۱۳۸۸ اردیبهشت ۱۵, سه‌شنبه

تئوری های کنترل حرکت(Motor Control Theories)

تئوريهاى بسيارى در ارتباط با كنترل حركت مطرح شده است كه مهمترين آنها عبارتند از:
1-تئوری سلسله مراتب(Hierarchy Theory)
2-تئورى رفلكسى(Reflex Theory)
3-تئورى رفلكسى- سلسله مراتب(Hierarchy-Reflex Theory)
4-تئورى سيستمها(System Theory)
ابتدا سه تئورى اول به طور خلاصه مطرح مى گردد و تئورى چهارم كه مربوط به تئورى سيستمها است به علت اهمیت و ارزشی که این تئوری در توجیه کنترل حرکتی دارد بیشتر تفسیر خواهد شد.
«تئورى سلسله مراتب» عقيده دارد كه كنترل حركتى به صورت درجه بندى شده از سطوح بالاتر روى سطوح پايين تر انجام مى گيرد به نحوى كه هر سطح بالاتر،كنترل را روى سطح پايين تر اعمال مى كند. بر طبق اين تئورى ايجاد حركت درسطوح پايين تر، رفلكسى و كليشه اى مى باشد و قادر نخواهد بود در شرايطى كه محيط اقتضاء مى كند تغيير كند.برطبق این تئوری بالاترين مركز عصبى اطلاعات لازم را جهت کنترل حرکت داراست.
«تئورى رفلكسى» بر اساس تحقيقاتى كه شرينگتون در سال 1906 در مورد كنترل حركتى انجام داده بود، پايه گذارى شد. به عقيده وى رفلكس ها واحدهاى ساختارى حركات هستند و فعال شدن رفلكس ها به طور متوالى يا همزمان موجب بروز حركت مى گردد. شرينگتون رفتارهاى پيچيده را هم، به زبان رفلكس هاى پيچيده و توالى تركيبى و زنجيره اى آنها شرح داد. بدين ترتيب كه هر پاسخ مى تواند به عنوان يك تحريك موجب بروز پاسخهاى بعدى شده و از اين طريق زنجيره اى ازرفلكس ها موجب بروز حركات پيچيده تر مى شوند.
«تئورى رفلكس- سلسله مراتب» كنترل حركتى را ناشى از رفلكس ها يى مى داندكه در سطوح سازمان بندى شده سلسله مراتب قرار گرفته اند و رفلكس ها نبايد به عنوان تنها تعيين كننده كنترل حركتى مورد توجه قرار گيرند، بلكه فقط يكى ازچندين فرآيند مهم در توليد و كنترل حركت است. بر طبق اين تئورى تعادل ووضعيت از رفلكس درجه بندى شده سازمان يافته نتيجه مى گردد كه در حين رشد كنترل پوسچر ابتدا تحت كنترل Primitive Spinal Reflex است و در جريان تكامل تحت كنترل كورتكس قرار مى گيرد.
تئورى سيستمها و كنترل حركت(System Theory&Motor Control)
تئوريهاى كنترل حركت که در بالا مطرح شده است هر يك امتيازات ومحدوديت هاى خاصى دارد ولی ما در اينجا به مهمترين تئورى که تحت عنوان «تئورى سيستمها» ياد مى شود و وسيع ترين تئورى براى بحث كنترل حركتى است با بسط بیشتری می پردازیم.تئوری سیستم ها نه فقط سيستم عصبى را در عمل كنترل حركتى درنظر مى گيرد بلكه همچنين مشاركت سيستم عضلانى، سيستم اسكلتى و همچنين نيروى جاذبه و اينرسى نيز حايز اهميت است و لذا رفتارهاى عادى واقعى را بهتر ازتئوريهاى ديگر پيشگويى مى كند.
محققين واژه «سيستم» را از مهندسى تكنولوژى اقتباس كرده اند و آن را براى شرح ارتباط مراكز مختلف نخاع و مغز كه با هم و با استفاده از فيدبك كار مى كنند، به كار مى برند. براى فهم بهتر مدل سيستمها را به قسمتهاى كوچكتر تجزيه مى كنيم كه هر قسمت به تنهايى نمود يك مدل محدود براى كنترل حركتى است.
اين قسمتهاعبارتند از:
سيستم سه بخشى مراكز بالاتر (كورتكس مغز، مخچه و عقده هاىقاعده اى)، مولد مركزى الگوى حركتى (Central Pattern Generator or CPG)كه سيستم سطح نخاعى است، سيستم راه هاى نزولى و سيستم حلقه هاى فيدبكى بين واحدها.
تصویر ذیل جهت درک بهتر این تئوری کمک کننده است:


سيستم سه بخشى مراكز بالاتر:
سيستم سه بخشى شامل كورتكس مغزى، عقده هاى قاعده اى و مخچه است.عمل اين سيستمها با هم براى طرح ريزى، شروع و تنظيم حركت است. هر دو مركزمخچه و عقده هاى قاعده اى با كورتكس مغزى تبادل اطلاعات مى نما يند. مخچه ازكورتكس حسى- حركتى ورودى دريافت داشته و به كورتكس حركتى خروجى ارسال مى دارد.عقده هاى قاعده اى نيز از كل كورتكس ورودى دريافت مى كنند وبيشترين خروجيها را به نواحى پره فرونتال و پره موتور مى فرستند.عقده هاى قاعده اى و تقريبا مخچه خروجى مستقيم براى نخاع ندارند اما از طريق راه هاى نزولى ديگر فعاليتهاى حركتى سطوح نخاعى را تحت تأثير قرار مى دهند.
البته مخچه مستقيما از طريق نورونهاى آوران اوليه و عقده هاى قاعده اى به طريق غيرمستقيم بر راه هاى نزولى اثر مى گذراند.
1-عقده هاى قاعده اى(Basal Ganglia):
نقش اصلى عقده هاى قاعده اى تنظيم پوسچر است و همچنين در كنترل حركتى نقش دارند. بيماران با ضايعه عقده هاى قاعده اى، اختلال تعادلى و اختلال به صورت كندى و كمى حركت و حركات غيرارادى دارند.همچنين اختلال در تون عضلانى و رفلكس هاى پوسچرال به وجود مى آيد.اين بيماران قامت و تعادل غيرطبيعى دارند.اگرچه فلج نمى شوند ولى در هماهنگى حركات مشكل دارند.بسيارى از محققين بر اين عقيده اند كه عقده هاى قاعده اى در آغاز انجام حركات نقش ندارند بلكه در طرح ريزى و تعديل فعاليتهاى حركتى نقش دارند.
2- مخچه(Cerebellum):
نقش عملكردى مخچه شامل هماهنگى حركات، اجراى حركات و آموزشهاى حركتى است. مخچه از ناحيه حسى اوليه و كورتكس مغزى ورودى دريافت مى كند.يك عمل مهم اين مركز مقايسه رفتارهاى حركتى واقعى با رفتارى حركتى كه قصد انجام آن وجود دارد مى باشد.مخچه همچنين در تنظيم نسبى زمانبندى،توالى و توليد نيرو براى فعاليتهاى عضلانى شركت مى كند.
اين مركز نقش مهمى در سازگارى رفتارهاى حركتى و آموزشهاى حركتى ايفا مى كند. يعنى اينكه توانايى تغيير برنامه حركتى را در شرايط متغير محيط دارد.مثلاً فردى كه روى سطح يخى قدم مى گذارد تعادلش را از دست مى دهد.حال آنكه با اطلاعاتى در مورد شرايط سطح اتكا برنامه حركتى را تغيير مى دهد، به نحوى كه مركز ثقل بدن پايين تر بيايد و يا سطح اتكا عريض تر گردد.در يادگيرى حركتى ازاطلاعات و تجارب به دست آمده از آزمونهاى قبلى براى فعاليتهاى حركتى بعدى استفاده مى شود.
3- كورتكس مغزى(Cerebral Cortex):
4 منطقه حركتى در اعمال حركتى شركت مى نمايند كه عبارتند از:
1) كورتكس حركتى اوليه(Primary Motor Cortex)
2) كورتكس پيش حركتى(Premotor Cortex)
3) كورتكس حركتى تکمیلی(Supplementary Motor Cortex)
4) كورتكس خلفى آهيانه اى(Posterior Parietal Cortex)
تصویر زیر این چهار ناحیه مهم قشر مغز را که در کنترل حرکت نقش دارند نشان می دهد:



كورتكس حركتى اوليه معادل منطقه 4 برودمن است.اين منطقه فعاليتهاى عضلانى و همچنين مقدار نيروى مورد نياز را براى كارآيى حركت تنظيم مى كند.اين منطقه در دست كارى اشياء، چابكى حركتى و كارآيى عمل مناسب نقش دارد.
كورتكس پيش حركتى معادل منطقه 6 برودمن است و از آنجايى كه به ساقه مغزخروجى مى دهد در كنترل عضلات پروگزيمال اندام و عضلات محورى نقش دارد.همچنين ممكن است فعاليتهاى حركتى بدن را تنظيم نمايد و به علاوه، درجهت گيرى بدن نسبت به اهداف خاص نقش دارد.
كورتكس حركتى تكميلى به كنترل پوسچر كمك مى كند و اعمال پيچيده حركتى را طرح ريزى مى نمايد.اين منطقه در تنظيم حركتى كه عضلات پروگزيمال انجام مى دهند شركت مى كند و برداشتن اين منطقه روى حركات ديستال مؤثر نيست.اين قسمت از كورتكس به طور كلى، در تعديل پوسچر و جهت گيرى بدن هم نقش دارد.
كورتكس خلفى آهيانه اى حركات مورد نياز براى دست يافتن به اهداف مورد نظررا تنظيم مى كند. اين منطقه در فعاليتهاى دست، فعال مى گردد.خاصه وقتى كه هيجان و توجه نيز در كار باشد.بعضى مطالعات فعاليت اين منطقه را هنگام كاوش بينايى در پى يك هدف جالب توجه ثبت كرده اند. بنابراين، نقش اين منطقه وابسته به هر دو كاوش بينايى و دستى در محيط است.
بيماران با ضايعه كورتكس خلفى آهيانه، در انجام دادن حركات آموخته شده وهمچنين در انتخاب هدف مورد نظر مشكل دارند و ضايعه دو طرفه اين منطقه باعث كاهش دستيابى از رفتارهاى محيطى مى گردد.
سيستمهاى نزولى:
اين سيستم شامل راه هاى حركتى پيراميدال واكستراپيراميدال مى باشد. سيستم پيراميدال (هرمى) مربوط به راه هاى كورتيكواسپاينال است که تحت عنوان راه هرمى (PT)خوانده می شود.اين راه علاوه بر اثراتى كه روى نورونهاى قدامى و اينترنورونهاى نخاع مى گذارد،اهداف حركتى و حسى ديگرى نيز دارد.
راه هاى اكستراپيراميدال اصلى عبارتند از:
-راه وستيبولواسپاينال(Vestibulospinal Tract)
-راه تكتواسپاينال(Tectospinal Tract)

-راه رتيكولواسپاينال(Reticulospinal Tract)
-راه روبرواسپاينال(Rubrospinal Tract)
تصویر زیر مهمترین راه ها و سیستم های نزولی را که بر نخاع اثر می گذارند نشان می دهد:



راه هاى هرمی و خارج هرمى بعدا در پست ها یی جداگانه تفسير خواهند شد و همچنین اثرات اين راه بر نخاع و عضلات اسكلتى همراه با ذكر لاميناهاى نخاعى توضيح داده می شوند.
مولد مركزى الگوى حركتى (CPG):
محققين نقش مراكز نخاعى را در تنظيم حركت نشان داده اند.قوس رفلكسى يا مدل پاسخ به محرك، اساسى براى فهميدن فعاليتهاى سطح نخاعى است.به طورى كه يك تحريك خارجى، باعث بروز يك پاسخ حركتى قابل پيشگويى وكليشه اى مى گردد.
«Grinller» وجود يك مولد مركزى را در سطح نخاع ثابت كرد.اين مولد نمود يك گروه نورونى است كه از قبل فعاليتهاى حركتى بعدى را «صف بندى زمانى» و«صف بندى فضايى» مى كند.اين مولد مى تواند بدون فيدبك محيطى فعال گردد.«Grinller» تصور كرد كه بسيارى از برنامه هاى حركتى مثل راه رفتن، در CPG قراردارد، با اين مدرك كه در آزمايشا تش مشاهده كرد كه يك حيوان نخاعى مى تواند حركت كند.
تفسير حركت و كنترل پوسچر بر اساس تئورى سيستمها
اگر به مبحث تعادل و وضعيت برگرديم، طبق فرضيه سيستمها هر فعاليتى حاصل تداخل عمل فرد، محيط و هدف است و توانايى ما براى كنترل وضعيت بدن در فضا نتيجه فعاليتهاى همزمان سيستمهاى عصبى- عضلانى-اسكلتى (Neuromusculoskeletal System)است كه مجموعا سيستم كنترل پوسچرناميده مى شوند.
براى توصيف حركت و كنترل پوسچر به كمك تئورى سيستمها مى توانيم به چهار اصل زير اشاره نماييم:
1-عمل متقابل سيستمهاى كنترل كننده پوسچر يك شبكه حلقوى را تشكيل مى دهند.در تئورى سيستمها عوامل حسى- حركتى دخيل در كنترل پوسچر با هم ارتباط حلقوى دارند و از لحاظ اهميت قابل درجه بندى نيستند.ارتباط متقابل سيستمهاى حسى در كنترل پوسچر بستگى به هدف و شرايط محيطى دارد و هرسيستم حسى برتر در هر لحظه سيستمى است كه اطلاعات دقيق ترى از وضعيت محيط در دسترس قرار دهد.
2- همه حركات براى رسيدن به اهداف خاصى سازمان بندى مى گردند. به عنوان مثال، هدف كنترل پوسچر، حفظ مركز ثقل روى سطح اتكا است و كليه پاسخهاى حركتى مربوط به كنترل پوسچر به منظور رسيدن به اين هدف تنظيم مى شوند.
البته تنظيم پاسخهاى حركتى مستلزم دخالت فعالانه فرد و آگاهى او نسبت به نتيجه حركاتش مى باشد. فيزيوتراپيست ها يى كه مدل سيستمها را پذيرفته اند باتسهيل و تنظيم اجزاى مختلف حركت، فعاليتهاى متنوع فرد را از طريق يادگيرى امكان پذير مى سازند.چنين تنوعى براى پاسخگويى به شرايط متفاوت محيطى ورسيدن به اهداف گوناگون لازم است.
3- واحدهاى بنيادى حركت شامل سينرژيهاى از پيش تعيين شده هستند.درمدل سيستمها واحدهاى اصلى حركت مربوط به فعاليت سينرژيهاى گروهى عضلانى هستند كه از پيش برنامه ريزى شده اند.زمانبندى فعاليت عضلانى در يك سينرژى ثابت و دقيق است، به نحوى كه هر عضله در زمان و مكان معينى واردعمل مى شود.اين گروه بندى عضلانى نقش سيستم عصبى را در پاسخ به اطلاعات حسى و حدود فرامين حركتى به مقدار زيادى تسهيل كرده است.
4-در كنترل پوسچر عمل متقابل بين سيستمهاى حسى، انعطاف پذير بوده ومتأثر از اطلاعات حسى هر يك از سيستمهاست.در مدل سيستمها، كنترل تعادل يك عمل ديناميك است كه از وروديهاى حسى چند گانه استفاده مى نمايد.
پاسخ هاى حركتى در اين مدل انعطاف پذير، سازش پذير و پاسخگوى تغييرات مقتضى محيط مى باشند. پاسخ به يك تحريك بستگى به شرايط مختلف محيطى دارد و در شرايط متفاوت، يك تحريك مى تواند باعث بروز پاسخهاى متفاوت گردد.
همانطور كه مى دانيم سيستم عصبى براى كنترل پوسچر از سه منبع حسى استفاده مى كند. اين سه منبع شامل اطلاعات بينايى، وستيبولار و سوما توسنسورى است.اطلاعات سوما توسنسورى شامل حس وضعيت مفاصل و حس محيطى است. سيستم عصبى بايد در مورد اينكه كدام حس اطلاعات صحيح ترى از محيط و وضعيت بدن نسبت به محيط را ارائه مى دهد، تصميم بگيرد.به كمك اين اطلاعات سيستم عصبى از وضعيت مركز ثقل بدن نسبت به جاذبه و از شرايط سطح اتكاء مطلع مى گردد و پاسخ حركتى مناسبى را براى جا به جا كردن مركز ثقل بدن و رسيدن به تعادل فعال مى كند.
از امتيازات ديگر اين تئورى ذكر اين مسأله است كه حركات صرفا توسط خروجى سيستم عصبى كنترل نمى گردند بلكه اين خروجى توسط يك سيستم مكانيكال بدن نيز پالايش مى گردد و لذا تراپيست در موقع اصلاح كنترل حركتى بايد به نقش اصلاح سيستم ماسكلو اسكلتال همانند سيستم عصبى توجه نمايد. به عبارت ديگر اين تئورى بيان مى كند كه ارزيابى و درمان فقط نبايد روى يك سيستم منفرد كه در كنترل حركتى نقش دارد متمركز شود، زيرا آسيب نتيجه تداخل بين سيستمهاى چند گانه است.
منبع:
از کتاب ساختار و عملکرد سیستم عصبی-عضلانی به ترجمه و تدوین نویسنده وبلاگ(فیزیوتراپیست ابراهیم برزکار).چاپ فجر.بهار ۱۳۸۵(چاپ اول)

منابع (References)
-نجاتى، وحيد. پوسچر و بالانس. پايان نامه جهت اخذ كارشناسى فيزيوتراپى. دانشگاه علوم بهزيستى و توانبخشى.
-Barbara F. Westmoreland/ Medical Neuroscience
-shumwaycook A.& Harak F./Motor control : Theory & Practical Application
-http://thebrain.mcgill.ca/
*استفاده از مطالب فقط درصورت ذکر منبع مجاز می باشد

هیچ نظری موجود نیست:

ارسال یک نظر