Lepsze rozumienie kontroli motorycznej i mózgu człowieka
Stawy i mięśnie budują układ mięśniowo-szkieletowy, który zapewnia znaczną swobodę wykonywania ruchów. Stąd też każde zadanie motoryczne jest realizowane na podstawie ogromnej liczby różnych wzorców aktywacji mięśni. Jednak to, jak mózg uruchamia odpowiednie wzorce jest trudnym do naukowego rozstrzygnięcia pytaniem, biorąc pod uwagę niezwykłą złożoność układu sensomotorycznego i mięśniowo-szkieletowego. Mając to na uwadze, członkowie projektu OPT (Optimality principles in human motor control), finansowanego ze środków UE, postanowili zbadać mechanizm tworzenia odpowiednich wzorców aktywacji mięśni podczas realizacji danego zadania ruchowego. Stosując symulacje komputerowe oraz model nerwowo-mięśniowo-szkieletowy ludzkiego ramienia, partnerzy projektu zweryfikowali teorię optymalnej kontroli. Teoria ta jest kluczową koncepcją kontroli sensomotorycznej człowieka i tłumaczy, w jaki sposób mózg radzi sobie z tak dużą liczbą stopni swobody. Dokładniej mówiąc, zespół OPT opracował nowatorski model optymalnej kontroli mięśniowo-szkieletowej ludzkiego ramienia, który umożliwia specjalistom z dziedziny neurologii sprawdzenie, jak wyglądałby ruch przy minimalnym wydatku energetycznym i udziale siły mięśniowej. Dodatkowo model posłużył do przewidywania ruchów przy jednoczesnym ograniczeniu wydatków energetycznych na poziomie mechanicznym i kinetycznym bodźców docierających do mięśni. Zauważono, że ruchy wykonywane przez człowieka odpowiadają wydatkowi energetycznemu jedynie na poziomie kinetycznym. Natomiast wydatek energetyczny na poziomie mechanicznym i kontroli nie ma wpływu na wybór drogi ruchowej przez mózg. Dalsze doświadczenia wykazały, że mózg preferuje takie wzorce aktywacji mięśni, które gwarantują pomyślność. Dzieje się tak, ponieważ mózg aktywuje te grupy mięśniowe, które skutecznie przyczyniają się do realizacji zadania od strony mechanicznej. Dostarczając wiedzy na temat istotności prawidłowych informacji o stanie układu mięśniowo-szkieletowego oraz jego związku z otaczającym go środowiskiem, projekt OPT przyczynił się do postępów w dziedzinie kontroli ruchu u człowieka.
Słowa kluczowe
Kontrola motoryczna człowieka, mózg, mięśniowo-szkieletowy, wzorce aktywacji mięśni, OPT
