Различные виды контакта с поводом, связанные с изменением длины шага на шагу и рыси при работе под седлом

Agneta Egenvall1, Lars Roepstorff2, Marie Eisersiö1, Marie Rhodin1 and René van Weeren3

1 Department of Clinical Sciences, Faculty of Veterinary Medicine and Animal Husbandry, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden.
2 Unit of Equine Studies, Department of Anatomy, Physiology and Biochemistry, Faculty of Veterinary Medicine and Animal Husbandry, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden.
3 Department of Equine Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands.

 

Предпосылки

Большую часть времени с тех пор, как лошадь была одомашнена — более пяти тысячелетий назад — человек использовал лошадей в основном благодаря возможностям их опорно-двигательной системы. Таким образом, неудивительно, что большинство проблем со здоровьем у лошадей имеют ортопедическую природу [1–3], а всадник или тренер могут иметь влияние на возникновение и степень проявлений локомоторных проблем у животного [1, 2]. Вероятно, по крайней мере часть этого влияния, происходит в результате техники езды [1, 2].

За долгое время человек разработал различные приспособления для облегчения езды на лошади, такие как сёдла и поводья. Поводья, используемые во многих верховых дисциплинах, снабжаются металлической частью, которая находится во рту у лошади — удилами. Всадник использует поводья для воздействия на удила с целью дать понять лошади о своих намерениях и указать желаемое направление, ускорить или замедлить движение, придать необходимое положение голове. В последнее время появился научный интерес в изучении воздействия амуниции и, в частности, удил, на благополучие животных. Использование удил регулярно дискутируется [4]. Научные исследования стали возможны благодаря развитию инструментов, которые позволяют оценить специфические эффекты различных элементов амуниции лошади. Натяжение поводьев имеет существенное влияние на эффект воздействия удил на чувствительные ткани рта лошади и на сегодняшний день может быть оценено должным образом. Недавние работы показали, что степень влияния всадника на силу натяжения поводьев значительно варьирует [5, 6].

Согласно исследованиям, средняя сила натяжения поводьев на шаге составляет 5,1 Н, на рыси — 6,3 Н [7] и около 15 Н на галопе [8]. Измерения натяжения поводьев у лошади в недоуздке или лошади с всадником при свободном положении головы и шеи выявили пики с максимальным натяжением, проявляющимся во второй половине каждой фазы диагональной позиции [9, 10]. На учебной рыси в положении, когда линия носа лошади располагается вертикально, наибольшее натяжение поводьев обнаруживалось в фазе подвисания. Необходимо отметить, что последние заключения базировались на оценке визуальных различий при изучении трёх лошадей, а не на статистическом анализе [10]. В исследовании, включавшем большее число лошадей, натяжение поводьев на галопе было максимальным непосредственно перед началом вертикальной позиции, ослаб­ление происходило ближе к фазе подвисания и, кроме того, в большей степени отмечалось на внешним поводе (поводе, обращённом к внешней стороне арены или манежа) [6]. В среднем перед фазой подвисания натяжение на внешнем поводе было на 7 Н меньше, чем на внутреннем, в то время как натяжение в средней позиции на обоих поводьях было свыше 30 Н [6].

Всадники испытывают воздействия со стороны лошади в соответствии с различными моделями движения, которые соответствуют каждому из трёх основных аллюров: шагу, рыси и галопу. Из них шаг и рысь являются симметричными аллюрами, а галоп — несимметричным. В исследовании с использованием механической беговой дорожки было показано, что на медленном четырёхтактном шаге экстрасагиттальные движения седла (т. е. рыскание и крен), к которым всадник должен приспосабливаться, в некоторой степени более значительны, чем на рыси, поскольку движения передних и задних конечностей не синхронны [11]. В другом исследовании на механической беговой дорожке было продемонстрировано, что для двухтактной рыси характерна меньшая латерофлексия позвоночника лошади, что делает сидящего всадника в значительной степени зависящим от вертикальных и продольных воздействий, поскольку холка и круп одновременно двигаются вертикально [12]. Однако всадник может также привставать на рыси, чередуя сидение и подъём на двух диагоналях.

Целью настоящего исследования было измерить и проанализировать натяжение поводьев в зависимости от фазы движения на шаге и рыси. Далее мы выдвинули гипотезу о том, что структура силы натяжения поводьев может быть обусловлена не только аллюром, но и индивидуальными особенностями лошади и всадника, таким образом, последние являются важной составляющей, влияющей на силу натяжения наряду с более общими эффектами, описанными ранее [1, 2].

 

Методы

 

Этическое разрешение

Согласно шведскому законодательству, этическое разрешение для этого исследования не было обязательным.

Всадники и лошади

Были собраны данные от шести профессиональных всадников (среднее значение плюс стандартное отклонение: рост 172 ± 8 см, вес 68 ± 12 кг), каждый объезжал трёх хорошо известных ему лошадей (n = 18). Всадники ранее регулярно тренировали «своих» лошадей от 1 месяца до 22 лет, в среднем — 24 месяца. Все лошади имели собственные правильно подогнанные сёдла и уздечки с обычными трензелями. У четырнадцати трензелей грызла состояли из трёх частей, у двух были цельными прямыми (один из этих двух имел жёсткие кольца и один — резиновые); у семи имели две части. Два из четырнадцати трёхчастных трензелей имели фиксированные кольца, один имел маленькую надъязычную дугу, и среди двухчастных были два трензеля с усиками. Более детальную информацию о лошадях и всадниках можно найти в работе Eisersio et al. [13], в которой использовалась та же группа всадников и лошадей, за исключением всадников 3 и 5. Со слов всадников, один из является левшой, и пятеро — правшами. Латерализация лошадей была оценена путём опроса всадников, в какую сторону они поворачивают наиболее охотно. Выявлено, что пять лошадей охотнее поворачивают влево, одиннадцать — вправо, одна лошадь одинаково охотно поворачивала вправо и влево, и одна лошадь охотнее поворачивала вправо на рыси и влево — на галопе. Уровень тренированности лошадей, со слов всадников: базовый (n = 6), начальный (n = 3), средний (n = 5) и хороший (n = 4). Лошади с хорошей тренированностью участвовали в состязаниях на Приз Святого Георгия, промежуточных уровней или Гран-При (эти уровни соревнований включают несколько очень сложных упражнений, таких как пиаффе, пассаж и пируэты на галопе, которые лошадьми с базовой тренированностью не выполняются или выполняются редко); лошади с базовым уровнем участвовали только в соревнованиях начального уровня, лошади среднего уровня участвовали в тех и других. Лошади начального уровня объезжались менее года и в соревнованиях не участвовали.

Оснащение

Данные собирались в привычной для каждой лошади конюшне в закрытом манеже (n=3 всадника, 1 песчано-волокнистый и 2 песчано-опилочных манежа, наименьший размером 20×50 м, наибольший — 23×62 м) или на плацу (n=3 всадника, гравийное покрытие, наименьший размером 23×62 м, наибольший — 40×80 м) в зависимости от погодных условий. Каждая лошадь была снабжена сделанным по индивидуальному заказу измерителем натяжения поводьев (128 Гц), диапазон измерения 0–500 Н, разрешение 0,11 Н, пристёгнутым к кожаным поводьям. От каждого измерителя натяжения шёл кабель вперёд вместе с поводом и вверх с боковой частью мундштука (дополнительный файл 1), проходя за ухом лошади и заканчиваясь во внутреннем измерительном блоке (Inertial Measurement Unit, IMU, x-io Technologies Limited, UK), закреплённом непосредственно под лобным ремнём уздечки с использованием «липучки». Измерители натяжения повода, отдельные для каждого повода, были откалиброваны до начала сеанса верховой езды путём подвешивания 13 грузов с известной массой от 0 до 20 кг. Измерители натяжения поводьев также были проверены в растягивающей тест-машине на стабильность и повторяемость результатов (один пример — в дополнительном файле 2). Более детальную информацию об измерителях натяжения поводьев можно найти в других источниках [14]. Всё оборудование закреплялось на лошади на манеже или плацу, что занимало около 10 минут, включая синхронизацию (см. ниже) оборудования.

Производилась видеозапись (камера Canon Legria HF200, 25 Гц), всего сеанса езды начиная с середины одной из длинных сторон манежа. Ни у одной из лошадей не отмечалось хромоты согласно клиническому заключению ветеринарного врача, который визуально оценивал видеозаписи лошадей.

 

Дополнительный файл 1. Измеритель натяжения поводьев, использованный в исследовании. Ранее опубликовано у Eisersio M, Roepstorff L, Rhodin M, Egenvall A. Натяжение поводьев у восьми профессиональных всадников во время регулярных тренировочных сессий. JVB: Clinical applications and research. 2015;10:419–426

 

Организация исследования

После размещения оборудования на лошади всадников просили с каждой лошадью проделывать обычный тренинг и работать на всех аллюрах (шаг, рысь и галоп, последний не анализировался в этом исследовании). Для упражнений использовался весь манеж, продолжительность сеанса езды определялась всадником. Прочие детали по содержанию тренинга и упражнениям, выполненным во время сеансов езды, подробно представлены в других источниках [13].

Синхронизация оборудования

После посадки всадника на лошадь и перед финальным спешиванием измеритель натяжения поводьев синхронизировался с видеозаписью дёргания правого измерителя натяжения пять раз дважды, одновременно производился громкий отсчёт перед камерой. Эта процедура позволила соотносить данные измерителей натяжения поводьев с соответствующими видеофрагментами.

 

Обработка данных

Один исследователь (ME) изучал видеозаписи и категоризировал поведенческие данные. Более детальную информацию этого протоколирования можно найти в другом месте [13]. Вкратце, в этом исследовании использовались следующие категории: позиция всадника в седле (сидя, привставая), углы и повороты (угол левый/правый, поворот налево/направо), боковые движения (принимание влево/вправо, плечо внутрь влево/вправо, уступка шенкелю влево/вправо) или езда с растягиванием (прибавленная рысь). Правильность оценки и классификации по видеокадрам экспертом (ME) проверялась в процессе анализа данных сопоставлением ускорения головы и данными углов головы, полученными с IMU, вторым исследователем (AE). В процессе этой сверки переход от одного аллюра к другому мог быть легко отслежен и подтверждён, удостоверяя правильность классификации аллюров. Сходным образом проверялись изменения углов головы, и правильная синхронизация данных и событий на видеофрагментах могла быть вполне удостоверена. Данные о силе натяжения поводьев были загружены в персональный компьютер и обработаны в программе Matlab (MathWorks Inc., USA). Используя специально разработанную программу, данные были отсортированы для разбивки на основные фазовые циклы (напр., от средней позиции правой передней конечности до средней позиции левой передней конечности) на основе наиболее выраженного сигнала вертикального ускорения от измерителя с использованием функции peakfinds программы Matlab. Эйлеровы углы, полученные с IMU на крупе (вокруг горизонтальной краниально-каудальной оси) использовались для подтверждения того, что разбивка была сделана в соответствии с средним положением правой передней конечности, что на рыси соответствует правой передней/левой задней диагонали, а на шаге — постановке правой передней конечности. Фазовый цикл, таким образом, был определён для обоих аллюров от средней позиции правой передней конечности до следующей аналогичной фазы. Данные были графически верифицированы перед утверждением фазовых циклов. При таком подходе фаза подвисания на рыси начинается приблизительно при прохождении 25 и 75% цикла [15]. Нормализированные по времени данные от поводьев (0–100%) были организованы согласно времени разбивки движения. Разброс движения (РД) носового угла (определяется как разница между максимальным и минимальным носовым углом, которые были промерены), а также направление движения носа назад (внутрь) или вперёд (наружу) относительно тела лошади были определены в соответствии с эйлеровыми углами, полученными из данных от гироскопа внутреннего измерительного блока головы.

 

Статистическое моделирование

Полученные данные отражали силу натяжения левого и правого повода отдельно на шаге и рыси (и то и другое — с короткими поводьями (длинные поводья определяются как провисшие, образующие как бы одёжную «воздушную петлю», шея и голова лошади в свободном положении; короткими же поводьями всадник может воздействовать на рот лошади)). Для каждого из аллюров данные о натяжении на левом и правом поводах были получены по одной и той же схеме. Зависимыми данными были средние движений, нормализированных по времени (одна серия для одной лошади — один нормализованный шаг из 101 пункта данных), которые принадлежали к сопоставимой категории (напр., учебная рысь с приниманием направо при повороте, с базовой линией от углов и без растягивания). Натяжение поводьев проверялось на нормальность, т. е. средние значения и медианы были условно близкими (т. е. когда среднее значение отличается от медианы на желательную величину не более 5% медианы), стандартные отклонения оценены как малые, асимметрия и эксцесс близки к нулю, или же иное изменено подходящим способом. Отмеченные эффекты, смоделированные сверх цикла движения (т. е. эти эффекты не были постоянными сверх нормализованного цикла), представляли собой процентность цикла (0–100%) и возрастание или уменьшение угла носа. Испытуемый уровень отмеченных эффектов (эффекты, которые были постоянными сверх нормализованного шага) варьировались при РД угла носа (впервые испытанного как изменяемая модель для оценки линейности в сравнении с натяжением поводьев), в зависимости от того, поворачивала ли система всадник—лошадь (налево/направо или линия движения не поворачивала), проходила через углы (левый/правый, или линия движения не проходила через углы), двигалась латерально (плечо внутрь влево/вправо, принимание влево/вправо, уступка шенкелю влево/вправо, или же линия движения не имела боковых перемещений), или же двигалась с растягиванием (только на рыси). Движения также были категоризированы в соответствии с позицией в седле (сидение/вставание для рыси). Уровень тренированности лошади был включён в данные как фиксированный эффект. Также как фиксированный эффект был включён левый или правый повод. Случайными эффектами были бок лошади, всадник и лошадь и категория в пределах бока лошади, эффект бока лошади, которые существенно влияют на левый/правый повод в случайном эффекте. Было протестировано двустороннее взаимодействие между поводом и процентностью шага. Был оценен процент вариаций, обусловленных лошадью и всадником, разделённый на количество всех источников вариаций. Также были созданы лошадеспецифичные модели, и в них были устранены случайные эффекты единственно до опыта в пределах бока лошади для моделей лошади, также были успешно устранены фиксированные эффекты с одиночными категориями. Модели были устранены на основе III типа сумм квадратов. Корреляционная структура представляла собой компоненты дисперсии. Для моделирования использована программа PROC MIXED (SAS Institute Inc., Cary, NC, 27513, USA). Переменные были сохранными при P < 0,05. На графиках парные сравнения были признаны значимыми при P < 0,0001. Данные движения были продемонстрированы с использованием того же типа моделированных данных для позиции в седле и поворотов влево/вправо.

 

Результаты

Описательные данные

Шесть всадников работали 18 лошадьми сессиями продолжительностью 1,5—19 минут на шаге на коротком поводе и в течение 4—19 минут на рыси также на коротком поводе. Три всадника ездили только облегчённой рысью, тогда как у остальных доля облегчённой рыси варьировалась в пределах 43—99% всего времени рыси, медиана — 72%. В общем количестве временных циклов было выделено 3118 циклов на шаге и 9308 циклов на рыси. Для каждой отдельной лошади число циклов в категории определённой активности варьировалось от 3 до 500. Рисунки 1 и 2 демонстрируют примеры необработанных данных для шага и рыси соответственно, показывающих вариации в сигналах натяжения поводьев и конкретную фазу цикла. Рисунки 3 и 4 показывают распределение данных натяжения между поводьями (левый/правый) для переменных поворотов, углов, позиций в седле и латеральных движений на шаге и рыси. Таблица 1 демонстрирует описательную статистику (натяжение поводьев и углы) в зависимости от направлений углов, РД носовых углов и растягивания на рыси.

 

Рисунок 1. График необработанных (неоткалиброванных) данных силы натяжения поводьев на шаге (всадник 8, лошадь 1, езда прямо). Голубые полосы показывают циклы движения
Рисунок 2. График необработанных (неоткалиброванных) данных натяжения правого и левого поводов на облегчённой рыси (вначале прямо, затем с поворотом влево, всадник 6, лошадь 1). Голубые полосы показывают циклы движения
Рисунок 3. Диаграмма, отражающая размах натяжения поводьев на шаге при поворотах (LT — поворот налево, RT — поворот направо, no turn — отсутствие поворотов), в углах (LC — проход через левый угол, RC — через правый, no corner — отсутствие углов), на левом (L)/правом (R) поводьях и при боковом движении (HP/LY/SI Left/Right = принимание/уступка шенкелю/плечо внутрь в левом или правом направлении согласно средним данным цикла от 6 всадников и 18 лошадей, n = 21008 пунктов данных)
Рисунок 4. Диаграмма, отражающая размах натяжения поводьев на рыси с позицией в седле (Rise — облегчённая рысь, Sit — учебная рысь), на поворотах (LT — поворот налево, RT — поворот направо, no turn — отсутствие поворотов), в углах (LC — проход через левый угол, RC — через правый, no corner — отсутствие углов), на левом (L)/правом (R) поводьях и при боковом движении (HP/LY/SI Left/Right = принимание/уступка шенкелю/плечо внутрь в левом или правом направлении согласно средним данным цикла от 6 всадников и 18 лошадей, n = 37168 пунктов данных)

 

Таблица 1. Описательная статистика (std — стандартное отклонение; p5, p50, p95 — 5-й, 50-й и 95-й % перцентили) для направления движения носа как для шага, так и для рыси и растягивания на рыси (натяжение поводьев (Н)), разброс данных (РД) угла носа (углы)

Аллюр Переменная Категория (если есть) n Сила натяжения поводьев (Н)
Сред. std p5 p50 p95
Шаг Направление носа Внутрь 9906 15 8 5 13 29
    Наружу 11,102 14 8 5 13 29
Рысь Направление носа Внутрь 16,998 23 14 7 19 50
    Наружу 20,170 25 16 8 21 56
  Растягивание   606 30 14 10 29 54

 

Аллюр Переменная Категория (если есть) n Углы
Сред. std p5 p50 p95
Шаг РД угла носа   21,008 17 7 8 17 29
Рысь РД угла носа   37,168 8 4 4 8 16

 

 

Модели

Сила натяжения поводьев была просчитана наилучшим образом как преобразованный квадратный корень на шаге и как преобразованный логарифм на рыси. На шаге преобразованное распределение было следующим: среднее 3,68; стандартное 0,99; медиана 3,57; 5-й перцентиль 2,24; 95-й перцентиль 5,38; 21008 наблюдений/208 нормализованных движений (101 пункт данных в нормализованных фазах шага и поводе). На рыси преобразованное распределение было следующим: среднее 2,96; стандартное 0,68; медиана 2,98; 5-й перцентиль 1,92; 95-й перцентиль 3,95; 37168 наблюдений/368 нормализованных движений. От последней модели шага 29/27% вариаций имели причину в поведении всадника и лошади, соответственно, для рыси эти значения составили 20 и 7%.

В модели шага остальными переменными были процентное соотношение фаз движения (P < 0,0001), взаимосвязанное процентное соотношение фаз движения и положения поводьев (P < 0,0001), движение носа внутрь или наружу (P < 0,0001) и РД угла носа (P = 0,01). Таблица 2 показывает минимальные средние квадратичные величины, которые контролировались для каждой из других вариаций модели. Движение носа наружу было связано с большими значениями, чем движения носа к лошади внутрь (т. е. к позиции за вертикалью), а показатели маленького РД угла головы (<12° и >12° < 16°) были сопоставлены с большим натяжением поводьев, нежели при больших значениях РД.

Для модели рыси РД угла носа не был включён в модель, в то время как другие переменные остались в ней (таблица 3).

 

Таблица 2. Обратно трансформированные минимальные квадратичные (МК) средние мультипеременного моделирования натяжения поводьев (Н) на шаге (данные 6 всадников и 18 лошадей, n=21008 пунктов данных/208 нормализованных движений)

Переменные Категория МК среднее Значение P группы Категории
значимости
Повод Левый 12,5 0,67      
  Правый 12,8        
Направление носа Внутрь 12,3 <0,0001 c    
  Наружу 12,9   c    
РД угла носа (углыa) <12 14,1 0,01 a b  
  ≥12—16 13,8   a   b
  ≥16—20 11,8        
  ≥20—24 12,9        
  ≥24 10,6     b b

 

Таблица 3. Обратно трансформированные минимальные квадратичные (МК) среднего натяжения поводьев (Н) на рыси (логарифмическое преобразование, в Н) мультипеременного моделирования (данные 6 всадников и 18 лошадей, n=37 168 пунктов данных/368 нормализованных движений)

Переменные Категория МК среднее 95% CI Значение P группы Категории значимости
Поворот Влево 37 (27, 51) <0,0001 c      
  Вправо 29 (22, 38)     b    
  ОЛ 36 (26, 50)   c b    
Угол Л. угол 39 (28, 54) 0,0003 c      
  Пр. угол 34 (24, 48)     b    
  ОЛ 29 (22, 38)   c b    
Латеральные движения Уступка шенкелю лев. 28 (21, 37) 0,001 a      
  Уступка шенкелю прав. 33 (23, 46)     a    
  Принимание лев. 33 (23, 46)          
  Принимание пр. 32 (22, 45)       b  
  Плечо внутрь лев. 40 (28, 58)         b
  Плечо внутрь пр. 38 (27, 53)          
  ОЛ 34 (24, 47)   a a b b
Посадка С подъёмом 28 (21, 39) <0,0001 c      
  Сидя 40 (29, 54)   c      
Растягивание Растягивание 28 (22, 36) 0,01 a      
  ОЛ 40 (27, 61)   a      
Направление носа Внутрь 32 (23, 43) 0,0001 b      
  Наружу 36 (26, 49)   b      
Повод Левый 33 (25, 45) 0,01 a      
  Правый 34 (25, 46)   a      
Уровень лошади Хороший 45 (30, 68) 0,01 a b    
  Средний 28 (20, 41)   a      
  Начальный 38 (26, 56)       b  
  Базовый 26 (19, 37)     b b  

 

 

Процентное соотношение фаз движения (P < 0,0001) и взаимосвязанное процентное соотношение фаз шага и натяжения поводьев было значимым (P < 0,0001). Повороты (P < 0,0001), углы (P = 0,0003) и боковые движения (P = 0,001) были связаны с большим натяжением поводьев в сравнении с их исходными показателями. Из таблицы 3 видно, что ни одно из сравнений между специальными упражнениями с движениями влево или право (т. е. углы, повороты и латеральные движения) не было значимым. Облегчённая рысь была связана с меньшим натяжением поводьев в сравнении с учебной рысью (P < 0,0001). Увеличение длины шага было ассоциировано с большим натяжением поводьев, чем шаг с отсутствием растягивания. Также движения носа наружу (т. е. в позицию перед вертикалью) на рыси были связаны с большим натяжением поводьев, чем при движении внутрь (P < 0,0001). Уровень тренированности лошади был значимым (P = 0,01). Сила натяжения поводьев уменьшалось для категорий тренированности лошадей в следующем порядке: хороший, начальный, средний и базовый уровень с несколькими значимыми парными сравнениями.

Рисунки 5 и 6 иллюстрируют смоделированные кривые фаз движения для шага в целом и для поворотов налево и направо. Существенно более высокое натяжение правого повода в момент 50% цикла было отмечено на облегчённой рыси по сравнению с учебной рысью (рисунок 7). В соответствии с моделью, это взаимодействие контролировалось для направления поворота лошади и направления движения. Сравнивая учебную и облегчённую рысь, на облегчённой рыси отмечено существенно более высокое натяжение правого повода в момент 50% движения (рисунок 7). Внутренний повод (повод, обращённый к внутренней части арены или манежа) имеет большую величину натяжения, чем наружный, когда лошадь поворачивает как налево, так и направо, с лошадью на диагонали наружная передняя — внутренняя задняя конечность (рисунок 8).

 

Рисунок 5. Моделированное натяжение поводьев на шаге во время усреднённого шагового движения, контролируемое переменными из таблицы 2. Процентные показатели фазы движения 0 и 100% соответствуют средней позиции правой передней конечности. Не отмечено значимых различий на левом и правом поводьях (нет деления красными линиями)
Рисунок 6. Моделированное натяжение поводьев на шаге во время усреднённого шагового движения на основе данных, полученных при движении лошади на поворотах, a — влево, b — вправо. Процентные показатели фазы движения 0 и 100% соответствуют средней позиции правой передней конечности. Не отмечено значимых различий на левом и правом поводьях (нет красных линейных делений)

 

Двухфазная схема, соответствующая двум диагональным фазам рыси, была обнаружена у 18 лошадей, в большинстве случаев на обоих поводах (дополнительный файл 3, дополнительный файл 4). Максимумы были в большинстве случаев выявлены примерно в моменты 10–30 и 60–80% цикла, что совпадает с фазой подвисания. Один всадник демонстрировал двухфазную схему на шаге (всадник 4 на двух лошадях), при этом на левом поводе была отмечена более выраженная двухфазная схема в сравнении с правым поводом, что демонстрировало более однородный сигнал, также имели место статистически значимые различия между данными с разных поводьев у этого всадника (статистически значимые различия на шаге были выявлены у двух всадников и четырёх лошадей). На рыси всадники 4, 6 и 7 показывали значимые, но несистематические отличия для одних и тех же лошадей в данных от левого и правого поводьев. Эти различия были признаны несистематическими, поскольку не были обнаружены в тех же частях цикла движения; некоторые отличия были выявлены ближе к минимальному значению натяжения повода, а некоторые — ближе к максимальному значению. Например, для всадника 4 и лошади 1 на рыси (дополнительный файл 4) получено значимо более высокое натяжение в момент 5–20% цикла, а для лошади 3 натяжение правого повода показывало максимальное значение, но примерно в момент 30–50 и 75–100% цикла.

Данные РД угла носа приведены выше, они были проанализированы многовариантно в категоризированных форматах (категории для шага см. в таблице 2) и на рыси; < 5°, > 5—9°, > 9—13°, > 13—17° и > 17°.

Модель также содержит отмеченные эффекты процентного соотношения фаз цикла (P < 0,0001) и его взаимосвязи с натяжением поводьев (P < 0,0001). Если двухточечные сравнения в пределах переменной были связаны с P < 0,0001, они получали отметку «c», если 0,01 < P > 0,0001, — отметку «b», а при P < 0,01 — отметку «a», эти буквенные обозначения отображены в обеих категориях «a». Категории угла носа от верхней ячейки к нижней: 4747; 3939; 6666; 3434 и 2222 наблюдений. Натяжение поводьев было смоделировано преобразованием квадратного корня, поэтому доверительные интервалы не могли быть отмечены на обратно трансформированной шкале.

Модель также содержит отмеченные эффекты процентного соотношения фаз движения (P < 0,0001) и его взаимосвязи с натяжением поводьев (P < 0,0001). Если двухточечные сравнения в пределах переменной были связаны с P < 0,0001, они получали отметку «c», если 0,01 < P > 0,0001, — отметку «b», а при P < 0,01 — отметку «a», эти буквенные обозначения отображены в обеих категориях. Для боковых движений представлены только сравнения с основной линией движения (ОЛ) внутри того же типа движений (напр., принимание влево и вправо не имели значимых отличий, и сравнение, таким образом, не показано).

 

 Рисунок 7. Схема натяжения поводьев на рыси на левом и правом поводьях (rein L и rein R) в зависимости от фазы движения на основе данных, когда лошадь двигалась облегчённой рысью (a) (в модели: 6 всадников, 15 лошадей, 16 968 значений данных) по сравнению с учебной рысью (b) (6 всадников, 18 лошадей, 20 198 значений данных), процентные показатели фазы движения 0 и 100% соответствуют средней позиции правой передней конечности. Красные линейные деления на графике левого повода демонстрируют значимые отличия между левым и правым поводьями (обращаем внимание на различия в шкалах)
Рисунок 8. Схематичное отображение натяжения поводьев на рыси для левого и правого поводьев (rein L и rein R) во время цикла движения, основываясь на данных, когда лошадь двигалась, поворачивая налево (а) (в основе модели: 6 всадников, 18 лошадей, 7 474 значения данных) и направо (b) на основе моделированных данных (6 всадников, 18 лошадей, 6868 значений данных). Процентные показатели фазы движения 0 и 100% соответствуют средней позиции правой передней конечности. Красные линейные деления на графике левого повода демонстрируют значимые отличия между левым и правым поводьями

 

 

Обсуждение

 

Различия между аллюрами, всадниками и лошадьми

Различия в данных и между всадниками, и между лошадьми были существенными на шагу, при этом на рыси различия для всадников были относительно выше различий между лошадьми. Это может объясняться достаточно постоянным характером последнего аллюра, что выражается в невысоком разбросе в движениях грудопоясничной части позвоночника лошади [16]. На рыси картина для каждого всадника была похожей, при этом значимые различия, которые наблюдались, не постоянно проявлялись в одни и те же фазы цикла движения. Дополнительные файлы 3 и 4 также показывают различия для одного и того же всадника, связанные как с таймингом, так и уровнем силы натяжения поводьев.

 

Поводья, повороты и позиции в седле

Рисунок 5 и дополнительный файл 3 демонстрируют, что средняя схема шага не имеет двухфазного характера. Графики для поворота влево и вправо (рисунок 6) обнаруживают смещение фаз между поводьями. Данные были сгруппированы в соответствии со средней позицией правой передней конечности, и при повороте направо на левом поводе наблюдались максимумы в моменты 30 и 80% цикла движения, что соответствует средним позициям задних конечностей, в то время как на правом поводе отмечались максимумы в моменты 95 и 35% цикла, что соответствует началу фазы опоры правой и левой конечностей. При повороте налево максимумы на левом поводе отмечались в моменты 50 и 85 % цикла (средняя позиция левой конечности и начало фазы опоры правой передней конечности), на правом поводе — в моменты 35 и 70% цикла (средние позиции левой и правой задней конечностей). Разница между графиками наблюдается, вероятно, в силу того факта, что те или иные индивидуальные различия препятствуют стабильным стандартным моделям, но причины индивидуальных различий (что отражается в существенной роли различий всадников и лошадей), вероятно, лежат в локомоторных особенностях и вопросах латерализации всадников и лошадей. Были продемонстрированы несколько различий между данными по двум поводьям [8]. Авторы полагают, что причиной этому является, наиболее вероятно, латерализация лошадей и всадников, но это не может быть доказано на основе представленных данных.

На рыси на правом поводе отмечалось несколько большее натяжение, что значимо было продемонстрировано для облегчённой рыси с подъёмом в моментах 42 и 58% цикла движения, т. е. в момент опоры левой передней конечности. Всадники действительно управляли движением во время равных периодов облегчённой рыси с подъёмом в левом и правом направлениях и держались в общем подъёме к «рекомендованной» диагонали, номинально поднимаясь на внутреннюю переднюю конечность, наружную заднюю конечность [17]. На рыси, когда лошади поворачивали налево или направо, соответственно, и когда они использовали наружно-переднюю — внутренне-заднюю диагональ, внутренний повод работал более интенсивно. Это, вероятно, происходило в результате того, что всадник прикладывал усилия для осуществления поворота продольной оси лошади в правильном боковом постановлении. Возможно, что всадники прикладывали большее усилие к внутреннему поводу с целью добиться плавного бокового сгибания головы лошади в направлении поворота, следуя стандартным рекомендациям из руководств по верховой езде [17]. Кроме того, повороты и углы вправо обнаруживали меньшее натяжение, чем углы и повороты влево и движение по прямой (таблица 3), что, вероятно, связано с латерализацией всадника или лошади. В идеале всадник должен управлять как собственной латерализацией, так и латерализацией лошади до такой степени, чтобы правые и левые углы имели показатели одинакового натяжения поводьев. Предыдущие исследования продемонстрировали, что это происходит не во всех случаях [8]. Выявлено, что натяжение левого повода более стабильно и, в основном, выше, чем натяжение правого повода, когда испытуемые симулировали остановки на моделях лошадей. Это объяснено в соответствии с тем фактом, что движения левой руки и повода имеют в большей степени постуральные предпосылки, тогда как движения и реакции правой руки, включая как сильные, так и слабые импульсы, имеют в основном визуальные предпосылки.

 

MATLAB Handle Graphics
Дополнительный файл 2. График показывает пример, когда один измеритель тестировался с увеличивающейся силой натяжения до 500 Н (несколько циклов). Кривая имеет почти линейны характер, хотя и слегка выгибается вверх (и смещение и изгиб откорректированы калибровкой). Эффект гистерезиса был равен максимально 8 Н, что измерено как вертикальное расстояние между линиями
Дополнительный файл 3. Натяжение поводьев во время цикла движения на шаге для левого (чёрный) и правого (серый) повода соответственно лошадям, участвовавшим в исследовании. Каждый график относится к одному всаднику. Значимые различия (P < 0,0001) между левым и правым поводом показаны как красные линии между линиями поводьев. Моменты 0 и 100% соответствуют средней позиции правой передней конечности

 

Результаты анализа мультипеременных моделей

На шаге РД угла носа в основном имел значения тем меньшие, чем большим было натяжение поводьев (таблица 2). Натяжение поводьев, видимо, было меньшим, когда лошадь двигалась шагом с меньшим сдерживанием (сдерживание выполнялось обычно придерживающими движениями всадника или медленным движением), т. е. преимущественно на большей скорости и с большим маятникообразным движением головы. РД угла носа не был значимым на рыси, что, возможно, происходило в результате более ограниченного РД головы на этом аллюре, что, как указывалось ранее, характеризуется низкой вариабельностью движений всех частей осевого скелета [16], включая шейную часть, а следовательно и головы, непосредственно связанной с шеей.

Натяжение поводьев было выше, когда нос двигался вперёд, или наружу (движение в позицию впереди вертикали), по отношению к телу на обоих аллюрах (на обоих аллюрах это происходило в промежутки от 0 до 25 и от 50 до 75% цикла движения, данные не показаны). Либо всадник не «следовал», так же, как они намеревались (из-за движения головы лошади всадник должен регулировать позицию рук на каждом шаге), либо всадники активно пытались взаимодействовать, пытаясь держать голову лошади ближе к груди или замедлить её и/или усилить концентрацию. В последнем случае стимул мог не работать должным образом, поскольку натяжение, как было обнаружено, значимо выше при движении носа вперёд. При движении рысью максимальное расстояние между руками всадника и ртом лошади наблюдалось в средней позиции [10], что, возможно, показывает, что «следование» за движением лошади со стороны всадника является затруднительным. Terada et al. [18] исследовали тайминг активности мышц всадника и обнаружили, что некоторые мышцы активировались в начале позиции опоры, включая m. biceps brachii и среднюю дельтовидную мышцу. Это может быть либо активным действием, которое всадник совершает осознанно и соответственно может делать его или не делать, либо, возможно, в большей степени это рефлекторная активность, вызванная постуральным механизмом, которую всадник не осознаёт. Различные боковые движения приводили к тому, что натяжение поводьев начинало отличаться от такового при движении по прямой. Величина и направление этих изменений, однако, были различными и требовали дополнительной работы для полного понимания. Как было выяснено ранее, учебная и растянутая рысь соответствовали более сильному натяжению, чем их противоположности, облегчённая рысь и рысь без растягивания. Причина, судя по всему, в том, что на учебной и прибавленной рыси выполняются более сложные упражнения. Учебная и прибавленная рысь, видимо, предполагают, что тело всадника испытывает более жёсткое ускорение и замедление, поэтому возрастающее натяжение может быть неосознанным (или полуавтоматическим) постуральным антиускорительным ответом. Что касается уровня тренированности лошадей, хорошо тренированные и начального уровня тренировались с большим натяжением поводьев, которое было почти вдвое выше, чем для лошадей с начальным уровнем. Это могло происходить из-за того, что в отношении обеих групп высказывалась просьба делать и абсолютно, и относительно (в соответствии с уровнем тренированности) сложные упражнения.

 

Дополнительный файл 4. Натяжение поводьев во время цикла движения на рыси для левого (чёрный) и правого (серый) повода соответственно лошадям, участвовавшим в исследовании.
Каждый график относится к одному всаднику. Значимые различия (P < 0,0001) между левым и правым поводом показаны как красные линии между линиями поводьев. Моменты 0 и 100% соответствуют средней позиции правой передней конечности

 

 

Ограничения исследования

Поскольку имели место проблемы с синхронизацией сигналов от крупа и головы лошади для двух всадников и шести лошадей из оригинальной выборки для исследования [13], только шесть всадников и 18 лошадей были включены в анализ данных. Несмотря на присутствие только одного записывающего человека и «обычную» езду, возможно, всадники были несколько менее расслабленными, чем в типичный тренировочный день, что могло повлиять на результаты. Также не было возможности выбрать возможные вариации растянутых движений из данных, полученных на шагу и на рыси [20]. Это, вероятно, происходило из-за ускорительных сигналов, ставших более нерегулярными во время сбора, что препятствовало оптимальной разбивке движений от сигнала только ускорения. Кроме того, обсуждения латерализации всадников или лошадей базировались не на объективно измеренных данных, но исключительно на субъективных сообщениях всадников.

 

Выводы

Аллюр лошади имеет несомненное влияние на картину силы натяжения поводьев. Двухфазные модели выявлены, главным образом, на рыси. На рыси наибольшее натяжение поводьев было отмечено в фазе подвисания, наименьшее — в фазе опоры. На шаге наибольшее натяжение поводьев отмечено при опоре на заднюю конечность. Изучение натяжения поводьев должно, таким образом, принимать во внимание как аллюр, так и фазу цикла движения. Далее, отмечены существенные различия в данных при оценке разных всадников на шаге и рыси и при оценке данных разных лошадей на шаге. Такая картина имела место, наиболее вероятно, благодаря значительно меньшему разбросу в движениях грудной и поясничной части позвоночного столба на рыси по сравнению с шагом. Будущие исследования натяжения поводьев должны включать анализ детализированной временной связи с кинематикой лошади и кинематикой всадника, включая посадку (принимая во внимание позу всадника и относительные позиции всех частей тела), а также поведение лошади.

 

Благодарности

Исследование было организовано Формас, шведским Научно-исследовательским советом по окружающей среде, сельскохозяйственным наукам и пространственному планированию. Мы благодарим всадников за их вклад.

 

 

Литература

  1. Egenvall A., Tranquille C.A., Lönnell A.C., Bitschnau C., Oomen A., Hernlund E., Montavon S., Franko M.A., Murray R.C., Weishaupt M.A., van Weeren R., Roepstorff L. Days-lost to training and competition in relation to workload in 263 elite show-jumping horses in four European countries. Prev Vet Med. 2013;112:387–400.
  2. Murray R.C., Walters J.M., Snart H., Dyson S.J., Parkin T.D.H. Identification of risk factors for lameness in dressage horses. Vet J. 2010;184:27–36.
  3. Penell J.C., Egenvall A., Bonnett B.N., Olson P., Pringle J. Specific causes of morbidity among Swedish horses insured for veterinary care between 1997 and 2000. Vet Rec. 2005;57:470–7.
  4. McGreevy P.D. The advent of equitation science. Vet J. 2007;174:492–500.
  5. Von König Borstel U., Glissman C. Alternative to conventional evaluation of rideability in horse performance test: suitability of rein tension and behavioural parameters. PLoS One. 2014;9:1–9.
  6. Egenvall A., Eisersiö M., Rhodin M., van Weeren R., Roepstorff L. Rein tension during canter. Comp Exerc Physiol. 2015;11:107–17.
  7. Warren-Smith A.K., Curtis R.A., Greetham L., McGreevy P.D. Rein contact between horse and handler during specific equitation movements. Appl Anim Beh Sci. 2007;108:157–69.
  8. Kuhnke S., Dumbell L., Gauly M., Johnson J.L., McDonald K., von Borstel U.K. A comparison of rein tension of the rider’s dominant and non-dominant hand and the influence of the horse’s laterality. Comp Exerc Physiol. 2010;7:57–63.
  9. Clayton H.M., Larson B., Kaiser L.J., Lavagnino M. Length and elasticity of side reins affect rein tension at trot. Vet J. 2011;188:291–4.
  10. Eisersiö M., Roepstorff L., Weishaupt M.A., Egenvall A. Movements of the horse’s mouth in relation to the horse-rider kinematic variables. Vet J. 2013;198(Suppl 1):e33–8.
  11. Byström A., Rhodin M., von Peinen K., Weishaupt M.A., Roepstorff L. Kinematics of saddle and rider in high-level dressage horses performing collected walk on a treadmill. Equine Vet J. 2010;42:340–5.
  12. Byström A., Rhodin M., Peinen K., Weishaupt M.A., Roepstorff L. Basic kinematics of the saddle and rider in high-level dressage horses trotting on a treadmill. Equine Vet J. 2009;41:280–4.
  13. Eisersiö M., Roepstorff L., Rhodin M., Egenvall A. A snapshot of the training schedule for 8 professional riders riding dressage. Comp Exerc Physiol. 2015;11:35–46.
  14. Eisersiö M. How to build a rein tension meter. Degree project in Biology, Swedish University of Agricultural Science, 2013. http://stud.epsilon.slu.se. Accessed 4 July 2015.
  15. Buchner H.N.F., Savelberg H.H.C.M., Schamhardt H.C., Barneveld A. Head and trunk movement adaptations in horses with experimentally induced fore- or hindlimb lameness. Equine Vet J. 1996;28:71–6.
  16. Faber M.J., Johnston C., Schamhardt H.C., van Weeren P.R., Roepstorff L., Barneveld A. Basic three-dimensional kinematics of the vertebral column of horses trotting on a treadmill. Am J Vet Res. 2001;62:757–64.
  17. Anonymous. The principles of riding: the official instruction handbook of the German National Equestrian Federation. Shrewsbury: Kenilworth Press; 1997.
  18. Terada K., Mullineaux D.R., Lanovaz J., Kato K., Clayton H.M. Electromyographic analysis of the rider’s muscles at trot. Comp Exerc Physiol. 2004;1:193–8.
  19. Hawson L.A., Salvin H.E., McLean A.N., McGreevy P.D. Riders’ application of rein tension for walk-to-halt transitions on a model horse. J Vet Behav. 2015;9:164–8.
  20. Eisersiö M., Roepstorff L., Rhodin M., Egenvall A. Rein tension in eight professional riders during regular training sessions. JVB Clin Appl Res. 2015;10:419–26.

 

Источник: Acta Veterinaria Scandinavica201557:89. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons license, and indicate if changes were made. The Creative Commons Public Domain Dedication waiver (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) applies to the data made available in this article, unless otherwise stated.

 

СВМ № 1/2018

 

Похожие записи:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 
Close