تحليل سلوك الحيوان

كان تحليل نظام تحليل المشية عالي الدقة هو التقييم الوظيفي الأكثر استخدامًا في الدراسات المشمولة في مراجعتنا. يصف نظام تحليل المشية عالي الدقة التغيرات الحركية والحركية التي لوحظت في مشية المشي. كان طول الخطوة، وعرض الخطوة، وكثافة GRF/الاتصال، والموقف، ومنطقة طباعة المخلب، والسرعة هي المعلمات الأكثر شيوعًا. تمثل كل معلمة جوانب مختلفة من المشية، ولكن فقط طول الخطوة وكثافة GRF/الاتصال تمت ملاحظتها بشكل موثوق ومحدد لتعكس التغيرات في وظيفة الكتف بعد تمزق RC أو إصلاحه.

يمكن أن تكون الخطوة الأمامية للطرف الأمامي في الجرذ مشابهة لاختطاف الكتف عند البشر عندما يتم أخذ المستوى الكتفي كمرجع. تم تعريف طول الخطوة على أنه المسافة بين ضربات المخلب، والتي تمثل قدرة الطرف الأمامي على الانثناء النشط للأمام. أشارت هذه النتائج إلى أن إصابة وتر RC قللت من الانثناء النشط للأمام، ومدى الإصابة يرتبط بمدى الخسارة الوظيفية. كانت هذه التغييرات أيضًا مشابهة للملاحظات السريرية التي تشير إلى أن الانخفاض في ROM النشط يظهر بشكل أكثر شيوعًا في المرضى الذين يعانون من تمزق RC الضخم مقارنة بالمرضى الذين يعانون من تمزقات غير ضخمة. أشارت هذه الملاحظة إلى أن طول الخطوة يمكن أن يشبه الحالة السريرية البشرية من خلال إظهار فقدان ROM النشط في نماذج إصابة RC. من ناحية أخرى، لم يتأثر عرض الخطوة (المسافة بين الأرجل الأمامية) في الحالات التي انخفض فيها طول الخطوة بشكل كبير. تم اقتراح أن عرض الخطوة كان ضعيفًا بسبب تحول الطرف الأمامي الطبيعي إلى الوسط لدعم المزيد من وزن الجسم، بدلاً من أن يكون سببه ROM المحدود للطرف الأمامي المصاب. ولذلك، فمن المعقول افتراض أن عرض الخطوة قد لا يكون معلمة موثوقة لتقدير درجة وظيفة الكتف المصابة.

نظرًا لأن القوة تمثل جانبًا مهمًا آخر من وظيفة الكتف، فقد طور الباحثون عدة طرق لقياس قوة الكتف بشكل غير مباشر. في الفئران، يتم تحميل وزن الجسم على مفاصل الكتف وينتقل إلى الأرض أثناء المشي، مما ساعد GRF على الكشف عن قدرة تحميل الكتف. وبالمثل، فإن شدة الضوء التي يتم إنشاؤها في نظام تحليل المشية الآلي بالكامل يمكن أن تعكس قدرة تحميل الكتف لأن شدة الضوء ترتبط بشكل جيد مع GRF. استخدم الباحثون شدة الضوء لبصمة قدم الجرذ لتقييم قدرة تحميل كتفه.

قامت ثلاث دراسات بقياس كثافة GRF/الضوء، وأظهرت انخفاضًا ملحوظًا في قدرة تحميل الكتف في نماذج التمزق/الإصلاح RC. تم الإبلاغ عن انخفاض كبير في قيم GRF مع عدم وجود تغيير في نتائج المشية الزمانية والمكانية في النموذج مع تمزقات RC الضخمة وتأخر الإصلاح. استنادًا إلى مقارنة شاملة بين GRF والمعلمات الزمانية والمكانية، تم الاعتراف بـ GRF باعتباره المعلمة الأكثر حساسية للكشف عن ضعف وظيفة الكتف. علاوة على ذلك، يرتبط الانخفاض في قدرة التحميل بالنتائج السريرية البشرية التي أشارت إلى أن المرضى فقدوا 60-70% من قوة كتفهم بعد تمزقات RC. وبالتالي، GRF وكثافة الضوء هي معلمات موثوقة وممثلة يمكن استخدامها للكشف عن قدرة تحميل الكتف في نماذج إصابة RC.

الألم هو عامل حاسم آخر يعدل الأداء الوظيفي، وسريريًا، يتم الإبلاغ عن الألم من قبل المرضى. على الرغم من أنه لا يمكن تقييم الألم بشكل مباشر في الدراسات التي أجريت على الحيوانات، إلا أنه يمكن أن ينعكس في التغيرات في مشية المشي. كان تأثير الألم على وظيفة الكتف يقتصر على الأيام الأربعة الأولى بعد العملية الجراحية.

يمكن لتحليل المشية الموضوعي أن يزود الأطباء بمعلومات مهمة لاتخاذ القرارات العلاجية. ويمكن استخدامه ليس فقط لتحديد كمية المشية والتمييز بينها من أجل التشخيص، ولكن أيضًا لمراقبة فعالية إعادة التأهيل والعلاج. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للبيانات المجمعة بشكل موضوعي أن توفر معلومات مهمة لاتخاذ قرارات التربية.

أنظمة تحليل مشية الحيوانات المستخدمة حاليًا في الطب البيطري لجمع البيانات الحركية والحركية هي إما أنظمة تعتمد على الكاميرا، أو أنظمة لوحة القوة، أو الأنظمة القائمة على مقياس التسارع، أو أنظمة قياس تخطيط كهربية العضل السطحية أو أجهزة الجري المجهزة. تُستخدم الأنظمة المعتمدة على الكاميرا والتي تتتبع العلامات البصرية أو النشطة أو السلبية المرتبطة بجسم الكلب بشكل شائع في مرافق البحث ولكن نادرًا ما تستخدم في العيادات البيطرية لأنها باهظة الثمن وتتطلب مساحة مخصصة لإعداد النظام. لقد ثبت أن أنظمة قياس قوة رد الفعل الأرضي، مثل لوحات القوة، هي مؤشرات دقيقة لأنماط المشي غير المنتظمة أو العرج، خاصة عند دمجها مع أجهزة تتبع الحركة المعتمدة على الكاميرا، ولكنها تتطلب فترة تأقلم طويلة وتدريب الكلب على المشي. سطح.

تشير العديد من الدراسات إلى أن أنظمة وحدة قياس القصور الذاتي توفر معلومات قيمة لتحليل مشية الكلاب. في إحدى الدراسات، تمت مقارنة ذروة القوى العمودية (PVF) التي تم قياسها باستخدام منصة القوة مع قياسات من مقياس تسارع ثلاثي المحاور تم وضعه ظهريًا فوق المنطقة الصدرية أو القطنية. كان هناك اتفاق إيجابي ومعنوي بين PVF لمقياس التسارع ومنصة القوة للأطراف الأمامية واتفاق إيجابي ومنخفض للأطراف الخلفية. وصف استخدام وموثوقية مقاييس التسارع في تقييم مشية الكلاب والكلاب الأصحاء مع تشخيص ضمور العضلات. وأفادت أن الحركية المسجلة باستخدام وحدة قياس القصور الذاتي (IMU) في المستوى السهمي في الكلاب، أظهرت ارتباطًا جيدًا مع الحركية المسجلة بصريًا، وبالتالي فإن استخدام مستشعرات IMU يمكن أن يوفر بديلاً لتحليل المشية الحركية البصرية مع السماح بجمع البيانات خارج المختبر. . لقد قدمت نظام قياس مشية يعتمد على مستشعر IMU للكلاب والذي أظهر حساسية جيدة وقابلية للتكرار بدقة كافية على الأرجح لاكتشاف تشوهات المشية ذات الصلة سريريًا في الكلاب. وخلصوا إلى أنه مع مزيد من التطوير، يمكن للنظام أن يكون لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في كل من البحث والممارسة السريرية.

خلال الحياة اليومية، تغطي حركات الرأس الطبيعية في الثدييات نطاقًا واسعًا من الترددات والسرعات. لتجنب الرؤية الباهتة، يتم تقليل إزاحة الصورة على شبكية العين عن طريق حركات العين التعويضية. يشار إلى حركات العين في الفضاء هذه بحركات العين لتثبيت النظرة، والتي تنتج عن تحويل الإشارات الحسية إلى أوامر حركية خارج العين. تمتلك الفقاريات منعكسين مثبتين للنظر - المنعكس البصري الحركي (OKR) والمنعكس الدهليزي العيني (VOR) - اللذان يعملان بشكل تآزري للتعويض عن الحركات البيئية والذاتية. تعتمد استجابات OKR على خلايا العقدة الشبكية الانتقائية للاتجاه والتي تتميز بالكفاءة في الحركات البطيئة نسبيًا للمشهد البصري (± 3 درجة / ثانية في الفئران). وبالتالي، فإن كسب OKR يتناسب عكسيا مع سرعة التحفيز البصري.

من ناحية أخرى، فإن الخلايا العصبية الحساسة للتسارع الدهليزي المسؤولة عن VOR أكثر حساسية لحركات الرأس ذات التردد المتوسط ​​إلى العالي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ OKR الاستجابة للحركات البصرية ذات السرعة الثابتة بينما يقوم الجهاز الدهليزي بتشفير سرعات الرأس العابرة وغير الثابتة فقط. وبالتالي فإن المنعكسات البصرية الحركية والدهليزية العينية مكملة وظيفيًا، حيث يتيح مزيجها تثبيت النظر بكفاءة ويسمح بالتمييز بين الحركات المولدة ذاتيًا والحركات المفروضة خارجيًا في معظم المواقف التي تتم مواجهتها بشكل طبيعي.

يعمل VOR كنظام حلقة مفتوحة: فهو يعمل بشكل كامل في الظلام، أي أن الإشارات الدهليزية للأذن الداخلية تولد حركات العين التعويضية حتى في غياب ردود الفعل البصرية. في القوارض، يعتمد التطور الأولي لـ VOR على النضج المبكر للدوائر الدهليزية حتى قبل فتح العين. ومع ذلك، تعتبر المدخلات البصرية حاسمة لتطوير VOR وأدائه السليم: يعتمد ضبطها الدقيق على ردود الفعل البصرية التي تبلغ عن فعالية حركات العين التعويضية. في غياب الرؤية، كما هو الحال في الأشخاص المكفوفين خلقيًا أو عرضيًا، يكون VOR ضعيفًا. يتحسن اكتساب المنعكس الدهليزي العيني بعد فتح العينين لدى الفئران، بينما يتحول الطور نحو خيوط الطور الأصغر. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر الرؤية بشكل حاسم على الثابت الزمني لتخزين السرعة، وتطور الخلايا العصبية النوية الدهليزية واكتساب خصائصها البلاستيكية.