Оцінка складності рухового завдання з точки зору активації м’язів
DOI:
https://doi.org/10.29038/NCBio.23.2-14Ключові слова:
синхронізація м'язів, координація м'язів, двосуглобові рухи, електроміографічна активність (ЕМГ), аналіз головних компонент (PCA), точність відстеження.Анотація
Сьогодні багато фахівців з різних галузей, таких як фізіологія, біологія, реабілітація, травматологія та інші, активно досліджують функціонування опорно-рухового апарату та його взаємозв'язок із центральною нервовою системою. Це дуже актуальна тема в сучасному світі, оскільки різні фактори, такі як травматичне пошкодження, хронічне або спадкове захворювання, неврологічне порушення та процес старіння, мають прямий вплив на стан опорно-рухового апарату, роботу м'язів та координацію рухів. Однією з наших цілей є вивчення динаміки двосуглобового рівноважного скорочення м'язів з метою визначення кінцевих сил, створюваних правої верхньої кінцівкою людини у горизонтальній площині.
Ми проводимо дослідження, в якому вивчається електроміографічна (ЕМГ) активність м'язів плеча та плечового поясу, а також просторові та силові параметри рухів, що виникають при вільних двосуглобових зусиллях. Метою цього дослідження є процес і механізм центральної координації рухових команд, що надходять до м'язів плеча і плечового поясу під час бікондилярних рухів, особливо при виконанні цільових зусиль рукою, за наявності зорового контролю.
Досліджено синхронізацію та координацію м'язів плеча та плечового поясу під час виконання двосуглобових рухів у експерименті з випробуваними. За допомогою реєстрації електроміографічної активності 8 м'язів та розрахунку моментів сил, що генеруються м'язами, було виявлено, що синхронізація м'язів була більш вираженою під час згинання ліктя, а координація м'язів - при розгинанні плеча.
Висновки дослідження свідчать про те, що м'язи плеча та плечового поясу працюють у синхронному та координованому режимі під час двосуглобових рухів. Синхронізація та координація м'язів виявилися важливими для точного контролю рухів, при цьому згинання ліктя та розгинання плеча демонстрували більшу точність в порівнянні з іншими рухами.
Посилання
Van Vliet, P.M.; Heneghan, N.R. Motor control and the management of musculoskeletal dysfunction. Man Ther. 2006. Jun. 11 (3) 208-13, https://doi.org/10.1016/j.math.2006.03.009
Cheung, V.C.; Turolla, A.; Agostini, M.;Silvoni, S.;Bennis, C.; Kasi, P.; Paganoni, S.; Bonato, P.;& Bizzi, E. (2012, Sep). Muscle synergy patterns as physiological markers of motor cortical damage. Proc Natl Acad Sci U S A, 109(36):14652-6. https://doi.org/10.1073/pnas.1212056109
Dimitra Paggou; Leonidas Stefanis; Efstathios Chronopoulos; Apostolia Ghika; Andreas Kyrozis; Alexia Balanika; Christos Baltas; Constantin Potagas (2023, Jun). Shoulder Dysfunction in Parkinson Disease: Review of Clinical, Imaging Findings and Contributing Factors. J Musculoskelet Neuronal Interact. 23(2). Pp 263-280. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10233223/
Luka Križaj; Žiga Kozinc; Stefan Löfler; Nejc Šarabon. The chronic effects of eccentric exercise interventions in different populations: an umbrella review. Eur J Transl Myol. 2022. 32(4):10876. https://doi.org/10.4081/ejtm.2022.10876
Massimo Sartori; Francesco Negro; Dario Farina. (2020, Apr). Neuro-Musculoskeletal Mapping for Man-Machine Interfacing, 10(1):5834, https://www.nature.com/articles/s41598-020-62773-7
Rossero M; Ciullo AS; Grioli G; Catalano MG; Bicchi A. Analysis of Compensatory Movements Using a Supernumerary Robotic Hand for Upper Limb Assistance.
Frontiers in Robotics and AI. 2020. 7:587759. https://doi.org/10.3389/frobt.2020.587759
Кostyukov A.I.; Gorkovenko A.V.; Kulyk Y.A.; Lehedza O.V.; Shushuiev D.I.; Zasada M.; Strafun S.S. Central Commands to the Elbow and Shoulder Muscles During Circular Planar Movements of Hand With Simultaneous Generation of Tangential Forces. Front Physiol. 2022. 13:864404.
https://doi.org/10.3389/fphys.2022.864404
Culham, E.; Peat, M. Functional anatomy of the shoulder complex. J Orthop Sports Phys Ther. 1993. 18(1). Pp. 342-50. https://www.jospt.org/doi/10.2519/jospt.1993.18.1.342
Синельников Р. Д. Атлас анатомії людини в 3-х томах. Том 1. Вивчення кісток, суглобів, зв'язок і м'язів. 2-е вид. HYML 1963
Muceli, S.; Boye, A.T.; d'Avella, A.; Farina, D. Identifying representative synergy matrices for describing muscular activation patterns during multidirectional reaching in the horizontal plane. J Neurophysiol. 2010. 103(3), pp. 1532-42. https://doi.org/10.1152/jn.00559.2009
Boland, M.R.; Spigelman, T.; Uhl T.L. The function of brachioradialis. J Hand Surg Am, 2008. 33(10) , pp 1853-9. https://doi.org/10.1016/j.jhsa.2008.07.019
Buchanan, T.S.; Rovai, G.P.; Rymer, W.Z. Strategies for muscle activation during isometric torque generation at the human elbow. J Neurophysiol. 1989. 62(6), pp 1201-12. https://doi.org/10.1152/jn.1989.62.6.1201
Gribble, P.L.; Mullin, L.I.; Cothros, N.; Mattar, A. (2003, May). Role of cocontraction in arm movement accuracy. J Neurophysiol. 89(5):2396-405, https://doi.org/10.1152/jn.01020.2002
Vereschaka, I.V.; Gorkovenko, A.V. (2011, Nov). Central Activation of the Upper Limb Muscles in Humans Related to Creation of an Isometric Effort: Dependence on the Position of the Point of Force Application within the Operational Space. Neurophysiology. 43, pp 248-250. https://link.springer.com/article/10.1007/s11062-011-9212-6
Zasada, M.; Gorkovenko, A.V.; Strafun, S.S.; Vasylenko, D.A.; Pilewska, W., Kulyk, Yu.A.; Kostyukov, A.I. A New Approach to the Study of Two-Joint Upper Limb Movements in Humans: Independent Programming of the Positioning and Force. Neurophysiology. 2020. 52, pp 397-406. https://link.springer.com/article/10.1007/s11062-021-09896-3
Lehedza O. V. Manifestations of Hysteresis in EMG Activity of Muscles of the Human Upper Limb in Generation of Cyclic Isometric Efforts. Neurophysiology. 2017. 49, pp 220–225. https://doi.org/10.1007/s11062-017-9667-1
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Олексій Бондар
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
