Spinal sensorimotor circuits play a prominent role in hindlimb locomotor recovery after staggered thoracic lateral hemisections but cannot restore posture and interlimb coordination during quadrupedal locomotion in adult cats
Notice bibliographique
Résumé
Spinal sensorimotor circuits interact with supraspinal and peripheral inputs to generate quadrupedal locomotion. Ascending and descending spinal pathways ensure coordination between the fore-and hindlimbs. Spinal cord injury disrupts these pathways. To investigate the control of interlimb coordination and hindlimb locomotor recovery, we performed two lateral thoracic hemisections placed on opposite sides of the cord (right T5-T6 and left T10-T11) at an interval of approximately two months in eight adult cats. In three cats, we then made a complete spinal transection caudal to the second hemisection at T12-T13. We collected electromyography and kinematic data during quadrupedal and hindlimb-only locomotion before and after spinal lesions. We show that 1) cats spontaneously recover quadrupedal locomotion following staggered hemisections but require balance assistance after the second one, 2) coordination between the fore-and hindlimbs displays 2:1 patterns and becomes weaker and more variable after both hemisections, 3) left-right asymmetries in hindlimb stance and swing durations appear after the first hemisection and reverse after the second, and 4) support periods reorganize after staggered hemisections to favor support involving both forelimbs and diagonal limbs. Cats expressed hindlimb locomotion the day following spinal transection, indicating that lumbar sensorimotor circuits play a prominent role in hindlimb locomotor recovery after staggered hemisections. These results reflect a series of changes in spinal sensorimotor circuits that allow cats to maintain and recover some level of quadrupedal locomotor functionality with diminished motor commands from the brain and cervical cord, although the control of posture and interlimb coordination remains impaired. Significance Statement: Coordinating the limbs during locomotion depends on pathways in the spinal cord. We used a spinal cord injury model that disrupts communication between the brain and spinal cord by sectioning half of the spinal cord on one side and then about two months later, half the spinal cord on the other side at different levels of the thoracic cord in cats. We show that despite a strong contribution from neural circuits located below the second spinal cord injury in the recovery of hindlimb locomotion, the coordination between the forelimbs and hindlimbs weakens and postural control is impaired. We can use our model to test approaches to restore the control of interlimb coordination and posture during locomotion after spinal cord injury.
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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 ».