Analyse du comportement animal

L'analyse du système d'analyse de la marche à haute résolution était l'évaluation fonctionnelle la plus couramment utilisée dans les études incluses dans notre revue. Le système d'analyse de la démarche haute résolution décrit les changements cinématiques et cinétiques observés dans la démarche de marche. La longueur de la foulée, la largeur du pas, l'intensité du GRF/contact, la position, la zone d'empreinte de patte et la vitesse étaient les paramètres les plus fréquemment rapportés. Chaque paramètre représentait différents aspects de la démarche, mais seules la longueur de la foulée et l'intensité du GRF/contact ont été observées de manière fiable et spécifique pour refléter les changements dans la fonction de l'épaule après une déchirure ou une réparation du RC.

La foulée vers l'avant du membre antérieur chez un rat pourrait être analogue à l'abduction de l'épaule chez l'homme lorsque le plan de la scapulaire est pris comme référence. La longueur de foulée a été définie comme la distance entre les coups de patte, qui représente la capacité du membre antérieur à se plier activement vers l'avant. Ces résultats ont indiqué que la lésion du tendon RC réduisait la flexion active vers l'avant et que l'étendue de la blessure était corrélée à l'étendue de la perte fonctionnelle. Ces changements étaient également similaires aux observations cliniques selon lesquelles les diminutions de la ROM active sont plus fréquemment observées chez les patients présentant une déchirure massive du RC que chez les patients présentant des déchirures non massives. Cette observation a indiqué que la longueur de la foulée pourrait ressembler à l'état clinique humain en démontrant une perte active de ROM dans les modèles de blessures RC. En revanche, la largeur de pas (distance entre les pattes avant) n'est généralement pas affectée dans les cas où la longueur de foulée est considérablement réduite. Il a été suggéré que la largeur de foulée était altérée parce que le membre antérieur normal s'était déplacé médialement pour supporter plus de poids corporel, au lieu d'être causé par la ROM limitée du membre antérieur blessé. Par conséquent, il est raisonnable de postuler que la largeur du pas n’est peut-être pas un paramètre fiable pour estimer le degré de fonction d’une épaule blessée.

La force étant un autre aspect important de la fonction de l’épaule, les chercheurs ont développé plusieurs méthodes pour mesurer indirectement la force de l’épaule. Chez le rat, le poids corporel est chargé sur les articulations de l'épaule et transmis au sol lors de la marche, ce qui a permis au GRF de révéler la capacité de charge de l'épaule. De même, l’intensité lumineuse générée dans un système d’analyse de la marche entièrement automatisé pourrait refléter la capacité de charge de l’épaule car l’intensité lumineuse est bien corrélée au GRF. Les enquêteurs ont utilisé l'intensité lumineuse de l'empreinte d'un rat pour évaluer la capacité de charge de son épaule.

Trois études ont mesuré le GRF/intensité lumineuse et ont démontré une diminution notable de la capacité de charge de l'épaule dans les modèles de déchirure/réparation RC. Une baisse substantielle des valeurs de GRF a été rapportée sans changement dans les résultats de marche temporelle et spatiale dans le modèle avec des déchirures massives du RC et une réparation retardée. Sur la base d'une comparaison complète entre le GRF et les paramètres temporels et spatiaux, le GRF a été reconnu comme le paramètre le plus sensible pour révéler une altération de la fonction de l'épaule. De plus, la diminution de la capacité de charge est en corrélation avec les résultats cliniques chez l'homme, qui indiquent que les patients ont perdu 60 à 70 % de la force de leurs épaules après des déchirures RC. Ainsi, le GRF et l’intensité lumineuse sont des paramètres fiables et représentatifs qui peuvent être utilisés pour révéler la capacité de charge de l’épaule dans les modèles de blessures RC.

La douleur est un autre facteur crucial qui modifie les performances fonctionnelles et, cliniquement, la douleur est rapportée par les patients. Bien que la douleur ne puisse pas être évaluée directement dans les études animales, elle peut se refléter dans des changements dans la démarche de marche. L’influence de la douleur sur la fonction de l’épaule était limitée aux quatre premiers jours postopératoires.

L'analyse objective de la marche peut fournir aux cliniciens des informations importantes pour la prise de décision thérapeutique. Il peut être utilisé non seulement pour quantifier et différencier la démarche à des fins de diagnostic, mais également pour surveiller l'efficacité de la réadaptation et du traitement. De plus, les données collectées objectivement peuvent fournir des informations importantes pour les décisions de sélection.

Les systèmes d'analyse de la marche des animaux sur tapis roulant actuellement utilisés en médecine vétérinaire pour collecter des données cinématiques et cinétiques sont soit des systèmes basés sur des caméras, des systèmes de plaques de force, des systèmes basés sur des accéléromètres, des systèmes de mesure par électromyographie de surface ou des tapis roulants instrumentés. Les systèmes basés sur des caméras qui suivent les marqueurs optiques, actifs ou passifs attachés au corps du chien sont couramment utilisés dans les centres de recherche, mais rarement dans les cliniques vétérinaires, car ils sont très coûteux et nécessitent un espace dédié pour installer le système. Il a été démontré que les systèmes de mesure de la force de réaction au sol, tels que les plaques de force, sont des indicateurs précis de schémas de démarche irréguliers ou de boiteries, en particulier lorsqu'ils sont combinés avec des dispositifs de suivi de mouvement basés sur une caméra, mais nécessitent une longue période d'acclimatation et un entraînement du chien à la marche. surface.

Plusieurs études indiquent que les systèmes de centrales inertielles fournissent des informations précieuses pour l'analyse de la démarche canine. Dans une étude, les forces verticales maximales (PVF) mesurées avec une plate-forme de force ont été comparées aux mesures d'un accéléromètre triaxial placé dorsalement sur la région thoracique ou lombaire. Il y avait un accord positif et significatif entre le PVF de l'accéléromètre et la plateforme de force pour les membres antérieurs et un accord positif et faible pour les membres postérieurs. ont décrit l'utilisation et la fiabilité des accéléromètres dans l'évaluation de la démarche de chiens en bonne santé et de chiens ayant reçu un diagnostic de dystrophie musculaire. Il a rapporté que la cinématique enregistrée avec une unité de mesure inertielle (IMU) dans le plan sagittal chez le chien montrait une bonne corrélation avec la cinématique enregistrée optiquement, de sorte que l'utilisation de capteurs IMU pourrait fournir une alternative à l'analyse cinématique optique de la marche tout en permettant la collecte de données en dehors du laboratoire. . Il présentait un système de mesure de la marche basé sur un capteur IMU pour chiens qui démontrait une bonne sensibilité et répétabilité avec une précision probablement suffisante pour détecter des anomalies de démarche cliniquement pertinentes chez les chiens. Ils ont conclu qu'avec des développements plus poussés, le système pourrait avoir un large éventail d'applications à la fois dans la recherche et dans la pratique clinique.

Au quotidien, les mouvements naturels de la tête chez les mammifères couvrent une large gamme de fréquences et de vitesses. Pour éviter une vision floue, les déplacements de l'image sur la rétine sont minimisés par des mouvements oculaires compensatoires. Ces mouvements oculaires dans l’espace sont appelés mouvements oculaires de stabilisation du regard, qui résultent de la transformation de signaux sensoriels en commandes motrices extraoculaires. Les vertébrés possèdent deux réflexes de stabilisation du regard – le réflexe optocinétique (OKR) et le réflexe vestibulo-oculaire (VOR) – qui agissent en synergie pour compenser les mouvements environnementaux et personnels. Les réponses OKR reposent sur des cellules ganglionnaires rétiniennes sélectives dans la direction, efficaces pour les mouvements relativement lents de la scène visuelle (± 3º/s chez la souris). Par conséquent, le gain OKR est inversement proportionnel à la vitesse du stimulus visuel.

D’un autre côté, les neurones vestibulaires sensibles à l’accélération responsables du VOR sont plus sensibles aux mouvements de la tête dans les gammes de fréquences moyennes et élevées8. De plus, l'OKR peut répondre aux mouvements visuels à vitesse constante tandis que le système vestibulaire code uniquement les vitesses de tête transitoires et non constantes. Les réflexes optocinétiques et vestibulo-oculaires sont donc fonctionnellement complémentaires, leur combinaison permet une stabilisation efficace du regard et permet de discriminer les mouvements auto-générés des mouvements imposés de l'extérieur dans la plupart des situations naturellement rencontrées.

Le VOR fonctionne comme un système en boucle ouverte : il est entièrement fonctionnel dans l'obscurité, c'est-à-dire que les signaux vestibulaires de l'oreille interne génèrent des mouvements oculaires compensatoires même en l'absence de retour visuel. Chez les rongeurs, le développement initial du VOR repose sur la maturation précoce des circuits vestibulaires avant même l'ouverture des yeux. Néanmoins, les apports visuels sont essentiels au développement et au bon fonctionnement du VOR : son réglage fin dépend du retour visuel qui renseigne sur l’efficacité des mouvements oculaires compensatoires. En l'absence de vision, comme chez les personnes aveugles congénitales ou accidentelles, le VOR est altéré. Le gain du réflexe vestibulo-oculaire s'améliore après l'ouverture des yeux chez la souris, tandis que la phase se déplace vers des dérivations de phase plus petites. De plus, la vision influence de manière cruciale la constante de temps de stockage de la vitesse16, le développement des neurones des noyaux vestibulaires et l'acquisition de leurs propriétés plastiques.