Motor control, including locomotion, strongly depends on the gravitational field. Recent developments like lower-body positive pressure treadmills (LBPPTs) have enabled Earth- based studies on the effects of reduced body weight (BW) on walking and running. Yet, the observed adaptations to simulated hypogravity are not optimal. The present project aims at improving them by adding visual information mimicking a martian environment during running sessions on a LBPPT. Twenty-nine participants performed three sessions of four successive five-minute runs at preferred speed, alternating Earth- or Mars-like gravity (100 or 38% BW). They were displayed visual scenes using a virtual reality headset in order to assess the effects of the presence or absence of visual flow and vertical head oscillations during running. The gait was analysed using vertical ground reaction force, foot and sacrum accelerations. Evaluation of the visual vertical and of the sensitivity to the illusion of self-motion helped investigate the adaptations in the perception of gravity and motion. It was found that body weight reduction induces biomechanical adaptations independently of the visual context. Impact peak force and stance time decrease, the latter increasing flight time. Strong inter-individual differences in braking and push-off times appear at 38% BW, unobserved in previous studies at 60 and 80% BW. Additionally, the weight given to visual cues in the perceptual integration of gravity diminishes in hypogravity, in favour of increased reliance on the body long axis as a reference for verticality, all the more when visual scenes and locomotor activity are coherent. In that case, self-motion perception decreases without being influenced by hypogravity. Thus, locomotor and perceptual adaptations are impacted differently depending on a given sensory context. Motor control and spatial perception can then be updated independently relative to the gravitational and visual environment. / Integreringen av gravitationen har stor betydelse för hur rörelsen förverkligas. Nya studier visar särskilt att rörelsemönster påverkas av gravitationskontexten. Detta arbete har möjliggjorts genom utvecklingen av verktyg för att studera reducerad gravitation på jorden, särskilt löpbandet med positivt tryck (LBPPT). De anpassningar som observerats vid minskad kroppsvikt som simulerar hypogravitation verkar dock inte optimala. Syftet med detta projekt är att främja dessa anpassningar genom att lägga till visuell information som överensstämmer med rörelseaktiviteten under löppass på LBPPT. Tjugonio frivilliga deltog i tre sessioner med fyra femminuterslöpningar, där de alternerade mellan två nivåer av tyngdlöshet som efterliknar jordisk eller marsiansk gravitation (100 eller 38% kroppsvikt). Under körningen projicerades virtual reality-scener på dem för att studera effekterna av rullning och vertikala svängningar i synfältet under rörelse. Normal markreaktionskraft, fot- och masscentrumaccelerationer användes för att karakterisera det motoriska mönstret. Anpassningar av den rumsliga uppfattningen undersöktes med hjälp av tester av vertikal bedömning av gravitationen och känslighet för illusionen av självförskjutning. Minskad kroppsvikt leder till ändringar i det motoriska mönstret, oberoende av det visuella sammanhanget, och särskilt en kortare kontakttid leder till en ökad flygtid. En interindividuell differentiering, som inte observerades vid 60 och 80% kroppsvikt, uppträder i broms- och trycktid vid 38% kroppsvikt. I hypogravitet minskar dessutom den vikt som läggs vid visuell information för att integrera gravitationen till förmån för användningen av kroppsaxeln som referens, och detta desto mer som den visuella och motoriska koherensen är stark. Känslan av självrörelse minskar i detta fall, utan att hypogravitationen påverkas. Den sensoriska kontexten, som definieras av viktlöshetsnivån och den visuella kontexten, påverkar alltså anpassningar av motorik och perceptuell-rumslig anpassning på olika sätt. Rörelsekontrollen och uppfattningen av omgivningen kan därför uppdateras oberoende av varandra.
Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-319763 |
Date | January 2022 |
Creators | Keime, Marie |
Publisher | KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH) |
Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
Language | English |
Detected Language | Swedish |
Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
Format | application/pdf |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2022:271 |
Page generated in 0.0019 seconds