NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Arka PlanMotor modülü (kas sinerjisi) analizi, yürüme performansındaki düşüşlerle ilişkili kas koordinasyonundaki değişiklikler hakkında fikir vermek, farklı rehabilitasyon müdahalelerinin etkisini değerlendirmek ve daha yakın zamanlarda dış iskeletleri ve protez cihazları kontrol etmek için sıklıkla kullanılmıştır. Bununla birlikte, motor modül analizi yoluyla ortaya çıkan kas koordinasyonundaki değişikliklerin anormal yürüyen biyomekanik veya sinir kontrolünden kaynaklanıp kaynaklanmadığı belirsizliğini korumaktadır. Bu ayrım, rehabilitasyon müdahaleleri ve cihaz tasarımı için motor modül analizinin kullanımı için önemli etkilere sahiptir. Böylece, bu çalışma, motor modüllerin patolojik yürüyen biyomekanikten, yani nörolojik hastalığı ve / veya yaralanması olan bireylerde yaygın olarak gözlemlenen anormal yürüyen biyomekaniklerden ne ölçüde ortaya çıktığını aydınlatmayı amaçlamaktadır. MethodsWe, üç boyutlu bir musculoskelik modelinde patolojik yürüyen biyomekanikleri simüle etmek için OpenSim Moco'yu kullanarak bir dizi bilgisayar simülasyonu gerçekleştirdi. Bu spatiyotemporal metriklere odaklandık çünkü Parkinson hastalığı olan bireylerde, felçten kurtulanlarda vb. yaygın olarak değiştirildiler ve motor modül numarası ve yapısındaki değişikliklerle ilişkilendirildiler. Her simülasyondan kas aktivasyonlarından negatif olmayan matriks faktörizasyonu kullanarak motor modüller çıkardık. Daha sonra yürüyen biyomekanikteki değişikliklerin çıkarılan motor modüllerinin sayısını ve yapısını nasıl etkilediğini ve bulguları önceki deneysel çalışmalarla karşılaştırdığını inceledik.SonuçlarSimülasyonlarımızdan tespit edilen motor modülleri, daha önce yayınlanmış patolojik olmayan yürüyüş deneylerinden tespit edilenlere benzerdi. Dahası, bulgularımız aynı motor modüllerin yürüyüş döngüsü üzerinde işe alımlarını modüle ederek bir dizi patolojik uyanık biyomekanik üretmek için kullanılabileceğini göstermektedir. Bu sonuçlar, patolojik benzeri yürüyen biyomekaniklerin motor modül sayısında bir azalma ve yapılarındaki değişikliklerle eşlik ettiği deneysel çalışmalarla tezat oluşturur.Bu çalışma patolojik yürüyen biyomekaniklerin mutlaka anormal motor modüller gerektirmediğini vurgulamaktadır. Başka bir deyişle, motor modüllerin sayısı ve yapısındaki değişiklikler nöromüsküler kontroldeki değişikliklerin değerli bir göstergesi olabilir ve bu nedenle rehabilitasyon müdahalelerine rehberlik etmek ve nörolojik hastalık veya yaralanma nedeniyle yürüme fonksiyonu bozukluğu olan bireylerde dış iskeletleri ve protez cihazları kontrol etmek için yararlı olabilir.
Özgün kaynak özetini okuyun
BackgroundMotor module (a.k.a. muscle synergy) analysis has frequently been used to provide insight into changes in muscle coordination associated with declines in walking performance, to evaluate the effect of different rehabilitation interventions, and more recently, to control exoskeletons and prosthetic devices. However, it remains unclear whether changes in muscle coordination revealed via motor module analysis stem from abnormal walking biomechanics or neural control. This distinction has important implications for the use of motor module analysis for rehabilitation interventions and device design. Thus, this study aims to elucidate the extent to which motor modules emerge from pathological walking biomechanics, i.e. abnormal walking biomechanics commonly observed in individuals with neurological disease and/or injury.MethodsWe conducted a series of computer simulations using OpenSim Moco to simulate pathological walking biomechanics by manipulating speed, asymmetry, and step width in a three-dimensional musculoskeletal model. We focused on these spatiotemporal metrics because they are commonly altered in individuals with Parkinson's disease, stroke survivors, etc. and have been associated with changes in motor module number and structure. We extracted motor modules using nonnegative matrix factorization from the muscle activations from each simulation. We then examined how alterations in walking biomechanics influenced the number and structure of extracted motor modules and compared the findings to previous experimental studies.ResultsThe motor modules identified from our simulations were similar to those identified from previously published experiments of non-pathological walking. Moreover, our findings indicate that the same motor modules can be used to generate a range of pathological-like waking biomechanics by modulating their recruitment over the gait cycle. These results contrast with experimental studies in which pathological-like walking biomechanics are accompanied by a reduction in motor module number and alterations in their structure.ConclusionsThis study highlights that pathological walking biomechanics do not necessarily require abnormal motor modules. In other words, changes in number and structure of motor modules can be a valuable indicator of alterations in neuromuscular control and may therefore be useful for guiding rehabilitation interventions and controlling exoskeletons and prosthetic devices in individuals with impaired walking function due to neurological disease or injury.
Bilimsel değerlendirme
Araştırma sorusu
Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.
Yöntem ve örneklem
Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.
Temel bulgular
Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.
Sınırlılıklar
Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.
Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.