Snímání polohy a pohybu nohou

Propriocepci lze popsat jako aferentní informaci typicky vycházející z periferních mechanoreceptorů, které přispívají k posturální kontrole, stabilitě kloubů a vědomému vnímání pohybu. Snímání pohybu lze dále rozdělit na společné snímání polohy (JPS) a detekci pasivního snímání pohybu (DPMS). Souhrnně se tyto dvě senzorické modality běžně označují jako kloubní kinestézie. Zdá se, že kinestézie kloubů závisí na specifické anatomické struktuře kloubu, což naznačuje různé úrovně ostrosti mezi různými klouby. Přesnost celé končetiny se však zdá být větší než součet chyby napříč více klouby končetiny. Někteří naznačují, že funkční význam pro chůzi mají pouze chyby JPS větší než 3 stupně. Výpočty autorů polohové chyby při chůzi však zanedbávají chyby JPS z kotníku a kyčle, které by také mohly vážně ovlivnit vnímání polohy celé končetiny s dopadem na chůzi. Domníváme se, že centrální nervový systém (CNS) spojuje aferentní proprioceptivní zpětnou vazbu z více kloubů segmentu končetiny, aby se snížila kinestetická chyba v celé končetině. Redundanci aferentních informací lze použít jako „kontrolu chyb“ ke zlepšení proprioceptivní zpětné vazby za účelem zachování funkce. K popisu tohoto jevu jsme použili termín Coupled Joint Proprioception (CJP).

Abychom lépe porozuměli vztahu mezi CJP a lidskou funkcí, museli bychom izolovat pohyb ve dvou sousedních kloubech a zároveň kontrolovat délku biartikulárního svalu, abychom určili jeho vliv na kinestézii jednoho kloubu. Biartikulární svaly poskytují mechanické spojení uvnitř končetiny pro přenos sil. Zejména aferentní informace z biartikulárních svalů by mohly poskytnout kontext, s nímž propriocepční informace z jiných struktur (svaly jednoho kloubu, kloubní nebo kožní receptory) mohou udržovat nebo zvyšovat propriocepci v končetině. Redundantní informace, poskytované dvoukloubovými svaly, jsou základem, na kterém popisujeme CJP.

Celkovým cílem této neinvazivní pilotní studie je stanovit metodologii nezbytnou k testování vlivu CJP na kinestézii kolenního kloubu a proprioceptivní schopnosti. Primárním cílem je stanovení dvou experimentálních podmínek, ve kterých podobné pohyby současné extenze kolenního kloubu a plantární flexe hlezenního kloubu vedou ke zkrácení a prodloužení všech svalových vláken gastrocnemia. Po stanovení těchto podmínek je druhým cílem vyvinout a zhodnotit nové metody pro studium vlivu CJP na detekci pasivního pohybu a vnímání polohy kloubu v kolenním kloubu. Informace z těchto pilotních dat také pomohou určit celkový počet subjektů potřebných k provedení většího klinického vyšetření fenoménu CJP.

Je důležité studovat CJP, protože propriocepce se u lidských subjektů typicky měří klinicky na jediném kloubu. Lidská funkce obvykle zahrnuje více kloubů, což naznačuje, že CJP, měřená přes dva klouby, by mohla být reprezentativnější pro lidskou proprioceptivní funkci. Proto by CJP poskytla cestu k lepšímu studiu vlivu proprioceptivní zpětné vazby na lidské funkce, jako je chůze. To je zvláště důležité, protože zachování proprioceptivní zpětné vazby při chůzi může minimalizovat pády u pacientů, kteří jsou ohroženi v důsledku poranění nebo patologických stavů dolních končetin.