervirkninger efter over jorden eftervirkninger er blevet udvasket 23 , 26 , 27. Hvis der ikke var nogen OG PA periode, løbebånd efter prøvetiden kan bruges til at evaluere løbebånd eftervirkninger (første 1-5 fremskridt efter tilpasning) og/eller løbebånd nedtrapning tilpasning satser 22 , 29 , 34.

  1. Hvis der var ingen OG PA, i slutningen af tilpasningsperioden stoppe løbebåndet kort og re-starte med bundet-bælter. Hvis der var en over jorden gå periode, skal du bruge kørestolen til at transportere deltager tilbage til stationære løbebånd og re-starte med bundet-bælter; kørestolen er vigtigt at minimere antallet trin, der ikke er registreret.
    1. Til simpelthen måle efter effekt størrelse, registrere bandt bælte walking i en kort periode (f.eks. 30 s). For at vurdere satser for nedtrapning tilpasning, registrerer løbende bundet bælte walking i mindst 10 min at sikre komplet wash-out af eftervirkningerne.
    2. Indstille hastigheden for bundet bælter som hypoteser poserede i perioden efter tilpasning, som den største løbebånd eftervirkninger opstår når bundet bælte hastighed svarer til den langsommere bælte under split-bælte tilpasning 25 , 28. Hvis tilpasning udføres med split-bælte hastigheder på 0,7 og 1,4 m/s, indstille bundet bælte hastighed på 0,7 m/s at observere de største eftervirkninger.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Gå på en split-bælte løbebånd oprindeligt forårsager store asymmetrier i interlimb koordinering. Over en periode på 10-15 min, er symmetri i mange af disse foranstaltninger gradvist genoprettet. Detaljerede beskrivelser af hvordan kinematiske omvandrende parametre Skift over løbet af split-bælte løbebånd tilpasning har været offentliggjort andetsteds8,10. Dette papir fokuserer på to foranstaltninger i interlimb koordinering: trin længde og dobbelt støtte varighed. Skridt længde er beregnet som anterior-posterior afstanden mellem to fødderne (dvs., afstand mellem bevægelsessporing markører placeret på den laterale malleoli) ved første kontakt (dvs., hælen strejke). Langsomme skridt længde beregnes når benet på den langsommere bælte rører ned; hurtige skridt længde er beregnet til hurtig ben hælen strejke. Skridt længde er primært betragtes som en fysisk målestok for interlimb samordning, selv om det kan også være påvirket af ændringer i tidsplanen for gangart10. Dobbelt støtte varighed er et tidsmæssige mål for interlimb samordning, defineret som varigheden af den periode, når begge fødder er i kontakt med jorden; langsom dobbelt støtte opstår i slutningen af langsom ben holdning, og hurtigt dobbelt opbakning er på hurtig ben terminal holdning. Dobbelt støtte varighed er rapporteret som en procentdel af skridtlængde cyklus varighed. For både skridt længde og dobbelt støtte varighed, forskelle mellem værdier opnået fra hvert ben giver et mål for walking symmetri (symmetrisk gangart: forskel = 0; asymmetriske gangart: forskellen ≠ 0). De absolutte værdier af disse to målinger under post tilpasning walking er kollektivt benævnt "efter effekt amplituder".

Figur 1 viser repræsentant resultater fra to deltagere i et split-bælte løbebånd eksperimentere25. Deltagerne var unge voksne (< 40 år) uden neurologiske eller ortopædisk skader eller sygdomme. Formålet med dette eksperiment var at teste, hvordan walking hastighed påvirker udtryk for split-bælte løbebånd eftervirkninger i forskellige miljøer (dvs., gå på løbebåndet og gå over jorden). Eksperimentet startede med baseline walking perioder på løbebåndet og over jorden på de forskellige hastigheder på gåafstand (0,7 og 1,4 m/s); disse samme omvandrende hastigheder blev brugt til at teste eftervirkninger senere i eksperimentet. Begge deltagere gik med nær-symmetrisk rumlige (trin længde forskel) og tidsmæssige (dobbelt støtte forskel) interlimb koordinering under disse oprindelige forsøg.

Næste, deltagerne gik på split-bælter med deres dominerende ben på den hurtige bælte (langsom bælte hastighed: 0,7 m/s, hurtig bælte hastighed: 1,4 m/s). Split-bælter i første omgang induceret asymmetrier i interlimb koordinering, men over flere fremskridt, begge deltagere tilpasset hen til genindføre baseline symmetri. Efter 10 min af split-bælte walking, Bælterne blev stoppet og startet igen med begge bælter, kører med samme hastighed for at bestemme efter effekt størrelse (dvs., fangst forsøg). Disse fange forsøg testet løbebånd eftervirkninger på 0,7 m/s og 1.4 m/s (rækkefølgen randomiseret), med en ny prøvetid i 2 min i mellem. I fangst forsøg viste begge deltagere eftervirkninger, der blev udtrykt som asymmetrier overfor fra retning af asymmetri induceret af split-bælte løbebånd i begyndelsen af prøvetiden. Eftervirkninger testet ved en langsom hastighed (0,7 m/s) var større end de testede på den hastighed (1.4 m/s), et resultat, der blev bekræftet i gruppen analyserer25,28.

Efter den endelige fange retssag, deltagerne re tilpasset split-bælter og derefter blev transporteret af kørestol til gangbro til OG PA forsøg. Afhængig af tildeling, de blev bedt om at gå på enten langsom (0,7 m/s) eller fast (1.4 m/s) hastighed. Mens begge deltagere fremgår OG PA forsøg eftervirkninger (gangart asymmetrier i forhold til baseline), var disse eftervirkninger ikke så store som dem testet på løbebånd, eller gjorde de synes at være påvirket så meget af walking hastighed. Eftervirkninger i deltager 1, der gik over jorden ved den langsommere hastighed var omkring samme størrelse som eftervirkninger i deltager 2, der gik over jorden ved den hurtigere hastighed; Dette blev også afspejlet i gruppen analyser. I denne særlige eksperiment gennemført løbebånd efter tilpasning forsøg ikke fordi løbebånd eftervirkningerne testet under catch forsøg var tilstrækkelige til at afprøve hypoteser. Men mange eksperimenter, der teste over jorden eftervirkninger efterfølgende tilbagevenden til løbebånd at teste løbebånd eftervirkninger23,26.

Figure 1
Figur 1: eksperimenterende paradigme (en) og trinvise parceller af Split-bælte tilpasning b. (a) i den eksperimentelle paradigme, fyldt blokke angive løbebånd (TM) gå, mens åbne blokke indikere over jorden (OG) gå. Pauser mellem løbebånd blokke indikere at løbebåndet kortvarigt var stoppes og genstartes for at omkonfigurere bælte hastigheder. Langsom forsøg, angivet ved sænket "S", blev gennemført på 0,7 m/s; hurtige afprøvninger ("F") var på 1,4 m/s. Hastigheder på den langsomme og hurtige bælter under split-bælte forsøg (SB) var 0,7 og 1,4 m/s, henholdsvis. 10 s bundet-bælte fange forsøg på langsom (CS) og hurtig (ChristensenF) hastigheder var tilfældigt bestilt nær slutningen af tilpasning. Alle deltagere oplevede en identisk paradigme indtil nå efter tilpasning fase af forsøget, på hvilket tidspunkt de blev randomiseret til en langsom eller hurtig over jorden gå gruppe. (b) enkelt deltager skridtlængde af skridtlængde parceller af ændringer i trin længde forskel (øverst) og dobbelt støtte forskellen (nederst). For reference, er perfekt symmetri vist af den vandrette akse på 0. Farvekodning svarer til den i litra a. Fra Hamzey mfl. 25 med tilladelse fra Springer. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Talrige undersøgelser har nu vist, at mennesker tilpasse gangart koordinering på en split-bælte løbebånd for at genoprette symmetrien i interlimb koordineringsparametre som skridt længde og dobbelt støtte varighed. Når walking naturforholdene er restaureret følgende split-bælte walking, fortsat deltagerne brug af tilpasset gangart mønster, fører til eftervirkninger, der må være ulærde for at vende tilbage til normal omvandrende koordinering. Forskere bruger primært tilpasning sats og efter effekt amplitude til kvantificering af evnen til at lære denne nye omvandrende mønster og at generalisere denne læring til andre walking miljøer og opgaver. Korrekt fortolke disse ændringer i tilpasning priser og service efter effekt amplitude kræver omhyggelig overholdelse af nøglen skridt i den eksperimentelle design og overvejelse af andre faktorer, der kan påvirke disse foranstaltninger. I de følgende afsnit, vi fremhæve disse overvejelser, diskutere skalering løbebånd hastighed for deltagere i forskellige højder, og diskutere, hvordan denne teknik passer ind i bredere motoriske læring inden.

Kritiske trin i protokollen

Arbejdet beskrevet i repræsentative resultater25,28 understreger betydningen af overvejer den omvandrende hastighed ved udviklingen af en split-bælte tilpasning protokol i neurologisk intakte individer. Som vist i figur 1, er løbebånd eftervirkninger største når de er testet på bundet-bælter matches til langsommere Båndets hastighed under tilpasning25,28. Vi anbefaler derfor, at split-bælte protokoller være konstrueret således, at løbebånd baseline koordinering og eftervirkninger kan testes med samme hastighed som de langsommere bælte under tilpasning. Vi anbefaler også, at efterforskere begynde efter virkning analyse kun efter Bælterne nå 80% af deres endelige hastighed siden meget lille hastighed forskelle (0,2 m/s) kan påvirke løbebånd efter effekt størrelse28. Interessant, er eftervirkninger testet under over jorden gå ikke så følsom over for walking hastighed som løbebånd eftervirkninger25. Derfor, er det mere vigtigt præcist at vælge og styre walking hastighed under løbebånd efter virkning forsøg, end det er i løbet af over jorden efter virkning forsøg hos unge, neurologisk intakte voksne.

Ud over at kontrollere walking hastighed, er det vigtigt at minimere forkerte og anden aktivitet i test rummet under split-bælte tilpasning eksperimenter. Denne henstilling er baseret på forskning viser, at ser et tv-program i løbet af split-bælte gå langsommere tilpasning priser sammenlignet med ikke-distraherende betingelser i både sund yngre (< 30 år)34 og ældre (> 50 år)33 voksne. Indarbejde pauser i protokollen kan også påvirke tilpasning - seneste arbejde har vist, at voksne over 50 år gamle "glemmer" den tilpasset mønster under siddende 5 min. resten pauser mellem split-bælte omvandrende forsøg, mens voksne yngre end 30 år gammel ikke33. Pauser forekommer under en split-bælte løbebånd protokol, skal tidspunkt og varighed for hver pause dokumenteres og muligvis betragtes som en faktor i analyse, især når den undersøgelse prøve omfatter personer end raske unge voksne. Hvis det forventes, at deltagerne får brug for pauser (fx, små børn eller populationer modtagelige for træthed), skal undersøgelsen protokol for alle deltagerne35integreres standardiseret pauser.

Ændringer og fejlfinding

Der findes et stort udvalg af walking hastigheder, der kan betragtes som en del af en split-bælte løbebånd protokol. Mens mange forskere vælge heltal nøgletal for split-bælte hastighed (f.eks.2:1, 3:1, 4:1 forskelle), er der ingen grund hvorfor andre nøgletal ikke kunne være anvendte (f.eks.som Yang et al. 31). Derudover, mens de nuværende protokol bruger de samme løbebånd hastigheder for alle (alle voksne; vilkårligt tildelt til forskellige grupper), kan det være nødvendigt at justere løbebånd hastighederne til størrelsen af den person, der testes. For eksempel, i hans et al. 35, split-bælte tilpasning blev sammenlignet på tværs af mennesker spænder i alder fra 3-40 år. klart var der store forskelle i benlængde på tværs af denne prøve. For at tage hensyn til dette, blev løbebånd hastigheder skaleret ifølge benlængde. Hvis benlængden var 1,0 m, blev split-bælte løbebånd hastigheder sat til 1.0:2.0 m/s. Hvis benlængden var 0,35 m, blev split-bælte løbebånd hastigheder sat til 0.35:0.7 m/s. Denne tilgang har ført til split-bælte hastigheder, der var håndterbar for alle deltagerne, og de indledende asymmetri induceret af split-bælter var sammenlignelige på tværs af aldersgrupper. Da denne hvidbog blev offentliggjort, har vores gruppe også anvendes Froude nummer36 til at normalisere løbebånd hastighed på tværs af deltagere i forskellige højder37. Froude-tal er en dimensionsløs parameter bruges til at normalisere pendul-lignende bevægelse af omvandrende mennesker af forskellig benlængde og under forskellige belastningstilstande. Dette forhold fastsætter, at walking hastighed er proportional med kvadratroden af benlængde. Derfor, en bedre fremgangsmåde i fremtiden kan være til at skalere hastighed med kvadratroden af benlængde og ikke absolutte benlængde. Mens de absolutte løbebånd hastigheder kan varieres i split-bælte løbebånd protokoller, anbefaler vi opretholde en konsekvent split-bælte hastighed forholdet på tværs af deltagerne.

Hidtil i denne diskussion tre faktorer blev fremhævet som primære overvejelser i designe split-bælte eksperimenter: walking hastighed, distraktion og pauser. Dette er imidlertid ikke en udtømmende liste. Der er mange mulige protokol modifikationer, hvoraf nogle har allerede vist sig at påvirke tilpasning og/eller eftervirkningerne, herunder tilføjelse eller berøvelse af sensoriske stimuli26,38,39 ,40, satsen for acceleration af løbebånd bælter i begyndelsen af split-bælte forsøg27, praksis struktur29og giver feedback under tilpasning34,41. Eftervirkninger efter split-bælte walking er meget robust og har været gentaget i talrige undersøgelser (f.eks. 8,24,25,26,27, 28,29 , 35). Hvis denne protokol ikke resulterer i robuste eftervirkninger, mulige årsager omfatter cerebellare skader eller umodenhed21,35,42, utilstrækkelig tilpasning hastighed nøgletal eller ukorrekt valg af bundet bælte hastigheder at teste eftervirkninger (Se diskussion sektion (a) og 25,28).

Begrænsninger af denne teknik

Det er vigtigt at anerkende, at split-bælte løbebånd evaluerer evnen til at udføre én type af bevægeapparatet læring. Specifikt, evaluerer det bevægeapparatet tilpasning, defineret ved hjælp af terminologien i Martin et al. 9 som den gradvis, trial-and-error proces for at ændre et godt lærde bevægelse (f.eks.gå) i svar til en roman forstyrrende sammenhæng eller miljø (fx, split-bælte løbebånd). Med andre ord bevægeapparatet tilpasning kan betragtes som en komponent af motoriske færdigheder læring, men der er også mange andre mekanismer til at lære en ny bevægelse.

Tilsvarende er der flere måder at kvantificere bevægeapparatet tilpasning herunder vurdering af gangart kinematik8,10, kinetik11,12,13,14 , Elektromyografi6,15,16, og opfattelsen af gangart asymmetri7,17,18,19. I ovennævnte protokol er begrænset til diskussion af skridt længde og dobbelt støtte tid, som disse foranstaltninger mest specifikt rettet vores problemformulering i Hamzey et al. 25 med hensyn til den rumlige og tidsmæssige generalisering af bevægeapparatet tilpasning på grundlag af en trinvis. Mens en omfattende diskussion af hver foranstaltning af bevægeapparatet tilpasning er uden for denne hvidbogs anvendelsesområde, en bred vifte af alternative split-bælte løbebånd protokoller og statusmålinger eksisterer, hver især kan bruges til at evaluere unikke hypoteser.

En anden begrænsning af split-bælte løbebånd er, at mange almindeligt anvendte foranstaltninger af gangart tilpasning (fx, skridt længde) er fanget på diskret tidspunkter (fx, hælen strejke). Men walking er en kontinuerlig bevægelse og tilpasning er en løbende proces, der opstår, mens du går. Mange metoder til at kvantificere tilpasning således reducere en kontinuerlig proces til diskret tid point. Dette kan være en bekymring i computational modellering, hvor tidsforløb af tilpasning er en afgørende variabel (Se diskussion sektion (e) for flere detaljer om datamodellering af tilpasning data).

Betydningen af teknikken med hensyn til eksisterende/alternative metoder

Mens dette ikke er den eneste metode til undersøgelse bevægeapparatet tilpasning og læring (fxogså se 43,44,45,46,47, 48,49,50), split-bælte løbebånd paradigme har mange stærke sider. Først, split-bælte løbebånd er roman for de fleste og det er nemt at skærmen folk for split-bælte løbebånd erfaringer. Dette giver mulighed for undersøgelse af tilpasning til en virkelig roman undertrykkelse af netbårne, i modsætning til vægtning ben, snubler, eller træde over forhindringer, som mest modne, jordbaserede, firbenede dyr har oplevet før. For det andet, det kræver ingen instruktion, så meget unge børn31,35,42 og folk med begrænset frivillige motor kontrol (f.eks.efter slagtilfælde eller skade)23, 51 , 52 kan stadig udføre denne opgave. Faktisk folk med asymmetriske gangart efter slagtilfælde kan selv erfaring langsigtede fordele i walking koordinering efter gentagne split-bælte løbebånd uddannelse53. I Resumé, split-bælte løbebånd tilbyder en kraftfuld teknik til at studere bevægeapparatet tilpasning på tværs af mange forskelligartede befolkningsgrupper med forskellige bevægeapparatet oplevelser, og giver endda mulighed for en terapeutisk effekt på nogle.

Fremtidige ansøgninger eller retning efter mestrer denne teknik

Der er mange spørgsmål, der fortsat er uafklarede om faktorer, der påvirker split-bælte løbebånd tilpasning, herunder nogle punkter, der opstod i afsnittet protokol. For eksempel, virkningerne af typen af arm bevægelse (f.eks.holder fast barer versus sving armene naturligt) og virkningerne af ben dominans på bevægeapparatet tilpasning har ikke endnu blevet grundigt undersøgt (selv om se 54). Endvidere, mens en voksende mængde af computational arbejde er begyndt at model processer af bevægeapparatet tilpasning10,55,56,57, dette område af undersøgelsen er stadig underudviklet i forhold til beregningsmæssige modellering af øvre lemmer eller øje bevægelse (dvs, saccade) tilpasninger. Denne forskel skyldes dels gå at være en mere kompliceret bevægelse end at nå eller øjet saccades, fordi det indebærer to lemmer, flere leddene, og engagerer sig andre systemer relateret til postural kontrol og stabilitet. Øget vanskeligheden ved modellering walking data er også skyldes, at gåture er en kontinuerlig bevægelse, mens at nå og saccades er diskrete bevægelser. Første reach eller øjenbevægelser i tilpasning blok er vejledende for deltagerens indledende reaktion på de ændrede sensorimotor parametre af opgaven. Derimod opnås det første datapunkt for walking tilpasning kun når løbebånd har nået 80% af dens mål hastighed. Mens løbebånd får op til hastighed, benene indsamling af oplysninger om de relative hastigheder af selen selv før dataindsamling er indledt. Således, da det første datapunkt registreres i walking tilpasning, personen har allerede fået oplysninger om opgaven tilpasning. Afhængigt af hvor hurtigt mennesker kan justere gangart koordinering til disse oplysninger, kan forekommende tilpasning processer før de første skridt i analyzable. Dette forårsager den første reaktion at split-remme til at ændre med gentagne eksponeringer29 og i forskellige deltagende grupper52, tilføjes modelleringsprocessen vanskeligheder, fordi udgangspunktet ikke er altid det samme. Ikke desto mindre er nogle meget interessante beregningsmæssige arbejde begyndt at dukke opsup class = "xref" > 10,55,56,57, der sandsynligvis vil berige feltet og generere forudsigelser om, hvordan folk vil reagere på forskellige variationer af split-bælte løbebånd protokol i fremtiden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde har været finansieret af en American Heart Association videnskabsmand udvikling Grant (#12SDG12200001) til E. hans. R. Hamzey nuværende tilhørsforhold er Institut for Maskinteknik, Boston University, Boston, MA, USA. E. Kirks nuværende tilhørsforhold er MGH Institute for sundhedspersonerne afdelingen for Fysioterapi.

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

Adfærd sag 126 Locomotion motor tilpasning motoriske læring motor hukommelse interlimb koordinering generalisering gangart walking split-bælte løbebånd
Ved hjælp af en Split-bælte løbebånd at evaluere generalisering af menneskelige bevægeapparatet tilpasning
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