I. Ruchy izotoniczne i skurcze izometryczne

Zmienność ruchowa:

ruchy „zindywidualizowane” cechują się dużą zmiennością
z próby na próbę podczas ich wielokrotnego powtarzania

Zmienność osobnicza

Każdy człowiek z osobna jest niepowtarzalny, unikalny =
charakteryzuje się innymi wymiarami ciała, innymi doświadczeniami i zdolnościami do uczenia się czynności ruchowych

Jak umożliwić dużą powtarzalność eksperymentu ?

Redukcja parametrów opisujących zadanie ruchowe
i zmiennych dostępnych badanemu w wykonywanym
zadaniu ruchowym

Ograniczenie ruchu do:

• pojedyńczego stawu,

• jednej osi w ruchu obrotowym,

• stałego obciążenia zewnętrznego (warunki izotoniczne ograniczone do płaszczyzny poprzecznej = bez wyraźnych wpływów siły przyciągania ziemskiego)

• stałej długości mięśnia (skurcz izometryczny)

Skurcz izometryczny

Czy może być zapewniony ?

Dlaczego eksperymentatorzy badają ten fenomen (używają tego modelu badawczego) ?

Każdy aktywny skurcz włókien mięśniowych prowadzi do:

• zmniejszenie długości mięśnia kosztem wydłużenia ścięgna i innych tkanek miękkich →

• zmiany prędkości skurczu mięśnia →

• zmiany aktywności receptorów wrażliwych na zmiany długości i napięcia mięśnia (wrzeciona nerwowo-mięśniowe
  i aparaty ścięgniste Golgiego)

Dlaczego naukowcy bardzo często badają ruchy (skurcze) jednostawowe ?

• postęp nauki następuje poprzez studiowanie wpierw układów mniej

złożonych (jednostawowy aparat ruchu), a dopiero później bardziej

złożonych (wielostawowy aparat ruchu)

• badanie skurczu izometrycznego zapenia teoretyczne ramy i podejście

eksperymentalne, które ułatwiają zrozumienie podstawowych zasad

sterowania ruchem człowieka

• użyteczność badania ruchów jednostawowych została potwierdzona
  w badaniach klinicznych

• eksperymenty naukowe zapewniają powtarzalne warunki (przy wykorzy-

staniu tego modelu SJM)

II. Parametry zadania ruchowego (wejściowe) i parametry wykonanego ruchu (wyjściowe)

• PARAMETRY ZADANIA RUCHOWEGO - zadana badanemu czynność do wykonania

• Amplituda ruchu, czas czynności, prędkość ruchu, obciążenie zewnętrzne, dokładność wykonania czynności (instrukcja)

• PARAMETRY WYKONANEGO RUCHU - to, co pacjent wykonuje, a my rejestrujemy

• Parametry kinematyczne: kąty w stawach (ułożenie), prędkość ruchu, przyspieszenie w ruchu

• Parametry kinetyczne: moment siły w stawie i jego pochodne

• Parametry neurofizjologiczne: MEG, EEG, EMG, MMG

• Wskaźnik dokładności: SR, % prób udanych, zmienność pozycji końcowej

Dlaczego badacze analizują relacje pomiędzy parametrami zadania ruchowego (wejściowymi) i parametrami wykonanego ruchu (wyjściowymi) ?

Badanie relacji pomiędzy parametrami wejściowymi
i wyjściowymi w układzie złożonym służy do testowania hipotez dotyczących wewnętrznej struktury i/lub reguł funkcjonowania
CZARNEJ SKRZYNKI (OUN).

SKURCZE IZOMETRYCZNE

STOPNIOWANY - wzrost momentu siły do zada-nego poziomu i utrzymanie na zadanym poziomie

PULSACYJNY- wzrost momentu siły do zadanego poziomu i natychmiastowy szybki powrót do wyjściowego poziomu momentu siły (relaksacja)

Szybkie skurcze izometryczne
charakteryzują się

* trójfazowym wzorcem EMG,

* jednakże druga, opóźniona salwa agonisty
często nie występuje

Skurcze izometryczne „pulsacyjne”

• Wzorzec EMG staje się bardziej „fazowy”

• Występuje lepiej zaznaczona druga salwa agonisty

• Występuje niższy poziom końcowej koaktywacji agonistów i antagonistów (współskurcz)

Słaby punkt hipotezy podwójnej strategii

Założenie, że sterujemy ruchami przez wysyłanie komend
do pul motoneuronów α mięśni agonistycznych i antago-nistycznych, które to komendy kształtują wzorce EMG tych mięśni

Jednakże motoneurony α nie otrzymują jedynie sygnałów zstępujacych
z ośrodków wyższych, lecz również sygnały z receptorów obwodowych (których aktywność zależy od aktualnych zmian w długości mięśnia, kąta w stawie i sił ścięgien), które wywołują odruchowe zmiany w ich aktywności i są następnie odzwierciedlone we wzorcu EMG

Czy wzorce EMG są wiarygodnymi wskaźnikami komendy
ośrodkowej?

Wpływ różnorodnych efektów odruchowych na motoneurony α mięśni agonistycznych i antagonistycznych

Aktualne zmiany w długości mięśnia, kąta stawowego i sił ścięgnistych podczas ruchu wpływają na aktywność receptorów obwodowych

Czy hipoteza podwójnej strategii jest użyteczna jeśli wzorce EMG nie są wiarygodnym wskaźnikiem komendy ośrodkowej,

• W literaturze opisuje się występowanie regularności w pierwszej salwie EMG agonisty w ruchach jednostawowych (I'sza salwa AGO trwa około 100 ms, który to czas jest za krótki dla odruchów aby miały znaczący wpływ na tę salwę).

• Podstawowa idea klasyfikowania hipotetycznych komend na dwie kategorie może być zastosowana bez zakładania wyłącznej roli komendy ośrodkowej nad aktywnością motoneuronów ၡ (i sygnałami EMG z tych mięśni).

Kontrola ruchu - oprócz komendy z OUN również zwrotne wpływy aferentne (odruchy)

Model λ (Feldman, 1986) = LAMBDA

Zakłada, że pobudzenie motoneuronów α jest nie tylko
z góry zaprogramowane przez OUN (kontrola na zasadzie otwartej pętli), ale że pobudzenie motoneronów uzależnione jest również od wpływów dośrodkowych
z receptorów (pętla zamknięta-sprzężenie zwrotne).

W modelu powyższym kontrolowanym parametrem jest próg pobudliwości (λ) tonicznego odruchu na rozciąganie (TOR)

• zmiana progu może zachodzić ze stałą prędkością ale przy różnym czasie trwania tej zmiany

• zmiana progu z różną prędkością

Wzorce akywności EMG wielu mięśni (7-8) w ruchach w płaszczyźnie strzałkowej

• Występowanie zależności EMG, a kierunkiem ruchu i prędkością ruchu.

• Dostosowywanie amplitudy i czasu opóźnienia EMG w zależości od jego kierunku ruchu, prędkości i przyspieszenia.

• Kiedy ruchy wykonywane były z różną prędkością (różny czas trwania ruchu) to pojawiał się dodatkowo

- komponent toniczny jako kompensacja siły ciężkości

- komponent fazowy, towarzyszący zmianom prędkości

Jak się ma strategia zależna od prędkości ruchu i strategia niezależna od prędkości ruchu do modelu λ

- Latash i Gottlieb (1991), używając modelu λ uzyskali stymulowane wzorce EMG (ruchów jednostawowych) z których wynika że:

1

---