Neurofysiologische correlaten van bewegingsplanning tijdens complexe spronglandingstaken en de rol van cognitieve functies

Met name in de context van balsporten behoren scheuren van de voorste kruisband (VKB) tot de meest voorkomende verwondingen. De ACL-scheur leidt echter niet alleen tot een verlies van mechanische stabiliteit in het kniegewricht: de scheur van het ligament en de daaropvolgende reconstructieve operatie leiden tot een enorme beschadiging van zogenaamde mechanoreceptoren (proprioceptoren). Deze kleine sensoren geven de hersenen nauwkeurige informatie over de spanning van de kruisband en de stand van het kniegewricht. Door deze feedback is het voor de mens mogelijk om de activiteit van de stabiliserende spieren aan te passen aan verschillende situaties in de sport en het dagelijks leven en om de knie te beschermen tegen blessures. Coördinatietekorten zijn dus veelvoorkomende gevolgen na ACL-ruptuur en reconstructie vanwege de slechtere sensorische feedback.

Nieuwe bevindingen leveren bewijs dat de door letsel veroorzaakte schade aan de mechanoreceptoren ook aanhoudende, neuronale reorganisaties in de hersenen veroorzaakt (door letsel veroorzaakte neuroplasticiteit). Deze hebben met name betrekking op de motorische cortex waarmee vrijwillige bewegingen worden aangestuurd. Volgens de resultaten van beeldvorming (bijv. functionele magnetische resonantie tomografie; MRI) en elektrofysiologische studies (bijv. Elektro-encefalografie; EEG), lijken deze neurologische aanpassingen veel verder te gaan dan de hervatting van dagelijkse, sportieve of competitieve activiteiten. Onderzoekers suggereren dat deze aanpassingen van het centrale zenuwstelsel de onderliggende oorzaak kunnen zijn van de vaak waargenomen, aanhoudende motorische controle en functionele tekorten (bijv. spierkracht en verminderde spieractivatie), de relatief hoge herblessure, lage terugkeer naar sport en kleine percentages die terugkeren naar hun oorspronkelijke prestatieniveau na ACL-scheuren en reconstructie. Een puur herstel van de neuromusculaire functie zonder de eliminatie van de neuroplastische veranderingen in de hersenen lijkt daarom niet voldoende.

In recente studies zijn de effecten van VKB-trauma op hersenactiviteit uitsluitend onderzocht tijdens niet-specifieke, sport- en blessure-ongerelateerde tests (bijv. eenvoudige flexie- en extensiebewegingen en hoekreproductietaken van de knie). Vaak treden verwondingen aan de ACL op onder onvoorspelbare omstandigheden, vooral bij complexe, dynamische bewegingen zoals richtingsveranderingen, sprongen en landingen. Hier moeten de hersenen informatie van de receptoren van de ACL zo snel mogelijk verwerken om een ​​adequate motorische reactie op gang te brengen om de knie te beschermen.

Tegen de achtergrond van de hierboven beschreven bevindingen, zal deze cross-sectionele case-control studie eerst de effecten onderzoeken van volledig genezen ACL-scheuren en -reconstructie (zijsymmetrie van neuromusculaire prestatiemetingen boven 85%) op bewegingsplanning gerelateerde corticale activiteit (via elektro-encefalografie). maatregelen tijdens complexe spronglandingstaken: De deelnemers aan de studie voeren tegenbewegingssprongen uit (n=80; CMJ, vliegtijd ongeveer 500 ms) gevolgd door landingen op één been. In een geanticipeerde toestand (n=40) ontvangen de individuen de visuele informatie (gepresenteerd op een scherm) op welk been/voet (links, rechts) ze moeten landen voor zelf-geïnitieerde CMJ's, zullen de individuen deze informatie ontvangen onder de niet-geanticipeerde toestand (n=40) pas na de start (ongeveer 400 ms voor grondcontact). De meting van de landingsstabiliteit wordt gestandaardiseerd door middel van geselecteerde biomechanische parameters (capacitive force platform). Letselrelevante, cognitieve kenmerken (bijv. reactie, informatieverwerkingssnelheid en werkgeheugen) worden gedetecteerd door computer- en papieren klinische cognitietests.

De onderzoekers veronderstellen dat de letselgerelateerde neurologische aanpassingen in de motorische cortex leiden tot een intensievere motorische actieplanning vóór het begin van de beweging (compensatie van sensorische tekorten). Het toegenomen gebruik van neuronale capaciteiten voor bewegingsplanning kan vervolgens leiden tot langzamere of onnauwkeurige motorische reacties op onvoorziene/onvoorziene gebeurtenissen en vervolgens leiden tot een grotere instabiliteit bij de landing, respectievelijk een groter risico op knieblessures. Er wordt ook aangenomen dat een lagere cognitieve informatieverwerking geassocieerd is met een meer instabiele landing, respectievelijk een hoger risico op letsel of een hogere incidentie van letsel.