Тройное разгибание

Материал из BrainstormWiki
Перейти к: навигация, поиск

Тройное разгибание/тройное сгибание

Тройное разгибание/тройное сгибание ног - очень характерная для младенцев кинематика движения ног - ранняя синергия движения, при которой движение в трех суставах - тазобедренном, коленном и голеностопном - происходит одновременно, синхронно, и зависимо.

Этот термин - не является общепринятым в литературе. Если о нем и пишут вообще, то называют "синхронным движением в суставах". Графики в этой статье ниже - из работ Эстер Телен 83-85г. Телен подходила к проблеме с позиций поиска мышечных синергий по Бернштейну,и ее результаты по синхронии суставов были уверенно воспроизведены (см. Piek 96). Несмотря на то, что в подтверждающих статьях работы Телен названы "основополагающими" — конценсуса в науке по этой теме не просматривается.


На графиках ниже для одного и того же ребенка в возрасте 2 и 4 недель даны углы в трех суставах во время сучения ногами лежа на спине на протяжении выделенного отрезка времени. Легенда на врезке. В 2 недели движение относительно "шумное" - но в 4 недели синхронность и сгибания и разгибания очевидна. Ниже дана ЭМГ диаграмма четырех мышц.

Тройноеразгибаниетелен.jpg

Такие же графики в 2 и четыре недели, но для другого ребенка

Тройноеразгибаниетелен7.jpg

Проявления синергии и динамика ее развития

Одна и та же кинематика движения ног младенцами проявляется и во время сучения ногами, и во время автоматической ходьбы. Эта эквивалентность была подробно описана в работах Эстер Телен, и мне неизвестно, была ли эта работа подтверждена и развита кем-либо еще.

Изучение материалов о фетальных движениях (см. книгу Pionelli) не дает надежного представления о наличии синергии тройного разгибания во внутриутробном периоде. Шагание/сучение в виде чередования движения ног проявляется очень рано - еще на 15 неделе. К сожалению, никто не пытается выделить именно такую синергию на УЗИ. Некоторые авторы говорят о "полном разгибании" и "подобных децеребрированным позах" - что можно интерпретировать как тройное разгибание. Так или иначе, к 23-25 неделе в утробе уже достаточно тесно, чтобы повлиять на положение конечностей.

Также отметим, что во внутриутробный/перинатальный период наиболее частый вид движения вообще - это Ранние General Movements, для которых характерно независимое движение в суставах.

Как можно видеть на графиках из предыдущей секции (см. также Thelen&Fischer 1983) - у младенцев эта синергия проявляется также нечетко, но уверенно достигает пика в 4 недели от рождения в нормальном сроке гестации.

Напомню, что синергия в данном случае - означает синхронность движения, такую, что зная положение одного сустава, можно предсказать положение другого. Это можно статистически измерить коэффициентом корреляции, который равен 1 для абсолютно жесткой связи и 0 - для остуствия таковой. Телен приводит статистику попарной корреляции положений суставов от возраста (все также во время сучения).

Корреляции.jpg

Отсюда можно сделать вывод, что непосредственно после родов тройное сгибание/разгибание несколько дезорганизовано (можно предположить, что это вмешательство General Movements), к 1 месяцу становится очень ярким, к 2м - начинает распадаться, и в 10 месяцев - движения суставов становятся в норме совершенно независимыми.

Работа Heriza показывает, что начальный уровень тройного разгибания определяется гестационным возрастом - недоношенные и доношенные дети демонстрируют одинаковые формы сучения ногами в гестационных возрастах 40 недель. А вот дальнейшее его развитие определяется, по всей видимости, уже календарным возрастом — скудные данные в работе Chen&Fetters показывают практически одинаковую скорость распада ТР для нормотипичных детей.

Электромиография

Dominici 2011, supplementary info

Телен в своих экспериментах писала ЭМГ с четырех мышц:

  • TA - tibialis anterior передняя большеберцовая мышца, дорсифлексия стопы
  • GA - medial gastrocnemius медиальная головка икроножной мышцы, разгибание голеностопа (plantar flexion), стабилизация и немного cгибание колена
  • RF - rectus femoris , сгибает тазобедренный сустав и разгибает колено
  • HA - medial hamstrings - полуперепончатая и полусухожильная мышцы задней поверхности бедра, сгибает колено, разгибает тазобедренный

Как можно видеть на иллюстрации выше, (но стоит посмотреть статью 1983г) - во время сгибания (графики углов идут вниз) активны, импульсно, все четыре мышцы. Это очень характерная для младенцев коактивация флексоров-экстензоров. Сгибание происходит, потому что флексоры в сумме сильнее, пишет Телен.

Широко считается также, что мотонейроны экстензоров менее зрелы в этом возрасте (до 1 месяца точно), и выдают хуже импльсы. Фаза сгибания по этому происходит почти везде ярче и быстрее, чем разгибания.

Бросается также в глаза, что всплески активности во всех четырех каналах происходят одновременно, и явно связаны с тройным сгибанием. В дезорганизованных фазах есть и отдельные другие активности - это на паттерн тройного сгибания накладываются другие процессы (вероятно, General Movements). К четвертой неделе сучение со сгибанием/разгибанием уже явно "сильнее" этих вторгающихся факторов.

Что совсем парадоксально, так это то, что Телен пишет о том, что разгибание происходит при полностью молчащей ЭМГ. Телен считает, что разгибают мышцы пассивные силы - гравитация и упругость. С этим сложно согласиться.

Можно сопоставить данные Телен с работой римской группы Lacquaniti, см. работу Dominici 2011. К этой работе масса методологических претензий однако это современная статья в которой писали ЭМГ по многим каналам. Справа иллюстрация из дополнительных материалов (в основной статье графики уж очень прилизаны).

ES, erector spinae; GM, gluteus maximus; TFL, tensor fasciae latae; Add, adductor longus; HS, hamstrings; VM, vastus medialis; VL, vastus lateralis; RF, rectus femoris; MG, gastrocnemius medialis; LG, gastrocnemius lateralis; Sol, soleus; TA, tibialis anterior

В этой работе исследовалась автоматическая ходьба, у детей в возрасте 3-5 дней, а у Телен - сучение в 2 и 4 недели. Сравнивать их сложно - но при этом надо помнить, что в обоих случаях основная кинематика - тройное сгибание/тройное разгибание. Графики итальянцев также демонстрируют коактивацию флексоров-экстензоров, но она явно смещена относительно цикла (см. легенду stance - опора и swing - перенос ноги, 0% цикла - контакт правой ноги).


Что еще интересно в этой схеме высокосинхронной коактивации разных групп мышц - это то, что пулы мотонейронов расположены достаточно в разных сегментах спинного мозга. За этой синергией обязан стоять достаточно сильный объединительный механизм.

Segments.png

Тройное сгибание у взрослых при поражении кортикоспинальной системы

Феномен под названием "triple flexion reflex" или "triple flexion response" (рефлекс тройного сгибания) встречается в медицинской литературе как признак тяжелого поражения пирамидной системы (синдром верхних моторных нейронов).

Его часто описывают как вариацию рефлекса Бабинского - однако вместо дорсифлексии пальцев стопы, вся нога демонстрирует очень узнаваемое тройное сгибание. Стимул при этом аналогичен.

Интересно, что сам Жозеф Бабински явственно описывал именно сгибание в трех суставах. Но в определении "рефлекса Бабинского" упоминание о синергии сгибания ноги обычно не делается.

Сообщают, что проявление такого "тройного сгибания" - тяжелый признак, проявляющийся спустя дни после спинального шока, и часто обнаруживаемый у пациентов со смертью головного мозга.

Литература

Несмотря на то, что все иллюстрации в этой статье взяты из оригинальных работ Телен, тройное разгибание надежно и независимо воспроизведено в целом ряде работ:

Сравнение дизайна исследований кинематики тройного разгибания на фоне отклонений в развитии

Статья Когорта Дизайн Возраст тестирования (CA - corrected age) Модель сьемки Контроль ДЦП и пр. Выводы
Heriza (1988) 10 LR preterm 15 full-term Cross-sectional PCA 40 wk 1 camera (2-D)

на фото ужасный промах маркера тазобедренного сустава

Нет ТР одинаковое
Geerdink et al (1996) 10 preterm 13 full-term Longitudinal follow-up CA 6, 12, and 18 wk 2 cameras (2-D) ?? ??
van der Heide et al10 (1999) 12 LR preterm 11 preterm with BD 12 full-term Cross-sectional CA 1 and 3 mo 1 camera (2-D) ?? У BD детей лучше (sic!) ТР
Vaal et al (2000) 10 full-term and LR preterm 1 9 preterm with BD Longitudinal follow-up CA 6, 12, 18, and 26 wk 4 cameras (3-D) ?? ??
Jeng, Chen, Yau 2002 22 preterm 22 full-term Longitudinal follow-up CA 2 and 4 mo 4 cameras (3-D) Нет ТР сильнее у детей у детей preterm VLBW и в 2 и 4 мс
Fetters 2010 18 preterm 18 preterm с аномалиями белого вещества (PTWMD) 11 full-term Cross-sectional CA 5 mo 3 cameras 6 sensors (3-D) Нет ТР сильнее всего у FT детей. PT более свободные движения, чем у PTWMD (sic!) результат неожиданный

В таблицу попадают только те работы, в которых кинематику межсуставного взаимодействия хотя бы пытались изучать - иначе про Тройное Разгибание (ТР) они ничего не скажут.

Результаты относительно проявленности ТР у детей с отклонениями (типа ДЦП) (гипотеза состоит в том, что у таких детей оно задерживается, как минимум, дольше, а то и остается) - очень противоречивы.

Авторы, которые обладают 3-D системой снятия кинематики, пытаются объяснить эти противоречия тем, что 3-D лучше. Поэтому в таблице есть эта колонка - я ее заимствовал.

Контроль ДЦП означает попытку авторов отследить последующий результат развития детей с проблемами в период тестирования. Исхожу из мысли, что недоношенность, аномалии белого вещества и пр. - это повышенный риск, например, ДЦП, но не обязательно - многие дети выправляются. Соответственно, усреднение таких детей в группе скрывает потенциальный эффект. Контроль либо результата через год, либо лонгитудный дизайн, либо параллельный контроль General Movements - способен дать гораздо более информативный результат относительно ТР.

Это моя мечта. Пока никого такого не нашел.