受伤后,练习不同速度的动作可以改善某些神经功能
广岛大学Kozo Funase教授的人类运动控制实验室的研究结果显示,脊髓中一条神经回路的变化取决于肌肉完成一项任务所需的运动速度。研究结果可能会影响中风或脊柱损伤后患者努力控制身体的物理治疗程序。
脊椎中多种不同类型的神经回路控制着运动神经和感觉神经之间的交流。一种叫做突触前抑制,它的作用就像一扇门,控制传入的感觉信息,防止肌肉痉挛。另一种叫做双向Ia抑制,通过让一组肌肉放松,另一组肌肉收缩来协调对肌肉,就像你的三头肌伸展,这样你就可以弯曲展示你的二头肌。
一些研究表明,运动技能训练会影响这些神经回路但科学家们没有考虑到训练的速度。
“我们想研究的是,与全速运动相同的动作相比,在缓慢运动时练习一个特定的动作是否会更多或更少地改变神经,”前物理治疗师、现为Funase教授实验室博士生的久保田慎司(Shinji Kubota)说。
结果表明,不同的神经回路对运动速度的反应不同。在任何速度的重复运动后,突触前抑制电路对告诉肌肉收缩的信号变得更加敏感。往复Ia抑制电路在重复快速运动后变得更加活跃,而在重复缓慢运动后则保持不变。对神经的抑制越多,肌肉就越不活跃。
“在中风或脊髓损伤后的身体康复过程中,患者的一个常见问题是他们的肌肉痉挛——它们收缩、变得僵硬或导致无法控制的颤抖。痉挛依赖于速度,所以当患者试图快速移动时,痉挛症状可能会恶化,但缓慢的移动通常更容易,”久保田说。
如果治疗程序反映出控制身体运动的神经回路类型,运动技能康复可能会更有效。
熟练的动作,比如移动手臂去拿杯子,是由突触前抑制回路控制的,它不受动作速度的影响,所以练习的速度比正常情况下要慢速度避免痉挛仍然可以产生积极的变化。相比之下,走路依赖于互易Ia抑制回路来反复切换肌肉活动从收缩到放松,而这一回路只有在多次快速运动练习后才能得到改善。
久保田提倡科学的严谨性,他对将研究结果立即用于临床的主张持谨慎态度。
“对大脑或脊柱的损伤为治疗师提出了各种各样的挑战。了解神经回路变化的潜在机制可能是为中枢神经系统障碍患者开发有效康复方法的关键因素。我的下一个目标是创建一个中风损伤的动物模型并研究中风损伤与改变之间是否有任何联系神经功能和改善的身体表现,”久保田说。
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