- Код статьи
- 10.31857/S0131164624030039-1
- DOI
- 10.31857/S0131164624030039
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 50 / Номер выпуска 3
- Страницы
- 26-40
- Аннотация
- В данной работе рассматривается процесс взаимодействия отдельных мышц и мышечных групп, обслуживающих различные суставы тела, с целью стабилизации нарушений вертикальной устойчивости, вызываемых дыхательными движениями грудной клетки. Рассматриваются наиболее существенные переменные контроля в процессе регуляции межмышечного взаимодействия с целью поддержания устойчивости вертикального положения тела. Анализ выполнен с применением факторизации данных мышечной электроактивности, величин суставных углов и перемещений сегментов тела. Установлено, что стратегия поддержания вертикальной стойки связана с контролем тазобедренного и шейного сегментов, а при увеличении возмущающего воздействия в синергию оказываются вовлечены и другие сегменты тела. Увеличение глубины дыхания сопровождается включением ранее незадействованных мышечных модулей и изменением вовлечения каждой мышцы в процесс регуляции вертикальной позы. Такое включение отражается на временном паттерне активации синергий на мышечном уровне, что проявляется в формировании дополнительных пиков активации в отдельных фазах дыхательного цикла. В процессе поддержания вертикальной позы мышечная активность оказывается в средней степени связана с регуляцией положения общего центра масс, а в большей степени направлена на формирование кинематических синергий, включающих изменение величин ряда суставных углов и одновременное перемещение большинства сегментов тела. Последние в свою очередь стабилизируют важные для сохранения равновесия переменные, причем синергетический контроль на кинематическом уровне по мере увеличения глубины дыхания возрастает.
- Ключевые слова
- мышечная синергия дыхательная синергия стабилизация устойчивости межсуставное взаимодействие двигательный контроль
- Дата публикации
- 01.03.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 24
Библиография
- 1. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. 349 c.
- 2. Гельфанд И.М., Гурфинкель В.С., Фомин С.В., Цетлин М.Л. Модели структурно-функциональной организации некоторых биологических систем. М.: Наука, 1966. 322 с.
- 3. d’Avella A. Modularity for motor control and motor learning // Adv. Exp. Med. Biol. 2016. V. 957. Р. 3.
- 4. Scholz J., Schöner G. The uncontrolled manifold concept: identifying control variables for a functional task // Exp. Brain Res. 1999. V. 126. № 3. P. 289.
- 5. Latash M. Motor synergies and the equilibrium-point hypothesis // Motor Control. 2010. V. 14. № 3. P. 294.
- 6. Munoz-Martel V., Santuz A., Bohm S., Arampatzis A. Proactive modulation in the spatiotemporal structure of muscle synergies minimizes reactive responses in perturbed landings // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. V. 9. P. 761766.
- 7. Silva P.B., Oliveira A.S., Mrachacz-Kersting N., Kersting U.G. Effects of wobble board training on single-leg landing neuromechanics // Scand. J. Med. Sci. Sports. 2018. V. 28. № 3. Р. 972.
- 8. Rabbi M.F., Pizzolato C., Lloyd D.G. et al. Non-negative matrix factorization is the most appropriate method for extraction of muscle synergies in walking and running // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 8266.
- 9. Nardon M., Pascucci F., Cesari P. et al. Synergies stabilizing vertical posture in spaces of control variables // Neuroscience. 2022. V. 500. P. 79.
- 10. Alexandrov A.V., Frolov A.A., Massion J. Biomechanical analysis of movement strategies in human forward trunk bending. I. Modeling // Biol. Cybern. 2001. V. 84. № 6. P. 425.
- 11. Kuznetsov N.A., Riley M.A. Effects of breathing on multijoint control of center of mass position during upright stance // J. Mot. Behav. 2012. V. 44. № 4. Р. 241.
- 12. Freitas S.M., Duarte M., Latash M.L. Two kinematic synergies in voluntary whole-body movements during standing // J. Neurophysiol. 2006. V. 95. № 2. Р. 636.
- 13. Clavel L., Attali V., Rivals I. et al. Decreased respiratory-related postural perturbations at the cervical level under cognitive load // Eur. J. Appl. Physiol. 2020. V. 120. № 5. Р. 1063.
- 14. Altenburger K., Bumke O., Foerster O. Allgemeine neurologie. Berlin: Handbuch der Neurologie, 1937. 747 р.
- 15. Моисеев С.А., Пухов А.М., Михайлова Е.А., Городничев Р.М. Методологические и вычислительные аспекты извлечения обширных мышечных синергий при локомоциях умеренной интенсивности // Рос. физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 2021. Т. 108. № 1. С. 24.
- 16. Радченко С. Методология регрессионного анализа: монография. Киев: Корнійчук, 2011. 375 с.
- 17. Nashner L.M., McCollum G. The organization of human postural movements: a formal basis and experimental synthesis // Behav. Brain Sci. 1985. V. 8. № 1. Р. 135.
- 18. Kweon M., Son S.M., Kwon Y.H. The effect of aging on respiratory synergy // J. Phys. Ther. Sci. 2015. V. 27. № 4. Р. 997.
- 19. Schmid M., Conforto S., Bibbo D., D’Alessio T. Respiration and postural sway: detection of phase synchronizations and interactions // Hum. Mov. Sci. 2004. V. 23. № 2. Р. 105.
- 20. Hamaoui A., Gonneau E., Le Bozec S. Respiratory disturbance to posture varies according to the respiratory mode // Neurosci. Lett. 2010. V. 21. № 475(3). Р. 141.
- 21. Моисеев С.А., Городничев Р.М. Вариативность пространственно-временнóй структуры двигательных синергий при локомоциях различной интенсивности // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 4. С. 22.
- 22. Escalona M.J., Bourbonnais D., Goyette M. et al. Effects of varying overground walking speeds on lower-extremity muscle synergies in healthy individuals // Motor Control. 2021. V. 25. № 2. P. 234.
- 23. Santuz A., Brüll L., Ekizos A. et al. Neuromotor dynamics of human locomotion in challenging settings // iScience. 2020. V. 23. № 1. P. 100796.
- 24. Hodges P.W., Gurfinkel V.S., Brumagne S. et al. Coexistence of stability and mobility in postural control: evidence from postural compensation for respiration // Exp. Brain Res. 2002. V. 144. № 3. Р. 293.
- 25. Krishnamoorthy V., Goodman S., Zatsiorsky V., Latash M.L. Muscle synergies during shifts of the center of pressure by standing persons: identification of muscle modes // Biol. Cybern. 2003. V. 89. № 2. Р. 152.
- 26. Tresch M.C., Cheung V.C., d’Avella A. Matrix factorization algorithms for the identification of muscle synergies: evaluation on simulated and experimental data sets // J. Neurophysiol. 2006. V. 95. № 4. Р. 2199.
- 27. Bizzi E., Cheung V.C. The neural origin of muscle synergies // Front. Comput. Neurosci. 2013. V. 7. Р. 51.
- 28. Torres-Oviedo G., Ting L. Subject-specific muscle synergies in human balance control are consistent across different biomechanical contexts // J. Neurophysiol. 2010. V. 103. № 6. Р. 3084.
- 29. Munoz-Martel V., Santuz A., Ekizos A., Arampatzis A. Neuromuscular organisation and robustness of postural control in the presence of perturbations // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. Р. 12273.
- 30. Hagio S., Ishihara A., Terada M. et al. Muscle synergies of multidirectional postural control in astronauts on Earth after a long-term stay in space // J. Neurophysiol. 2022. V. 127. № 5. Р. 1230.
- 31. Гельфанд И., Цетлин М. О некоторых способах управления сложными системами // УМН. 1962. Т. 17. № 1(103). С. 3.
- 32. Freitas S.M., Duarte M., Latash M.L. Two kinematic synergies in voluntary whole-body movements during standing // J. Neurophysiol. 2006. V. 95. № 2. Р. 636.
