RU2022130679A - METHOD FOR REHABILITATION OF DECEREBRETED ANIMALS (OPTIONS) AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD FOR REHABILITATION OF DECEREBRETED ANIMALS (OPTIONS) AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDF

Info

Publication number
RU2022130679A
RU2022130679A RU2022130679A RU2022130679A RU2022130679A RU 2022130679 A RU2022130679 A RU 2022130679A RU 2022130679 A RU2022130679 A RU 2022130679A RU 2022130679 A RU2022130679 A RU 2022130679A RU 2022130679 A RU2022130679 A RU 2022130679A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
animal
motor
head
movements
reactions
Prior art date
Application number
RU2022130679A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Альбертин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ИФ РАН)
Publication of RU2022130679A publication Critical patent/RU2022130679A/en

Links

Claims (3)

1. Способ реабилитации децеребрированных животных, предполагающий восстановление двигательной координации мышц, которую производят с использованием тредбана и последующим массажем, при этом регистрируют миограммы антагонистических мышц задних конечностей, отличающийся тем, что восстанавливают врожденную двигательную координацию мышц, которую осуществляют последовательно, в четырех исходных положениях, а именно, в первом положении: лежа на лотке, во втором положении: сидя на опорном основании в высокой стойке с опорой на передние конечности, в третьем положении: лежа на лотке с вырезами для передних и задних конечностей, опирающихся на опорное основание, с возможностью регулирования нагрузки на конечности, в четвертом положении: стоя с опорой на передние и задние конечности, при этом в первом положении тестируют сохранность оптокинетического и зрачкового рефлексов, ориентировочных движений головы и глаз на сенсорные раздражители с регистрацией фазических движений головы, туловища и тонического напряжения шейных мышц, тестируют сохранность саккадических и следящих движений головы и глаз при движении зрительных раздражителей на экране монитора с различной скоростью, при выявлении нарушений указанных двигательных реакций проводят тренировку выполнения ориентировочных движений головы и глаз на предъявление пространственно разнесенных зрительных раздражителей путем их повторного предъявления, во втором положении тестируют и тренируют способность к осуществлению передними конечностями двигательных реакций на тактильные раздражения, а также к выработке условных двигательных рефлексов путем выжима рычага манипулятора на предъявление сенсорных сигналов различной модальности, сопровождаемых вознаграждением при адекватном выполнении двигательных реакций, при этом осуществляют непрерывный мониторинг функционального состояния и параметров двигательных реакций, включая величину нагрузки, наличие попыток выполнения двигательного ответа, латентный период, силу нажатия на рычаг, продолжительность, характер и динамику двигательной реакции животного при выжимах рычага манипулятора, связанных с изменением позы, и выполнении движений, требующих перераспределения мышечной нагрузки на мышцы туловища, опорной и рабочей конечностей животного, в третьем положении у животного тестируют двигательные реакции на тактильные раздражения кожи передних и задних конечностей, после чего тестируют способность животного к самостоятельному сохранению позы в положении стоя на опорном основании при изолированном поднятии одной конечности, а также выполнению мотивированной двигательной реакции передними лапами при вознаграждении животного пищей, мышечную нагрузку на конечности животного при осуществлении координированных движений постепенно увеличивают передвижением опорного основания вверх путем вращения опорных гаек по резьбовой поверхности опорных стоек устройства, при сохранении животным устойчивой позы в положении стоя с опорой на все конечности, на опорное основание устанавливают тредбан для последующей локомоторной тренировки животного, во время тестированиия и локомоторного тренинга контролируют функциональное состояние животного, в четвертом положении ограничение подвижности головы ослабляют, при этом тестируют двигательные реакции на тактильные раздражения кожи туловища и конечностей и выполнение постуральных и ориентировочных ответов в виде движения глаз, поворота головы и туловища в сторону предъявляемого сенсорного сигнала, затем проводят тренинг с целью восстановления врожденных пищедобывательных движений, выполняемых передними конечностями при извлечении животным из узкого тубуса пищи, подаваемой экспериментатором, а локомоторный тренинг в третьем и четвертом положениях осуществляют с помощью тредбана, выполненного с возможностью изменения скорости, направления движения и угла наклона рабочей ленты, который устанавливают на опорное основание, при этом изменение исходного положения животного обеспечивают путем установки/снятия съемных опорного основания и лотка устройства, на всех этапах тестирования и локомоторного тренинга голову животного мягко фиксируют с помощью гибких элементов подвеса с возможностью движений головы, при этом регистрируют двигательные реакции и тоническое напряжение мышц животного и вегетативные реакции, регистрируемые в виде зрачковых рефлексов, которые сигнализируют о наличии дискомфорта и болевых реакций животного, мышечную нагрузку при осуществлении координированных движений увеличивают постепенно, и по параметрам регистрируемых ответов оценивают сохранность исследуемых позных рефлексов, процесс восстановления координированных двигательных реакций и способность животных к передвижению, и по этим показателям определяют оперативные тактики и физиотерапевтические процедуры, необходимые для дальнейшей коррекции двигательных функций животного, в перерывах между сеансами реабилитации голову освобождают от фиксации, и животное размещают в мягком контейнере для проведения физиотерапевтической процедуры массажа мышц туловища и конечностей животного.1. A method of rehabilitation of decerebrate animals, involving the restoration of motor coordination of muscles, which is carried out using a treadmill and subsequent massage, while recording myograms of antagonistic muscles of the hind limbs, characterized in that the innate motor coordination of muscles is restored, which is carried out sequentially in four starting positions, namely, in the first position: lying on a tray, in the second position: sitting on a support base in a high stance with support on the forelimbs, in the third position: lying on a tray with cutouts for the front and hind legs resting on the support base, with the possibility regulation of the load on the limbs, in the fourth position: standing with support on the front and hind limbs, while in the first position the integrity of optokinetic and pupillary reflexes, indicative movements of the head and eyes to sensory stimuli is tested with registration of phasic movements of the head, torso and tonic tension of the neck muscles , test the safety of saccadic and tracking movements of the head and eyes when visual stimuli move on the monitor screen at different speeds, if violations of the indicated motor reactions are detected, training is carried out to perform indicative movements of the head and eyes for the presentation of spatially separated visual stimuli by repeatedly presenting them, in the second position they are tested and train the ability to carry out motor reactions to tactile stimulation with the forelimbs, as well as to develop conditioned motor reflexes by squeezing the manipulator lever to present sensory signals of various modalities, accompanied by reward when motor reactions are adequately performed, while continuously monitoring the functional state and parameters of motor reactions , including the magnitude of the load, the presence of attempts to perform a motor response, the latent period, the force of pressing the lever, the duration, nature and dynamics of the animal’s motor reaction when squeezing the manipulator lever associated with a change in posture, and performing movements that require redistribution of the muscle load on the muscles of the trunk, supporting and the working limbs of the animal, in the third position the animal’s motor reactions to tactile irritations of the skin of the front and hind limbs are tested, after which the animal’s ability to independently maintain a posture in a standing position on a support base with isolated raising of one limb is tested, as well as to perform a motivated motor reaction with the front paws when rewarding the animal with food, the muscle load on the animal’s limbs when carrying out coordinated movements is gradually increased by moving the support base upward by rotating the support nuts along the threaded surface of the support posts of the device, while the animal maintains a stable posture in a standing position with support on all limbs, they are installed on the support base treadmill for subsequent locomotor training of the animal; during testing and locomotor training, the functional state of the animal is monitored; in the fourth position, the restriction of head mobility is weakened, while motor reactions to tactile stimulation of the skin of the torso and limbs are tested and the performance of postural and indicative responses in the form of eye movements, rotation head and torso in the direction of the presented sensory signal, then training is carried out in order to restore the innate food-procuring movements performed by the forelimbs when the animal extracts food from a narrow tube supplied by the experimenter, and locomotor training in the third and fourth positions is carried out using a treadmill, made with the possibility of changing speed, direction of movement and angle of inclination of the working belt, which is installed on the support base, while changing the initial position of the animal is ensured by installing/removing the removable support base and tray of the device; at all stages of testing and locomotor training, the animal’s head is gently fixed using flexible suspension elements with the possibility of head movements, while motor reactions and tonic tension of the animal’s muscles and vegetative reactions are recorded, recorded in the form of pupillary reflexes, which signal the presence of discomfort and pain reactions of the animal, the muscle load when carrying out coordinated movements is increased gradually, and the parameters of the recorded responses are assessed the safety of the studied postural reflexes, the process of restoration of coordinated motor reactions and the ability of animals to move, and based on these indicators, operational tactics and physiotherapeutic procedures necessary for further correction of the animal’s motor functions are determined; in the intervals between rehabilitation sessions, the head is freed from fixation, and the animal is placed in a soft container for carrying out a physiotherapeutic procedure for massaging the muscles of the animal’s torso and limbs. 2. Способ реабилитации децеребрированных животных, предполагающий восстановление двигательной координации мышц, которую производят с использованием тредбана и последующим массажем, при этом регистрируют миограммы антагонистических мышц задних конечностей, отличающийся тем, что восстанавливают врожденную двигательную координацию мышц, которую осуществляют последовательно, в четырех исходных положениях, а именно, в первом положении: лежа на лотке, во втором положении: сидя на опорном основании в высокой стойке с опорой на передние конечности, в третьем положении: лежа на лотке с вырезами для передних и задних конечностей, с возможностью количественной нагрузки на передние и задние конечности, в четвертом положении: стоя с опорой на передние и задние конечности, при этом в первом положении тестируют сохранность оптокинетического и зрачкового рефлексов, ориентировочных движений головы и глаз на сенсорные раздражители с регистрацией фазических движений головы, туловища и тонического напряжения шейных мышц, тестируют сохранность саккадических и следящих движений головы и глаз при движении зрительных раздражителей на экране монитора с различной скоростью, при выявлении нарушений указанных двигательных реакций проводят тренировку выполнения ориентировочных движений головы и глаз на предъявление пространственно разнесенных зрительных раздражителей путем их повторного предъявления, во втором положении тестируют и тренируют способность к осуществлению передними конечностями двигательных реакций на тактильные раздражения, а также к выработке условных двигательных рефлексов путем выжима рычага манипулятора на предъявление сенсорных сигналов различной модальности, сопровождаемых вознаграждением при адекватном выполнении двигательных реакций, при этом осуществляют непрерывный мониторинг функционального состояния и параметров двигательных реакций, включая величину нагрузки, наличие попыток выполнения двигательного ответа, латентный период, силу нажатия на рычаг, продолжительность, характер и динамику двигательной реакции животного при выжимах рычага манипулятора, связанных с изменением позы, и выполнении движений, требующих перераспределения мышечной нагрузки на мышцы туловища, опорной и рабочей конечностей животного, в третьем положении у животного тестируют двигательные реакции на тактильные раздражения кожи передних и задних конечностей, после чего тестируют способность животного к самостоятельному сохранению позы в положении стоя на опорном основании при изолированном поднятии одной конечности, а также выполнению мотивированной двигательной реакции передними лапами при вознаграждении животного пищей, мышечную нагрузку на конечности животного при осуществлении координированных движений постепенно увеличивают передвижением опорного основания вверх путем вращения опорных гаек по резьбовой поверхности опорных стоек устройства, при сохранении животным устойчивой позы в положении стоя с опорой на все конечности, на опорное основание устанавливают тредбан для последующей локомоторной тренировки животного, во время тестированиия и локомоторного тренинга контролируют функциональное состояние животного, в четвертом положении ограничение подвижности головы ослабляют, при этом тестируют двигательные реакции на тактильные раздражения кожи туловища и конечностей и выполнение постуральных и ориентировочных ответов в виде движения глаз, поворота головы и туловища в сторону предъявляемого сенсорного сигнала, затем проводят тренинг с целью восстановления врожденных пищедобывательных движений, выполняемых передними конечностями при извлечении животным из узкого тубуса пищи, подаваемой экспериментатором, в третьем и четвертом положениях нициирование животных к самостоятельному передвижению проводят, отодвигая подвижные несущие каретки с закрепленным сборным стержнем-фиксатором головы назад от источника вознаграждения, изменение исходного положения животного обеспечивают путем установки/снятия съемных опорного основания и лотка устройства, на всех этапах тестирования и локомоторного тренинга голову животного мягко фиксируют с помощью гибких элементов подвеса с возможностью движений головы, при этом регистрируют двигательные реакции и тоническое напряжение мышц животного и вегетативные реакции, регистрируемые в виде зрачковых рефлексов, которые сигнализируют о наличии дискомфорта и болевых реакций животного, мышечную нагрузку при осуществлении координированных движений увеличивают постепенно, и по параметрам регистрируемых ответов оценивают сохранность исследуемых позных рефлексов, процесс восстановления координированных двигательных реакций и способность животных к передвижению, и по этим показателям определяют оперативные тактики и физиотерапевтические процедуры, необходимые для дальнейшей коррекции двигательных функций животного, в перерывах между сеансами реабилитации голову освобождают от фиксации, и животное размещают в мягком контейнере для проведения физиотерапевтической процедуры массажа мышц туловища и конечностей животного.2. A method of rehabilitation of decerebrate animals, involving the restoration of motor coordination of muscles, which is carried out using a treadmill and subsequent massage, while recording myograms of antagonistic muscles of the hind limbs, characterized in that the innate motor coordination of muscles is restored, which is carried out sequentially in four starting positions, namely, in the first position: lying on a tray, in the second position: sitting on a support base in a high stance with support on the forelimbs, in the third position: lying on a tray with cutouts for the front and hind limbs, with the possibility of quantitative load on the forelimbs and hind limbs, in the fourth position: standing with support on the front and hind limbs, while in the first position the integrity of optokinetic and pupillary reflexes, indicative movements of the head and eyes to sensory stimuli is tested with registration of phasic movements of the head, torso and tonic tension of the neck muscles, testing preservation of saccadic and tracking movements of the head and eyes when visual stimuli move on the monitor screen at different speeds; if violations of these motor reactions are detected, training is carried out to perform indicative movements of the head and eyes to present spatially separated visual stimuli by repeatedly presenting them; in the second position, testing and training the ability to carry out motor reactions to tactile stimulation with the forelimbs, as well as to develop conditioned motor reflexes by squeezing the manipulator lever to present sensory signals of various modalities, accompanied by rewards for adequate performance of motor reactions, while continuously monitoring the functional state and parameters of motor reactions, including the magnitude of the load, the presence of attempts to perform a motor response, the latent period, the force of pressing the lever, the duration, nature and dynamics of the animal’s motor reaction when squeezing the manipulator lever associated with a change in posture, and performing movements that require redistribution of muscle load on the muscles of the trunk, supporting and working muscles limbs of the animal, in the third position the animal's motor reactions to tactile irritations of the skin of the front and hind limbs are tested, after which the animal's ability to independently maintain a pose in a standing position on a support base with isolated raising of one limb is tested, as well as to perform a motivated motor reaction with the front paws when rewarding the animal with food, the muscular load on the animal's limbs when carrying out coordinated movements is gradually increased by moving the support base upward by rotating the support nuts along the threaded surface of the support posts of the device, while the animal maintains a stable posture in a standing position with support on all limbs, a treadmill is installed on the support base for subsequent locomotor training of the animal, during testing and locomotor training the functional state of the animal is monitored, in the fourth position the restriction of head mobility is weakened, while motor reactions to tactile stimulation of the skin of the torso and limbs are tested and the performance of postural and indicative responses in the form of eye movements, head rotation and body in the direction of the presented sensory signal, then training is carried out in order to restore the innate food-procuring movements performed by the forelimbs when the animal extracts food from a narrow tube supplied by the experimenter, in the third and fourth positions, initiation of animals to independent movement is carried out by moving the movable load-bearing carriages with a fixed assembly with a rod-fixation of the head back from the source of reward, a change in the initial position of the animal is ensured by installing/removing the removable support base and tray of the device; at all stages of testing and locomotor training, the animal’s head is gently fixed using flexible suspension elements with the possibility of head movements, while motor movements are recorded reactions and tonic tension of the animal’s muscles and autonomic reactions, recorded in the form of pupillary reflexes, which signal the presence of discomfort and pain reactions of the animal, the muscle load when carrying out coordinated movements is increased gradually, and the parameters of the recorded responses are used to evaluate the safety of the studied postural reflexes, the process of restoration of coordinated motor reactions and the ability of animals to move, and based on these indicators, the operational tactics and physiotherapeutic procedures necessary for further correction of the animal’s motor functions are determined; in the intervals between rehabilitation sessions, the head is released from fixation, and the animal is placed in a soft container for a physiotherapeutic procedure of massage of the trunk muscles and limbs of the animal. 3. Устройство для реабилитации децеребрированных животных, содержащее опорную раму, съемный лоток для размещения туловища животного, опорные стойки, направляющие, закрепленные на лотке, несущие каретки, выполненные с возможностью перемещения по направляющим, и оснащенный втулкой подвеса головы сборный стержень-фиксатор, содержащий концевые части и концевые втулки с цанговыми зажимами, установленные с возможностью осевого перемещения, и переходные хомутики, при этом центральная часть стержня-фиксатора выполнена в виде упругой эластичной трубки, заполненной токопроводящим материалом, изменяющим электрическое сопротивление в ответ на внешние механические воздействия и включенным в электрическую схему, последовательно соединенную с усилителем, регистрирующим прибором и монитором, причем концевые части стержня закреплены в каретках и снабжены сквозными осевыми проточками, а прижим центральной части стержня к его концевым частям осуществляется с помощью погружных винтов, при этом сборный стержень-фиксатор выполнен с возможностью жесткого сочленения его составных несущих элементов, отличающееся тем, что лоток выполнен съемным, его концевые части содержат вырезы для выведения передних и задних конечностей животного наружу, устройство содержит съемное опорное основание, выполненное с возможностью передвижения по опорным стойкам путем вращения опорных гаек по резьбе, нанесенной на стойки устройства, устройство содержит электроды, вживляемые в мышцы-антагонисты конечностей животного с подкожным выводом их проводников на электрический разъем, закрепляемый на голове животного, устройство содержит манипулятор, выполненный в виде рычага для осуществления животным условно-рефлекторных реакций его выжима передними конечностями с возможностью регуляции нагрузки на рабочую лапу животного и регистрации мышечного усилия при его выжиме с помощью тензодатчика, установленного на рабочей площадке рычага, причем манипулятор закреплен на оси электрического потенциометра, включенного в электрическую схему устройства, устройство содержит пупилометр для регистрации зрачковых и глазодвигательных рефлексов в отраженном инфракрасном свете, закрепленный на переходном хомутике, расположенном на центральном стержне сборного стержня-фиксатора.3. A device for the rehabilitation of decerebrate animals, containing a support frame, a removable tray for placing the body of the animal, support posts, guides mounted on the tray, bearing carriages configured to move along the guides, and a prefabricated retaining rod equipped with a head suspension bushing, containing end parts and end bushings with collet clamps, installed with the possibility of axial movement, and adapter clamps, while the central part of the retaining rod is made in the form of an elastic elastic tube filled with conductive material that changes electrical resistance in response to external mechanical influences and is included in the electrical circuit , connected in series with an amplifier, a recording device and a monitor, wherein the end parts of the rod are fixed in carriages and equipped with through axial grooves, and the central part of the rod is pressed against its end parts using submersible screws, while the assembled fixing rod is made with the possibility of rigid articulation its constituent load-bearing elements, characterized in that the tray is removable, its end parts contain cutouts for bringing the front and hind limbs of the animal out, the device contains a removable support base, made with the ability to move along the support posts by rotating the support nuts along the threads applied to the posts device, the device contains electrodes implanted into the antagonist muscles of the animal's limbs with subcutaneous output of their conductors to an electrical connector attached to the animal's head, the device contains a manipulator made in the form of a lever for the animal to carry out conditioned reflex reactions of squeezing it with the forelimbs with the ability to regulate the load on the working paw of the animal and recording the muscle force when squeezing it using a strain gauge installed on the working platform of the lever, and the manipulator is mounted on the axis of an electric potentiometer included in the electrical circuit of the device; the device contains a pupilometer for recording pupillary and oculomotor reflexes in reflected infrared light, fixed on the adapter clamp located on the central rod of the prefabricated retaining rod.
RU2022130679A 2022-11-24 METHOD FOR REHABILITATION OF DECEREBRETED ANIMALS (OPTIONS) AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION RU2022130679A (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2022130679A true RU2022130679A (en) 2024-05-24

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gruber et al. Training-specific adaptations of H-and stretch reflexes in human soleus muscle
Fimland et al. Enhanced neural drive after maximal strength training in multiple sclerosis patients
Khalil et al. Stretching in the rehabilitation of low-back pain patients
Schuler et al. Virtual realities as motivational tools for robotic assisted gait training in children: A surface electromyography study
US20020157617A1 (en) Robotic device for locomotor training
EP3785532A1 (en) Physical training device for animals with a therapeutical and entertaining component
Varoqui et al. Ankle voluntary movement enhancement following robotic-assisted locomotor training in spinal cord injury
Roy et al. Short-term ankle motor performance with ankle robotics training in chronic hemiparetic stroke.
KR101392065B1 (en) Apparatus for active xercise for physically handicapped
Blomqvist et al. Postural muscle responses and adaptations to backward platform perturbations in young people with and without intellectual disability
KR101458714B1 (en) Apparatus for spine traction
Okada et al. TEM: a therapeutic exercise machine for the lower extremities of spastic patients
RU2022130679A (en) METHOD FOR REHABILITATION OF DECEREBRETED ANIMALS (OPTIONS) AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Grishin et al. A device for the rehabilitation therapy of patients with motor pathology using mechanotherapy, transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord, and biological feedback
Kang et al. Effects of integrating rhythmic arm swing into robot-assisted walking in patients with subacute stroke: a randomized controlled pilot study
Martins et al. Review and classification of human gait training and rehabilitation devices
Sarhan et al. Locomotor treadmill training program using driven gait orthosis versus manual treadmill therapy on motor output in spastic diplegic cerebral palsy children
Quiles et al. Lessons learned from clinical trials of a neurorehabilitation therapy based on tDCS, BMI, and pedaling systems
Saggini et al. Rehabilitation in sarcopenic elderly
Cuesta-Vargas EMG analysis of the neuromuscular activity during sit-to-stand from different height chairs in water
Demirbüken et al. Investigation of motor strategies of sit to stand activity in elderly population
Riener et al. Cooperative strategies for robot-aided gait neuro-rehabilitation
Sairag et al. The design and development of sit to stand trainer for the elderly
Matjačić Apparatus for dynamic balance training during treadmill walking
Cho et al. The immediate effects of local vibration on ankle plantar flexor muscle activation and peak torque in healthy adults