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更好地理解“肌肉协同作用”可能导致中风康复改善

此图显示大脑,运动皮层以黄色突出显示。图片来源:ChristineDaniloff

一项研究小组的一项新发表的研究发现,皮质损伤改变了大脑激活肌肉群的能力,被称为“肌肉协同作用”,并随着两者的变化而变化。功能障碍的严重程度和中风发作的时间距离。

捡铅笔的简单行为需要协调几十块肌肉:当手伸向前方时,眼睛和头部必须转向物体并且手指抓住它。为了使这项工作更易于管理,大脑的运动皮层实施了一个快捷方式系统。皮质被认为不是单独控制每个肌肉,而是被激活成组,称为“肌肉协同作用”。该麻省理工学院,哈佛医学院和威尼斯圣卡米洛医院的一项新研究发现,中风后,这些肌肉的协同作用被激活,这可以通过不同的方式进行组合,以实现多种运动。

以改变的方式。此外,这些中断遵循特定的模式,取决于中风的严重程度和中风后的时间。

本周在“美国国家科学院院刊”上发表的研究结果可能麻省理工学院研究所教授,该论文的高级作者EmilioBizzi表示,可以改善脑卒中患者的康复,并更好地了解运动皮层如何协调运动。

“皮质负责对于运动学习和控制运动,所以我们想要了解那里发生了什么,“Bizzi说,他是麻省理工学院麦戈文脑研究所的成员。“皮层如何将一个想法转化为一系列命令来完成任务?”

协调控制

探索运动皮层功能的一种方法是研究运动模式2009年,Bizzi和他的同事们通过测量每个肌肉中的电活动,首先确定了轻度中风患者的肌肉协同作用,这些患者在运动区域受到损伤。

病人感动。然后,通过使用专门设计的分解算法,研究人员确定了受中风影响和未受影响的手臂的特征肌肉协同作用。

“准确地说,控制任务所需的每一块肌肉都会非常困难。我们已经证明,中枢神经系统在对运动进行编程时会利用这些模块,“Bizzi说。“而不是同时激活50个肌肉进行单一动作,你将结合一些协同作用来实现这一目标。”

在2009年的研究中,再次在新论文中,研究人员展示了协同作用。在皮质中轻度中风的患者的受影响的手臂与他们未受影响的手臂中看到的非常相似,即使肌肉激活模式不同。这表明肌肉协同作用在脊髓内构成,皮质中风改变了大脑以适当的组合激活这些协同作用的能力。

然而,新研究发现患者的模式差异很大谁遭受了更严重的中风。在这些患者中,受影响的手臂的协同作用合并形成较少数量的较大协同作用。在第三组患者中,多年前患有中风,受影响的手臂的肌肉协同作用分裂成未受影响的手臂所见的协同作用的碎片。

这种现象称为分馏,没有恢复协同作用,使其恢复到中风前的状态。“这些分馏似乎是全新的,”麦戈文研究所的研究科学家,新PNAS论文的主要作者VincentCheung说。“猜想是这些碎片可能是神经系统试图适应损伤的一种方式,但我们必须做进一步的研究以证实这一点。”

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