Mechaniczne uwarunkowania oscylacji kończyn górnych podczas chodu (CLAPENDAS)

Nie jest jasne, dlaczego ludzie zazwyczaj wymachują rękami podczas chodu. Do tej pory toczy się debata na temat tego, jak się uzbroić (tj. czy jest to spowodowane przyspieszeniami obręczy barkowej czy aktywnością mięśniową) nadal trwa. Konieczne jest porozumienie co do tego, czy wymachiwanie ramionami jest aktywnie kontrolowane, czy tylko pasywne, oraz co do tego, dlaczego ludzie wymachują rękami podczas chodzenia (tj. jaki jest cel machania ręką, jeśli taki istnieje). Sugerowane powody to minimalizacja zużycia energii, optymalizacja stabilności i optymalizacja kontroli neuronowej. Patologie takie jak hemiplegia po udarze, choroba Parkinsona, porażenie mózgowe, uraz rdzenia kręgowego i stwardnienie rozsiane mogą bezpośrednio wpływać na wymachy ramion podczas chodu. Pojawiające się dowody wskazują, że włączenie ruchów ramion do rehabilitacji chodu może być korzystne w przywracaniu koordynacji międzykończynowej i zmniejszaniu wydatku energetycznego.

W ramach tego projektu postawiono hipotezę, że kołysanie ramionami, przynajmniej przy niskich i średnich prędkościach chodu, odzwierciedla przyspieszenia środka masy ciała (CoM). Kołysanie ramienia może zatem zależeć głównie od wewnętrznych właściwości mechanicznych systemu (np. grawitacji i bezwładności). Z tej perspektywy CoM jest postrzegany jako poruszający się względem kończyn górnych, a nie odwrotnie. Równocześnie zostanie zbadany udział głównych stawów kończyn dolnych pod względem siły wprowadzanej do ruchu ciała.

Celem pracy jest zbadanie mechanizmu i funkcji wymachiwania ramionami podczas marszu na bieżni siłowej. Aby zasymulować asymetryczny chód, zdrowe osoby zostaną poproszone o chodzenie z ortezą na palce, aby wywołać chromanie i asymetrię siły w kostkach. W ten sposób możliwe będzie podkreślenie korelacji między kołysaniem ramion, siłą kostki i przyspieszeniem CoM w ramach 3D. Dodatkowo osoby dotknięte jednostronnymi zaburzeniami motorycznymi zostaną poproszone o chodzenie na bieżni siłowej w celu przetestowania modelu eksperymentalnego i podkreślenia istotnych różnic w parametrach kinematycznych kończyn górnych.

Zmierzymy się z pytaniem, czy wymachiwanie ramieniem jest aktywnie kontrolowane, czy tylko pasywne, oraz jaki będzie związek między wymachami ramion a całkowitą energią mechaniczną CoM.

Asymetryczne oscylacje kończyny górnej będą związane z asymetriami dynamicznymi ruchu COM oraz ruchu kończyn dolnych. Ponadto zostaną postawione hipotezy dotyczące związków przyczynowo-skutkowych. Wreszcie dynamiczne korelaty oscylacji kończyny górnej sprawią, że obserwacja kliniczna stanie się interpretowalnym objawem klinicznym mającym zastosowanie w medycynie rehabilitacyjnej.

Wyniki niniejszego badania posłużą również do identyfikacji praktycznych ćwiczeń rehabilitacyjnych dotyczących asymetrii chodu w wielu chorobach układu nerwowego człowieka.