РЕГУЛЯЦИЯ ФАЗ ШАГАТЕЛЬНОГО ЦИКЛА ПРИ НЕИНВАЗИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ СПИННОГО МОЗГА

Аннотация:

В данной статье описан новый способ регуляции шагательных движений у человека посредством неинвазивной электрической стимуляции спинного мозга для воздействия на флексорные/экстензорные моторные пулы нижних конечностей в шагательном цикле. Процесс управления селективной стимуляцией был автоматизирован и осуществлялся на основе информации, поступающей от датчиков-гироскопов, которые использовались для детектирования фазы опоры и фазы переноса конечности. Момент разгибания бедра являлся триггером для активации экстензорных моторных пулов (L1) в фазе опоры, а момент сгибания был триггером для активации флексорных моторных пулов (Т11) в фазе переноса. У здоровых испытуемых (n = 6) при ходьбе по движущейся ленте тредбана стимуляция L1 с частотой 15 Гц на 4% (р = 0.0457) уменьшала длительность нахождения ноги на опоре, увеличивала на 11% (р = 0.0266) амплитуду движений в тазобедренном суставе, уменьшала на 17% (р = 0.0081) в голеностопном суставе и увеличивала ЭМГ-активность экстензорных vastus lateralis (VL) на 31% (р — 0.0441) и gastrocnemius medialis (GM) на 17% (р = 0.0465) и флексорных мышц bicepsfemoris (BF) на 26% (р = 0.4637) и tibialis anterior (ТА) на 21% (р = 0.0215) по сравнению с ходьбой без электровоздействия. Стимуляция Т11 с частотой 30 Гц приводила к сокращению длительности фазы опоры на 3% (р = 0.0318), вызывала увеличение амплитуды движений в тазобедренном суставе на 12% (р = 0.0467), подъем колена на 25% (р = 0.0001) и конечной антропометрической точки на 19% (р = 0.0001) над опорой. Это сопровождалось увеличением активности флексорных мышц BF на 18% (р = 0.230) и ТА на 14% (р = 0.0170) и снижением коэффициента реципрокности в мышцах бедра на 15% (р = 0.0301) и повышением в мышцах голени на 5% (р = 0.0452). При пространственновременной чередующейся стимуляции L1 и Т11 длительности каждой из фаз шага достоверно не отличались от ходьбы без стимуляции, вместе с тем кинематические характеристики шагательных движений изменялись: в фазе опоры увеличивалась амплитуда движений в тазобедренном суставе, в фазе переноса увеличивалась амплитуда движений в тазобедренном суставе и увеличивался подъем колена и конечной антропометрической точки над опорой. При стимуляции L1-T11 ЭМГ-активность мышц бедра и голени увеличивалась. При этом активность мышц-экстензоров в фазе опоры была больше по отношению к флексорным и, напротив, в фазе переноса активность мышц-флексоров превосходила активность экстензоров. Таким образом, полученные данные показывают возможность чрескожной стимуляции адресно воздействовать на моторные пулы нижних конечностей и управлять их активностью для регуляции фаз шагательного цикла при локомоции человека.

Авторы:

Издание: Физиология человека
Год издания: 2021
Объем: 11с.
Дополнительная информация: 2021.-N 1.-С.73-83. Библ. 23 назв.
Просмотров: 22