Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-04-17T14:12:44Z No. of bitstreams: 3 Dissertação - Thiago Santana Lemes - 2017 - Pt1.pdf: 10405713 bytes, checksum: aa367c643c35e55003006c669c0d140f (MD5) Dissertação - Thiago Santana Lemes - 2017 - Pt2.pdf: 16857396 bytes, checksum: cc1efd8dbb1e9b16c13abe4b9ded8d98 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-17T14:32:08Z (GMT) No. of bitstreams: 3 Dissertação - Thiago Santana Lemes - 2017 - Pt1.pdf: 10405713 bytes, checksum: aa367c643c35e55003006c669c0d140f (MD5) Dissertação - Thiago Santana Lemes - 2017 - Pt2.pdf: 16857396 bytes, checksum: cc1efd8dbb1e9b16c13abe4b9ded8d98 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T14:32:08Z (GMT). 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A complex coherence and phase analysis was used between simulation of muscle activity, body segment kinematics and inverse dynamics, in order to verify if there is a difference between the signals before and after an induced disturbance, and how the trunk and knee joint behaves in a triple inverted pendulum model of the body. Complex coherence is an analysis in the frequency domain and reveals how well two signals correspond to one another. The activation of nine muscles was simulated, and the resulting torque using the inverse dynamics at the ankle, knee and hip joints was calculated, both using OpenSim software. The trunk worked in phase with leg and thigh at low frequencies, and switched to anti-phase at high frequencies. However, the trunk does not show significant coherence with any of the muscles analyzed besides moving in delay with respect to the torque in the hip, which suggests that the trunk oscillations occur passively. However, thigh and leg muscles activated in phase with trunk muscles, suggesting a relationship between the movement of these segments. However, it has to be considered that there are limitations in the simulations of muscle activation, so that future experimental studies that confirm the data presented here are necessary. The results show no significant difference between the pre-perturbation and post-perturbation oscillations, but there is a greater variability in the angular oscillations of the segments, indicating the challenge imposed to the postural control system and the work of recovering the disturbance. Patterns of muscular activation in the ankle and pelvis were compatible with previous studies, acting to maintain upright posture. / A análise da ativação muscular e a modelagem do corpo humano como um pêndulo invertido triplo revelam alguns interessantes mecanismos de manutenção da postura ereta quase-quieta não observáveis em modelos mais simples. Estudos já demonstraram alguns padrões de coordenação entre os segmentos e músculos do corpo quando este se encontra sob uma perturbação em posição ereta, mas devido ao uso de modelos mais simples não revelaram o exato papel do joelho na postura ereta. Neste estudo, 25 jovens participaram de um experimento, no qual foram coletados dados cinemáticos e de plataformas de força. Foi utilizada uma análise de coerência complexa e de fase entre a simulação da atividade muscular, a cinemática dos segmentos corporais e a dinâmica inversa, com o objetivo de verificar se existe diferença entre os sinais antes e após uma perturbação induzida, e como se comportam tronco e articulação do joelho em um modelo de pêndulo invertido triplo do corpo. A coerência complexa é uma análise no domínio da frequência e revela o quão bem dois sinais correspondem um ao outro. A ativação de nove músculos foi simulada, e o torque resultante usando a dinâmica inversa nas articulações do tornozelo, joelho e quadril foi calculado, ambos utilizando o software OpenSim. O tronco trabalhou em fase com perna e coxa em baixas frequências, e muda para anti-fase em altas frequências. No entanto, o tronco não apresenta coerência significativa com nenhum dos músculos analisados além de se mover em atraso com relação ao torque no quadril, o que sugere que as oscilações do tronco ocorrem de forma passiva. Entretanto, músculos da coxa e da perna ativaram em fase com músculos do tronco, sugerindo relação entre a movimentação desses segmentos. Porém, há de se considerar que há limitações nas simulações da ativação muscular, de forma que estudos experimentais futuros que confirmem os dados ora apresentados são necessários. Os resultados encontrados não apontam diferença significativa entre as oscilações pré perturbação e pós perturbação, mas existe uma maior variabilidade nas oscilações angulares dos segmentos, indicando o desafio imposto ao sistema de controle postural e o trabalho de recuperação da perturbação. Padrões de ativação muscular no tornozelo e na pelvis foram compatíveis com estudos anteriores, agindo na manutenção da postura ereta.

O controle postural é perturbado após a fadiga dos músculos flexores plantares. Por outro lado, o uso do sistema âncora reduz a oscilação postural. Entretanto, não se sabe se o uso dessa ferramenta seria capaz de compensar o aumento da oscilação corporal provocada pela fadiga muscular dos músculos flexores plantares. A informação háptica adicional fornecida pelo toque leve e o taping foi capaz de compensar o efeito perturbador da fadiga em adultos jovens. Porém, não se sabe como os idosos respondem a essa perturbação com o uso da informação háptica adicional. O objetivo desse estudo foi investigar se o uso do sistema âncora é capaz de compensar o aumento da oscilação corporal decorrente da fadiga dos músculos flexores plantares em adultos jovens e idosos. Os grupos de participantes foram testados descalços e com os olhos fechados em quatro condições na postura ereta: com e sem o sistema âncora, antes e depois do protocolo de fadiga. O sistema âncora consiste em dois cabos flexíveis com uma massa leve (125 g) fixada em uma das extremidades de cada cabo. Os participantes devem segurar um cabo em cada mão e manter o cabo esticado, sem retirar as cargas do solo. O protocolo de fadiga consistiu em realizar uma única série de flexão plantar bilateral do tornozelo repetidas vezes de forma constante e ininterrupta. Como esperado, o protocolo de fadiga aumentou a oscilação corporal nos dois grupos. Ambos os grupos se beneficiaram do uso das âncoras com a redução da oscilação corporal. Entretanto, esse efeito foi independente da fadiga. Concluímos que o sistema âncora contribuiu com a redução da oscilação corporal dos adultos jovens e idosos. Contudo, o sistema âncora não foi capaz de compensar o efeito perturbador postural em consequência da fadiga dos músculos flexores plantares. / The fatigue of the planta flexor muscles disturbs postural control. On the other hand, the use of the anchor system reduces postural sway. However, it is unknown whether the use of this tool would compensate for the increase of the body sway caused by muscle fatigue of the plantar flexor muscles. The additional haptic information provided by light touch and taping was able to compensate for the disturbing effect of fatigue in young adults. However, it is unknown how the old adults would respond to this disturbance with the use of additional haptic information. The purpose of this study was to investigate whether the use of the anchor system is able to compensate for the increase of the body sway due to fatigue of the plantar flexor muscles in young and old adults. The groups of participants were tested barefoot and with eyes closed in four conditions in upright posture: with and without the anchor system, before and after the fatigue protocol. The anchor system consists of two flexible cables with a light load (125 g) attached to one end of each cable. Participants should hold one cable in each hand and the keep the cable taut without removing the loads from the ground. The fatigue protocol consisted of performing a single series of bilateral plantar flexion of the ankles repeatedly and continuously and uninterrupted. As expected, the fatigue protocol increased body sway in both groups. Both groups benefited from the use of anchors with reduction of body sway. However, this effect was independent of fatigue. We conclude that the anchor system contributed to the reduction of body sway in young and old adults. However, the anchor system was not able to compensate for the disturbing effect in postural control created by fatigue of the plantar flexor muscles.

A capacidade de adaptação das respostas posturais automáticas de acordo com informações do contexto indica uma interação entre dois níveis de controle, em que o processamento cognitivo de alta ordem das características de uma perturbação iminente seria capaz de modular o controle postural em níveis inferiores do sistema sensoriomotor. Os estudos aqui propostos procuram responder quais informações sobre as características da perturbação são utilizadas pelo central set para modular as respostas posturais automáticas. A tarefa estudada consistiu na recuperação do equilíbrio da postura ereta em resposta à translação da base de suporte. No Experimento 1, foi avaliada a influência de dicas visuais sobre a amplitude de deslocamento da base de suporte em sequências repetitivas ou aleatórias de perturbação. No Experimento 2, a dica de amplitude de deslocamento foi dada por meio da sequência de perturbações, comparando-se tentativas repetidas em bloco, em sequência conhecida e em sequência aleatória. No Experimento 3, foi avaliado o efeito de incerteza tanto da amplitude da perturbação quanto do tempo de aplicação da perturbação. O Experimento 4 teve como propósito avaliar a interação entre dica temporal e tarefa cognitiva concomitante à recuperação do equilíbrio. Os resultados mostram que (a) informações prévias sobre a magnitude da perturbação postural parecem ser incapazes de modular respostas posturais automáticas; (b) modulação de respostas posturais automáticas a partir de uma sequência repetitiva de perturbações aparentemente está associada à adaptação do sistema sensoriomotor e não à participação de processamento cognitivo das características físicas da perturbação iminente; (c) previsibilidade temporal da perturbação postural induz uma otimização das respostas posturais automáticas; e (d) a execução de tarefa cognitiva no momento da perturbação inibe o ganho de estabilidade de respostas posturais automáticas conferido pela dica temporal. Como conclusão, parece haver uma limitação do processamento cognitivo em modular respostas posturais automáticas. Considerando-se que o conceito de central set expressa a noção de que processamento cognitivo de dicas contextuais é capaz de otimizar respostas posturais automáticas, nossos resultados sugerem a necessidade da revisão deste conceito amplamente empregado na literatura de controle postural / Adaptability of automatic postural responses according to context information indicates an interaction between two levels of control, in which the high-order cognitive processing of the perturbation characteristics would be able to modulate postural control in lower levels of the sensorimotor system. The studies proposed here intended to scrutinize what cues about the perturbation characteristics are used by the central set to modulate the automatic postural responses. The task studied consisted in the recovery of postural equilibrium in response to a posterior translation of the support base. In Experiment 1, it was evaluated the effect of precueing the displacement amplitude of the supporting base in repetitive or random perturbation sequences. In Experiment 2, precueing of the support base displacement was provided by the sequence of perturbations, comparing repetitive trials, known sequence and random sequence. In Experiment 3, we evaluated the effect of uncertainty about amplitude and time of perturbation. Experiment 4 aimed to evaluate the interaction of temporal precueing and a concurrent cognitive task on body equilibrium recovery. Results show that (a) previous information about perturbation magnitude seems to be unable to modulate automatic postural responses; (b) modulation of automatic postural responses from a repetitive sequence of perturbations is apparently associated with an adaptation of the sensorimotor system rather than to the participation of cognitive processing of the perturbation characteristics; (c) temporal predictability of the postural perturbation induces optimization of automatic postural responses; and (d) cognitive task execution at the time of the perturbation inhibits the gain of automatic postural responses stability provided by temporal precueing. As a conclusion, there seems to be a limitation of cognitive processing to modulate automatic postural responses. Considering that the concept of central set expresses the notion that cognitive processing of a contextual precue is able to optimize automatic postural responses, our results suggest the need for revision of this conceptualization widely used in the postural control literature

Introdução: Após décadas de experimentação em estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), poucos protocolos alcançaram robusta aceitação científica. Protocolos de ETCC foram sugeridos para influenciar alterações no controle postural de indivíduos saudáveis e pacientes após acidente vascular cerebral. No entanto, a escassa literatura nesta área revela a indispensável investigação do efeito doseresposta das estimulações cerebrais a fim de elaborar protocolos mais eficazes. O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito dependente de polaridade e intensidade após o uso da estimulação transcraniana por corrente contínua de alta definição (HD-ETCC) na junção têmporo-parietal (JTP) do hemisfério cerebral direito na assimetria da postura espontânea. Métodos: Este é um ensaio clínico fatorial cruzado, randomizado, controlado por placebo e duplo cego. Foram incluídos 21 indivíduos saudáveis, com idade média de 24,2±4,1 anos, 61,9% mulheres. A intervenção consistiu na aplicação do HD-ETCC com um eletrodo central e 3 eletrodos periféricos posicionados sobre JTP no hemisfério cerebral direito. A descarga de peso corporal (DPC) na posição ortostática foi realizada utilizando uma plataforma de força sobre cada pé do participante, e avaliada durante 2 minutos na medida basal e 5 minutos após cada estimulação. A fim de melhorar a tolerância dos participantes à HD-ETCC, foi realizado um protocolo de acomodação composto por 3 repetições de estimulação com duração e intervalo de 5 segundos cada, nas intensidades fixas de 1, 2 e 3mA. Após um repouso de 5 minutos, foi aplicado o protocolo de estimulação constituído por 3 tipos de polaridade (anodo central; catodo central; placebo) realizadas randomicamente em 3 dias diferentes com intervalo mínimo de 24 horas. Cada sessão de estimulação incluiu 3 repetições de HD-ETCC com duração de 2 minutos em 3 diferentes intensidades (1, 2 e 3mA) com intervalo de 5 minutos. A ordem das intensidades de HD-ETCC foi randomizada. Escala visual analógica foi utilizada para avaliar o grau de desconforto de cada estimulação e efeitos adversos após cada sessão foram registrados. A aquisição de dados foi realizada no Laboratório de Biomecânica e Controle Motor na Escola de Educação Física e Esportes da Universidade de São Paulo-USP. Resultados: A aplicação do HD-ETCC sobre a JTP resultou em efeitos polaridade dependente, provocando assimetria corporal com descarga de peso para o lado direito quando usado condição catodo central em relação à condição placebo nas intensidades de 2mA (Kruskal Wallis: p=0,037; Tukey Post-hoc: p=0,029) e 3mA (Kruskal Wallis: 0,009; Tukey Post-hoc: p=0,049). A DPC mediana na condição cátodo central foi, respectivamente, medida basal de 1,78%[-1,76;4,67]; após 1mA: 2,12%[-0,63;7,08]; após 2mA: 2,33%[- 1,57;6,25]; após 3mA: 2,40%[-0,53;7,16]. Não foi observado efeito dependente de intensidade. Todos os participantes apresentaram boa tolerância dos protocolos de acomodação e estimulação. Conclusão: O protocolo aplicado revelou ser seguro e apresentar boa tolerância dos participantes. Esta é a primeira evidência de que HDETCC aplicada sobre a JTP pode influenciar no controle postural de forma polarizada, o pequeno efeito observado sugere a utilização de protocolos com maior tempo de estimulação. Os resultados deste trabalho favorecem a elaboração da hipótese de aplicação da HD-ETCC no tratamento de desequilíbrio postural / Introduction: After decades of experimentation in transcranial direct current stimulation (tDCS), few protocols achieved robust scientific acceptance. Stimulation protocols were suggested to influence postural control in healthy subjects and patients after stroke. However, the scarce literature in this area reveals imperative investigation of physiological and clinical effects of transcranial stimulations to elaborate more efficient protocols. The aim of the present study was to verify the polarity and intensity dependent effects of high-definition tDCS (HD-tDCS) over the right temporo-parietal junction (JTP) in the weight-bearing asymmetry (WBA). Methods: This is a randomized, double-blind, factorial, crossover controlled clinical trial. We included 21 healthy subjects, mean age of 24,2±4,1 years, and 61.9% women. The intervention consisted of the application of HD-tDCS over the right temporo-parietal junction (TPJ). The WBA in the upright static position was measured using one force plate under each participant\'s foot, assessed during 2 minutes at baseline and 5 minutes after each stimulation. In order to increase participants\' tolerance of the HD-tDCS, we applied an accommodation protocol consisted of 3 stimulation repetitions with 5 seconds of duration and interval, under fixed stimulation intensities of 1, 2 and 3mA. After 5 minutes of rest, the stimulation protocol consisted of 3 types of polarity (anode center; cathode center; sham) applied randomly in different days with a minimal interval of 24 hours. Each stimulation session comprised of 3 repetitions of 2 minutes HD-tDCS in different intensities (1, 2 and 3 mA). Visual analog scale was used to assess discomfort degree after each stimulation and adverse events after each session were registered. The evaluations were carried out in the Biomechanics and Motor Control Laboratory at the Ribeirão Preto School of Physical Education and Sport-USP. Results: The application of HD-tDCS over TPJ resulted in polarity-dependent effects, causing load bearing to the right leg when using central cathode condition in relation to sham at 2mA (Kruskal Wallis: p=0,037; Tukey Post-hoc: p=0,029) and 3mA Kruskal Wallis: 0,009; Tukey Post-hoc: p=0,049). The median WBA of cathode center condition was, respectively, 1,78% [-1,76;4,67] at baseline, 2,12% [-0,63;7,08] after 1mA; 2,33% [- 1,57;6,25] after 2mA; and 2,40% [-0,53;7,16] after 3mA. No intensity dependent effects were observed. Conclusion: The present protocol was feasible and presented good tolerance of participants. This is the first evidence that HD-TDCS over TPJ can influence postural balance. The small effect observed suggests the usage of longer protocols of HD-tDCS. The results of this study enable to hypothesize the application of HD-tDCS over TPJ to treat postural imbalance.

Bien que les orthèses lombaires (OL) soient couramment employées depuis de nombreuses années dans le traitement conservateur des lombalgies, leurs effets mécaniques et posturaux restent, à notre connaissance, partiellement inexplorés. Des obstacles d'ordre méthodologique en sont la principale cause avec en premier lieu la difficulté d'évaluer les effets des OL à l'intérieur du tronc sans être invasif et sans nécessiter un équipement coûteux difficilement utilisable lors de la pratique médicale courante. La levée de ces verrous scientifiques a guidé l'ensemble de ce travail doctoral à travers le développement d'une méthodologie spécifique. L'effet mécanique a été étudié à partir d'une nouvelle méthode non-invasive de mesure de la pression intradiscale réalisée à partir d'une modélisation par éléments finis contrôlée par radiographie. Les premiers résultats ont démontré la possibilité de diminuer de 15 à 22% en moyenne la pression intradiscale lors du port d'une OL modifiant la statique rachidienne. Les différents travaux sur l'équilibre postural ont permis de définir une méthodologie d'analyse de la posture en station debout puis assise adaptée à l'évaluation des OL. Les premiers résultats chez des patients lombalgiques subaiguës ont mis en évidence un contrôle postural plus efficient (réduction de la raideur active du tronc) lors du port de l'OL la plus rigide. A terme, cette méthodologie facile à mettre en œuvre permettra d'adapter les caractéristiques du produit (raideur passive / forme) aux caractéristiques des patients (raideur active / courbure lombaire) dans le but d’optimiser l'efficacité clinique / Although lumbar orthoses (LO) are commonly used for many years in the conservative treatment of low back pain, postural and mechanical effects are, to our knowledge, partly unexplored. Methodological difficulties are the main cause with, in the first place, the difficulty to assess the LO effects inside the trunk with a non-invasive and not expensive method adapted for current medical practice. This Ph.D work attempts to address these difficulties through the development of a specific methodology. The mechanical effect was studied by a non-invasive estimation of the intradiscal pressure through a finite element modeling controlled by radiographs. The first results showed the possibility of a mean reduction from 15 to 22% of the intradiscal pressure while wearing an LO which is able to change the spinal posture. The different works on postural balance allowed us to define a methodology for a suitable LO assessment in standing and then sitting postures. The first results in patients with subacute low back pain showed a more efficient postural control (reduction of active stiffness of the trunk) while wearing the most stiffer LO. In the future, this easy-to-implement assessment could be helpful to more accurately target the appropriate LO for a given patient in order to improve his / her clinical status

O controle postural em idosos tem sido estudado com o objetivo de melhor entender os fatores que levam esta população a sofrer mais quedas que os indivíduos jovens. A maior variabilidade de força dos músculos flexores plantares (MFP) aparenta estar diretamente associada ao menor controle postural principalmente em adultos jovens. Além disto, o treinamento específico de estabilidade de força dos MFP em baixas intensidades parece diminuir a variabilidade de força destes músculos e também diminuir a oscilação postural de adultos jovens. Entretanto, faltam esclarecimentos sobre a associação entre variabilidade de força dos MFP e oscilação postural na população idosa, bem como os efeitos de um treinamento específico de estabilidade de força destes músculos para esta mesma população. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi analisar a associação entre variabilidade de força dos MFP e a oscilação postural de idosas e examinar os efeitos do treinamento de estabilidade de força na variabilidade da força dos MFP, na coativação muscular dos músculos tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GM) e na oscilação corporal destas idosas. Para isto, 40 mulheres idosas foram divididas em quatro grupos: Grupo GT5 (n=10) que realizou treinamentos a 5% da contração isométrica voluntária máxima (CIVM) dos MFP; Grupo GT10 (n=10) que realizou treinamentos a 10% da CIVM dos MFP; Grupo GTLP (n=10) que realizou treinamentos a 10% de uma repetição máxima dos MFP no equipamento Leg Press; Grupo GC (n=10) que não realizou nenhum treinamento específico para os MFP e foi utilizado como controle. Foram avaliadas a oscilação corporal durante a manutenção da postura bipodal ereta, a variabilidade da força dos MFP e a coativação muscular dos músculos TA e GM antes e após o período de treinamento. Este treinamento foi realizado uma vez por semana durante quatro semanas. Em cada sessão de treino a participante realizou cinco séries em que mantinha por 30 segundos a força isométrica de flexão plantar, de acordo com as especificações de seu grupo. Os resultados revelaram que o treinamento de estabilidade de força dos MFP realizado pelos grupos GT5, GT10 e GTLP foi eficiente e diminuiu a variabilidade de força das participantes na condição de 5% da CIVM com feedback visual, além disso, mostrou que o grupo GT5 também diminuiu sua variabilidade de força para a condição 10% da CIVM com feedback visual. Em relação ao controle postural, foi observado que os grupos GT5 e GT10 aumentaram sua amplitude média de oscilação na direção ântero-posterior após o treinamento. Com relação à ativação dos músculos TA e GM, os grupos GT5 e GT10 diminuíram o índice de coativação muscular para as condições 5% e 10% com feedback visual após o treinamento e o grupo GT5 ainda apresentou diminuição da coativação para a condição 5% sem feedback visual. Finalmente, os resultados apontaram que para população idosa não há relação entre a variabilidade de força dos MFP e o controle da postura. Portanto, estes resultados indicam que, na população idosa não existe associação entre controle postural e variabilidade de força dos MFP, e mesmo que não esteja claro o efeito do treinamento no controle da postura, a redução da variabilidade da força e coativação muscular podem ser interpretadas como um ganho em termos de controle motor / Elderly postural control has been studied in order to better understand the factors that lead this population to suffer more falls than young individuals. Greater variability of plantar flexor muscles (PFM) strength appears to be directly associated to lower postural control mainly in young adults. In addition, specific training of PFM strength stability at low intensities seems to decrease force variability of these muscles and also to decrease postural oscillation of young adults. However, there is a lack of clarification about the association between PFM force variability and postural oscillation in elderly population, as well as the effects of specific stability strength training of these muscles for this same population. Thus, the objective of the present study was to analyze the association between PFM force variability and postural oscillation in elderly, and to examine the effects of strength stability training on PFM force variability in the muscle coactivation of anterior tibial muscles (AT) and medial gastrocnemius (MG) and in the body oscillation of these elderly women. For this, 40 elderly women were divided into four groups: Group TG5 (n = 10) who performed training at 5% of maximal voluntary isometric contraction (MVIC) of PFM; TG10 group (n = 10) who performed training at 10% of the MVIC of PFM; TGLP group (n = 10) who underwent training at 10% of a maximum repetition of the PFMs in the Leg Press equipment; Group CG (n = 10) who did not perform any specific training for PFMs and was used as control. Body oscillation was evaluated during maintenance of upright bipodal posture, PFM force variability, and muscle coactivation of AT and MG muscles before and after the training period. This training was performed once a week for four weeks. In each training session participant performed five series in which he maintained for 30 seconds the isometric force of plantar flexion, according to the specifications of his group. The results showed that the PFM force stability training performed by TG5, TG10 and TGLP groups was efficient and decreased the strength variability of the participants in the 5% condition of the MVIC with visual feedback, in addition, showed that the TG5 group also decreased its force variability to the 10% MVIC condition with visual feedback. Regarding the postural control, it was observed that the TG5 and TG10 groups increased their mean amplitude of oscillation in the anteroposterior direction after the training. Regarding the activation of the AT and MG muscles, the TG5 and TG10 groups decreased the muscle activation rate for the 5% and 10% conditions with visual feedback after the training and the TG5 group still showed a decrease of the coactivation for the condition 5% without visual feedback. Finally, the results pointed out that for the elderly population there is no relation between the PFM strength variability and the posture control. Therefore, these results indicate that, in the elderly population, there is no association between postural control and PFM strength variability, and even though the effect of training on posture control is not clear, the reduction in strength variability and muscle coactivation can be interpreted as a gain in terms of motor control

Apesar da prática da Ginástica Acrobática ser apontada por alguns estudos como um estímulo eficiente em gerar adaptações neuromusculares associadas a uma melhora no controle postural, até o presente momento nenhum estudo investigou o comportamento das oscilações posturais de ginastas da Ginástica Acrobática frente à manipulação de informações sensoriais, como por exemplo, na presença de informações táteis adicionais. Além disso, um grande número de estudos tem mostrado um aumento nas oscilações posturais em função da fadiga muscular. No entanto, não há na literatura investigações acerca dos efeitos da fadiga muscular sobre controle postural de ginastas da Ginástica Acrobática. Visto que diferentes tipos de treinamento físico, especialmente aqueles que requerem ações rápidas e habilidosas envolvendo equilíbrio e orientação corporal, induzem melhoras no controle postural, a hipótese levantada nesse estudo foi de que os ginastas da Ginástica Acrobática deveriam apresentar, após um protocolo de indução de fadiga muscular, um aumento nas oscilações posturais menos acentuados em comparação a não ginastas (i.e. um menor efeito da fadiga muscular sobre as oscilações posturais). Dessa forma, o objetivo desse estudo foi comparar, entre ginastas da Ginástica Acrobática (grupo GYN) e não ginastas (grupo CTRL), os efeitos da fadiga muscular dos flexores plantares do tornozelo sobre o controle postural, durante tarefas de postura unipodal com e sem a presença de informações táteis adicionais (i.e. com e sem contato do dedo indicador com uma superfície externa). Além disso, foi utilizada eletromiografia (EMG) de superfície de músculos do membro inferior e do tronco para avaliar mais profundamente as adaptações do sistema neuromuscular em função da instalação da fadiga. Os resultados indicaram que, para ambos os grupos GYN e CTRL, a fadiga muscular causou aumento das oscilações posturais, enquanto o toque causou diminuição das mesmas. No entanto, para o grupo CTRL (mas não para o grupo GYN) o efeito da fadiga parece ser dependente da condição de toque, visto que quando informações táteis adicionais estiveram presentes, o efeito da fadiga sobre as oscilações posturais foi atenuado. Apesar das oscilações posturais terem sido semelhantes entre os grupos GYN e CTRL, a análise dos sinais de EMG indicou que o grupo GYN utilizou menores níveis de ativação do músculo tibial anterior (ou ativações menos frequentes), assim como diferentes distribuições espectrais dos sinais de EMG provenientes do gastrocnêmio medial, bíceps femoral e do reto abdominal durante a tarefa de equilíbrio unipodal, independentemente da condição de fadiga ou de toque / Although Acrobatic Gymnastics practice has been considered effective in generating neuromuscular adaptations associated with postural control improvements, to date no study has investigated the behavior of postural sway of gymnasts of Acrobatics Gymnastics in response to the manipulation of sensory information such as the addition of tactile sensory cues. Moreover, a large number of studies have shown increased postural oscillations in response to muscle fatigue. However, no investigation has addressed the effects of muscle fatigue on the postural control of gymnasts of Acrobatics Gymnastics. As postural control is improved by different types of physical training, particularly those requiring skilled and fast actions, the hypothesis saised in this study was that gymnasts of Acrobatics Gymnastics would be less prone to fatigue-induced postural instabilities, thereby showing a smaller effect of muscle fatigue on postural sway. Therefore, the aim of this study was to compare the effects of plantar flexor muscle fatigue on the control of single leg stance between gymnasts of Acrobatics Gymnastics (GYN group) and non-gymnasts (CTRL group), during postural tasks performed with and without additional tactile information due to contact of the index finger with an external surface. Additionally, surface EMG of the lower limb and trunk muscles was used to further evaluate the fatigue-induced adaptations on the neuromuscular system. The results indicated that, for both GYN and CTRL groups, muscle fatigue caused an increase in postural sway, while the touching an external surface decreased it. However, for the CTRL group (but not for the GYN group) the effect of fatigue seems to be dependent on the touch condition, as the effect of fatigue on postural sway was attenuated in the presence of additional tactile information. Although postural sway parameters were similar between the GYN and CTRL groups, analysis of the EMG signals indicated that the GYN group used lower levels of tibialis anterior muscle activation (or less frequent activations), as well as different spectral distributions of the EMG signals from gastocnemius medialis, biceps femoris and rectus abdominis during the unipodal postural task, regardless of the fatigue or touch condition

Este estudo objetivou investigar os componentes posturais reativos em resposta a deslocamentos da base de suporte, perturbando o equilíbrio corporal, em função da realização concomitante de uma tarefa supra-postural manual e incerteza sobre a direção de perturbação. Dezesseis adultos jovens de ambos os sexos (M = 26,3 anos; DP = 2,6) participaram do estudo. A tarefa supra-postural consistiu em equilibrar um cilindro sobre uma bandeja (restrição), cujo desempenho foi verificado por meio do deslocamento angular do cilindro. O desempenho na tarefa postural foi avaliado em função da combinação da incerteza sobre a direção de perturbação postural (anterior ou posterior) e restrição imposta pela tarefa supra-postural, requisitando equilíbrio do cilindro ou manutenção de uma bandeja na orientação horizontal. O desempenho na tarefa postural foi avaliado por meio de análises eletromiográfica de músculos anteriores e posteriores da perna direita e cinemática das principais articulações envolvidas nos ajustes da postura e da tarefa supra-postural. Os resultados mostraram que a tarefa supra-postural com restrição em perturbações previsíveis diminuiu a latência de ativação da musculatura agonista reduziu o deslocamento manual no controle na tarefa supra-postural. A tarefa supra-postural com restrição induziu ajustes diferenciados nas articulações do tornozelo, joelho, quadril e ombro em comparação à condição sem restrição. Os resultados sugerem que a tarefa supra-postural com restrição induziu maior automatização postural para reagir rapidamente à perturbação. Estes resultados indicam que o controle de uma tarefa supra-postural é integrado com a manutenção do controle postural em situações de perturbação do equilíbrio corporal. Além disso, esta integração foi mostrada ser dependente da previsibilidade da direção de perturbação postural. Assim, a principal conclusão deste estudo foi que a restrição imposta pela tarefa supra-postural influencia respostas neurofisiológicas reativas associadas ao controle postural, que são potencializadas pela previsibilidade da perturbação postural / This study aimed to investigate the reactive components of postural adjustments in response to displacements of the basis of support, disturbing body balance, as a function of a concomitant manual execution of a supra-postural task and uncertainty about the perturbation direction. Sixteen young adults of both genders (M = 26,3 years; SD = 2,6) participated in the study. The supra-postural task consisted of equilibrating a cylinder on a tray (constraint), whose performance was assessed through cylinder displacement. The performance on stance was evaluated as a function of a combination of uncertainty of direction of postural perturbation (anterior or posterior) and the constraint imposed by the supra-postural task, requiring equilibrium of the cylinder or maintenance of a tray in a horizontal orientation. Performance on stance was assessed through electromyographic analysis of anterior and posterior muscles of the right leg and kinematics of the main joints involved in postural e supra-postural adjustments. The results showed that the supra-postural task in predictable perturbations decreased the activation latency of agonistic muscles and diminished the manual displacement in the supra-postural task. The constraining supra-postural task induced differential adjustments in the ankle, knee, hip and shoulder in comparison with the condition without constraint. The results suggest that the restrictive supra-postural task induced a more automatic postural control to rapidly react to perturbations, generating more efficient postural adjustments. Thus, the present results suggest that the constraining supra-postural task induced more automatic responses. These results indicate that the control of a supra-postural task is integrated with the maintenance of upright stance in situations of balance perturbation. Moreover, this integration was shown to be dependent on predictability of direction of postural perturbation. So, the main conclusion drawn from our results is that the constraint imposed by the supra-postural task influences reactive neurophysiological responses related to postural control, which are enhanced by postural perturbation predictability

Thesis title: The effect of kinesthetic sensation on the postural control and balance abilities of individuals with visual impairments Objectives: Compose through the literature study appropriete balance programe for the individuals with visual impairments and measure its effect on their postural control and balance abilities. Methods: Ten visually impaired subjects, one subject with visual and vestibular impairment and one healthy subject took part in this study. Movement intervention was held once a week for eleven weeks, consisting of balance and coordination training, exercises for decreasing muscle imbalances and increasing body awareness and relaxation ability. The Footscan system was used for measuring the effect of movement intervention on the on the postural control and balance abilities of individuals with visual impairments. The testing was done before the beginning and after the finishing of all classes of movement intervention and the results of the pretest and posttest were compared with each other. Results: The movement intervention led to the improvement of postural control and balance abilities at five subjects from the total of nine subjects, who underwent pre and post testing. From the total of forty-eight carried out tests, the subjects noted improvement in twenty-two tests,...

La Dégénérescence Maculaire Liée à l’Age (DMLA) affecte actuellement plus d’un million de malades en France et concernera 288 millions de personnes dans le monde en 2040. Cette pathologie du sujet âgé est à l’origine d’un handicap fonctionnel majeur, source de perte d’autonomie et de dépendance. Malgré une forte prévalence, les performances posturales et oculomotrices des sujets atteints de DMLA restent peu étudiées et beaucoup d’interrogations sont à ce jour sans réponse. Ce projet de recherche comporte deux parties pour lesquelles nous avons utilisé différents dispositifs : les plateformes de force TechnoConcept® et Framiral®, le Mobile eyeBRAIN tracker EBT2®, et la tablette connectée Metrisquare®. Dans un premier temps, nous avons examiné l’impact de la DMLA unilatérale versus bilatérale sur le contrôle postural en comparaison avec des sujets sains âgés (Etude I), pour permettre de mettre en évidence le bénéfice de la rééducation posturale chez cette population de malades (Etudes II et III). Dans un second temps, nous avons étudié l’oculomotricité des sujets atteints de DMLA à travers leurs performances de saccades visuellement guidés et de lecture, afin de rééduquer ces mêmes performances via des exercices oculomoteurs et visuo-attentionnels (Etude IV, V et VI). En objectivant les mouvements oculaires ainsi que le déplacement du centre de pression chez les sujets atteints de DMLA uni- et bilatérale, en comparaison avec des sujets sains du même âge, nous avons cherché à confirmer notre hypothèse : le déficit visuel des sujets atteints de DMLA, à l’origine d’une malvoyance, entraine la mise en place de mécanismes adaptatifs qui, grâce à une rééducation adaptée, permettent de réduire les restrictions fonctionnelles posturales et oculomotrices. In fine, ces travaux apportent des solutions pour mieux prévenir et rééduquer ces déficits fonctionnels, grâce à des outils innovants qui permettront d’optimiser la prise en charge. / Nowadays, age-related macular degeneration (AMD) affects more than one million of people in France and will concern 288 million of people in the world in 2040. This pathology impacts elderly and generates a serious functional disability which causes autonomy loss and dependance. Despite the high prevalence, the postural and oculomotor performances of AMD subjects are little studied and there are still lot of questions without answers. This research project is composed by two parts and used different experimental techniques: TechnoConcept® and Framiral® force plateforms, Mobile eyeBRAIN tracker EBT2®, and Metrisquare® digital tablet. Firstly, we examined the impact of unilateral versus bilateral AMD in postural control, compared with healthy elderly (Study I), in order to evidence the benefits of postural training in these groups (Studies II and III). Secondly, we studied the oculomotor pattern in AMD subjects during visually guided saccades and reading tasks, to improve their performance with oculomotor and visuo-attentional exercises (Studies IV, V and VI). By objectifying eye movements as well as the displacement of center of pressure in unilateral and bilateral AMD subjects, compared with healthy age-matched controls, we want to confirm our hypothesis: the visual impairment of AMD subjects, which causes low vision, leads to the implementation of adaptive mechanisms that, through appropriate training, reduce postural and oculomotor functional restrictions.In fine, this research provides specialists with solutions to prevent and train these functional deficits with novator techniques, in order to optimize the coverage.