Metode for å måle Tone of Axial og proksimal Muscle

Published 12/14/2011
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Medicine
 

Summary

Vi har utviklet en enhet (Twister) for å studere regulering av tonisk muskelaktivitet under aktiv postural vedlikehold. Twister tiltak vridnings motstand og muskuløs responser i stående fag i vridning av kroppen aksen. Enheten kan være fleksibelt konfigureres til å studere ulike aspekter av tonic kontroll over halsen, bagasjerommet, og / eller hofter.

Cite this Article

Copy Citation

Gurfinkel, V. S., Cacciatore, T. W., Cordo, P. J., Horak, F. B. Method to Measure Tone of Axial and Proximal Muscle. J. Vis. Exp. (58), e3677, doi:10.3791/3677 (2011).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Kontroll av tonic muskelaktivitet forblir dårlig forstått. Mens unormal tone er ofte vurdert klinisk ved å måle den passive motstanden avslappet lemmer 1, ingen systemer er tilgjengelige for å studere tonic muskel kontroll i en naturlig, aktiv tilstand av antigravitasjon støtte. Vi har utviklet en enhet (Twister) for å studere tonic regulering av aksial og proksimale muskler under aktiv postural vedlikehold (dvs. postural tone). Twister roterer aksial kroppen regioner i forhold til hverandre om den vertikale aksen under holdning, slik som å vri nakken, stammen eller hip regioner. Dette vridning pålegger lengden endringer på aksial muskulatur uten å endre kroppens forhold til tyngdekraften. Fordi Twister ikke gir postural støtte, må tone reguleres for å motvirke gravitasjons moment. Vi kvantifisere dette tonic forskrift av urolige dreiemoment til vridning, som reflekterer tilstanden til alle muskler gjennomgår lengde endringer, samt av elektromyografi avrelevante muskler. Fordi tonen er preget av langvarig lavt nivå muskel aktivitet, er tonic kontroll studert med langsomme bevegelser som produserer "tonic" endringer i muskel lengde, uten fremkaller rask "phasic" svar. Twister kan konfigureres til å studere ulike aspekter av muskel tone, slik som co-kontraksjon, tonic modulasjon til postural endringer, tonic samhandling på tvers av kroppen segmenter, samt perseptuell terskler for å bremse aksial rotasjon. Twister kan også brukes til å gi en kvantitativ måling av effekten av sykdommen på aksial og proksimale postural tone og vurdere effekten av intervensjon.

Protocol

Discussion

Det er vår oppfatning at Twister kan brukes adressen mange spørsmål i tonic kontroll. Til dags dato har Twister føre til 7 slike publikasjoner 6-11,14. Trolig den viktigste funksjonen i Twister er at det gir et integrert, kinetiske mål på tone. Denne dreiemoment mål på tone er ikke gitt av kinematisk, inverse dynamikk eller elektromyografi tilnærminger, og er nødvendig for å svare på mange spørsmål om tone. Dessuten er Twister unik i ikke vesentlig konflikt med naturlig antigravitasjon eller postural atferd, og gir en tonic, snarere enn en phasic uro.

En mulig bruk av Twister er kvantifiseringen av tonic effekten av sykdommen på postural tone. Mens egenverdi og refleks stivhet har vært godt studert for mange nevrologiske og muskel forhold ved hjelp av raske forstyrrelser, den kvantitative effekten av mange sykdommer på postural tone ikke godt karakterisert. Spesielt kan Twister være used å kvantifisere effektene av lidelser som stivhet 7,10,14, hypotoni, dystoni, og rygg og nakke smerter på omfang, fordeling og symmetri av postural tone langs kroppen aksen. Den kan også brukes til å måle aksial kinesthesis, f.eks; oppfatning av kroppens rotasjon basert på muskel proprioceptors og 11 perceptuomotor symmetri, f.eks; representasjon av rett fram under axial vridning 14. Endelig kan Twister brukes til å studere effekten av intervensjon på disse tiltakene av aksial postural tone 8.

Vi anslår kostnadene ved å ansette et ingeniørfirma til å dikte Twister er ca $ 30.000 amerikanske. Denne enheten kan trolig være produsert internt for en brøkdel av denne kostnaden, som prisen på råvarer er lav, men signifikant fabrikasjon er nødvendig. Gjennom bruken av den, har Twister utviklet seg betydelig og fortsetter å gjøre det. Det er mange grunnleggende spørsmål som kan tas opp med Twister. Vi håper at detteRapporten vil hjelpe andre etterforskerne bygge Twisting enheter eller på annen måte stimulere forskning på denne fundamentale men dårlig forstått område.

Disclosures

Forfatterne har ikke noe å avsløre.

Acknowledgements

Vi takker Eugene Gurfinkel og Mark Chapman for sine roller i design og fabrikasjon av Twister. Utviklingen av Twister ble finansiert av National Institutes of Health stipend R01 AR-31017 til P. Cordo og V. Gurfinkel og F32 HD-008520 til T. Cacciatore. T. Cacciatore ønsker også å erkjenne Medical Research Council, UK for støtte til å skrive dette manuskriptet.

References

  1. Foster, M. A Text Book of Physiology. The Central Nervous System. Vol. III, 6th edn, (1892).
  2. Zatsiorsky, V. M. Kinetics of human motion. Human Kinetics. (2002).
  3. Kumar, S. Ergonomics and biology of spinal rotation. Ergonomics. 47, 370-415 (2004).
  4. Kumar, S., Panjabi, M. M. Vivo axial rotations and neutral zones of the thoracolumbar spine. Journal of spinal. 8, 253-263 (1995).
  5. Lamoth, C. J. Pelvis-thorax coordination in the transverse plane during walking in persons with nonspecific low back. Spine. 27, E92-E99 (2002).
  6. Gurfinkel, V. Postural muscle tone in the body axis of healthy humans. Journal of Neurophysiology. 96, 2678-2687 (2006).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Wright, W. G. Axial kinesthesia is impaired in Parkinson's disease: Effects of levodopa. Exp. Neurol. (2010).
  12. Sinkjaer, T., Toft, E., Andreassen, S., Hornemann, B. Muscle stiffness in human ankle dorsiflexors: intrinsic and reflex components. J Neurophysiol. 60, 1110-1121 (1988).
  13. Sherrington, C. On plastic tonus and proprioceptive reflexes. Quart. J. Exper. Physiol. 2, 109-156 (1909).
  14. 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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats