神経学的に無傷の個人と脳卒中の生存者の中で歩いている間に歩道を制御するための筋肉の調整

中枢神経系（CNS）は、筋肉と関節の豊富な程度の自由度を使用して、歩行中の歩道など、タスクの成功に重要な特定のタスク変数を安定させると考えられています。脳卒中の生存者は、歩行中の歩道変動の増加により、バランスの障害と転倒の発生率が高いことがよくあります。現在の研究では、管理されていないマニホールド（UCM）アプローチを使用して、健康な個人および脳卒中の生存者のスイング段階で歩道を安定化する運動量の役割を調査します。12人の脳卒中の生存者とその年齢および性別が一致するコントロールは、自己選択の速度で地下に歩いていましたが、筋電図と運動学のデータが収集されました。UCM分析により、歩行サイクル全体の筋肉グループ（モード）の分散が「良好な分散」（つまり、一貫したまたは安定した歩道につながる筋肉モードの分散）または「悪い分散」（すなわち、一貫性のない歩道をもたらす筋肉モードの分散）に分割しました。。どちらのグループも、「悪い」分散よりも「良い」「良好」であり、歩道がウォーキング中にCNSによって安定化される重要なタスク変数であることを示唆しています。「良好」と「悪い」分散の正規化された違いを反映する相対的な分散の違いは、グループ間で有意差はありませんでした。ただし、2つのグループ間で筋肉モードの構造と筋肉モードの活性化タイミングの有意差が観察されました。私たちの結果は、モード構造と活性化タイミングが変更されているが、脳卒中の生存者が神経運動システム内の冗長性を探索し、それを利用して歩道を安定させる能力を保持する可能性があることを示唆しています。

The central nervous system (CNS) is believed to use the abundant degrees of freedom of muscles and joints to stabilize a particular task variable important for task success, such as footpath during walking. Stroke survivors often demonstrate impaired balance and high incidences of falls due to increased footpath variability during walking. In the current study, we use the uncontrolled manifold (UCM) approach to investigate the role of motor abundance in stabilizing footpath during swing phase in healthy individuals and stroke survivors. Twelve stroke survivors and their age- and gender-matched controls walked over-ground at self-selected speed, while electromyographic and kinematic data were collected. UCM analysis partitioned the variance of muscle groups (modes) across gait cycles into "good variance" (i.e., muscle mode variance leading to a consistent or stable footpath) or "bad variance" (i.e., muscle mode variance resulting in an inconsistent footpath). Both groups had a significantly greater "good" than "bad" variance, suggesting that footpath is an important task variable stabilized by the CNS during walking. The relative variance difference that reflects normalized difference between "good" and "bad" variance was not significantly different between groups. However, significant differences in muscle mode structure and muscle mode activation timing were observed between the two groups. Our results suggest that though the mode structure and activation timing are altered, stroke survivors may retain their ability to explore the redundancy within the neuromotor system and utilize it to stabilize the footpath.