Method Article

Split-kemer koşu bandı kullanarak genelleme insan Lokomotor uyum değerlendir

DOI:

10.3791/55424

⸱

August 23rd, 2017

 ,  , 
1Physical Therapy, School of Health Technology and Management, Stony Brook University, 2Motor Learning Lab, Moss Rehabilitation Research Institute, Einstein Healthcare Network

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biz her bacak farklı bir hızda sürebilirim iki kemerleri split-kemer koşu bandı kullanarak insan Lokomotor uyum soruşturma için bir iletişim kuralı tanımlamak. Biz özel olarak adapte Lokomotor desenleri farklı yürüyüş bağlamlarda (örneğin, yürüyüş hızları, ortamlar yürüyüş) için Genelleştirme test etmek için tasarlanmış bir paradigma odaklıyız.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mekanizmaları anlama temel Lokomotor öğrenme yardımcı araştırmacılar ve klinisyenler yürüyüş motor rehabilitasyon bir parçası olarak yeniden eğitme optimize. Ancak, insan Lokomotor öğrenme eğitim zor olabilir. Bebeklik ve çocukluk, nöromüsküler sistemidir oldukça olgunlaşmamış ve bu gelişme erken aşamalarında Lokomotor öğrenme yetişkinlik olduğu gibi aynı mekanizmalar tarafından yönetilir düşüktür. Zaman insanlar tarafından olgunluğa, onlar yeterince roman bir görevle de novo Lokomotor öğrenme eğitim için gelmek zordur yürüme mesafesinde çok usta. Her iki kısa-(Yani, hemen) çalışmanın her bacak farklı bir hızda sürebilirim iki kemer vardır, split-kemer koşu bandı sağlar ve uzun vadeli (Yani, dakika-gün içinde; motor öğrenme biçimi) yürüyüş değişiklikler yanıt olarak bir yürüyen ortamında roman değişiklik. Bireyler kolayca ekranlı önceki maruz kalma split-kemer koşu bandı, böylece tüm deneysel katılımcılar yok sağlanması (veya eşdeğer) önce deneyim. Bu kağıt Lokomotor öğrenme ve bu öğrenme yürüyen diğer bağlamlarda için Genelleştirme ölçmek için test yöntemleri içerir bir tipik split-kemer koşu bandı uyum protokolünü açıklar. Önemli dikkat edilecek nokta Böl-kemer koşu bandı tasarımı için koşu bandı kemeri hızları, dinlenme tatili ve şıkları gibi faktörler de dahil olmak üzere aşağıdaki gibi deneyler. Ayrıca, çöküşünde ama potansiyel karıştırıcı değişkenlerini (örneğin, kol hareketleri, deneyiminiz) tartışmada kabul edilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Split-kemer koşu bandı her bacak farklı bir hızda ya da farklı bir yöne sürebilirim iki kemer var. Bu cihaz ilk1yürüyüş sırasında bacaklar (Yani, interlimb koordinasyon) arasında koordinasyon çalışmaya 45 yıldan fazla bir aracı olarak kullanıldı. Bu ve diğer erken çalışmalar öncelikle kediler bir deneysel model1,2,3kullanılan, ama böcekler de okudu4idi. Split-kemer hareket insan bebeklerin ve yetişkin ilk araştırmalar 1987 ve 1994, sırasıyla5,6yayınlandı. İnsan ve insan dışı hayvanları ilk bu çalışmalarda çoğunlukla kısa vadeli (Yani, hemen) ayarlamaları bacaklar farklı hızlarda yürütülen istikrar ve ileri ilerleme korumak için interlimb koordineli olarak araştırıldı. 1995 çalışma uzun süre (birkaç dakika) split-kemer yürüme hızı her iki tarafında eşitlemek için doğru koşu bandı bant hızı algıladıkları ve ayarlamalar yapmak için insan yetişkin yeteneği Engelli kaydetti. Bu yürüme sensorimotor eşlemeyi yeniden7olduğunu göstermektedir. Ancak, ilk insan motor uyum kinematik raporu split-kemer koşu bandı yürüyüş 10 dakika boyunca ayrıntılı 2005 yayımlanmış8değildi kadar öyleydi.

Motor adaptasyon sırasında yeni, tahmin edilebilir olan isteğe bağlı9yanıt olarak iyi eğitimli hareketlerin sensorimotor eşlemeleri ayarlanır bir hata odaklı süreci ifade etmektedir. Bir genişletilmiş uygulama dönemi (dakika ile saat) oluşur motor öğrenme biçimidir ve sonuçlarında değişiklik talep kaldırıldığında hareket desen ve/veya koşullar olan etkiler, normale döner. Örneğin, başlangıçta split-kayışları üzerinde yürüme ile asimetrik interlimb koordineli bir aksama benzeyen, yürümek insanlar neden olur. Böylece onların yürüyüş daha simetrik hale gelir Böl-kemer yürüyüş birkaç dakika içinde insanlar yürüyüş onların koordinasyon uyum. İki kemer, daha sonra aynı hızda (Yani bağlı-kemer) dönmek durumunda, böylece normal yürüyüş şartlar, geri yükleme insanlar etkiler ile asimetrik koordinasyon yürüyerek göstermek. Bu etkiler aktif de-adapte olmanız veya normal yürüme koordinasyonu geri yüklenen8olmadan bağlı kemer yürüyüş birkaç dakika unutmadım.

Takip 2005 Reisman vd. insanlarda yürüyüş split kemer 8 kinematik analizi, split-kemer koşu bandı Yayınlanan araştırma içinde kullanımı yaklaşık on önceki on yıl ile karşılaştırıldığında artmıştır. Neden split-kemer koşu bandı deneysel bir aracı olarak daha popüler hale geliyor? Split-kemer ambulation açıkça bir laboratuvar iştir-yakın gerçek analog kapatmadan ya da sıkı bir daire içinde yürüyüş, ama split-kemer koşu bandı dönüm, çok daha aşırı bir sürümü iki ila dört kat daha hızlı diğer daha tahrik olmak tek bacaklı neden olmaktadır. Son derece sıra dışı bir yürüyüş görev Lokomotor öğrenme eğitim için birçok avantaj sunar split-kemer koşu bandı olduğu gerçeğini. İlk olarak, çoğu insan ne olursa olsun yaş için roman ve deneyim yürüyüş bağımsız olduğunu; split-kemer yürüyüş yenilik için ekran deneysel katılımcılara kolaydır. İkinci olarak, split-kemer koşu bandı interlimb koordinasyon içinde hızlı bir şekilde çözülmüş değil oldukça büyük değişiklikler neden olmaktadır. Adaptasyon ve de-adaptasyon görece düşük oranda bize ne kadar farklı eğitim çalışmaya izin müdahaleler bir tavan yaklaşan olmadan bu oranları değiştirmek. Üçüncü, kinematik8,10, Kinetik11,12,13,14, electromyographic6,15,16 , ve split-kemer koşu bandı adaptasyon ile oluşan algısal7,17,18,19 değişiklikler-si olmak be iyi çalışılmış, bu görevi20 sinir kontrolünü olduğu gibi ,21,22. Başka bir deyişle, uyarlamalar split-kemer koşu bandı için dokümante edilmiş ve bu iyi karakterize Lokomotor öğrenme görev yaparken birkaç farklı gruplar tarafından yinelenmiş.

Son on yıl içinde çeşitli çalışmalarda görev ve bağlama özgü doğa split-kemer uyum gösterdi. Eğitim durum farklı koşullar altında test edilir eğer split-kemer adaptasyon takip etkiler genlik içinde önemli ölçüde azaltılır. Örneğin, etkiler kişi farklı bir ortam (örneğin,23yürüyen zemin üzerinde) taşıdıysanız küçüktür, (örneğin, geriye yürüme veya13, çalışan farklı bir Lokomotor görev gerçekleştirir 24), ya da bile farklı bir hızda adaptasyon25sırasında yavaş kemer hız yürür. Lokomotor adaptasyon genelleme yöneten parametreleri kurmak için çalışmaları devam etmektedir.

Bu kağıt amacı insan Lokomotor adaptasyon ve genelleme yürüyen diğer bağlamlarda (Yani, farklı yürüyüş hızları ve ortamlar) için adapte deseninin araştırmak için split-kemer koşu bandı kullanmak için bir protokol tarif etmektir. Açıklanan protokol sırasında çoğu İşte Hamzey vd. kullanılan doğrudan türetilmiş 25 (şekil 1bir), bu protokol8,23,24,26, öncesinde çalışmalar bir dizi tarafından bilgi verildi unutulmamalıdır 27,28. Yöntemin ilk hız koşu bandı arasında ve zemin ortamlar üzerinde yürüme süreklilik Bakımı split-kemer arasında bu farklı ortamlarda25yürüme Generalization (Genelleştirme) artıracak hipotezi test etmek için geliştirilmiştir. Aşağıdaki protokol bölümünde biz nasıl belirli iletişim kuralı adımları için farklı bir yöntem amaçlar için değiştirilebilir göstermek notlar split-kemer koşu bandı yöntemiyle bu sürümü çoğaltmak yönergeler verir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

tüm yordamları Stony Brook Üniversitesi Kurumsal değerlendirme Komitesi tarafından onaylanmış olan.

1. deneysel kurulum

Not: Ek dosya 1-tanımları için split-kemer koşu bandı deneylerde kullanılan terimlerin ortak bakın.

  1. Ekran tüm katılımcılar için split-kemer koşu bandı ile deneyiminiz.
    Not: Bir önceki maruz aşağıdaki Böl-kemer koşu bandı için daha hızlı readapt için insanlar gösterilmiş olan 29 , 30. Zaman ölçeği hangi insanlar üzerinde " unutmak " split-kemer koşu bandı halen bilinmemektedir; değil kontrol edilir böylece, deneyiminiz split-kemer koşu bandı ile karıştırıcı bir değişken olabilir.
  2. Tüm test sessiz bir ortamda yapmak ve test Oda etkinliğinde en aza indirgemek.
  3. Kümesi izleme sistemi (sistem talimatlara göre) kayıt hareketi Böl-kemer koşu bandı ve bir yere bir hareket yukarı zemin geçit.
    Not: Örneğin, bir hareket sistemi etkin LED işaretleri ile izleme geçerli protokolü kullanılır. Dört tripod monte sensör birimleri tespit iki ünite iki tarafında (sağ ve sol, koşu bandı) ve iki 7 m zemin geçit üzerinde her iki tarafındaki yerleştirilen üç boyutlu pozisyonla etkin veri işaretleyicilerini.
  4. Katılımcı ile hareket takibi işaretleri, Elektromiyografi, vb kıyafeti.
  5. Öbür tarafa gelen bacaklar kontralateral kemer için önlemek için split-kemer koşu bandı iki kemer arasında bir bölüm de dahil olmak üzere düşünün. Bu bölüm kesinlikle nörolojik olduğu gibi yetişkinler için gerekli değil ama çocuk veya klinik nüfus test etmek için yararlı olabilir. Not bir bölüm olası varlığı adım genişliği artırır; Ancak, için bu bölme-kemer adaptasyon etkiler ölçüde bilinmemektedir.
  6. Katılımcı yürüyüş koşu sırasında düşmesini korumak için koşu bandı üzerinde bir emniyet kemeri ayarla.
    Not: Bu araştırma soru parçası olmadığı sürece koşum vücut ağırlığı, destek olmalı değil. Koşu bandı yürüyüş sırasında düşen son derece nadir olmakla birlikte, birçok araştırma etik Komiteler Emanet emniyet kemeri kullanım gerektirir.
  7. Koru tutarlılık kol hareketi deneysel paradigma ve katılımcılar arasında. Kol hareketi (küpeşteler, doğal olarak silah sallanan tutarak örneğin,), türüne karar vermeden göz önüne ne konu grubu için rahat olacak ve tipik kol salıncak kritik işaretleyicileri hareket için kullanılan görünürlüğünü karanlık olacak yakalamak) örneğin, kalçalarına yer işaretleri için).
    1. Kol hareketi, ne olursa olsun tüm katılımcılar Küpeşte başlatma ve durdurma koşu bandı güvenliği için basılı tutun talimat.
  8. Deneysel paradigma eğilmek içinde tutarlılığı korumak.
    Not: bilgimizi, geçerli da dahil olmak üzere tüm yayımlanmış split-kemer koşu bandı protokolleri sıfır eğimli koşu bandı ve zemin yürüyüş üzerinde kullandık.

2. Temel dönem

Not: temel dönem amacı ne normal yürüyüş koordinasyon her kişidir kurmaktır. Temel koordinasyon etkiler test tüm koşullarda test edilmelidir. Örneğin, geçerli protokolünde etkiler koşu sırasında ve farklı hızlarda (0.7 ve 1.4 m/s) yürüyüş zemin üzerinde test edildi. Bu nedenle, temel zemin ve koşu bandı denemeler 0.7, üzerinde ve 1.4 m/s dahil edildi. Bu temel yürüme koordinasyonu aynı hız ve içerik için etkiler doğrudan bir karşılaştırma sağlar. Deneysel amaçlar için Genelleştirme yere yürüyüş eklemezseniz temel yürüyüş zemin üzerinde denemeler elimine edilebilir.

  1. İçin zemin temel denemeler üzerinde nerede hareket yakalama veri toplanan bir geçit üzerinde zemin üzerinde yürümeyi katılımcı talimat. Temel zemin yürüme kurmak için 10 adım döngüleri en az toplamak.
      Hareket sistemi ele geçirirse
    1. biricik bırakmak sınırlı bir alan içinde hareket yakalama için var birkaç geçer (örneğin, denemeler) hareket yakalama uzayda gerçekleştirmek katılımcı. Her deneme sonunda, katılımcı durdurmak için talimat yerde açın ve araştırmacı için hazırlamak ' Sonraki duruşma başlamak için s işaret.
    2. Her deneme için en az iki adım döngüleri ilk ve son adım döngüleri dahil değil hareket yakalama alanı içinde gerçekleştirilmesini sağlamak.
      Not: hızlanma/yavaşlama adımlar, oldukları gibi bu ilk ve son adım döngüleri analizinden atılır değil kararlı durum yürüyüş.
    3. Var birkaç (genellikle 10) üzerinde gerçekleştirmek katılımcılar denemeler yürüyüş yere.
      1. Belirli bir hız istenen varsa, katılımcı yürüyüş koşu bandı (üzerinde bağlı-kemer) bu hızda görevle/onu daha yakından tanımak için. O zaman, geçit için o koşu bandı üzerinde yaptığı gibi aynı hızda yürümek için Katılımcı talimat dönebilir ve zemin yürüyüş katılımcının her deneme sırasında zaman. 25 gerekirse aşağı ya da yavaş hızlandırmak için her deneme arasında sözlü geribildirim vermek.
  2. 1-5 dakika süreyle bağlı-kayışları üzerinde yürümek için Katılımcı koşu bandı temel çalışmalar için talimat
    Not: Bu bir tek temel deneme oluşturmaktadır. Katılımcı yürüyüş koşu bandı ile yabancı ise, bu dönemde görev ile rahat olmak için kişi izin vermek için uzatılmış.
    1. Maç speed(s) temellerin denemeler için hangi etkiler test edilebilir, öncesi ve sonrası adaptasyon yürüyüş koordinasyon eşdeğer hızlarda karşılaştırılması için izin vermek için speed(s).
      Not: Birden fazla satır taban çizgisi denemeler (Yani, 1-5 dk blokları) farklı bağlı kemer hızlarda gerekebilir; Bu etkiler değerlendirmek için kullanılan hız vardı çünkü Örneğin, geçerli protokolünde Temel çalışmaların bağlı kemer hızlarda 0.7 m/s ve 1.4 m/s toplanmıştır.

3. Adaptasyon dönemi

Not: katılımcılar split-kayışları üzerinde yürümeyi olduklarını talimat gerek yok. Geçerli da dahil olmak üzere birçok deneylerde olup kemerleri bağlı - olacak veya split-katılımcılar söyledi değildir; koşu bandı başlatırken veya durdurma onlar sade bir şekilde anlatılır. Bu yürüyüş ortamında beklenmeyen bir değişimin etkilerini ölçmek deneyci sağlar.

    Katılımcı sabit koşu bandı kemeri üzerinde ayakta iken
  1. diğerinden daha hızlı çalışan bir kemer split-kemer koşu bandı başlayın ve en az 7 dk. yürüyüş katılımcının izin (10-15 dk daha yaygın).
    1. Dümdüz ileri bak katılımcının talimat onların ayaklarına aşağıda değil.
    2. Diğer (örneğin, 2-3 kat kemer hızları arasındaki farklar) daha hızlı bir bant hızı ayarla.
      Not: Son 8 , 31 ' daha yüksek hız oranları kullanılmaktadır. Geçerli protokol 0.7:1.4 m/s 2:1 oranı için kullanır.
      1. Hangi bacağın daha yavaş kayışı ile tahrik rasgele ya da sürekli olarak daha yavaş kayışı ile tahrik bacak bir bacak (dominant veya sigara dominant) seçin.
      2. Bant hızı diferansiyel yavaş yavaş tanıttı (hızlı kemer hızıdır kademeli olarak artan ve/veya yavaş kemer hız increbirkaç dakika üzerinden zihinsel azalma) veya aniden (durdurulmuş pozisyondan kemer hedef hız için saniye içinde hızlandırmak).
        Not: nasıl bireylerin uyum, ne kadar iyi onlar farklı yürüyüş ortamlara adapte desen aktarmak ve ne kadar iyi uyum sağlıyorlar split-kayışları 24 s daha sonra 27 için , yeniden split-kayışları tanıtıldı şekilde etkileyebilir 32. şu anda, çoğu split-kemer yürüyen iletişim kuralları (geçerli da dahil olmak üzere) split-kayışları aniden tanıtmak.
        3. Eğer sonları gerekli (örneğin, küçük çocuklar, büyük yetişkin veya kişilerle sınırlı mobilite için), olacak tahmin edilmektedir
      3. önceden belirlenmiş dinlenme tatili tüm katılımcılar için protokole ekleyin. Bu tatili uzunluğu tutarlı olduğundan emin olun; önceden tahmin edilemeyen sonları kaydedildi ve bu bir faktör analizi 33 dikkate olabilir gibi zaman aşımına uğradı.

4. Deneme yakalamak

Not: Catch denemeler (bağlı-kemer) koşu bandı üzerinde gerçekleştirilen ve kısa bir süre katılımcı test etmek için kullanılır ' şu ana kadar ne kadar adapte olması gösteren iletişim kuralı ' s etkiler. Catch deneme kısa bir (genellikle < 20 s) etkiler geliştirme split-kemer adaptasyon dönemi boyunca hızlı bir şekilde değerlendirmek için bağlı-kemer yürüme dönemi.

  1. Bir kez Katılımcı tam split-kemer (split-kemer 7 dk. yürüme en az) benimsemiştir, kısaca kemerleri durdurun ve koşu bandı aynı hızda çalışan her iki bantlar ile yeniden başlatın. Catch deneme etkiler burada en büyük olacak gibi aynı hızda koşu bandı daha yavaş kemer split-kemer adaptasyon 28 sırasında başlatarak gerçekleştirmek.
    1. : 0.7:1.4 m/s, split-kemer adaptasyon takip sonrası etkisi genlik en üst düzeye çıkarmak için/s. 0,7 m catch duruşmada yerine
  2. De-adaptasyon etkisini azaltmak için catch davayı sona (Yani, koşu bandı Durdur) katılımcı yaklaşık beş adımlar istediğiniz almıştır bir kez deneme hız yakalamak (~ 10-15 s).
  3. Catch çalışmalarda etkiler değerlendirmek için birden fazla farklı yürüyüş hızları (ya da diğer değişiklikler bağlamlarda, örneğin, ileriye ve geriye doğru yürüyen 24 yürüyüş) gerçekleştirilen, katılımcı en az 2 dakika için üzerinde yeniden adapte Split-kemer arasında her yakalamak duruşma.
    Not: Catch denemeleri sırasını randomize 25 olmalı ve/veya ilk catch deneme sonrası etkisi boyutu tekrarlanan anahtarlama ile sistematik bir düşüş olup olmadığını belirlemek için adaptasyon dönemi sonuna yakın yeniden test edilmiş olmalıdır bağlı kemer (yakalamak denemeler) ve split-kemer (yeniden adaptasyon) 28 arasında.
  4. Son aşağıdaki deneme yakalamak, koşu bandı durdurun ve yeniden adapte katılımcının izin vermek 2-5 min için split-bantlar (adaptasyon - olarak aynı yapılandırma bkz: Adım 3.1.2) ile yeniden başlatın.

5. Sonrası adaptasyon-etkiler sırasında üzerinde yere yürüme test

Not: Bu adım isteğe bağlıdır ve deneme hedefler üzerinde bağlıdır. Mevcut protokolünde hedefleri için Genelleştirme değerlendirilmesi yere yürüyüş dahil, böylece zemin test üzerinde bir sonrası adaptasyon dönemi dahil edildi.

  1. Koşu bandı durdurun ve katılımcı üzerinden aktarım kayıt alan ulaşmadan önce kayıtdışı adımları katılımcılar engellemek için tekerlekli sandalye, kullanarak zemin geçit.
  2. Adım 2.1 olduğu gibi aşırı zemin patika boyunca yürümeyi katılımcı talimat.
    1. Belirli bir yürüme hızını isterseniz, bireylerin yürüme hızı 25 temel çoğaltmak için talimat.
      2. Tamamen yıkama-etkiler çok yürüyüş zemin üzerinde dışarı için
    2. 6 m zemin geçit üzerinde 10-15 yürüyüş geçer gerçekleştirmek katılımcılar var insanlar onların temel koordinasyon için dönmek
      Not: Bu yeterli 26 , 27 ve tutarları olmak gösterilmiştir 27 30-kabaca adımlar. Zemin yürüyüş değil sürekli olarak kaydedildiyse (örneğin, birkaç geçer alınır kayıt alanı üzerinden), orada-ecek var olmak gibi katılımcı yavaşlatır, yer, sırayla her deneme, yürüyüş zemin üzerinde arasında analiz değil birkaç adım ve diğer yönde yürümeye başlıyor. Deneysel set-up yere yürüyüş için sürekli kayıt sağlayan sürece zemin sonrası adaptasyon (OG PA) denemeler üzerinde de-adaptasyon oranı dikkatli yorumlanmalıdır.

6. Sonrası adaptasyon-koşu bandı yürüyüş sırasında etkiler test

Not: adım 5, olduğu gibi bu adım isteğe bağlıdır ve çalışma hedefleri bağlıdır. Bir OG PA dönemi varsa, sonraki koşu sonrası adaptasyon dönemi solmuş 23 , 26 koşu bandı etkiler sonra zemin etkiler üzerinde varlığı için test edilmiştir , 27. OG PA dönem olsaydı, koşu sonrası adaptasyon dönemi koşu bandı etkiler değerlendirmek için kullanılabilir (ilk 1-5 adımlar sonrası adaptasyon) ve/veya koşu bandı de-uyum oranları 22 , 29 , 34.

    Uyum dönemin sonunda hiçbir OG PA olsaydı
  1. koşu bandı kısaca durdurup bağlı-kayışları ile yeniden başlatın. Eğer bir yere yürüme dönemi yer, katılımcıya geri sabit koşu bandı ve yeniden başlamak bağlı bantlar ile taşımak için tekerlekli sandalye kullanmak; tekerlekli sandalye kayıtlı değil adım sayısını en aza indirmek önemlidir. Sadece sonrası etkisi boyutunu ölçmek, kısa bir süre için bağlı-kemer yürüyüş kayıt için
    1. (örneğin, 30 s). Sürekli bağlı kemer en az tam wash-out sonrası etkileri sağlamak için 10 dk boyunca yürüyüş de-uyum oranları değerlendirmek amacıyla kaydetmek.
    2. Başı olarak yarattığı hipotezler sonrası adaptasyon dönemi sırasında bağlı-kayışları hızını ayarla, bağlı-bant hızı daha yavaş kemer split-kemer adaptasyon 25 sırasında uygun en büyük koşu bandı etkiler meydana gelir , 28. Adaptasyon 0.7 ve 1.4 m/s split-kemer hızlarda gerçekleştirilir, bağlı bant hızı 0.7 m/en büyük etkiler gözlemlemek için s ayarlayın.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Başlangıçta split-kemer koşu bandında yürüyüş büyük asimetriler interlimb koordineli olarak neden olur. 10-15 dk bir süre içinde birçok bu önlemlerin simetri yavaş yavaş geri yüklenir. Detaylı açıklamaları nasıl kinematik yürüyen parametreleri değişim Böl-kemer koşu bandı uyum kursu-si olmak be bitti yayınlanan başka bir yerde8,10. Bu kağıt interlimb koordinasyon iki önlemler üzerinde duruluyor: a...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Çok sayıda çalışmalar şimdi insanlar simetri interlimb koordinasyon parametreleri adım uzunluğu ve Çift Kişilik destek süresi gibi geri yükleyebilmek için yürüyüş koordinasyon bir split-kemer koşu bandı üzerinde uyum göstermiştir. Geri yüklenen aşağıdaki Böl kemer yürüyüş doğal yürüme koşulların olması durumunda, katılımcılar için normal yürüme koordinasyonu döndürmek için olmak zorunda etkiler için önde gelen adapte yürüyüş deseni kullanılarak unutmadım devam. Araştırmacılar bu yeni yürüyen desen öğrenmek ve bu öğrenme ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu eser bir Amerikan Kalp Derneği bilim adamı kalkınma hibe (#12SDG12200001) E. Vasudevan tarafından finanse edilmektedir. R. Hamzey'nın geçerli eğilimleri olduğunu Makine Mühendisliği Bölümü, Boston Üniversitesi, Boston, MA, ABD. E. Kirk ün geçerli eğilimleri fizik tedavi MGH Enstitüsü sağlık meslek bölümü var.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Bölünmüş kayışlı koşu bandıWoodway
Codamotion CX1Charmwood Dynamics, Ltd, Leicestershire, Birleşik Krallık

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Split belt TreadmillLocomotor AdaptationGait RehabilitationMotor LearningOverground WalkingMotion TrackingElectromyography SensorsCatch TrialAfter EffectsTreadmill Belt Speeds

Related Articles