Die Notwendigkeit, sich über unebene, sich ständig verändernde Gelände zu bewegen, gehört zu unserem täglichen Leben. Das zentrale Nervensystem muss daher eine erhöhte Menge an Information integrieren, um mit der Unvorhersehbarkeit äußerer Störungen zurechtkommen zu können. Die Folge dieser erhöhten Beanspruchung könnte eine flexible Kombination der modularen Organisation von Bewegungssteuerung sein. Auf Kosten der Genauigkeit der Bewegung wäre es so möglich, dass das System reagiert, indem es die Robustheit (Fähigkeit mit Fehlern umzugehen) seiner Steuerung erhöht. Jedoch sind die Strategien, die das zentrale Nervensystem zur Organisation der Bewegung verwendet, immer noch schlecht verstanden. Eine Möglichkeit besteht darin, dass Bewegungen zustande kommen durch eine kleine Anzahl linear kombinierter Aktivierungsmuster (Muskelsynergien). Unter den verschiedenen Möglichkeiten der Bewegungsstörung sind das Weglassen von Schuhen und die Verwendung von unebenen Oberflächen zwei gebräuchliche Optionen. In einem ersten Schritt habe ich eine gründliche Analyse der Methoden durchgeführt, die nützlich sind für a) die Auswertung von raumzeitlichen Gangparametern mithilfe von Daten der plantaren Druckverteilung und b) die Extraktion von Muskelsynergien mittels nicht-negativer Matrixfaktorisierung. Anschließend habe ich die modulare Organisation von c) beschut und barfuß Laufen und d) Laufband Gehen und Laufen über ebener und unebener Oberfläche analysiert. Im Vergleich zum gestörten Zustand zeigte das Barfußlaufen eine zeitlichen Verschiebung der zeitabhängigen Muskelaktivierungspatterns (Motor Primitives) und eine Reorganisation der zeitunabhängigen Koeffizienten (Motor Modules). Zusammenfassend, konserviert Fortbewegung über unebener Oberfläche, im Vergleich zu ebener, Motor Modules, während Motor Primitives im Allgemeinen breiter werden. Diese Ergebnisse unterstützen die Idee einer erhöhten Robustheit in der motorischen Kontrolle während der instabilen Fortbewegung. / The need to move over uneven, continuously changing terrains is part of our daily life. Thus, the central nervous system must integrate an augmented amount of information in order to be able to cope with the unpredictability of external disturbances. A consequence of this increased demand might be a flexible recombination of the modular organisation of movement creation and control. At the expense of motion’s accuracy, it is possible that the system responds by increasing its control’s robustness (i.e. ability to cope with errors). However, the strategies employed by the central nervous system to organise movement are still poorly understood. One possibility is that movements are constructed through a small amount of linearly combined patterns of activations, called muscle synergies. Amongst the several possibilities of perturbing locomotion, the removal of footwear and the use of uneven surfaces are two valid options. In a first step, I conducted a thorough analysis of the methodologies useful for a) the evaluation of spatiotemporal gait parameters using plantar pressure distribution data and b) the extraction of muscle synergies using non-negative matrix factorisation. Afterwards, I analysed the modular organisation of c) shod and barefoot running and d) walking and running over an even- and an uneven-surface treadmill. The modular organisation of locomotion, assessed through the extraction of muscle synergies, changed when perturbations were introduced. Compared to the shod condition, barefoot running underwent, mostly due to the different foot strike pattern, a reorganisation of the time-independent coefficients (motor modules) and a time-shift of the time-dependent muscle activation patterns (motor primitives). Uneven-surface locomotion, compared to even-surface, conserved motor modules, while motor primitives were generally wider, confirming the idea of an increased robustness in motor control during unsteady locomotion.

O nascimento prematuro contribui significativamente para o aumento de morbidades associadas ao desenvolvimento motor, tornando fundamental o acompanhamento contínuo destas crianças. Desta forma, a avaliação baropodométrica, por consistir em um método quantitativo de controle postural pode trazer vantagens para o diagnóstico e acompanhamento do desenvolvimento motor de crianças. Este estudo teve por objetivo desenvolver um protocolo de avaliação motora através dos dados e índices baropodométricos em crianças nascidas pré-termo. Foi realizado um estudo descritivo, onde foram avaliadas 103 crianças entre 24 e 59 meses. Destas, 40 nascidas pré-termo e 63 crianças nascidas a termo. Durante a seleção da amostra, foi preenchida uma ficha de avaliação correspondente ao pré-termo grupo e um questionário com relatos dos pais no grupo a termo. Após, foram aferidos massa corporal e estatura, seguida da aplicação da Escala de Desenvolvimento Motor. Por fim, a baropodometria foi realizada na forma estática, em três repetições, os quais consistiram de 5 segundos de adaptação da criança dobre a placa e 30 segundos onde foram aferidos dados de análise estática: pressão plantar e área do centro de oscilação corporal. Após, as pressões plantares foram transformadas em índices, o índice ânteroposterior foi definido pelas pressões plantares anterior e posterior: IAP= 1-2*│0,6-P│; e o índice látero-lateral, por sua vez, foi definido pelas pressões plantares laterais direita e esquerda: ILL= 1-│LD-LE│. Após a avaliação os dados foram submetidos ao teste de normalidade das distribuições de Shapiro-Wilk, após verificada a distribuição não-normal, foi aplicado o teste de Mann-Whitney para verificar diferença entre os grupos, a associação entre os valores obtidos pelo baropodômetro, Escala do Desenvolvimento Motor, e as principais características e intercorrências do grupo pré-termo foi verificada através da correlação de Spearman. Foi observada diferença significativa nos valores de ILL (p=0,000) entre crianças nascidas a termo e crianças nascidas pré-termo, e que esta diferença possui correlação moderada com a idade gestacional (ρ=0,304), em relação ao centro de oscilação de pressão, crianças nascidas a termo apresentaram menor oscilação quando comparado a idade cronológica (ρ=-0,354), sendo que esta relação foi contrária em crianças nascidas pré-termo (ρ=0,336). Quando analisado somente o grupo pré-termo, foi verificado que o ILL apresentou correlação moderada e inversa com o tempo de internação (ρ=-0,353) e com o tempo de ventilação mecânica (ρ=-0,317) e a aérea do centro de oscilação de pressão apresentou correlação moderada e direta com o tempo de ventilação não invasiva (ρ=0,341). A massa ao nascer apresentou correlação moderada com o ILL (ρ=0,359) e também com a idade motora (ρ=0,323) e o quociente motor (ρ=0,341) e correlação forte com a IG (ρ=0,898) em contrapartida o peso atual apresentou correlação moderada com o quociente motor (ρ=0,310), e a IG (ρ=0,381) e correlação forte com a idade motora (ρ=0,555) e a idade cronológica (ρ=0,613). Houve diferença significativa em relação a idade de aquisição da marcha das crianças que precisaram de acompanhamento fisioterapêutico das que não precisaram (p=0,013). Um índice ILL menor em prematuros, pode estar relacionado ao tempo de internação e ventilação mecânica, além da massa ao nascer, já a maior aérea do centro de oscilação de pressão possui correlação com o tempo de ventilação não invasiva. Também pode-se perceber que a massa atual e a idade cronológica influenciaram mais no desenvolvimento motor que a massa ao nascer e a idade gestacional em crianças prematuras. / Preterm birth contributes significantly to the increase of morbidities associated with motor development, making essential the continuous monitoring of these children. Thus, baropodometry analysis by consisting of a quantitative method for postural control can be advantageous for the diagnosis and monitoring of engine development of children. This study aimed to develop a motor evaluation protocol through the data and baropodometric indexes in preterm infants. It was a descriptive study, which were evaluated 103 children between 24 and 59 months. Of these, 40 preterm and 63 term infants. During the sample selection was completed an evaluation form with data from medical records corresponding to the pre-term group and a questionnaire to parents on group term. After, body mass and height were measured, then the implementation of the Motor Development Scale. Finally, baropodometry was held in static form, with three replicates, which consisted of 5 seconds of child adjustment bend the plate and 30 seconds which were measured static analysis data: plantar pressure and pressure swing center area. After, the plantar pressures were transformed into indexes, the anteroposterior index was defined by the anterior and posterior plantar pressures: API = 1-2 * │0,6-P│; and side side index, in turn, defined by the right and left side planter pressure: SSI = 1- │RS-LS│. After evaluating, the data were submitted to normality test of Shapiro-Wilk distributions, being checked the non-normal distribution, the Mann-Whitney test was used to verify differences between groups, the association between the values obtained by baropodometry analysis, Motor Development Scale, and the main characteristics and complications of preterm group was verified by Spearman correlation. Significant difference in the values of SSI (p = 0.000) among term infants and infants born preterm were observed, and this difference has moderate correlation with gestational age (ρ = 0.304) compared to the pressure oscillation center , full-term babies showed less fluctuation compared to chronological age (ρ = -0.354), and this relationship was contrary in preterm children (ρ = 0.336).When only analyzed the preterm group, it was found that the SSI had moderate and inverse correlation with the length of stay (ρ = -0.353) and the duration of mechanical ventilation (ρ = -0.317) and the air oscillation center pressure showed moderate and direct correlation with noninvasive ventilation time (ρ = 0.341).The mass at birth showed moderate correlation with SSI (ρ = 0.359) and also with the motor age (ρ = 0.323) and the ratio engine (ρ = 0.341) and strong correlation with gestational age (ρ = 0.898) in contrast current weight showed moderate correlation with the motor quotient (ρ = 0.310) and gestational age(ρ = 0.381) and strong correlation with the motor age (ρ = 0.555) and chronological age (ρ = 0.613). There was significant difference in the age of acquisition of march of the children who needed physical therapy monitoring of those who did not needed (p = 0.013). A smaller SSI index in premature infants, may be related to hospitalization time and mechanical ventilation, in addition to mass at birth, already the largest air pressure oscillation center has correlation with noninvasive ventilation time.It may also be seen that the current mass and chronological age influenced more motor development than the mass at birth and gestational age in preterm children.

O nascimento prematuro contribui significativamente para o aumento de morbidades associadas ao desenvolvimento motor, tornando fundamental o acompanhamento contínuo destas crianças. Desta forma, a avaliação baropodométrica, por consistir em um método quantitativo de controle postural pode trazer vantagens para o diagnóstico e acompanhamento do desenvolvimento motor de crianças. Este estudo teve por objetivo desenvolver um protocolo de avaliação motora através dos dados e índices baropodométricos em crianças nascidas pré-termo. Foi realizado um estudo descritivo, onde foram avaliadas 103 crianças entre 24 e 59 meses. Destas, 40 nascidas pré-termo e 63 crianças nascidas a termo. Durante a seleção da amostra, foi preenchida uma ficha de avaliação correspondente ao pré-termo grupo e um questionário com relatos dos pais no grupo a termo. Após, foram aferidos massa corporal e estatura, seguida da aplicação da Escala de Desenvolvimento Motor. Por fim, a baropodometria foi realizada na forma estática, em três repetições, os quais consistiram de 5 segundos de adaptação da criança dobre a placa e 30 segundos onde foram aferidos dados de análise estática: pressão plantar e área do centro de oscilação corporal. Após, as pressões plantares foram transformadas em índices, o índice ânteroposterior foi definido pelas pressões plantares anterior e posterior: IAP= 1-2*│0,6-P│; e o índice látero-lateral, por sua vez, foi definido pelas pressões plantares laterais direita e esquerda: ILL= 1-│LD-LE│. Após a avaliação os dados foram submetidos ao teste de normalidade das distribuições de Shapiro-Wilk, após verificada a distribuição não-normal, foi aplicado o teste de Mann-Whitney para verificar diferença entre os grupos, a associação entre os valores obtidos pelo baropodômetro, Escala do Desenvolvimento Motor, e as principais características e intercorrências do grupo pré-termo foi verificada através da correlação de Spearman. Foi observada diferença significativa nos valores de ILL (p=0,000) entre crianças nascidas a termo e crianças nascidas pré-termo, e que esta diferença possui correlação moderada com a idade gestacional (ρ=0,304), em relação ao centro de oscilação de pressão, crianças nascidas a termo apresentaram menor oscilação quando comparado a idade cronológica (ρ=-0,354), sendo que esta relação foi contrária em crianças nascidas pré-termo (ρ=0,336). Quando analisado somente o grupo pré-termo, foi verificado que o ILL apresentou correlação moderada e inversa com o tempo de internação (ρ=-0,353) e com o tempo de ventilação mecânica (ρ=-0,317) e a aérea do centro de oscilação de pressão apresentou correlação moderada e direta com o tempo de ventilação não invasiva (ρ=0,341). A massa ao nascer apresentou correlação moderada com o ILL (ρ=0,359) e também com a idade motora (ρ=0,323) e o quociente motor (ρ=0,341) e correlação forte com a IG (ρ=0,898) em contrapartida o peso atual apresentou correlação moderada com o quociente motor (ρ=0,310), e a IG (ρ=0,381) e correlação forte com a idade motora (ρ=0,555) e a idade cronológica (ρ=0,613). Houve diferença significativa em relação a idade de aquisição da marcha das crianças que precisaram de acompanhamento fisioterapêutico das que não precisaram (p=0,013). Um índice ILL menor em prematuros, pode estar relacionado ao tempo de internação e ventilação mecânica, além da massa ao nascer, já a maior aérea do centro de oscilação de pressão possui correlação com o tempo de ventilação não invasiva. Também pode-se perceber que a massa atual e a idade cronológica influenciaram mais no desenvolvimento motor que a massa ao nascer e a idade gestacional em crianças prematuras. / Preterm birth contributes significantly to the increase of morbidities associated with motor development, making essential the continuous monitoring of these children. Thus, baropodometry analysis by consisting of a quantitative method for postural control can be advantageous for the diagnosis and monitoring of engine development of children. This study aimed to develop a motor evaluation protocol through the data and baropodometric indexes in preterm infants. It was a descriptive study, which were evaluated 103 children between 24 and 59 months. Of these, 40 preterm and 63 term infants. During the sample selection was completed an evaluation form with data from medical records corresponding to the pre-term group and a questionnaire to parents on group term. After, body mass and height were measured, then the implementation of the Motor Development Scale. Finally, baropodometry was held in static form, with three replicates, which consisted of 5 seconds of child adjustment bend the plate and 30 seconds which were measured static analysis data: plantar pressure and pressure swing center area. After, the plantar pressures were transformed into indexes, the anteroposterior index was defined by the anterior and posterior plantar pressures: API = 1-2 * │0,6-P│; and side side index, in turn, defined by the right and left side planter pressure: SSI = 1- │RS-LS│. After evaluating, the data were submitted to normality test of Shapiro-Wilk distributions, being checked the non-normal distribution, the Mann-Whitney test was used to verify differences between groups, the association between the values obtained by baropodometry analysis, Motor Development Scale, and the main characteristics and complications of preterm group was verified by Spearman correlation. Significant difference in the values of SSI (p = 0.000) among term infants and infants born preterm were observed, and this difference has moderate correlation with gestational age (ρ = 0.304) compared to the pressure oscillation center , full-term babies showed less fluctuation compared to chronological age (ρ = -0.354), and this relationship was contrary in preterm children (ρ = 0.336).When only analyzed the preterm group, it was found that the SSI had moderate and inverse correlation with the length of stay (ρ = -0.353) and the duration of mechanical ventilation (ρ = -0.317) and the air oscillation center pressure showed moderate and direct correlation with noninvasive ventilation time (ρ = 0.341).The mass at birth showed moderate correlation with SSI (ρ = 0.359) and also with the motor age (ρ = 0.323) and the ratio engine (ρ = 0.341) and strong correlation with gestational age (ρ = 0.898) in contrast current weight showed moderate correlation with the motor quotient (ρ = 0.310) and gestational age(ρ = 0.381) and strong correlation with the motor age (ρ = 0.555) and chronological age (ρ = 0.613). There was significant difference in the age of acquisition of march of the children who needed physical therapy monitoring of those who did not needed (p = 0.013). A smaller SSI index in premature infants, may be related to hospitalization time and mechanical ventilation, in addition to mass at birth, already the largest air pressure oscillation center has correlation with noninvasive ventilation time.It may also be seen that the current mass and chronological age influenced more motor development than the mass at birth and gestational age in preterm children.