Although people can typically maintain balance on moving trains, or press the appropriate button on an elevator with little conscious effort, the apparent ease of these sensorimotor tasks is courtesy of neural mechanisms that continuously interpret many sensory input signals to activate muscles throughout the body. The overall hypothesis of this work is that motor behaviors emerge from the interacting constraints and features of the nervous and musculoskeletal systems. The nervous system may simplify the control problem by recruiting muscles in groups called muscle synergies rather than individually. Because muscles cannot be recruited individually, muscle synergies may represent a neural constraint on behavior. However, the constraints of the musculoskeletal system and environment may also contribute to determining motor behaviors, and so must be considered in order to identify and interpret muscle synergies. Here, I integrated techniques from musculoskeletal modeling, control systems engineering, and data analysis to identify neural and biomechanical constraints that determine the muscle activity and ground reaction forces during the automatic postural response (APR) in cats. First, I quantified the musculoskeletal constraints on force production during postural tasks in a detailed, 3D musculoskeletal model of the cat hindlimb. I demonstrated that biomechanical constraints on force production in the isolated hindlimb do not uniquely determine the characteristic patterns of force activity observed during the APR. However, when I constrained the muscles in the model to activate in a few muscle synergies based on experimental data, the force production capability drastically changed, exhibiting a characteristic rotation with the limb axis as the limb posture was varied that closely matched experimental data. Finally, after extending the musculoskeletal model to be quadrupedal, I simulated the optimal feedforward control of individual muscles or muscle synergies to regulate the center of mass (CoM) during the postural task. I demonstrated that both muscle synergy control and optimal muscle control reproduced the characteristic force patterns observed during postural tasks. These results are consistent with the hypothesis that the nervous system may use a low-dimension control scheme based on muscle synergies to approximate the optimal motor solution for the postural task given the constraints of the musculoskeletal system. One primary contribution of this work was to demonstrate that the influences of biomechanical mechanisms in determining motor behaviors may be unclear in reduced models, a factor that may need to be considered in other studies of motor control. The biomechanical constraints on force production in the isolated hindlimb did not predict the stereotypical forces observed during the APR unless a muscle synergy organization was imposed, suggesting that neural constraints were critical in resolving musculoskeletal redundancy during the postural task. However, when the model was extended to represent the quadrupedal system in the context of the task, the optimal control of the musculoskeletal system predicted experimental force patterns in the absence of neural constraints. A second primary contribution of this work was to test predictions concerning muscle synergies developed in theoretical neuromechanical models in the context of a natural behavior, suggesting that these concepts may be generally useful for understanding motor control. It has previously been shown in abstract neuromechanical models that low-dimension motor solutions such as muscle synergies can emerge from the optimal control of individual muscles. This work demonstrates for the first time that low-dimension motor solutions can emerge from optimal muscle control in the context of a natural behavior and a realistic musculoskeletal model. This work also represents the first explicit comparison of muscle synergy control and optimal muscle control during a natural behavior. It demonstrates that an explicit low-dimension control scheme based on muscle synergies is competent for performance of the postural task across biomechanical conditions, and in fact, may approximate the motor solution predicted by optimal muscle control. This work advances our understanding how the constraints and features of the nervous and musculoskeletal systems interact to produce motor behaviors. In the future, this understanding may inform improved clinical interventions, prosthetic applications, and the general design of distributed, hierarchal systems.

Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Chirurgie dentaire : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Thesis (PhD) - Swinburne University of Technology, Faculty of Engineering and Industrial Sciences, 2009. / A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy, Faculty of Engineering and Industrial Sciences, Swinburne University of Technology, 2009. Typescript. "February 2009". Includes bibliographical references (p. 291-313)

Thèse doctorat : Neurosciences : Nancy 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre.

Darbe atlikta teorinė taisyklingos kūno laikysenos sampratos, laikysenos sutrikimų paplitimo, priežasčių, pasekmių, korekcinių priemonių analizė. Iškelta hipotezė, kad sistemingas pratimų su terapiniais kamuoliais integravimas į judesio korekcijos pratybas 5-6 metų vaikams, turintiems laikysenos sutrikimų, daro teigiamą poveikį jų kūno laikysenai. Pratimų su terapiniais kamuoliais taikymas laikysenos sutrikimų profilaktikoje ir korekcijoje yra efektyvesnis nei tradiciniai fiziniai pratimai. Buvo atliktas eksperimentas, kurio tikslas - nustatyti ir įvertinti pratimų su terapiniais kamuoliais poveikį 5-6 metų vaikų laikysenai. Atlikta statistinė (aprašomoji dažnių, vidurkių, Mann’o ir Whitney U-testo, Wilcoxon’o teso, Spirmeno koreliacijos koeficiento) duomenų analizė. Tyrime dalyvavo Šiaulių rajono Kairių lopšelio-darželio ,,Spindulėlis” ir Šiaulių lopšelio-darželio ,,Varpelis” 5-6 metų vaikai, turintys laikysenos sutrikimų. Empirinėje dalyje nagrinėjami 5-6 metų vaikų laikysenos ypatumai, analizuojami laikysenos, kaulų ir raumenų funkcinės būklės pokyčiai. Svarbiausios empirinio tyrimo išvados: 1. Tyrimo rezultatai parodė, kad judesio korekcijos pratybos taikant pratimus su terapiniais kamuoliais turėjo teigiamą poveikį 5-6 metų vaikų kūno laikysenai. Eksperimentinės grupės tiriamųjų kūno laikysena patikimai (p≤0,05) pagerėjo po eksperimento ir statistiškai reikšmingai skyrėsi nuo kontrolinės grupės tiriamųjų kūno laikysenos (p≤0,05). 2. Visų tiriamųjų kaulų ir raumenų... [toliau žr. visą tekstą] / In the present master’s thesis, there is performed theoretical analysis of the concept of correct body posture disorders, their reasons, consequences and corrective means. In the thesis, there was raised a hypothesis that systematic integration of exercises with therapeutic balls into practice of movement correction to 5-6 years aged children with posture disorders makes positive effect on their body posture. Application of exercises with therapeutic balls in prophylaxis and correction of posture disorders is more efficient than conventional physical exercises. An experiment was performed. The purpose of the experiment was to determine and assess the effect to the exercises with therapeutic balls on the posture of 5-6 years aged children. A statistical analysis (descriptive of frequencies, averages, Mann and Whitney’s U-test, Wilcoxon’s test, Spirmen’s correlation coefficient) of data was performed. 5-6 years aged children with posture disorders from Kairiai kindergarten “Spindulėlis” and from Šiauliai kindergarten “Varpelis” participated in the research. Peculiarities of posture of 5-6 years aged children are considered in the empiric part of the thesis. There are also analysed changes of functional condition of posture, bones and muscles. The main conclusions of the empiric research are the following: 1. The results of the research demonstrated that practice of movement correction applying exercises with therapeutic balls had positive effect on posture of 5-6 years old... [to full text]

Nugaros skausmas yra plačiai paplitęs, tai – didžiulė socialinė, psichologinė ir ekonominė problema. 15 – 20% suaugusiųjų nugaros skausmą patiria bent kartą per metus, o 70 – 80% bent kartą gyvenime. Iš visų žmonių, kenčiančių nugaros skausmą, 5 – 10% jaučia lėtinį skausmą. Ši problema kamuoja apie 40% visų dirbančių žmonių ir tai yra viena iš dažniausių nedarbingumo priežasčių. Kineziterapija vandenyje yra efektyvus skausmo ir judamojo – atramos aparato kontrolės metodas. Darbo tikslas yra nustatyti nugaros skausmo, stuburo paslankumo, laikysenos ir liemens raumenų ištvermės kitimą taikant kineziterapiją vandenyje. Tikslui pasiekti buvo iškelti uždaviniai: nustatyti skausmo, laikysenos, stuburo paslankumo, pilvo, nugaros ir šoninių liemens raumenų ištvermės kitimą taikant kineziterapiją vandenyje, bei nustatyti ir įvertinti tiriamųjų gyvenseną. Iškėlėme hipotezę, kad po kineziterapijos vandenyje sumažės nugaros skausmas, padidės stuburo paslankumas ir liemens raumenų ištvermė, bei pagerės laikysena. Tyrime dalyvavo 14 nugaros skausmus patiriančių žmonių: 5 vyrai ir 9 moterys (amžiaus vidurkis 32±6,9 m.). Kineziterapijos vandenyje užsiėmimai vyko LKKA baseine, 2 kartus per savaitę. Vieno užsiėmimo trukmė – 45 min. Buvo registruojamas skausmas (po kiekvieno užsiėmimo), vertinama laikysena (2 kartus); stuburo paslankumas ir liemens raumenų ištvermė buvo matuojami tyrimo pradžioje ir kas 10 savaičių (4 kartus). Gauti duomenys parodė, kad daugiau kaip pusė tiriamųjų laisvalaikį... [toliau žr. visą tekstą] / Back pain is a common problem and one of enormous social, psychologic, and economic burden. 15 – 20% of adult population experience back pain at least once in a year, and 70 – 80% experience back pain at least once in the lifetime. Meanwhile 5 – 10% suffers from chronic back pain. Back pain afflicts about 40% of working population and is a major cause of disability in the adult working population. Aquatic therapy is an effective way for controling back pain and muscle – sceletal features. The objective of this research is to define the effects of aquatic therapy on back pain, back mobility, posture and trunk muscle endurance. In order to obtain the objective we came up with the next targets: to measure the variation of posture, back mobility, trunk muscle, back pain when applying aquatic therapy and to estimate and assess the lifestyle of the participants. We hypothesized that aquatic therapy will reduce back pain, increase back mobility, trunk muscle endurance and improve posture. 14 people with back pain participated in the research (5 men and 9 women) with the average age of 32±6,9 years. Aquatic therapy sessions were held twice a week in the swimming pool of Lithuanian Academy of Physical Education. It took 45 minutes for a session. The next measures have been taken: pain (after each session), posture evaluation (2 times), back mobility and trunk muscle endurance have been measured in the beginning of the research and every 10 weeks (4 times). Data analysis identified... [to full text]

Darbe atlikta teorinė priešmokyklinio amžiaus vaikų psichomotorikos analizė. Iškelta hipotezė, kad kamuolių terapijos programa, taikoma kalbos, kalbėjimo ir komunikacijos sutrikimų turintiems vaikams, turi teigiamos įtakos ugdytinių laikysenos ir koordinacinių judesių rodikliams bei kalbėjimo funkcijoms. Penkių mėnesių trukmės eksperimento metu buvo atliekami testavimo tyrimai, kurių tikslas – ištirti ir palyginti eksperimentinės ir kontrolinės grupių tiriamųjų laikysenos ir koordinacinių judesių išsivystymo lygį bei nustatyti kamuolių terapijos poveikį eksperimentinės grupės vaikų motorikos bei kalbinių funkcijų lavinimui. Atlikta statistinė (vidurkių, koreliacijos ir Chi kvadrato) duomenų analizė. Eksperimente dalyvavo 40 šešerių metų amžiaus vaikų, turinčių kalbos, kalbėjimo ir komunikacijos sutrikimų, iš dviejų Šiaulių lopšelių–darželių. Empirinėje dalyje nagrinėjami priešmokyklinio amžiaus vaikų kalbos, kalbėjimo ir komunikacijų sutrikimai, laikysenos ir koordinacinių įgūdžių išsivystymo lygis, šių sričių tarpusavio sąsajos bei korekcinių pratybų su terapiniais kamuoliais įtaka tiriamųjų psichomotoriniam vystimuisi. Svarbiausios empirinio tyrimo išvados: 1. Tirtiems vaikams būdingi nežymūs kalbos, kalbėjimo ir komunikacijos sutrikimai. Vyrauja fonetinės ir fonologinės kilmės kalbos sutrikimai. Pradinio laikysenos ir koordinacinių funkcijų tyrimo rezultatai parodė, kad priešmokyklinio amžiaus vaikai pasižymi pakankamai prasta laikysenos simetrija, koordinacijos ir... [toliau žr. visą tekstą] / This work contains the theoretical analysis of psycho-motorics of pre-school children. The hypothesis that a ball therapy program applied to children with linguistic, speaking and communication disorders had a positive influence on their postural control, coordination movements and speaking functions was put forward. During the five months lasted experiment the research was done. The aim of this research was to explore and compare the level in the posture development and coordination movements of examined children in experimental and control groups as well as determine the influence of the ball therapy on the development of motorics and speaking functions of children in an experimental group. It was done the statistical analysis of the results (averages, correlation and Chi square). 40 six-year-old children with linguistic, speaking and communication disorders from 2 kindergartens took part in this experiment. The empirical part provides the analysis of pre-school children’s linguistic, speaking and communicative disorders, the level of development of a posture and coordination skills, links between these areas and effect of correction exercises with therapeutic balls on children’s psycho-motor development. Here are the main conclusions of the empirical research: 1. Examined children have small linguistic, speaking and communicative disorders. Phonetic and phonological disorders are the most common. The results of the research into initial posture and coordination functions... [to full text]

Tyrimo objektas: pirmaklasių laikysena, jos sąsajos su kuprinės svoriu. Tyrimo problema: kiekvienais metais blogėja į mokyklą ateinančių pirmokų ir ypač vyresnių klasių mokinių sveikata. Sveikatos statistikoje nurodoma, kad vienas dažniausių sveikatos sutrikimų, pasitaikančių mokyklinio amžiaus vaikams – laikysenos sutrikimai. Šio darbo tikslas - nustatyti pirmaklasių laikysenos priklausomybę nuo mokyklinės kuprinės svorio. Tyrimo tikslui pasiekti buvo iškelti tokie tyrimo uždaviniai: 1) Nustatyti pirmaklasių laikyseną be kuprinės; 2) Nustatyti kaip pakinta moksleivio laikysena užsidėjus kuprinę; 3) Nustatyti pirmaklasių laikyseną, priklausomai nuo kuprinės svorio. Keltos dvi hipotez���s. Pirma teigė, kad „pirmaklasių, užsidėjusių kuprinę, laikysena, lyginant su jų pačių laikysena be kuprinės, pablogėja“. Antroji – kad „pirmaklasių, nešiojančių rekomenduojamą svorį atitinkančias kuprines, laikysena, lyginant jų laikysena be kuprinės, nepablogėja“. Pirmą hipotezę tyrimas patvirtino, antros – ne. Tiriamieji: 43 neatsitiktine tvarka iš Kazlų Rūdos pradinės mokyklos parinkti pirmos klasės mokiniai. Buvo atliekami mokinių matavimai (ūgio, svorio, kuprinės svorio, kojų ilgio) ir fotografavimas (frontaliniu, sagitaliniu ir dorsaliniu planu laikysenos be kuprinės įvertinimui bei sagitaliniu planu laikysenos su kuprine įvertinimui. Išanalizavus 258 nuotraukas, padarytos šios išvados: 1. Pirmaklasių laikysena, net esant be kuprinės, turi įvairių nukrypimų nuo normos, nei vieno tirto... [toliau žr. visą tekstą] / Object of research: the first year schoolchildren‘s posture and it‘s dependence of backpack‘s weight Problem of research: Children’s, who first comes to school and especially children’s in higher forms health becomes more bad every year. Health statistics notes, that one of most common health disturbancies in school age children is postoral deviations. The intention of this research is to find out the first year schoolchildren‘s posture and it‘s dependence of backpack‘s weight. To reach the intention of research we raise these tasks of research: 1) To establish the first year schoolchildren‘s posture without backpack; 2) To establish how changes the first year schoolchildren‘s posture after he/she puts the backpack on; 3) To find how changes the first year schoolchildren‘s posture, depending of backpack weight. We raised two hypothesis. The first said, that “first year schoolchildren‘s posture, when they has their backpack on, comparing with their posture without backpack, becomes worst”. The second – that “first year schoolchildren‘s, who carry the backpack which mach for his/her weight, posture, if compare with their posture without backpack, is changeless”. Research have proved the first hypothesis, the second was wrong. Exploratories: 43 first year school childrens of Kazlu Ruda primary school. To reach our intention of research we made childrens measuremensts (height, weight, packpack weight and legs height) and tooked photos of each child from frontal, sagital and... [to full text]

Raktiniai žodžiai: laikysena, skoliozė, raumenų tonusas, kineziterapija. Tyrimo objektas: 10-16 metų (5,6,7,8 klasių) vaikų, sergančių cerebriniu paralyžiumi laikysenos sutrikimai ir korekcija. Tyrimo problema: Netaisyklinga laikysena, ydinga laikysena, skoliozė – vis dažniau skambančios frazės ugdymo įstaigose šiomis dienomis. Šiame kompiuterių ir technikos amžiuje laikysenos sutrikimai yra labai dažnas reiškinys mokinių tarpe. Vaikams, sergantiems cerebriniu paralyžiumi, ši problema yra ypač aktuali, nes jų kūno laikyseną labai įtakoja jų specifinis raumenų tonusas, sąnarių kontraktūros, jau nekalbant apie nepritaikytus mokyklinius suolus ir laiką, praleistą prie kompiuterio. Jų kūno laikyseną reikia nuolat prižiūrėti, intensyvinti mankštas, taikyti įvairius metodus, naujoves, kad pasiekti pačią optimaliausia formą. Darbo tikslas: Išsiaiškinti, ar pakito tiriamųjų laikysena bei raumenų jėga ir tonusas, pritaikius judesių korekcijos užsiėmimų programą. Tyrimo uždaviniai: 1. Apibendrinti literatūrą apie vaikų laikysenos sutrikimus, vaikų, sergančių cerebriniu paralyžiumi raumenų tonuso ypatumus. 2. Įvertinti cerebriniu paralyžiumi sergančių vaikų laikyseną, sąnarių amplitudes, raumenų tonusą bei jėgą prieš judesių korekcijos užsiėmimų programos sudarymą. 3. Ištyrus sudaryti judesių korekcijos užsiėmimų bendrą programą (bendrą ir jei reikia individualią); 4. Įvertinti cerebriniu paralyžiumi sergančių vaikų laikyseną, raumenų tonusą bei jėgą judesių korekcijos užsiėmimų... [toliau žr. visą tekstą] / Key words: posture, scoliosis, muscular tonicity, kinezitherapy. The object of research: posture disorder and correction of 10-16 year (5th, 6th, 7th and 8th forms) children having cerebral paralysis. The problem of research: Incorrect posture, perverse posture and scoliosis are phrases heard and pronounced more and more often at educational institutions nowadays. In the computer and machine age posture disorder is a very common phenomenon among schoolchildren. The problem is especially relevant for children having cerebral paralysis as their body posture is extremely influenced by specific muscular tonicity and articular contractor not to mention unfitted school desks and time spent in front of the computer. In order to achieve the most optimum physical form these children’s body posture must always be under observation, exercises should be intensified and various methods and innovations applied. The purpose of research: To ascertain if children’s in the study posture and muscular power and tonicity have changed since the application of the programme of activities of movement correction. The objectives of research: 1. To summarize literature on the disorder of children’s posture and peculiarities of muscular tonicity of children having cerebral paralysis. 2. To evaluate posture, articular amplitude, muscular tonicity and power of children having cerebral paralysis before formation of the programme of activities of movement correction. 3. To form a general programme of... [to full text]