Métodos experimentais para estudar o controle postural humano

Summary

Este artigo apresenta um quadro experimental/analítico para o estudo do controle postural humano. O protocolo fornece procedimentos passo-a-passo para a realização de experimentos permanentes, medindo cinemática corporal e sinais de cinética, e analisando os resultados para fornecer insights sobre os mecanismos subjacentes ao controle postural humano.

Abstract

Muitos componentes dos sistemas nervoso e musculoesquelético atuam em concerto para alcançar a postura humana estável e vertical. Experimentos controlados acompanhados de métodos matemáticos apropriados são necessários para compreender o papel dos diferentes subsistemas envolvidos no controle postural humano. Este artigo descreve um protocolo para a realização de experimentos permanentes perturbados, adquirindo dados experimentais e realizando a subsequente análise matemática, com o objetivo de compreender o papel do sistema musculoesquelético e do controle central em humanos postura vertical. Os resultados gerados por esses métodos são importantes, pois fornecem insights sobre o controle do equilíbrio saudável, formam a base para a compreensão da etiologia do comprometimento do equilíbrio em pacientes e idosos, e auxiliam na elaboração de intervenções para melhorar controle postural e estabilidade. Esses métodos podem ser utilizados para estudar o papel do sistema somatossensorial, rigidez intrínseca da articulação do tornozelo e sistema visual no controle postural, podendo também ser estendido para investigar o papel do sistema vestibular. Os métodos são para ser usado no caso de uma estratégia de tornozelo, onde o corpo se move principalmente sobre a articulação do tornozelo e é considerado um único link-pêndulo invertido.

Introduction

O controle postural humano é realizado através de interações complexas entre os sistemas nervoso central e músculo-esqueléticos¹. O corpo humano em pé é inerentemente instável, sujeito a uma variedade de perturbações internas (por exemplo, respiração, batimento cardíaco) e externas (por exemplo, gravidade). A estabilidade é alcançada por um controlador distribuído com componentes centrais, reflexos e intrínsecos (Figura 1).

O controle postural é conseguido por: um controlador ativo, mediado pelo sistema nervoso central (CNS) e pela medula espinal, que muda a ativação do músculo; e um con....

Protocol

Todos os métodos experimentais foram aprovados pelo Conselho de ética em pesquisa da Universidade McGill e os sujeitos assinam consenditos informados antes de participarem.

1. experiências

Observação: cada experimento envolve as seguintes etapas.

1. Pré-teste
   1. Prepare um contorno definitivo de todos os ensaios a serem realizados e faça uma lista de verificação para a coleta de dados.
   2. Fornecer o assunto com um formulário de consentimento com todas as informações necessárias, pedir-lhes para lê-lo completamente, responder a quaisquer perguntas, e depois tê-los assinar o formulário.
   <....

Results

Pseudo seqüência ternária aleatória (PRTS) e sinais TrapZ

A Figura 2a mostra um sinal de PRTs, que é gerado integrando um perfil pseudo da velocidade aleatória. Para cada tempo de amostragem, a velocidade do sinal pode ser igual a zero, ou adquirir um valor positivo ou negativo pré-definido

Discussion

Várias etapas são críticas na realização desses experimentos para estudar o controle postural humano. Estas etapas são associadas com a medida correta dos sinais e incluem: 1) alinhamento correto do eixo do tornozelo da pata da rotação àquele dos pedais, para a medida correta de torques do tornozelo. 2) ajuste correto dos Finders da escala para assegurar-se de que trabalhem em sua escala e não sejam saturados durante os experimentos. 3) medida do EMG com boa qualidade e conversa transversal mínima. 4) aplicação de pertur.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Potenciômetro 5K	Maurey	112P19502	Mede o ângulo do eixo do atuador
8 canais Bagnoli superfície EMG amplificadores e eletrodos	Delsys		Mede o EMG dos músculos do tornozelo
AlienWare Laptop	Dell Inc.	P69F001-Rev. A02	Laptop PC pronto para
Cartão de aquisição de dados	Instrumentos nacionais	4472	Amostras dos sinais analógicos dos sensores
Válvula direcional	REXROTH	4WMR10C3X	Ignora o fluxo se o ângulo do eixo do atuador for além ± 20°
Arnês de corpo inteiro	Jelco	740	Proteger os motivos da queda
Telémetro a laser	Micro-epsilon 1302-100	1507307	Mede o deslocamento linear da haste
Telémetro a laser	Micro-epsilon 1302-200	1509074	Mede o deslocamento linear do corpo
Célula de carga	Omega	LC302-100	Mede as forças
de reação verticaisServo-válvula proporcional	MOOG	D681-4718	Controla o fluxo hidráulico para os atuadores rotativos
Atuador rotativo	Rotac	26R21VDEISFTFLGMTG	Aplica perturbações mecânicas
Transdutor de torque	Lebow	2110-5k	Mede o torque do tornozelo
Ambiente Virtual Motion Trackers	HTC inc.	1551984681	Rastreia o movimento da cabeça
Fone de ouvido de realidade virtual	HTC inc.	1551984681	Fornece perturbações visuais