The Spinal Control of Backward Locomotion
Notice bibliographique
Résumé
Animal locomotion requires changing direction, from forward to backward. Here, we tested the hypothesis that sensorimotor circuits within the spinal cord generate backward locomotion and adjust it to task demands. We collected kinematic and electromyography (EMG) data during forward and backward locomotion at different treadmill speeds before and after complete spinal transection in six adult cats (three males and three females). After spinal transection, five/six cats performed backward locomotion, which required tonic somatosensory input in the form of perineal stimulation. One spinal cat performed forward locomotion but not backward locomotion while two others stepped backward but not forward. Spatiotemporal adjustments to increasing speed were similar in intact and spinal cats during backward locomotion and strategies were similar to forward locomotion, with shorter cycle and stance durations and longer stride lengths. Patterns of muscle activations, including muscle synergies, were similar for forward and backward locomotion in spinal cats. Indeed, we identified five muscle synergies that were similar during forward and backward locomotion. Lastly, spinal cats also stepped backward on a split-belt treadmill, with the left and right hindlimbs stepping at different speeds. Therefore, our results show that spinal sensorimotor circuits generate backward locomotion but require additional excitability compared with forward locomotion. Similar strategies for speed modulation and similar patterns of muscle activations and muscle synergies during forward and backward locomotion are consistent with a shared spinal locomotor network, with sensory feedback from the limbs controlling the direction. SIGNIFICANCE STATEMENTAnimal locomotion requires changing direction, including forward, sideways and backward. This paper shows that the center controlling locomotion within the spinal cord can produce a backward pattern when instructed by sensory signals from the limbs. However, the spinal locomotor network requires greater excitability to produce backward locomotion compared with forward locomotion. The paper also shows that the spinal network controlling locomotion in the forward direction also controls locomotion in the backward direction.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».