Summary
Мы разработали устройство (Twister) для изучения регуляции тонической активности мышц во время активных постуральной обслуживание. Twister меры крутильных сопротивление и мышечных реакций в стоящий субъектов во время скручивания оси тела. Устройство может быть гибко настроен для изучения различных аспектов тоник контроля по всей шеи, туловища, и / или бедер.
Abstract
Контроль тонической мышечной активности еще недостаточно изучена. Хотя ненормальным тон обычно оценено клинически путем измерения пассивное сопротивление расслабленной конечностей 1, нет системы доступны для изучения тоник мышечный контроль в естественных, активное состояние антигравитации поддержки. Мы разработали устройство (Twister) для изучения тоник регулирования осевого и проксимальных мышц во время активного поддержания позы (например, мышечного тонуса). Twister вращается осевой части тела относительно друг друга вокруг вертикальной оси в позиции, таким образом, чтобы поворот шеи, туловища и бедра регионах. Это скручивание накладывает длина изменений на осевые мышцы без изменения отношения организма к гравитации. Потому что Twister не обеспечивает поддержку постуральной, тон должны регулироваться, чтобы противодействовать гравитационных моментов. Мы количественно этот тоник регулирования беспокойной крутящий момент на скручивание, который отражает состояние всех мышц претерпевает изменения длины, а также электромиографии изсоответствующих мышц. Потому что тон характеризуется длительным низким уровнем мышечной активности, тоник контроля изучается с медленными движениями, которые производят "тоника", изменения в мышцах длину, не вызывая быстрый "фазовый" ответов. Twister могут быть сконфигурированы для изучения различных аспектов тонус мышц, таких, как совместное сокращение, тоник модуляции для изменения позы, тоник взаимодействий между сегментов тела, а также пороги восприятия для замедления осевого вращения. Twister также может быть использована для обеспечения количественного измерения эффектов болезни на осевые и проксимальных мышечного тонуса и оценки эффективности вмешательства.
Protocol
Discussion
По нашему мнению, что Twister могут быть использованы решения многих вопросов в тоником контроля. На сегодняшний день, Twister привело к 7 таких публикаций 6-11,14. Вероятно, наиболее важной особенностью Twister том, что она представляет собой интегрированную, кинетические мера тона. Этот момент мера тона не предусмотрено кинематических, обратная динамика или электромиографического подходов, а также необходимо ответить на многие вопросы, касающиеся тон. Кроме того, Twister уникален тем, существенно не вмешательство в естественный антигравитации или постуральной поведения, а также обеспечивает тонизирующее средство, а не фазовое возмущение.
Одним из потенциальных использование твистер является количественная оценка тонизирующий эффекты болезни на мышечного тонуса. В то время как внутренняя и рефлекторной жесткости хорошо изучен для многих неврологических и опорно-двигательного аппарата с помощью быстрого возмущения, количественный эффект многих заболеваний на мышечного тонуса не достаточно хорошо описана. В частности, Twister может быть уSED количественно эффект расстройства, такие как жесткость 7,10,14, гипотония, дистония, и в спине и шее боль от величины, распределения и симметричности мышечного тонуса по оси тела. Она также может быть использован для измерения осевых kinesthesis, например, восприятие тела вращения основано на мышцы проприорецепторов и 11 perceptuomotor симметрии, например, представление прямо во время осевого скручивания 14. Наконец, Twister может быть использована для изучения влияния вмешательства на эти меры осевых мышечного тонуса 8.
Оценим стоимость найма инженерная фирма для изготовления Twister составляет примерно $ 30000 США. Это устройство может, вероятно, будет собственного производства на долю этой стоимости, так как цена сырья невелика, но значительные изготовления не требуется. На протяжении всей своей использования, Twister значительно изменилась и продолжает это делать. Есть много основных вопросов, которые могут быть решены с Twister. Мы надеемся, что этаОтчет поможет другим исследователям построить Скручивание устройств или иным образом стимулировать исследования в этой фундаментальной, но плохо понимал области.
Disclosures
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Acknowledgments
Мы хотели бы поблагодарить Евгения Гурфинкель и Марка Чэпмена за их роль в проектировании и изготовлении Twister. Развитие Twister было профинансировано Национальным институтом здоровья грантов R01 AR-31 017 П. Cordo и В. Гурфинкель и F32 HD-008520 Т. Cacciatore. Т. Cacciatore также хотел бы признать Medical Research Council, Великобритания для поддержки, чтобы написать эту рукопись.
References
- Foster, M. A Text Book of Physiology. The Central Nervous System. Vol. III, 6th edn, (1892).
- Zatsiorsky, V. M. Kinetics of human motion. Human Kinetics. , (2002).
- Kumar, S. Ergonomics and biology of spinal rotation. Ergonomics. 47, 370-415 (2004).
- Kumar, S., Panjabi, M. M. Vivo axial rotations and neutral zones of the thoracolumbar spine. Journal of spinal. 8, 253-263 (1995).
- Lamoth, C. J. Pelvis-thorax coordination in the transverse plane during walking in persons with nonspecific low back. Spine. 27, E92-E99 (2002).
- Gurfinkel, V. Postural muscle tone in the body axis of healthy humans. Journal of Neurophysiology. 96, 2678-2687 (2006).
- Wright, W. G., Gurfinkel, V. S., Nutt, J., Horak, F. B., Cordo, P. J. Axial hypertonicity in Parkinson's disease: direct measurements of trunk and hip torque. Exp. Neurol. 208, 38-46 (2007).
- Cacciatore, T. W., Gurfinkel, V. S., Horak, F. B., Cordo, P. J., Ames, K. E. Increased dynamic regulation of postural tone through Alexander Technique training. Human movement science. 30, 74-89 (2011).
- Franzen, E., Gurfinkel, V. S., Wright, W. G., Cordo, P. J., Horak, F. B. Haptic touch reduces sway by increasing axial tone. Neuroscience. 174, 216-223 (2011).
- Franzen, E. Reduced performance in balance, walking and turning tasks is associated with increased neck tone in Parkinson's disease. Exp. Neurol. 219, 430-438 (2009).
- Wright, W. G. Axial kinesthesia is impaired in Parkinson's disease: Effects of levodopa. Exp. Neurol. , (2010).
- Sinkjaer, T., Toft, E., Andreassen, S., Hornemann, B. Muscle stiffness in human ankle dorsiflexors: intrinsic and reflex components. J Neurophysiol. 60, 1110-1121 (1988).
- Sherrington, C. On plastic tonus and proprioceptive reflexes. Quart. J. Exper. Physiol. 2, 109-156 (1909).
- Wright, W. G., Gurfinkel, V., King, L., Horak, F. Parkinson's disease shows perceptuomotor asymmetry unrelated to motor symptoms. Neurosci. Lett. 417, 10-15 (2007).
