• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
7 марта
Институт физиологии Павлова
737

Российские ученые узнали, что происходит с нашим телом в положении стоя

4.7

Стоять на месте — это процесс, не менее трудоемкий, чем ходьба. Работает не только множество мышц, удерживающих тело в вертикальном положении, интенсивно функционирует нервная система (сравните, насколько легче удерживать равновесие на движущемся велосипеде, чем на стоящем). Есть две разные стратегии удержания позы, интуитивно человек предпочитает одну из них, в зависимости от присущего ему когнитивного стиля — полезависимости или поленезависимости. Ученые Института физиологии имени И. П. Павлова РАН, работающие с электрической стимуляцией спинного мозга, провели исследования, которые помогут выяснить, насколько такое разделение важно при реабилитации людей, получивших травму спинного мозга.

Физиологи узнали, что происходит с нашим телом, когда мы стоим / © photo nic, unsplash.com

Статья опубликована в журнале Frontiers in Neuroscience. В ней изложены результаты исследования Лаборатории физиологии движения Института физиологии имени И. П. Павлова РАН в области чрескожной стимуляции спинного мозга.

Одно из направлений работы Лаборатории физиологии движения ИФ РАН – исследование механизмов и эффективности электрического воздействия (чрескожной стимуляции)  на спинной мозг при реабилитации пациентов с различными заболеваниями, связанными с нарушениями работы спинного мозга – травмы, инсульт, спинальная мышечная атрофия у детей и другими патологиями.

Благодаря многолетней практике и сотрудничеству с медицинскими учреждениями, сегодня уже очень много известно о том, какие механизмы задействованы в процессах реабилитации таких пациентов, при каких патологиях какую программу реабилитации и стимуляции необходимо назначить и как их сочетать. Однако эта, близкая к практике, ветвь работы лаборатории требует создания новых подходов, которые могут открыться только в фундаментальных исследованиях.  Именно в этой парадигме и была проведена работа, в центре которой стояло изучение механизмов контроля позы.

Размещение электродов при ЧССМ в исследовании / © Пресс-служба Института физиологии имени И. П. Павлова

Надо отметить, что лаборатория сильно продвинулись в исследовании локомоции, движения. Благодаря исследованиям, ведущимся здесь, мы многое знаем о том, как управлять, в частности, путем чрескожной стимуляции спинного мозга (ЧССМ) шагательными движениями. В данном исследовании сотрудники лаборатории подступают к теме контроля позы.

Отметим, что поза человека – не статичное состояние, а сложный и нетривиальный процесс. Есть иллюзия, что стоя мы неподвижны. На самом деле задействовано большое количество мышечных синергий, активно ведет себя нервная система. Результаты фундаментальных исследований в этой области могут, в частности, помочь понять биомеханику нарушений позы у людей с неврологическими заболеваниями. А это подскажет – как эффективнее помочь больному, зная его изначальную постуральную стратегию (когнитивный стиль).

Когда мы стоим, на нас оказывается множество воздействий как внутренних, так и внешних. Мы дышим, у нас постоянно активированы разные мышечные группы, на нас влияет внешний шум, зрительные образы, многое другое. Нервная система должна такие потоки возмущений интегрировать и адаптироваться к ним. Человека «не шатает», только если организм справляется с широким комплексом задач. Нервная система человека, страдающего неврологическим заболеванием не способна эффективно управлять сложными процессами. Например, тело начинает колебаться в такт какой-то определенной ритмике  – в такт дыханию чаще всего. Знание механизмов, удерживающих нас в статичной позе и того, как мы реагируем на внешние воздействия – ключевые в понимании того, чем мы можем помочь людям, у которых этот механизм нарушен.

Разница в стабилометрии полезависимого (1) и поленезависимого (2) испытуемых. Цифрами обозначена площадь доверительного интервала (колебаний) в контрольных условиях, без стимуляции / © Пресс-служба Института физиологии имени И. П. Павлова

Исследователи разделили испытуемых на две группы – полезависимые и поленезависимые – по показателю сенсорно-когнитивный стиль. Этот стиль понимался в его изначальном физиологическом смысле – то, как человек воспринимает себя в пространстве, за счет каких механизмов поддерживает свою позу. Понятие впервые в 1954 году применил психолог Герман Уиткин. Он выделил два когнитивных стиля – полезависимость и поленезависимость. Полезависимые люди больше зависят от зрительной информации – они определяют положение своего тела, ориентируясь на объекты и других людей вокруг. Поленезависимые на зрительный образы ориентируются в меньшей степени, в большей – на ощущения в собственных суставах (проприоцепция).

Как правило, люди сочетают в себе признаки обоих стилей, однако для своего исследования ученые ИФ РАН использовали тест включенных фигур Готтшальдта, по результатам которого испытуемые разделились на группу с выраженной полезависимостью (ПЗ, девять человек) и выраженной поленезависимостью (ПН, девять человек).

В первой части исследования оценивалась разница в поддержании позы представителями двух групп при отсутствии внешних ориентиров (стоя с закрытыми глазами). ПН в таких условиях позу не меняли, а ПЗ, ориентирующиеся на внешние предметы, «теряли опору» – у них достоверно увеличивались постуральные (обеспечивающие поддержание определенного положения в пространстве) колебания в сравнении с группой ПН (при том, что с открытыми глазами, ПЗ поддерживают позу успешнее, чем ПН).

Именно условие «с закрытыми глазами» послужило контрольным условием, с которым в дальнейшем сравнивались проводимые воздействия. Что интересно, достоверная разница между группами ПЗ и ПН уже наблюдалась в нескольких не связанных исследованиях. Исследования были проведены с разницей в год на разных испытуемых, это говорит о воспроизводимости полученных результатов и сильной корреляцией между когнитивным стилем и неосознанным выбором постуральной стратегии.

В ходе настоящего исследования было изучено влияние чрескожной электростимуляции спинного мозга на постуральный контроль (контроль поддержания позы). Ранее та же группа исследователей показала, что ЧССМ на уровне поясничных позвонков (этот сегмент активирует мышцы-разгибатели нижних конечностей) снижает устойчивость только у ПЗ. Теперь стимуляция применялась на уровне позвонков T11-T12 (грудной отдел). Гипотеза заключалась в том, что при стимуляции этой зоны будет происходить стабилизация позы, так как активация мышц сгибателей нижних конечностей, с которыми связаны стимулируемые позвонки, приведет к фиксации бедер.

Экспериментальные условия / © Пресс-служба Института физиологии имени И. П. Павлова

Испытуемые стояли на платформе в позе Ромберга (с закрытыми глазами, пятки вместе, носки в стороны, руки вытянуты вдоль тела по сторонам).  Стабилометрическая платформа измеряла положение проекции центра давления испытуемых (проводилась оценка постурального баланса).

Результаты исследования гипотезу подтвердили – ЧССМ значительно повлияла на поддержание позы и снова, как и в прошлых исследованиях, – только у полезависимых участников. Однако в этот раз, при стимуляции грудного отдела, произошло улучшение устойчивости (до 28%). В то же время у поленезависимых испытуемых устойчивость не изменилась. Это значит, что ЧССМ по-разному влияет на людей с разным сенсорно-когнитивным стилем.

Фундаментальное исследование найдет применение в медицинской практике. – Подчеркну значимость учета сенсорно-когнитивного стиля в программах реабилитации. Учитывая его, мы можем варьировать параметры стимуляции спинного мозга – строить программы реабилитации, уточнять количество сессий по стимуляции спинного мозга – говорит одна из исследователей Наталия Шаманцева. – Важным результатом оказалось и то, что мы вообще способны модулировать позу у здоровых людей, это показано впервые! Прежде это было продемонстрировано только для людей с травмой спинного мозга.

Сенсорно-когнитивный стиль определяет постуральную стратегию как в условиях поддержания равновесия с закрытыми глазами, так и в условиях с ЧССМ. Учитывая сенсорно-когнитивный стиль мы можем определять и оценивать эффективность постуральной стратегии у больных с неврологическими нарушениями и у лиц пожилого возраста.

Стабилометрическая платформа / © Пресс-служба Института физиологии имени И. П. Павлова

Есть у исследования и «сопутствующие» открытия. – Мы были удивлены, наблюдая за тем, сколь разные стратегии поддержания позы используют люди с разными когнитивными стилями – продолжает Наталия Шаманцева – Когда полезависимые люди стоят с закрытыми глазами, они двигаются единым блоком. Бедра и плечи связаны, они двигаются, как единый стержень. Если их качнет, они всем телом в этом направлении и наклоняются. У поленезависимых иначе – у них сегментарная стабилизация. Движения разных суставов происходят в разных направлениях, позволяя более эффективно поддерживать позу и компенсировать воздействия внутренней и внешней среды. Исследование на эту тему мы продолжим.

На вопрос, что еще, по ее личным наблюдениям, отличает полезависимых и поленезависимых, Наталия Шаманцева отвечает:  

– Мы не проводили такие исследования и не будем – это не наше направление, но если делиться опытом общения с испытуемыми, то могу сказать, что, на мой взгляд, можно говорить о связи полезависимости и математических способностей. Чаще технари – поленезависимые, их можно отнести к типу архитектор-чертёжник, а полезависимых к типу художник-импрессионист. Можно привести метафору леса, заходя в который полезависимые воспримут его как единый живой организм, тогда как для поленезависимых он будет уравнением, которое необходимо решить.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН — один из институтов Отделения биологических наук Российской академии наук. Институт ведет фундаментальные и прикладные исследования, направленные на раскрытие механизмов высшей нервной деятельности, функционирования сенсорных и висцеральных систем организма.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 19:09
Дарья Г.

Остывшая после Большого взрыва Вселенная была наполнена холодным, нейтральным газом, заслонявшим свет звезд. К счастью, за космологическими Темными веками пришла эпоха реионизации. Первые звезды и галактики ионизировали межгалактическое пространство, и Вселенная вновь засияла. И вот ученые нашли древнейшую галактику, излучение которой реионизирует окружающий нейтральный газ.

Вчера, 12:27
Юлия Трепалина

Французский деликатес фуа-гра обычно готовят из печени уток или гусей, которых принудительно откармливают, провоцируя отложение в органе большого количества жира. Зоозащитники выступают против жестокой практики, но именно обилие жира придает фуа-гра плотную и одновременно тающую кремовую структуру, за которую ценят блюдо. Однако, похоже, способ примирить активистов и гурманов найден: ученые предложили технологию, позволяющую приготовить фуа-гра без лишних мучений для птиц.

Вчера, 17:27
Березин Александр

Исследователи из Университета Южной Австралии попробовали отследить, как именно упражнения влияют на когнитивные, исполнительные способности и память человека в том или ином возрасте. Получилось, что эффективнее всего они работают в том возрасте, когда о них думают реже всего.

23 марта
Михаил Орлов

Крупные современные города России — продукт своеобразной эволюции. Их морфология может сочетать историческую застройку, советское наследие и здания времен рыночной экономики. Авторы новой статьи — ученые из ВШЭ и Института географии РАН — заинтересовались, насколько российские города соответствуют современной концепции 15-минутного города. Она описывает доступность инфраструктуры для жителей: могут ли те самостоятельно добраться (пешком или на велосипеде) до школ, больниц, театров и других необходимых заведений за четверть часа.

22 марта
Михаил Орлов

Прежде чем на Земле появились привычные нам животные, ее населяли «черновики Бога». Это таинственные существа, жившие в эдиакарском периоде и совсем не похожие на своих преемников. В новом исследовании ученые описали 211 окаменелостей мелкой двусторонне-симметричной Parvancorina minchami, найденных у берегов Белого моря. Авторы сумели реконструировать рост и развитие парванкорины, а также оценили продолжительность ее жизни.

21 марта
РТУ МИРЭА

В РТУ МИРЭА разработали образовательный проект — многопользовательскую игру API Wars, которая помогает развивать навыки программирования, frontend-разработки и социальной инженерии в увлекательной форме. Действие игры разворачивается в далеком будущем, где игроки, выступая в роли хакерских команд, пытаются взломать автоматизированный завод по производству роботов. Игра также вносит вклад в культурные тренды, используя элементы советского стиля.

15 марта
Юлия Трепалина

Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).

6 марта
Юлия Трепалина

В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.

18 марта
Илья

Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно