Rilevamento della posizione e del movimento delle gambe

La propriocezione può essere descritta come informazione afferente tipicamente derivante dai meccanocettori periferici che contribuiscono al controllo posturale, alla stabilità articolare e alla sensazione cosciente di movimento. La sensazione di movimento può essere ulteriormente suddivisa in senso di posizione articolare (JPS) e rilevamento del senso di movimento passivo (DPMS). Collettivamente, queste due modalità sensoriali sono comunemente indicate come cinestesia articolare. La cinestesia articolare sembra dipendere dalla specifica struttura anatomica articolare, suggerendo diversi livelli di acutezza tra le varie articolazioni. Tuttavia, l'accuratezza dell'intero arto sembra essere maggiore dell'errore sommato su più articolazioni di un'estremità. Alcuni suggeriscono che solo gli errori JPS maggiori di 3 gradi hanno un significato funzionale sull'andatura. Tuttavia, i calcoli degli autori dell'errore di posizione sull'andatura trascurano gli errori JPS dalla caviglia e dall'anca, che potrebbero anche influenzare gravemente il senso della posizione dell'intero arto, influenzando l'andatura. Riteniamo che il sistema nervoso centrale (SNC) colleghi insieme il feedback propriocettivo afferente da più articolazioni di un segmento di arto per ridurre l'errore cinestetico attraverso un intero arto. La ridondanza delle informazioni afferenti può essere utilizzata come "controllo degli errori" per migliorare il feedback propriocettivo al fine di mantenere la funzione. Abbiamo usato il termine Coupled Joint Proprioception (CJP) per descrivere questo fenomeno.

Per comprendere meglio la relazione tra CJP e funzione umana, dovremmo isolare il movimento in due articolazioni adiacenti, controllando la lunghezza del muscolo bi-articolare, per determinare la sua influenza sulla cinestesia articolare singola. I muscoli biarticolari forniscono un collegamento meccanico all'interno di un arto per trasferire le forze. Le informazioni afferenti dai muscoli bi-articolari in particolare potrebbero fornire un contesto in cui le informazioni propriocettive provenienti da altre strutture (muscoli articolari singoli, recettori articolari o cutanei) possono mantenere o migliorare la propriocezione all'interno di un arto. Le informazioni ridondanti, fornite dai muscoli delle due articolazioni, sono la base su cui descriviamo la CJP.

L'obiettivo generale di questo studio pilota non invasivo è stabilire la metodologia necessaria per testare l'influenza della CJP sulla cinestesia dell'articolazione del ginocchio e sulle capacità propriocettive. L'obiettivo principale è stabilire due condizioni sperimentali in cui movimenti simili di estensione simultanea dell'articolazione del ginocchio e di flessione plantare dell'articolazione della caviglia determinano l'accorciamento e l'allungamento di tutte le fibre muscolari del gastrocnemio. Dopo aver stabilito queste condizioni, il secondo obiettivo è sviluppare e valutare nuovi metodi per studiare l'influenza della CJP sul rilevamento del movimento passivo e sul senso della posizione articolare a livello dell'articolazione del ginocchio. Le informazioni di questi dati pilota aiuteranno anche a determinare il numero totale di soggetti necessari per intraprendere un'indagine clinica più ampia del fenomeno CJP.

È importante studiare la CJP, poiché la propriocezione viene tipicamente misurata clinicamente in una singola articolazione nei soggetti umani. La funzione umana di solito incorpora più articolazioni, suggerendo che il CJP, misurato su due articolazioni, potrebbe essere più rappresentativo della funzione propriocettiva umana. Pertanto, CJP fornirebbe una strada per studiare meglio l'influenza del feedback propriocettivo sulla funzione umana come camminare. Ciò è particolarmente importante perché il mantenimento del feedback propriocettivo durante la deambulazione può ridurre al minimo le cadute nei pazienti a rischio a causa di lesioni o patologie degli arti inferiori.