Usando uma escada rolante Split-cinto para avaliar a generalização de adaptação de locomoção humana

Uma esteira de separação-cinto tem dois cintos que podem guiar cada perna em uma velocidade diferente ou em uma direção diferente. Este dispositivo foi usado primeiramente mais de 45 anos atrás como uma ferramenta para estudar a coordenação entre as pernas (ou seja, coordenação interlimb) durante a marcha¹. Este e outros estudos iniciais usada principalmente gatos como um modelo experimental^1,2,3, mas os insetos também foram estudados⁴. As primeiras investigações de locomoção de split-cinto em bebês humanos e adultos foram publicadas em 1987 e 1994, respectivamente,^5,6. Estes estudos iniciais em animais humanos e não humanos principalmente investigaram a curto prazo (ou seja, imediata) ajustes na coordenação interlimb para preservar a estabilidade e progressão para a frente, quando as pernas são conduzidas em diferentes velocidades. Um estudo de 1995 observou que períodos mais longos (vários minutos) de divisão-cinto andando diminuída a capacidade dos humanos adultos com precisão perceber a velocidade da correia de esteira e fazer ajustes para igualar as velocidades de cada lado. Isto sugere que o mapeamento sensório-motor de andar tinha sido recalibrada⁷. No entanto, não foi até 2005, que o primeiro cinemático relatório detalhado da adaptação motor humano mais de 10 minutos de esteira de separação-cinto andando foi publicado⁸.

Adaptação motor refere-se a um processo orientado em erro, durante o qual mapeamentos sensório-motor dos movimentos bem aprendidos são ajustados em resposta a uma demanda previsível, Nova⁹. É uma forma de aprendizagem motora que ocorre durante um período prolongado de prática (minutos a horas) e resulta em efeitos secundários, que são as alterações no padrão de movimento quando a demanda é removida e/ou condições de voltar ao normal. Por exemplo, andar na divisão-cintos inicialmente faz com que as pessoas andem com coordenação interlimb assimétrica, assemelhando-se a coxear. Ao longo de vários minutos de split-cinto andando, pessoas adaptarem sua coordenação ambulante assim sua marcha torna-se mais simétrica. Quando os dois cintos retornam posteriormente para a mesma velocidade (ou seja, amarrado-correias), restaurando assim condições normais ambulante, as pessoas demonstram sequelas andando com coordenação assimétrica. Estes efeitos devem ser ativamente de adaptados ou aprendido ao longo de vários minutos de cinto amarrado a andar antes de coordenação pé normal é restaurada⁸.

Seguindo a. Reisman et al 2005 ⁸ análise cinemática da divisão correia andando em seres humanos, o uso da esteira separação-cinto na pesquisa publicada aumentou aproximadamente dez vezes em comparação com a década anterior. Por que a esteira de separação-cinto está se tornando mais popular como uma ferramenta experimental? Split-cinto deambulação é claramente uma tarefa de laboratório – o analógico mundo real mais próximo está virando ou andando em círculo apertado, mas a esteira de separação-cinto induz uma versão muito mais extrema de viragem, com uma perna sendo conduzida duas a quatro vezes mais rápido do que o outro. O fato de que a esteira de separação-cinto é que uma tarefa altamente incomum ambulante oferece diversas vantagens para estudar a aprendizagem motora. Primeiro, é a novela para a maioria das pessoas, independentemente da idade e independente de curta experiência; é fácil aos participantes experimental de tela para a novidade de dividir-cinto andar. Em segundo lugar, a esteira de separação-cinto induz mudanças consideráveis na coordenação interlimb que não são resolvidas rapidamente. As taxas relativamente lentas de adaptação e de adaptação nos permitem estudar a formação como diferente intervenções podem alterar estas taxas sem se aproximando de um teto. Terceiro, a cinemática^8,10, cinética^11,12,13,14, eletromiográfica^6,15,16 , e perceptual^7,17,18,19 modificações que ocorrem com adaptação de cinto de separação da esteira foi bem estudadas, e tem o controle neural desta tarefa^{20 ,21,22}. Em outras palavras, adaptações para a esteira de separação-cinto foram documentadas e replicadas por vários grupos diferentes, esta fazendo uma tarefa de aprendizagem motora bem caracterizadas.

Nos últimos dez anos, diversos estudos têm demonstrado a natureza específicos do contexto e tarefa de adaptação de cinto de divisão. Sequelas após separação-cinto de adaptação são significativamente reduzidas em amplitude se eles são testados em condições diferentes a partir da condição de treinamento. Por exemplo, os efeitos são menores, se a pessoa for movida para um ambiente diferente (por exemplo, sobre o chão andar²³), executa uma tarefa diferente de locomoção (por exemplo, para trás caminhar ou correr^{13, 24}), ou mesmo anda a uma velocidade que difere da velocidade da correia mais lenta durante a adaptação,²⁵. Esforços para estabelecer parâmetros que regem a generalização de adaptação de locomoção estão em andamento.

O objetivo deste trabalho é descrever um protocolo para o uso da esteira de separação-cinto para investigar de adaptação de locomoção humana e generalização do padrão adaptada para outros contextos ambulante (ou seja, diferentes velocidades ambulante e ambientes). Enquanto o protocolo descrito aqui é mais diretamente derivada do utilizado no Hamzey et al . ²⁵ (Figura 1a), deve-se notar que este protocolo foi informado por um número de estudos que o precederam^{8,23,24,26, 27,28}. O método foi originalmente desenvolvido para testar a hipótese de que mantendo a constância na velocidade de caminhada entre a esteira e ambientes de chão melhoraria a generalização da divisão-cinto atravessando esses diferentes ambientes²⁵. Na seção protocolo abaixo, damos instruções sobre como replicar esta versão do método split-correia da escada rolante, com notas que indicam como determinadas etapas de protocolo podem ser modificadas para fins diferentes do método.