姿勢の予測可能な摂動と視力の効果によって誘発される脚の筋肉反応のキャリブレーション

タスクの実践による運動適応は、行動の意図的な制御から自動処理への徐々にシフトすることを意味します。これは、意図的な照準運動と、移動や平衡維持などのよりステレオタイプの動きの両方に当てはまります。持続的な臨界条件下でのバランス制御には、行動の段階的な変更がない場合、大規模な意識と運動の努力が必要になります。私たちは、反射と予測の両方の反応を引き出すバランスの繰り返し、予測可能な摂動に対する適応プロセスの運動学的および筋肉の特徴の時間コースを定義しました。59の正弦波（10 cm、0.6 Hz）のプラットフォーム変位サイクルが、眼を閉じた（EC）10人の被験者と目を見張るもの（EO）に投与されました。頭部と中心（COM）位置、足首の角度、脛骨前部（TA）およびソレウス（SOL）EMGを評価しました。EMGバーストは、バースト振幅と足首の角速度の関係に基づいて、反射または予測として分類されました。筋肉の活動は、SOLよりもはるかに大幅に減少しました。減衰は、予想反応よりも反射の方が大きかった。筋肉の活動の減衰に関係なく、筋肉バーストの遅延とピーク間COMの変位は、摂動サイクル全体で変化しませんでした。視力は2倍以上の速度と、特にTAアクティビティのEMG適応の量、身体セグメントの調整を急速に強化し、頭部変位を大幅に減少させました。この調査結果は、バランスをとるタスクでの適応中の運動出力の振幅および時間変調のモードに関する新しい洞察を与え、バランス戦略の柔軟性を評価するためのプロトコルを提唱し、運動障害患者のバランス問題に対処するための参照を提供します。

Motor adaptation due to task practice implies a gradual shift from deliberate control of behavior to automatic processing, which is less resource- and effort-demanding. This is true both for deliberate aiming movements and for more stereotyped movements such as locomotion and equilibrium maintenance. Balance control under persisting critical conditions would require large conscious and motor effort in the absence of gradual modification of the behavior. We defined time-course of kinematic and muscle features of the process of adaptation to repeated, predictable perturbations of balance eliciting both reflex and anticipatory responses. Fifty-nine sinusoidal (10 cm, 0.6 Hz) platform displacement cycles were administered to 10 subjects eyes-closed (EC) and eyes-open (EO). Head and Center of Mass (CoM) position, ankle angle and Tibialis Anterior (TA) and Soleus (Sol) EMG were assessed. EMG bursts were classified as reflex or anticipatory based on the relationship between burst amplitude and ankle angular velocity. Muscle activity decreased over time, to a much larger extent for TA than Sol. The attenuation was larger for the reflex than the anticipatory responses. Regardless of muscle activity attenuation, latency of muscle bursts and peak-to-peak CoM displacement did not change across perturbation cycles. Vision more than doubled speed and the amount of EMG adaptation particularly for TA activity, rapidly enhanced body segment coordination, and crucially reduced head displacement. The findings give new insight on the mode of amplitude- and time-modulation of motor output during adaptation in a balancing task, advocate a protocol for assessing flexibility of balance strategies, and provide a reference for addressing balance problems in patients with movement disorders.