Utilizzando un tapis roulant Split-cintura per valutare la generalizzazione dell'adattamento dell'apparato locomotore umano

Un tapis roulant di Spalato-cinghia ha due cinghie che possono guidare ogni gamba ad una velocità diversa o in una direzione diversa. Questo dispositivo fu usato più di 45 anni fa come uno strumento per lo studio di coordinamento tra le gambe (cioè, coordinamento interlimb) durante la deambulazione¹. Questo e altri studi iniziali utilizzata principalmente gatti come un modello sperimentale^1,2,3, ma gli insetti sono stati anche studiati⁴. Le prime indagini di locomozione di Spalato-cintura nei neonati e negli adulti sono state pubblicate nel 1987 e 1994, rispettivamente^5,6. Questi studi iniziali in animali umani e non umani studiato per lo più a breve termine (cioè, immediati) regolazioni in coordinamento interlimb per preservare la stabilità e la progressione in avanti quando le gambe sono spinti a velocità diverse. Uno studio del 1995 notato che lunghi periodi (alcuni minuti) di Spalato-cintura camminare alterato la capacità dei soggetti adulti con precisione percepire la velocità del nastro di tapis roulant e apportare modifiche di equalizzare velocità su ogni lato. Ciò suggerisce che il mapping sensorimotorio di camminare era stato ricalibrato⁷. Tuttavia, è non stato fino a che il primo rapporto cinematico di adattamento motore umano dettagliato oltre 10 minuti di camminata della pedana mobile di Spalato-cintura il 2005 è stato pubblicato⁸.

Adattamento del motore si intende un processo basato su errore, durante il quale vengono regolati sensorimotorio mapping dei movimenti ben istruiti in risposta a un nuovo, prevedibile domanda⁹. È una forma di apprendimento motorio che avviene dopo un periodo di pratica estesa (minuti a ore) e risultati in postumi, che sono i cambiamenti nel modello movimento quando la domanda viene rimosso e/o condizioni di tornare alla normalità. Ad esempio, camminando su Spalato-cinture inizialmente induce la gente a camminare con coordinamento interlimb asimmetrica, simile ad un limp. Nel corso di alcuni minuti di Spalato-cintura a piedi, persone adattare loro coordinamento a piedi in modo che loro andatura diventa più simmetrica. Quando le due cinghie successivamente tornare alla stessa velocità (cioè legato-cinture), ristabilendo normali condizioni a piedi, persone dimostrano postumi camminando con coordinamento asimmetrica. Questi postumi devono essere attivamente de-adattati o ignoranti per diversi minuti di nastro legato a piedi prima normale coordinamento a piedi è restaurato⁸.

Dopo il 2005 Reisman et al. ⁸ analisi cinematica della cintura di Spalato a piedi negli esseri umani, l’uso del tapis roulant Spalato-cintura in ricerca pubblicata è aumentato approssimativamente dieci volte rispetto al decennio precedente. Perché è il tapis roulant Spalato-cintura diventando sempre più popolare come uno strumento sperimentale? Split-cintura della deambulazione è chiaramente un’attività di laboratorio – l’analogico reali più vicino è tornitura o a piedi in un cerchio stretto, ma il tapis roulant Spalato-cintura induce una versione molto più estrema della tornitura, con una gamba sola essendo guidata due – a quattro volte più velocemente rispetto agli altri. Il fatto che il tapis roulant di Spalato-cintura è che un’attività altamente insolita a piedi offre diversi vantaggi per lo studio di apprendimento motorio. In primo luogo, è romanzo per la maggior parte delle persone indipendentemente dall’età e indipendente di camminare esperienza; è facile ai partecipanti sperimentale di schermo per novità di Spalato-cintura a piedi. In secondo luogo, il tapis roulant Spalato-cintura induce i cambiamenti consistenti in coordinamento interlimb che non sono risolti rapidamente. Le tariffe relativamente lente di adattamento e de-adeguamento ha permesso di studiare la formazione come i diversi interventi possono alterare queste tariffe senza avvicinarsi un soffitto. Terzo, la cinematica^8,10, cinetica^11,12,13,14, elettromiografici^6,15,16 , e percettivo^7,17,18,19 modifiche che si verificano con adattamento di Spalato-cintura tapis roulant sono state ben studiate, come ha il controllo neurale di questo compito^{20 ,21,22}. In altre parole, gli adattamenti per il tapis roulant Spalato-cintura hanno stati documentati e replicati da diversi gruppi differenti, rendendo questo un compito di apprendimento motorio ben caratterizzati.

Negli ultimi dieci anni, diversi studi hanno dimostrato la natura di specifiche attività e contesto dell’adattamento di Spalato-cintura. Postumi dopo Spalato-cintura adattamento sono significativamente ridotti in ampiezza se vengono testati in condizioni diverse dalla condizione di allenamento. Ad esempio, postumi sono più piccoli se la persona viene spostata in un ambiente diverso (ad esempio, su un terreno a piedi²³), esegue un compito motorio diverso (ad esempio, con le versioni precedenti camminando o correndo^{13, 24}), o anche cammina ad una velocità che si differenzia dalla velocità del nastro più lento durante adattamento²⁵. Sono in corso sforzi per stabilire i parametri che regolano la generalizzazione dell’adattamento dell’apparato locomotore.

L’obiettivo di questa carta è di descrivere un protocollo per l’utilizzo il tapis roulant Spalato-cintura per indagare l’adattamento dell’apparato locomotore umano e generalizzazione del modello adattato ad altri contesti a piedi (cioè, la velocità a piedi diverse e ambienti). Mentre il protocollo descritto qui è più direttamente derivata da quella utilizzata in Jade_vampire et al. ²⁵ (Figura 1a), va notato che questo protocollo è stato informato da un certo numero di studi che lo hanno preceduto^{8,23,24,26, 27,28}. Il metodo è stato originariamente sviluppato per verificare l’ipotesi che mantenere la costanza della velocità di deambulazione tra tapis roulant e negli ambienti di terra migliorerebbe la generalizzazione di Spalato-cintura a piedi attraverso questi diversi ambienti²⁵. Nella sezione protocollo sottostante, diamo le istruzioni su come replicare questa versione del metodo split-cintura tapis roulant, con note che indicano come alcuni passaggi del protocollo possono essere modificati a fini di metodo diverso.