Motoros funkciók visszanyerése és romlása Assessment of motor recovery and decline

Motoros funkciók visszanyerése és romlása Jelentősége: neurológia, rehabilitációs orvoslás (rehabilitáció általában), ortopédia, munkaegészségügy Motoros kontroll ismerete – a motoros funkciók visszanyerése szempontjából A motoros funkciók visszanyerésének dinamikus a karaktere Teória: kimenet optimalizáció A kompenzáció mentális költsége (mental cost) A mentális költség változása (csökkenése) jellemzi a funkció visszanyerést, ami egyidejűleg az automatikus motoros tevékenységek előrehaladtával magyarázható.

A humán motoros kontroll jellegzetességei A humán motoros rendszer adaptációs készsége igen jelentős, pl. összehasonlítva azzal, amit a robotok el tudnak érni. Az információ az abszolút előfeltétele annak, hogy a motoros rendszer működjön. Információ nélkül a motoros rendszer „funkcionálisan megbénul”. Az információ a szenzoros rendszer felől jön. Az ok, hogy több száz motoros válaszlehetőség közül az információ az irányadó a kiválasztásnál. A mozgás egy végeredmény a szenzoros-kognitív-motoros rendszerek interakciójának következménye. A mozgás válasz nem egy hierarchikus („top-down”) szabályozási folyamat eredménye, hanem a „felső szintek” a folyamat globális természetét kezelik: a mozgást a cél elérése irányítja, míg az „alárendelt” struktúrák automatikus módon működnek (többnyire a gerincvelői szinten), de autonóm alapon.

Kognitív „felső szint” szenzoros motoros Automatikus belső információk Biztosítja a több száz vagy ezer motoros válasz közül a legoptimálisabb szelekcióját Kognitív „felső szint” belső információk szenzoros motoros Automatikus „alárendelt szintek” külső információk Az automatikus motoros válaszok fixáltsága (kondicionált-tanult állapota) jelenik meg a szelekció után

Kognitív „felső szint” szenzoros motoros Automatikus Biztosítja a több száz vagy ezer motoros válasz közül a legoptimálisabb szelekcióját amputáció Kognitív „felső szint” belső információk szenzoros motoros Automatikus „alárendelt szintek” külső információk pl. látás jelentősége nő Az automatikus motoros válaszok fixáltsága (kondicionált-tanult állapota) jelenik meg a szelekció után

Járni tud, de megtervezni vagy megtanulni új Biztosítja a több száz vagy ezer motoros válasz közül a legoptimálisabb szelekcióját Kognitív „felső szint” frontális kéreg szindróma belső információk Járni tud, de megtervezni vagy megtanulni új mozgásokat nem szenzoros motoros Automatikus „alárendelt szintek” külső információk Az automatikus motoros válaszok fixáltsága (kondicionált-tanult állapota) jelenik meg a szelekció után

A humán motoros kontroll jellegzetességei Lashley (1951). „serial order” (szériában rendezett) hipotézis: Fontos az új magatartási folyamatok tanulásában vagy a régiek felidézésében Aránylag kevés egységet (units, elements) kell újraszervezni a felsőbb (koordináló) struktúráknak egy megfelelő szériában. Egységek (units, elements) = funkcionálisan csoportosított izmok A koordináló struktúrák feladatnak- és célnak megfelelően kapcsolják össze az egységeket. Ez a koordináció dinamikus: a feladat végrehajtása közben változhat, új elemek léphetnek be vagy maradhatnak ki. Tehát csak dinamikus reguláció van, de nincs „task-specific wiring pattern” az agyban a „felső (kognitív) szinten”. Az „alsóbb szinteken” viszont a mozgásmintázat specifikus neuronális szervezettség egyre inkább stabilan megvan (feladat-specifikus mozgás mintázatok, tehát itt megvan a „task-specific wiring pattern” )

A humán motoros kontroll jellegzetességei Az agyban neuronok vannak: ua. a sejt többféle hálózatban vehet részt, ami dinamikus. A hálózatot az információ bevitel (input) alakítja ki és az inputra kialakított válasz együttese. Az egyeztetés az input és a válasz szerveződése között van, ráadásul a ráfordítás/nyereség arány teljesítménye alapján: gyorsaság, eredményesség, stb. A szabályozásban kétféle módozat van: gyors és lassú típusú. A gyorsaság az újonnan tanult (frissen kondicionált) állapottal nő, a lassú típusú kontroll a tanulás korábbi fázisait jelenti (a dekondicionálás kevésbé érinti). A rehabilitáció elején a lassú típusú kontroll érvényesül, ami fokozatosan átmegy a gyors típusúba.

Adaptáció Egyszerűen: az a folyamat, melyben az élő szervezet változik az őt ért szenzoros (külső) impulzusok megváltozásakor. Időfüggő: öregedéskor csökken az adaptáció kifejlődése, progressziója (megvalósulása, tanulása), de azonnali is lehet pl. megbotláskor az elesés megakadályozására (kondicionált vs. egyszeri tanulás). Az adaptációs képesség óriási reorganizációt végez sérülés után. Az eredmény függ a külső segítségtől (rehabilitáció). Funkcionális (viselkedésbeli) és strukturális (anatómiai) oldala van. Az idegrendszer kapacitása a fontos a funkcionális és strukturális oldalak koordinálásában.

Recovery and decline – funkció visszanyerése vagy csökkenése Felső ábra: - a kompenzáció csökkenő (mentális) energia igénye (nyilak nagysága). - a következmény a javulás (kompenzáció, regeneráció, adaptáció, funkció visszanyerése) Alsó ábra - a neuromotoros rendszer deteriorációja nő. - a teljesítmény szint csökken. Fokozódik a kompenzáció energia (mentális) igénye. javulás rosszabbodás

Recovery – funkció visszanyerés, reorganizáció A funkció visszanyerése egy forszírozott (kényszerű) állapot. A rendszer rá van kényszerülve, hogy adaptálódjon a strukturális állapotának károsodásához. Minden sérülés a rendszer diszregulációjához (működési zavarához) vezet. A perifériás sérülés (ideg, ízület, amputáció, stb.) soha nem csak perifériás hanem centrális probléma is. A motoros rendszer flexibilis, állandóan igyekszik a motoros kimenetet optimalizálni a sérülés után. Hogyan képes a sérült szenzoros input kompenzálódni és helyes motoros választ generálni? Pl. a proprioceptív input károsul. Akkor a rendszer más szenzoros input felé fordul, pl. vizuális kontroll, tudatos mozgáskontroll. Ez a tulajdonság a kimenet optimalizálása (output optimization) A reorganizáció 2 fontos aspektusa: A kognitív részvétel csökkenése az idő függvényében A vizuális kontrol intenzitásának csökkenés az idő függvényében

A kognitív becsatolás (involvement) csökkenése

Egyensúly szabályozás amputáció után Felső ábra A kettős feladat megoldása fokozza az egyensúly szabályozásának kilengéseit (kognitív teher) az amputáltnál Alsó ábra Ua. az amputált előrehaladott rehabilitáció során. Csökken az egyensúly szabályozás zavara a kettős feladat megoldása során.

cipő nélkül HMSN – hereditary motor and sensory neuropathy (genetikai begetség) felső ábra önmagában (cipő nélkül) az elváltozás nem okoz deficitet a „dual task” tesz során alsó ábra ortopéd cipő alkalmazása csökkenti a szabályozási zavart (első fázis), de a „dual task” hatására a zavar jelentősen felnagyul. A motoros rendszer új helyzet elé állt, ami további tanulási folyamatokat igényel. Kognitív feladat (stroop) ortopéd cipővel Kognitív feladat (stroop)

Állás stabilitás, dinamikus egyensúly, test lengések mérése Az állás stabilitás bizonytalansága és a járás egyenetlensége szorosan összefügg a statikus és a dinamikus stabilitás egyes mutatóival, tehát mérhetőek.  Az állás stabilitás, a testlengések vizsgálatának eszköze a stabilométer berendezés. (ZWE-PII, Elektro-Bionika KFT, Budapest,)

Stabilométer Az állás stabilitása, az egyensúlytartás azt jelenti, hogy a test tömeg-középpontjának függőleges vetülete az u.n. bázisfelületen belül van. Ennek megvalósulása a helyes testtartás szabályozástól függ. A biofeedback-et is megvalósító szabályozás vizuális, vesztibuláris és proprioceptív információk folyamatos észlelését igényli. bázisfelület

A stabilométer részei erőmérő platform (0,5 x 0,5 x 0,1m) mérési tartomány: 20 - 2000 N linearitás: ±1.5 %; hiszterézis: ±1.5%, erősítők, a mikro-komputer, PC, monitor és speciális programok. mintavételi frekvencia (állítható): 16–500Hz.

egészséges egyéneknél, nyugodt állásnál, például a Romberg tesztben, elsősorban a vizuális és a proprioceptív afferentáció játszik fontos szerepet a vesztibuláris rendszer a milliméter nagyságrendő mozgást, az alacsony frekvenciájú testlengéseknél fellépő gyorsulást, alig, vagy egyáltalán nem érzékeli.

A Romberg teszt stabilométeren I - nyitott szemmel II - csukott szemmel III – nehezített helyzetben

Stabilogram Az állás stabilitás értékelésére szolgál: karakterisztikus kör sugara (R), mely a stabilogram 95 %-át tartalmazza (B ábra), az időfüggvények és a spektrumok (A ábra), a nyomásközéppont mozgásainak útvonalhossza (C ábra).

Stabilogram statikus helyzetben, zárt lábbal A stabilitás mértékét a (piros) karaktarisztikus kör sugarának nagysága jellemzi (Minél kisebb, annál jobb).

A stabilogram (testlengések) időfüggvényei, frontális és szagittális irányban és a frekvencia spektrumok