복잡한 점프 착지 작업 중 운동 계획과 인지 기능의 역할의 신경생리학적 상관 관계

특히 구기 종목의 경우 전방십자인대(ACL) 파열이 가장 흔한 부상 중 하나다. 그러나 ACL 파열은 무릎 관절의 기계적 안정성 상실을 초래할 뿐만 아니라 인대 파열과 그에 따른 재건 수술로 인해 소위 기계수용기(고유수용기)의 막대한 손상을 초래합니다. 이 작은 센서는 십자인대의 장력과 무릎 관절의 위치에 대한 정확한 정보를 뇌에 제공합니다. 이 피드백으로 인해 인간은 스포츠 및 일상 생활에서 다양한 상황에 안정화 근육의 활동을 조정하고 부상으로부터 무릎을 보호할 수 있습니다. 따라서 조정 결손은 감각 피드백이 좋지 않아 ACL 파열 및 재건 후 일반적인 결과입니다.

새로운 연구 결과는 기계적 수용기의 손상으로 인한 손상이 뇌에서 지속적인 신경 재구성을 유발한다는 증거를 제공합니다(손상 유발 신경가소성). 이들은 특히 자발적인 움직임이 제어되는 운동 피질과 관련이 있습니다. 이미징 결과에 따라(예: 기능적 자기공명단층촬영; MRI) 및 전기생리학적 연구(예: 뇌파검사; EEG), 이러한 신경학적 적응은 일상, 스포츠 또는 경쟁 활동의 재개를 훨씬 넘어서 지속되는 것으로 보입니다. 연구자들은 중추 신경계의 이러한 적응이 자주 관찰되는 지속적인 운동 제어 및 기능적 결함(예: 근력 및 근육 활성화 결손), 상대적으로 높은 재부상, 낮은 스포츠 복귀율 및 ACL 파열 및 재건 후 초기 성능 수준으로 돌아가는 작은 비율. 따라서 뇌의 신경가소성 변화를 제거하지 않고 신경근 기능을 순수하게 복원하는 것은 충분하지 않습니다.

최근 연구에서 ACL 외상이 뇌 활동에 미치는 영향은 비특이적, 스포츠 및 부상과 무관한 테스트(예: 단순 굴곡 및 신전 운동과 무릎의 각도 재현 작업). 종종 ACL 부상은 예측할 수 없는 상황, 특히 방향 변경, 점프 및 착지와 같은 복잡하고 역동적인 움직임에서 발생합니다. 여기에서 뇌는 무릎을 보호하기 위해 적절한 운동 반응을 시작하기 위해 가능한 한 빨리 ACL 수용체의 정보를 처리해야 합니다.

위에서 설명한 결과의 배경에 대해 이 교차 사례-대조군 연구는 먼저 완전히 치유된 ACL 파열 및 재건(85% 이상의 신경근 성능 측정의 측면 대칭)이 운동 계획 관련 피질 활동(뇌파 검사를 통해)에 미치는 영향을 조사할 것입니다. 복잡한 점프 착지 작업 중 조치: 연구 참가자는 단일 다리 착지가 뒤따르는 반대 동작 점프(n=80, CMJ, 비행 시간 약 500ms)를 수행합니다. 예상되는 조건(n=40)에 있는 동안 개인은 스스로 시작한 CMJ 전에 착지해야 하는 다리/발(왼쪽, 오른쪽)의 시각적 정보(화면에 표시됨)를 수신하고 이 정보를 수신합니다. 예상치 못한 조건(n=40)에서 이륙 후(지상 접촉 전 약 400ms). 착지 안정성의 측정은 선택된 생체역학적 매개변수(용량력 플랫폼)를 통해 표준화됩니다. 부상 관련 인지 특성(예: 반응, 정보 처리 속도 및 작업 기억)은 컴퓨터 및 종이 기반 임상 인지 테스트로 감지됩니다.

연구자들은 운동 피질의 부상 관련 신경학적 조정이 운동 시작(감각 적자의 보상) 이전에 보다 집중적인 운동 계획을 유도한다고 가정합니다. 움직임 계획을 위한 신경 기능의 증가된 사용은 결과적으로 예측하지 못한/예상하지 못한 사건에 대해 더 느리거나 부정확한 운동 반응으로 이어질 수 있으며 결과적으로 더 큰 착지 불안정성을 유발하거나 무릎 부상 위험을 증가시킬 수 있습니다. 또한 인지 정보 처리가 낮을수록 착륙이 불안정하거나 부상 위험이 높거나 부상 발생률이 높다고 가정합니다.