運動タスクのコンテキストにおける手足の剛性の調節

ランプされた表面の移動には、パターン生成回路と四肢の剛性の両方の変調が必要です。これらの条件下での移動の機械的要求を満たすために、筋肉が力の発生器またはブレーキとして機能しているかどうかにかかわらず、筋肉の活性化パターンは適切な機能に対応する必要があります。四肢の剛性は、身体が環境とどのように相互作用するかを決定する重要な機械的特性であり、内因性メカニズムと神経メカニズムの両方によって規制されています。最近、パターンの生成、剛性、および固有受容フィードバックが、除脳猫の準備を使用してタスク固有の方法でどのように変調されるかを調査しました。私たちの結果は、レベルとアップスロープの歩行中、腰と足首の伸び器がスタンス中の推進のために募集されるという無傷の動物を使用した以前の研究を確認しています。ダウンスロープウォーキング中に、股関節伸び器が阻害され、姿勢中に股関節屈筋が動員され、必要なブレーキアクションが提供されます。私たちの新しいデータは、斜面のエンドポイント剛性が斜面を歩くためにそれに応じて減少し、剛性の減少が阻害力フィードバックの増加による可能性が高いことをさらに示しています。我々の結果はさらに、前庭および首の固有受容情報に由来する身体方向信号が、必要な筋肉の活性化パターンと四肢の剛性の低下に関与していることを示唆しています。このコンプライアンスの増加は、アンチグラビティ筋肉組織の制動作用中の衝撃を緩和するための遠位肢の機能と一致しています。

Locomotion on ramped surfaces requires modulation of both pattern generating circuits and limb stiffness. In order to meet the mechanical demands of locomotion under these conditions, muscular activation patterns must correspond to the appropriate functions, whether the muscles are serving as force generators or brakes. Limb stiffness is a critical mechanical property that determines how the body interacts with the environment, and is regulated by both intrinsic and neural mechanisms. We have recently investigated how pattern generation, stiffness and proprioceptive feedback are modulated in a task specific way using the decerebrate cat preparation. Our results confirm previous research using intact animals that during level and upslope walking, hip and ankle extensors are recruited for propulsion during stance. During downslope walking, hip extensors are inhibited and hip flexors are recruited during stance to provide the needed braking action. Our new data further show that endpoint stiffness of the limb is correspondingly reduced for walking down a slope, and that the reduction in stiffness is likely due to an increase in inhibitory force feedback. Our results further suggest that a body orientation signal derived from vestibular and neck proprioceptive information is responsible for the required muscular activation patterns as well as a reduction in limb stiffness. This increased compliance is consistent with the function of the distal limb to cushion the impact during the braking action of the antigravity musculature.