Analisis Perilaku Hewan

Analisis sistem kiprah resolusi tinggi adalah penilaian fungsional yang paling umum digunakan dalam penelitian yang termasuk dalam tinjauan kami. Sistem analisis gaya berjalan resolusi tinggi menggambarkan perubahan kinematik dan kinetik yang diamati pada gaya berjalan. Panjang langkah, lebar langkah, GRF/intensitas kontak, pendirian, luas tapak kaki, dan kecepatan adalah parameter yang paling sering dilaporkan. Setiap parameter mewakili aspek gaya berjalan yang berbeda, namun hanya panjang langkah dan GRF/intensitas kontak yang dapat diamati secara andal dan spesifik untuk mencerminkan perubahan fungsi bahu setelah robekan atau perbaikan RC.

Langkah maju kaki depan pada tikus bisa dianalogikan dengan abduksi bahu pada manusia ketika bidang skapula dijadikan acuan. Panjang langkah didefinisikan sebagai jarak antara pukulan kaki, yang mewakili kemampuan anggota tubuh depan untuk melakukan fleksi ke depan secara aktif. Hasil ini menunjukkan bahwa cedera tendon RC mengurangi fleksi aktif ke depan, dan tingkat cedera berkorelasi dengan tingkat kehilangan fungsional. Perubahan ini juga serupa dengan pengamatan klinis bahwa penurunan ROM aktif lebih sering terlihat pada pasien dengan robekan RC masif dibandingkan pada pasien dengan robekan nonmasif. Pengamatan ini menunjukkan bahwa panjang langkah bisa menyerupai kondisi klinis manusia dengan menunjukkan hilangnya ROM aktif pada model cedera RC. Di sisi lain, lebar langkah (jarak antara kaki depan) biasanya tidak terpengaruh jika panjang langkah dikurangi secara drastis. Diperkirakan bahwa lebar langkah terganggu karena tungkai depan yang normal bergeser ke medial untuk menopang lebih banyak berat badan, bukan disebabkan oleh terbatasnya ROM dari tungkai depan yang cedera. Oleh karena itu, masuk akal untuk mendalilkan bahwa lebar langkah mungkin bukan merupakan parameter yang dapat diandalkan untuk memperkirakan derajat fungsi bahu yang cedera.

Karena kekuatan merupakan aspek penting lainnya dari fungsi bahu, para peneliti telah mengembangkan beberapa metode untuk mengukur kekuatan bahu secara tidak langsung. Pada tikus, berat badan dibebani pada sendi bahu dan dipindahkan ke tanah saat berjalan, yang membantu GRF mengungkapkan kapasitas beban bahu. Demikian pula, intensitas cahaya yang dihasilkan dalam sistem analisis gaya berjalan otomatis dapat mencerminkan kapasitas beban bahu karena intensitas cahaya berkorelasi baik dengan GRF. Penyelidik telah menggunakan intensitas ringan dari jejak kaki tikus untuk menilai kapasitas beban bahunya.

Tiga penelitian mengukur GRF/intensitas cahaya, dan mereka menunjukkan penurunan yang signifikan dalam kapasitas pembebanan bahu pada model robekan/perbaikan RC. Penurunan substansial dalam nilai GRF dilaporkan tanpa adanya perubahan pada gaya berjalan temporal dan spasial yang menghasilkan model dengan robekan RC yang masif dan perbaikan yang tertunda. Berdasarkan perbandingan komprehensif antara GRF dengan parameter temporal dan spasial, GRF diakui sebagai parameter paling sensitif untuk mengungkap gangguan fungsi bahu. Selain itu, penurunan kapasitas pembebanan berkorelasi dengan hasil klinis pada manusia yang menunjukkan pasien kehilangan 60-70% kekuatan bahunya setelah robekan RC. Dengan demikian, GRF dan intensitas cahaya merupakan parameter yang dapat diandalkan dan representatif yang dapat digunakan untuk mengungkapkan kapasitas pembebanan bahu pada model cedera RC.

Nyeri adalah faktor penting lainnya yang mengubah kinerja fungsional, dan secara klinis, nyeri dilaporkan oleh pasien. Meskipun nyeri tidak dapat dinilai secara langsung pada penelitian pada hewan, nyeri dapat tercermin dalam perubahan gaya berjalan. Pengaruh nyeri pada fungsi bahu terbatas pada empat hari pertama pasca operasi.

Analisis gaya berjalan yang obyektif dapat memberikan informasi penting kepada dokter untuk pengambilan keputusan terapeutik. Hal ini dapat digunakan tidak hanya untuk mengukur dan membedakan gaya berjalan untuk diagnosis, tetapi juga untuk memantau kemanjuran rehabilitasi dan pengobatan. Selain itu, data yang dikumpulkan secara objektif dapat memberikan informasi penting untuk pengambilan keputusan pemuliaan.

Sistem analisis gaya berjalan treadmill hewan yang saat ini digunakan dalam kedokteran hewan untuk mengumpulkan data kinematik dan kinetik adalah sistem berbasis kamera, sistem pelat gaya, sistem berbasis akselerometer, sistem pengukuran elektromiografi permukaan, atau treadmill berinstrumen. Sistem berbasis kamera yang melacak penanda optik, aktif, atau pasif yang menempel pada tubuh anjing biasanya digunakan di fasilitas penelitian tetapi jarang digunakan di klinik hewan karena harganya sangat mahal dan memerlukan ruang khusus untuk memasang sistem tersebut. Sistem pengukuran gaya reaksi tanah, seperti pelat gaya, telah terbukti menjadi indikator akurat dari pola berjalan yang tidak teratur atau ketimpangan, terutama bila dikombinasikan dengan perangkat pelacak gerak berbasis kamera, namun memerlukan periode aklimatisasi dan pelatihan anjing yang lama untuk berjalan. permukaan.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa sistem satuan pengukuran inersia memberikan informasi berharga untuk analisis gaya berjalan anjing. Dalam sebuah penelitian, gaya vertikal puncak (PVF) yang diukur dengan platform gaya dibandingkan dengan pengukuran dari akselerometer triaksial yang ditempatkan secara punggung di atas daerah toraks atau pinggang. Terdapat kesesuaian positif dan signifikan antara PVF akselerometer dan platform gaya untuk tungkai depan dan kesesuaian positif dan rendah untuk tungkai belakang. menjelaskan penggunaan dan keandalan akselerometer dalam penilaian gaya berjalan anjing sehat dan anjing dengan diagnosis distrofi otot. Dilaporkan bahwa kinematika yang direkam dengan unit pengukuran inersia (IMU) pada bidang sagital pada anjing, menunjukkan korelasi yang baik dengan kinematika yang direkam secara optik, sehingga penggunaan sensor IMU dapat memberikan alternatif terhadap analisis gaya berjalan kinematik optik sekaligus memungkinkan pengumpulan data di luar laboratorium. . Ini menyajikan sistem pengukuran gaya berjalan berbasis sensor IMU untuk anjing yang menunjukkan sensitivitas dan kemampuan pengulangan yang baik dengan presisi yang mungkin cukup untuk mendeteksi kelainan gaya berjalan yang relevan secara klinis pada anjing. Mereka menyimpulkan bahwa, dengan pengembangan lebih lanjut, sistem ini dapat memiliki penerapan yang luas baik dalam penelitian maupun praktik klinis.

Dalam kehidupan sehari-hari, gerakan kepala alami mamalia mencakup rentang frekuensi dan kecepatan yang luas. Untuk menghindari penglihatan kabur, perpindahan gambar pada retina diminimalkan dengan gerakan kompensasi mata. Gerakan mata-dalam-ruang ini disebut sebagai gerakan mata stabilisasi tatapan, yang dihasilkan dari transformasi sinyal sensorik menjadi perintah motorik ekstraokular. Vertebrata memiliki dua refleks penstabil pandangan - refleks optokinetik (OKR) dan refleks vestibulo-okular (VOR) -yang bertindak secara sinergis untuk mengimbangi gerakan lingkungan dan diri. Respons OKR bergantung pada sel ganglion retina selektif arah yang efisien untuk gerakan visual yang relatif lambat (± 3º/detik pada tikus). Akibatnya, perolehan OKR berbanding terbalik dengan kecepatan stimulus visual.

Di sisi lain, neuron sensitif percepatan vestibular yang bertanggung jawab atas VOR lebih sensitif terhadap gerakan kepala pada rentang frekuensi menengah hingga tinggi8. Selain itu, OKR dapat merespons gerakan visual dengan kecepatan konstan sementara sistem vestibular hanya mengkodekan kecepatan kepala sementara yang tidak konstan. Oleh karena itu, refleks optokinetik dan vestibulo-okular saling melengkapi secara fungsional, kombinasi keduanya memungkinkan stabilisasi pandangan yang efisien dan memungkinkan untuk membedakan gerakan yang dihasilkan sendiri dari gerakan yang dipaksakan secara eksternal dalam situasi yang paling alami.

VOR bekerja sebagai sistem loop terbuka: ia berfungsi sepenuhnya dalam kegelapan, yaitu sinyal vestibular telinga bagian dalam menghasilkan gerakan kompensasi mata bahkan tanpa adanya umpan balik visual. Pada hewan pengerat, perkembangan awal VOR bergantung pada pematangan awal sirkuit vestibular bahkan sebelum mata terbuka. Namun demikian, masukan visual sangat penting untuk pengembangan dan berfungsinya VOR: penyesuaiannya bergantung pada umpan balik visual yang menginformasikan kemanjuran gerakan mata kompensasi. Dengan tidak adanya penglihatan, seperti pada orang buta bawaan atau bawaan, VOR akan terganggu. Peningkatan refleks vestibulo-okular membaik setelah pembukaan mata pada tikus, sementara fasenya bergeser ke arah sadapan fase yang lebih kecil. Selain itu, penglihatan secara kritis mempengaruhi konstanta waktu penyimpanan kecepatan16, perkembangan neuron inti vestibular dan perolehan sifat plastiknya.