Гордон Уоддингтон и Джереми Уитчеллс. Беседа 30 сентября 2024 г.
Вы когда-нибудь думали о растяжении связок лодыжки как о травме мозга? Большинство людей, вероятно, так не считают.
Однако мы начинаем понимать, как мозг постоянно адаптируется, что называется пластичностью .
Несмотря на то, что повреждение при растяжении связок голеностопного сустава происходит в лодыжке, в мозге также могут происходить некоторые изменения, влияющие на то, как хорошо он ощущает боль или движение.
Один из наших докторантов, Эшли Марчант, показал, что нечто подобное происходит, когда мы меняем вес (или нагрузку), которую мы прикладываем к мышцам нижней конечности. Чем ближе нагрузка к нормальной земной гравитации, тем точнее наше чувство движения; чем ниже нагрузка на мышцы, тем менее точным мы становимся.
Эта работа означает, что нам необходимо переосмыслить то, как мозг контролирует движение и реагирует на него.
Решение важной головоломки
Исторически наука о движении пыталась улучшить мышечную функцию посредством силовых тренировок , сердечно-сосудистых упражнений и упражнений на гибкость.
Одной из главных проблем в лечении и профилактике спортивных травм является то, что даже когда команда спортивных врачей считает, что спортсмен готов вернуться, риск получения травмы в будущем остается в два-восемь раз выше, чем если бы у него никогда не было травм.
Это значит, что спортивные врачи что-то упускают.
Наша работа в Университете Канберры и Австралийском институте спорта была направлена на сенсорный ввод в попытке решить эту головоломку. Целью было оценить способность сенсорного приема, или восприятия, аспекта контроля движения.
Входные (сенсорные) нервы превосходят по численности выходные (двигательные) нервы примерно в десять раз .
За 20 лет ученые разработали инструменты, позволяющие нам определять качество сенсорного ввода в мозг, что является основой того, насколько хорошо мы можем воспринимать движение. Измерение этого ввода может быть полезным для всех: от космонавтов до спортсменов и пожилых людей, подверженных риску падений.
Теперь мы можем измерить, насколько хорошо человек получает информацию из трех важнейших систем ввода:
- вестибулярный аппарат (органы равновесия внутреннего уха)
- зрительная система (реакция зрачков на изменения интенсивности света)
- система определения положения нижних конечностей (преимущественно от датчиков в мышцах и коже голеностопного сустава и стопы).
Эта информация позволяет нам составить картину того, насколько хорошо мозг человека собирает информацию о движении. Она также указывает, какая из трех систем может выиграть от дополнительной реабилитации или тренировки.
Уроки космоса
Возможно, вы видели видеоролики, на которых астронавты, например, на Международной космической станции, передвигаются, используя только руки, а ноги свисают сзади.
ВИДЕО: https://youtu.be/Yso7ga84NMQ — Экипаж Международной космической станции развлекается «синхронным космическим плаванием» в 2021 году.
Это показывает, что когда люди покидают зону земного притяжения, их сенсорная система получает минимальную информацию от кожи и мышц ног.
Мозг быстро дезактивирует связи, которые он обычно использует для управления движением. Это нормально, пока астронавт находится в космосе, но как только ему нужно встать или пройти по поверхности Земли или Луны, он подвергается большему риску падений и травм.
Аналогичные изменения в мозге могут происходить и у спортсменов из-за изменений в двигательных стереотипах после травм.
Например, хромота после травмы ноги означает, что мозг получает совершенно другую информацию о движении из моделей движения этой ноги. С учетом пластичности это может означать, что модель контроля движения не возвращается к оптимальному состоянию до травмы.
Как упоминалось ранее, история травм является наилучшим предиктором будущих травм.
Это говорит о том, что в процессах контроля движений спортсмена после травмы происходят какие-то изменения (скорее всего, в мозге), которые продолжаются и после заживления травмированной ткани.
Меры того, насколько хорошо спортсмен воспринимает движение, связаны с тем, насколько хорошо он будет выступать в различных видах спорта. Таким образом, сенсорная осведомленность также может быть способом раннего выявления спортивного таланта .
У пожилых людей и в контексте профилактики падений низкие результаты по тем же показателям сенсорного восприятия могут быть предвестниками последующих падений .
Это может быть связано с уменьшением физической активности у некоторых пожилых людей. Эта идея «используй или потеряй» может показать, как связи мозга, отвечающие за восприятие и контроль движения, могут со временем ухудшаться.
Точная медицинская помощь
Новые технологии отслеживания сенсорных способностей являются частью нового направления в здравоохранении, называемого прецизионной медициной .
Precision Health использует технологии и искусственный интеллект для учета ряда факторов (например, генетического состава), влияющих на здоровье человека, и предоставления лечения, разработанного специально для него.
Применение точного подхода к здоровью в области контроля движений может обеспечить более целенаправленную реабилитацию спортсменов, подготовку космонавтов и более раннюю профилактику падений у пожилых людей.
Гордон Уоддингтон , профессор AIS по исследованиям в области спортивной медицины, Университет Канберры , и Джереми Уитчеллс , доцент кафедры физиотерапии, Университет Канберры
Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Читайте оригинальную статью .