Analisi del comportamento animale

L’analisi del sistema di analisi dell’andatura ad alta risoluzione è stata la valutazione funzionale più comunemente utilizzata negli studi inclusi nella nostra revisione. Il sistema di analisi dell'andatura ad alta risoluzione descrive i cambiamenti cinematici e cinetici osservati nell'andatura a piedi. La lunghezza del passo, l'ampiezza del passo, l'intensità del GRF/contatto, la posizione, l'area dell'impronta della zampa e la velocità erano i parametri più comunemente riportati. Ciascun parametro rappresentava aspetti diversi dell'andatura, ma solo la lunghezza del passo e l'intensità del GRF/contatto sono stati osservati in modo affidabile e specifico per riflettere i cambiamenti nella funzione della spalla dopo rotture o riparazioni del RC.

Il passo in avanti dell'arto anteriore in un ratto potrebbe essere analogo al rapimento della spalla nell'uomo quando si prende come riferimento il piano scapolare. La lunghezza del passo è stata definita come la distanza tra i colpi delle zampe, che rappresenta la capacità degli arti anteriori di flessione attiva in avanti. Questi risultati hanno indicato che la lesione del tendine RC riduce la flessione attiva in avanti e l’entità della lesione è correlata all’entità della perdita funzionale. Questi cambiamenti erano anche simili alle osservazioni cliniche secondo cui le diminuzioni del ROM attivo sono più comunemente osservate nei pazienti con lesioni RC massicce rispetto ai pazienti con lesioni non massicce. Questa osservazione ha indicato che la lunghezza del passo potrebbe assomigliare alla condizione clinica umana dimostrando una perdita attiva di ROM nei modelli di lesioni RC. D'altra parte, la larghezza del passo (distanza tra le zampe anteriori) di solito non è risultata influenzata nei casi in cui la lunghezza del passo era drasticamente ridotta. È stato suggerito che l'ampiezza del passo fosse compromessa perché l'arto anteriore normale si è spostato medialmente per sostenere più peso corporeo, invece di essere causato dal ROM limitato dell'arto anteriore infortunato. Pertanto, è ragionevole postulare che l’ampiezza del passo potrebbe non essere un parametro affidabile per stimare il grado di funzionalità di una spalla lesionata.

Poiché la forza è un altro aspetto importante della funzione della spalla, i ricercatori hanno sviluppato diversi metodi per misurare indirettamente la forza della spalla. Nei ratti, il peso corporeo viene caricato sulle articolazioni della spalla e trasmesso al suolo durante la deambulazione, il che ha aiutato il GRF a rivelare la capacità di carico della spalla. Allo stesso modo, l’intensità della luce generata in un sistema di analisi dell’andatura completamente automatizzato potrebbe riflettere la capacità di carico della spalla perché l’intensità della luce è ben correlata alla GRF. Gli investigatori hanno utilizzato l'intensità della luce dell'impronta di un ratto per valutare la capacità di carico della sua spalla.

Tre studi hanno misurato il GRF/l'intensità della luce e hanno dimostrato una notevole diminuzione della capacità di carico della spalla nei modelli di rottura/riparazione RC. È stato riportato un sostanziale calo dei valori GRF senza alcun cambiamento nei risultati dell'andatura temporale e spaziale nel modello con massicci strappi RC e riparazione ritardata. Sulla base di un confronto completo tra GRF e i parametri temporali e spaziali, il GRF è stato riconosciuto come il parametro più sensibile per rivelare una compromissione della funzione della spalla. Inoltre, la diminuzione della capacità di carico è correlata agli esiti clinici nell’uomo che indicano che i pazienti hanno perso il 60-70% della forza della spalla dopo le rotture del RC. Pertanto, la GRF e l’intensità della luce sono parametri affidabili e rappresentativi che possono essere utilizzati per rivelare la capacità di carico della spalla nei modelli di lesioni RC.

Il dolore è un altro fattore cruciale che modifica la prestazione funzionale e, clinicamente, il dolore viene riportato dai pazienti. Sebbene il dolore non possa essere valutato direttamente negli studi sugli animali, può riflettersi in cambiamenti nell’andatura. L'influenza del dolore sulla funzione della spalla era limitata ai primi quattro giorni dopo l'intervento.

L’analisi oggettiva dell’andatura può fornire ai medici informazioni importanti per il processo decisionale terapeutico. Può essere utilizzato non solo per quantificare e differenziare l'andatura per la diagnosi, ma anche per monitorare l'efficacia della riabilitazione e del trattamento. Inoltre, i dati raccolti oggettivamente possono fornire informazioni importanti per le decisioni sulla selezione.

I sistemi di analisi dell'andatura su tapis roulant degli animali attualmente utilizzati in medicina veterinaria per raccogliere dati cinematici e cinetici sono sistemi basati su telecamere, sistemi con piastre di forza, sistemi basati su accelerometro, sistemi di misurazione dell'elettromiografia di superficie o tapis roulant strumentati. I sistemi basati su telecamere che tracciano marcatori ottici, attivi o passivi attaccati al corpo del cane sono comunemente usati nelle strutture di ricerca ma raramente nelle cliniche veterinarie perché sono molto costosi e richiedono uno spazio dedicato per installare il sistema. I sistemi di misurazione della forza di reazione al suolo, come le piastre di forza, hanno dimostrato di essere indicatori accurati di andature irregolari o zoppia, soprattutto se combinati con dispositivi di rilevamento del movimento basati su telecamere, ma richiedono un lungo periodo di acclimatazione e addestramento del cane alla camminata. superficie.

Diversi studi indicano che i sistemi di unità di misura inerziali forniscono informazioni preziose per l’analisi dell’andatura canina. In uno studio le forze verticali di picco (PVF) misurate con una piattaforma di forza sono state confrontate con le misurazioni di un accelerometro triassiale posizionato dorsalmente sulla regione toracica o lombare. È stato riscontrato un accordo positivo e significativo tra il PVF dell'accelerometro e la piattaforma di forza per gli arti anteriori e un accordo positivo e basso per gli arti posteriori. hanno descritto l'uso e l'affidabilità degli accelerometri nella valutazione dell'andatura di cani sani e di cani con diagnosi di distrofia muscolare. È stato riferito che la cinematica registrata con un'unità di misura inerziale (IMU) nel piano sagittale nei cani ha mostrato una buona correlazione con la cinematica registrata otticamente, quindi l'uso di sensori IMU potrebbe fornire un'alternativa all'analisi cinematica ottica dell'andatura consentendo al contempo la raccolta di dati al di fuori del laboratorio . Ha presentato un sistema di misurazione dell’andatura basato su sensori IMU per cani che ha dimostrato buona sensibilità e ripetibilità con una precisione probabilmente sufficiente a rilevare anomalie dell’andatura clinicamente rilevanti nei cani. Hanno concluso che, con un ulteriore sviluppo, il sistema potrebbe avere un'ampia gamma di applicazioni sia nella ricerca che nella pratica clinica.

Durante la vita di tutti i giorni, i movimenti naturali della testa nei mammiferi coprono un’ampia gamma di frequenze e velocità. Per evitare una visione offuscata, gli spostamenti dell'immagine sulla retina vengono ridotti al minimo mediante movimenti oculari compensatori. Questi movimenti occhio-nello-spazio sono definiti movimenti oculari di stabilizzazione dello sguardo, che risultano dalla trasformazione dei segnali sensoriali in comandi motori extraoculari. I vertebrati possiedono due riflessi stabilizzanti lo sguardo - il riflesso optocinetico (OKR) e il riflesso vestibolo-oculare (VOR) - che agiscono in sinergia per compensare i movimenti ambientali e personali. Le risposte OKR si basano su cellule gangliari retiniche direzionali selettive che sono efficienti per movimenti relativamente lenti della scena visiva (± 3º/s nei topi). Di conseguenza, il guadagno OKR è inversamente proporzionale alla velocità dello stimolo visivo.

D'altra parte, i neuroni sensibili all'accelerazione vestibolare responsabili del VOR sono più sensibili ai movimenti della testa nella gamma di frequenze medio-alte8. Inoltre, l'OKR può rispondere a movimenti visivi a velocità costante mentre il sistema vestibolare codifica solo velocità della testa transitorie e non costanti. I riflessi optocinetici e vestibolo-oculari sono quindi funzionalmente complementari, la loro combinazione consente un'efficace stabilizzazione dello sguardo e consente di discriminare i movimenti autogenerati da quelli imposti dall'esterno nella maggior parte delle situazioni incontrate naturalmente.

Il VOR funziona come un sistema a circuito aperto: è completamente funzionante al buio, ovvero i segnali vestibolari dell'orecchio interno generano movimenti oculari compensatori anche in assenza di feedback visivo. Nei roditori, lo sviluppo iniziale del VOR si basa sulla maturazione precoce dei circuiti vestibolari anche prima dell'apertura degli occhi. Tuttavia, gli input visivi sono fondamentali per lo sviluppo e il corretto funzionamento del VOR: la sua messa a punto dipende dal feedback visivo che informa sull'efficacia dei movimenti oculari compensatori. In assenza di vista, come nei ciechi congeniti o avventizi, il VOR è compromesso. Il guadagno del riflesso vestibolo-oculare migliora dopo l'apertura degli occhi nei topi, mentre la fase si sposta verso conduttori di fase più piccoli. Inoltre, la visione influenza in modo critico la costante di tempo dell'immagazzinamento della velocità16, lo sviluppo dei neuroni dei nuclei vestibolari e l'acquisizione delle loro proprietà plastiche.