Везде

ОФРоссийский физиологический журнал им. И.М. Сеченова Russian Journal of Physiology

  • ISSN (Print) 0869-8139
  • ISSN (Online) 2658-655X

Двигательные синергии в системе управления сложными спортивными равновесиями

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0869813923050060-1
DOI
10.31857/S0869813923050060
Тип публикации
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Моисеев С. А.
  • Аффилиация: Великолукская государственная академия физической культуры и спорта
Том/ Выпуск
Том 109 / Номер выпуска 5
Страницы
612-628
Аннотация
В работе представлена структура двигательных синергий на мышечном и кинематическом уровнях их исследования при выполнении различных спортивных равновесий. Рассматриваются особенности формирования и модификации синергетических модулей в зависимости от реализуемой двигательной задачи. Предпринята попытка объединения некоторых вычислительных аспектов, применяемых в рамках различных концепций синергетического контроля. Инструментарий для выявления и анализа параметров синергий включал регрессионный анализ и методы факторизации данных. Установлено, что разные по биомеханической структуре равновесия могут быть реализованы с применением общих паттернов пространственной организации кинематических синергий, однако на мышечном уровне существование общих пространственных профилей активации не очевидно. Выявлено наличие нескольких разных временных паттернов активации синергий в структуре каждого рассматриваемого равновесия, что может быть связано с применением в ЦНС различных стратегий двигательного контроля. На структуру кинематических синергий может оказывать влияние искусственное ограничение степеней свободы, не связанное с центральными процессами управления. Показано, что включение понятия “пространство переменных” в положения о модульной организации способствует сближению существующих концепций двигательного контроля, основанных на синергии.
Ключевые слова
двигательные синергии статическое равновесие факторизация данных двигательный контроль художественная гимнастика
Дата публикации
01.05.2023
Год выхода
2023
Всего подписок
0
Всего просмотров
49

Библиография

  1. 1. Tresch M, Cheung V, d’Avella A (2006) Matrix factorization algorithms for the identification of muscle synergies: evaluation on simulated and experimental data sets. J Neurophysiol 95(4): 2199–2212. https://doi.org/10.1152/jn.00222.2005
  2. 2. Scholz J, Schöner G (1999) The uncontrolled manifold concept: identifying control variables for a functional task. Exp Brain Res 126(3): 289–306.https://doi.org/10.1007/s002210050738
  3. 3. Latash M (2010) Motor synergies and the equilibrium-point hypothesis. Motor Control 14(3): 294–322. https://doi.org/10.1123/mcj.14.3.294
  4. 4. Гурфинкель ВС, Коц ЯМ, Шик МЛ (1965) Регуляция позы человека. М. Наука. [Gurfinkel` VS, Kocz Ya M, Shik ML (1965) Regulation of human posture. M. Nauka. (In Russ)].
  5. 5. Александров А, Фролов А (2017) Биомеханический анализ координации позы и движения у стоящего человека при наклонах корпуса в сагиттальной плоскости. Журн высш нерв деятельн им ИП Павлова 67(1): 33–48. [Aleksandrov A, Frolov A (2017) Biomechanical analysis of the coordination of posture and movement in a standing person when the body is tilted in the sagittal plane. J Higher Nerve Activ named after IP Pavlov 67(1): 33–48. (In Russ)].
  6. 6. Altenburger K, Bumke O, Foerster O (1937) Allgemeine neurologie. Handbuch der Neurologie. Berlin.
  7. 7. Моисеев С, Пухов А, Михайлова Е, Городничев Р (2021) Методологические и вычислительные аспекты извлечения обширных мышечных синергий при локомоциях умеренной интенсивности. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 108(1): 24–35. [Moiseev A, Pukhov A, Mikhailova E, Gorodnichev R (2021) Methodological and Computational Aspects of Extracting Extensive Muscle Synergies in Moderate-Intensity Locomotions. Russ J Physiol 108(1): 24–35. (In Russ)].https://doi.org/10.31857/S0869813922010101
  8. 8. Радченко СГ (2011) Методология регрессионного анализа: монография. К. Корнийчук [Radchenko SG (2011) Metodology of regression analysis: monograph. K. Kornijchuk. (In Russ)].
  9. 9. Saito H, Yokoyama H, Sasaki A, Kato T, Nakazawa K (2022) Evidence for basic units of upper limb muscle synergies underlying a variety of complex human manipulations. J Neurophysiol 127(4): 958–968. https://doi.org/10.1152/jn.00499.2021
  10. 10. Zhao K, Zhang Z, Wen H, Wang Z, Wu J (2019) Modular Organization of Muscle Synergies to Achieve Movement Behaviors. J Healthc Eng 2019: 8130297. https://doi.org/10.1155/2019/8130297
  11. 11. Jarque-Bou N, Scano A, Atzori M, Müller H (2019) Kinematic synergies of hand grasps: a comprehensive study on a large publicly available dataset. J Neuroeng Rehabil 16(1): 63. https://doi.org/10.1186/s12984-019-0536-6
  12. 12. Scano A, Chiavenna A, Molinari Tosatti L, Müller H, Atzori M (2018) Muscle Synergy Analysis of a Hand-Grasp Dataset: A Limited Subset of Motor Modules May Underlie a Large Variety of Grasps. Front Neurorobot 12: 57. https://doi.org/10.3389/fnbot.2018.00057
  13. 13. Chvatal S, Ting L (2013) Common muscle synergies for balance and walking. Front Comput Neurosci 7: 48.https://doi.org/10.3389/fncom.2013.00048
  14. 14. Гельфанд И, Цетлин М (1962) О некоторых способах управления сложными системами. УМН 17(1): 3–25. [Gel’fand I, Cetlin M (1962) On some methods of managing complex systems. UMN 17(1): 3–25. (In Russ)].
  15. 15. Torres-Oviedo G, Ting L (2007) Muscle synergies characterizing human postural responses. J Neurophysiol 98(4): 2144–2156.https://doi.org/10.1152/jn.01360.2006
  16. 16. Torres-Oviedo G, Ting L (2010) Subject-specific muscle synergies in human balance control are consistent across different biomechanical contexts. J Neurophysiol 103(6): 3084–3098. https://doi.org/10.1152/jn.00960.2009
  17. 17. Munoz-Martel V, Santuz A, Ekizos A, Arampatzis A (2019) Neuromuscular organisation and robustness of postural control in the presence of perturbations. Sci Rep 9(1): 12273.https://doi.org/10.1038/s41598-019-47613-7
  18. 18. Hagio S, Ishihara A, Terada M, Tanabe H, Kibushi B, Higashibata A, Yamada S, Furukawa S, Mukai C, Ishioka N, Kouzaki M (2022) Muscle synergies of multidirectional postural control in astronauts on Earth after a long-term stay in space. J Neurophysiol 127(5): 1230–1239.https://doi.org/10.1152/jn.00232.2021
  19. 19. Nishida K, Hagio S, Kibushi B, Moritani T, Kouzaki M (2017) Comparison of muscle synergies for running between different foot strike patterns. PLoS One 12(2): e0171535.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171535
  20. 20. Бернштейн НА (1990) Физиология движений и активность. М. Наука [Bernshtejn NA (1990) Physiology of Movement and Activity. M. Nauka. (In Russ)].
  21. 21. Glass S, Wildman L, Brummitt C, Ratchford K, Westbrook G, Aron A (2022) Effects of global postural alignment on posture-stabilizing synergy and intermuscular coherence in bipedal standing. Exp Brain Res 240(3): 841–851. https://doi.org/10.1007/s00221-021-06291-6
  22. 22. Latash M, Zatsiorsky V (2016) Biomechanics and Motor Control. Elsevier Science.
  23. 23. Robert T, Zatsiorsky V, Latash M (2008) Multi-muscle synergies in an unusual postural task: quick shear force production. Exp Brain Res 187(2): 237–253. https://doi.org/10.1007/s00221-008-1299-7
  24. 24. Nardon M, Pascucci F, Cesari P, Bertucco M, Latash M (2022) Synergies Stabilizing Vertical Posture in Spaces of Control Variables. Neuroscience 500: 79–94. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2022.08.006
  25. 25. Labanca L, Ghislieri M, Knaflitz M, Barone G, Bragonzoni L, Agostini V, Benedetti M (2021) Muscle synergies for the control of single-limb stance with and without visual information in young individuals. BMC Sports Sci Med Rehabil 13(1): 163.https://doi.org/10.1186/s13102-021-00392-z
  26. 26. Park E, Schöner G, Scholz J (2012) Functional synergies underlying control of upright posture during changes in head orientation. PLoS One 7(8): e41583.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0041583
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека