التنسيق بين الأطراف

التنسيق بين اليدين هو تنسيق حركة الذراعين معًا، مما يسمح لليدين بالتحرك في وقت واحد لإنجاز المهام. ^{[ 1 ]} ومن أمثلة التنسيق بين اليدين: التصفيق، وفتح غطاء الزجاجة بكلتا اليدين، وكتابة الكلمات على لوحة المفاتيح بكلتا اليدين.

يشمل تنسيق اليدين والقدمين تنسيق الأطراف العلوية والسفلية، بما في ذلك الجانب نفسه من الجسم (مثل اليد اليسرى والقدم اليسرى)، أو الجانب المقابل (كلا جانبي الأطراف). ومن الأمثلة على ذلك المشي والتسلق.

تشمل هذه العملية التنسيقية أجزاء مختلفة من الدماغ، بما في ذلك القشرة الحركية الأمامية (PMC)، والقشرة الجدارية ، والقشرة الحركية الإنسية، والمنطقة الحركية التكميلية ، والقشرة الحركية الحزامية ، والقشرة الحركية الأولية ، والمخيخ ، والحبل الشوكي . ^{[ 2 ]}

تُشارك آلية التغذية الراجعة الحسية في تنسيق حركات الأطراف. تُحفَّز المستقبلات الحسية ، بما في ذلك مغازل العضلات وأعضاء غولجي الوترية في الأطراف، أولًا بواسطة المؤثرات الخارجية (مثل ضغط لمس جسم ما)، ثم تُولِّد تغذية راجعة حسية وترسل المعلومات إلى الجهاز العصبي عبر المسارات الواردة . ^{[ 3 ]} بعد استقبال التغذية الراجعة، يُنشئ الجهاز العصبي المركزي مخططًا داخليًا لاتجاه وحركة الأطراف، ^{[ 4 ]} مما يسمح له بمراقبة نتائج الحركة، وبالتالي تنظيم حس الأطراف بكفاءة. وهذا يُتيح تعديل حركات الأطراف بشكل مستقل لتحسين أداء المهام.

يمكن تمثيل تنسيق حركة الأطراف بنموذج متكامل يتضمن مولد نمط مركزي (CPG)، وعضلات غير خطية، وهندسة سداسية الأوجه ، ومسار حسي تمثيلي للاستقبال الحسي الذاتي . تُستخدم مذبذبات طورية أحادية البعد لتحفيز حركة أزواج العضلات المتضادة . وتُستخدم أطوار مختلفة من هذه المذبذبات لتوضيح الحركات بين الأطراف. يمكن لمذبذب محدد، خاص بعضلة معينة من طرف معين، أن يُظهر تقدم وتطور ذلك الطرف خلال حركته، على سبيل المثال، تقدم وتطور دورة الخطوة للطرف الأيسر أثناء المشي. كما يُدمج في النموذج الاستجابة الانعكاسية (مثل انقباض العضلة ذات الرأسين وانبساط العضلة ثلاثية الرؤوس لثني المرفق) باستخدام قطارات نبضات نمطية لتمثيلها، بحيث يمكن أيضًا توضيح آلية التغذية الراجعة الانعكاسية أثناء حركة العضلات. ^{[ 6 ]}

يُعدّ الحبل الشوكي مركز التحكم العصبي في الحركة. فهو بمثابة المركز التكاملي للجهاز العصبي المركزي للتحكم الحركي، حيث يستقبل المعلومات الحسية من المستقبلات الطرفية للتحكم في الحركات وتعديلها. ^{[ 7 ]} يُحاكى مولد النمط المركزي (CPG) في النموذج كشبكة من الخلايا العصبية الشوكية التي تتحكم في مخرجات الحركة الأساسية. ^{[ 8 ]} تتطلب الحركة الفعالة في النموذج تنسيقًا مرنًا لشبكات الخلايا العصبية في الحبل الشوكي، مما يسمح بأنماط مشي متنوعة واستخدام مستقل للأطراف. ويمكن تحقيق هذا التنسيق المرن من خلال دمج آلية التنظيم الذاتي للحبل الشوكي، والتغذية الراجعة الحسية الجسدية من الأطراف، ومسارات فوق نخاعية مختلفة في النموذج. ^{[ 9 ]}

تُعدّ الروابط الميكانيكية بين الأطراف والجذع مهمةً لاستقرار حركات التنسيق بين الأطراف المتعددة. في المقابل، يتلقى الجهاز العصبي المركزي معلوماتٍ عن الحالة الميكانيكية للأطراف والجذع أثناء تفاعله مع البيئة من خلال التغذية الراجعة الحسية الجسدية من المحيط. ^{[ 9 ]}

لكل طرف مولد نمط حركي نخاعي خاص به، ويمكن أن يوضح التمثيل التخطيطي التفاعلات بين أجزاء مولد النمط الحركي التي تتحكم في نشاط العضلات القابضة والباسطة. ^{[ 12 ]}

أظهرت دراسات حديثة أن التغيرات التكيفية تحدث فقط في تنسيق حركة الأطراف، ولا تحدث في تنسيق حركة الطرف الواحد (التنسيق على نفس الطرف ولكن في مفاصل مختلفة). ^{[ 13 ]} في هذه التجربة، استُخدم جهاز مشي ذو حزامين (جهاز مشي مزود بحزامين يُحرك كل ساق بسرعات مختلفة)، حيث يُغير هذا التدخل سرعة المشي أو الجري للمستخدمين. تم تحفيز المشاركين على المشي بسرعات مختلفة بالتناوب، واستُخدمت معايير الحركة لحساب حركة الأطراف خلال دورة المشي. بدا أن لدى المشاركين أنماطًا حركية جديدة بعد المشي على جهاز المشي، مما يشير إلى أن نمطًا جديدًا لتنسيق حركة الأطراف قد تم تكييفه وتخزينه لديهم. ^{[ 13 ]}

وُجد أن العمر يرتبط بتغيرات في التناسق الحركي بين الأطراف، مثل الترابط بين وضعيات الأطراف أو سرعاتها . ومن المعروف أن التغيرات والتحسينات في التناسق الحركي بين الأطراف مع التقدم في العمر تُعد ظاهرة رئيسية في تطور المهارات الحركية الكبرى لدى الرضع. كما وُجد أن الجمع بين حركة الذراعين والساقين قد يكون مؤشراً على بعض السلوكيات الموجهة نحو هدف، مثل مدّ الذراعين والإمساك بالأشياء أثناء المشي لدى الرضع. ^{[ 14 ]}

لا تؤثر البنى الدماغية المتضررة من السكتة الدماغية على قدرة التنسيق بين الأطراف على التكيف وتخزين العلاقات الجديدة بينها، ولذلك يُلاحظ أن مرضى السكتة الدماغية قادرون على تبني آلية جديدة للتنسيق بين الأطراف. ^{[ 15 ]} ونظرًا لإمكانية تغيير تنسيق الأطراف بشكل تكيفي، فمن المتوقع إمكانية تحسين أنماط المشي غير المتناظرة الناتجة عن تلف الجهاز العصبي المركزي بسبب السكتة الدماغية، وذلك من خلال استراتيجيات إعادة تأهيل تكيفية طويلة الأمد باستخدام جهاز المشي ذي الحزام المنفصل. ^{[ 13 ] [ 15 ]}

يُعدّ تجمّد المشية (FOG) عرضًا مُعيقًا شائعًا في مرض باركنسون . ويُساهم تجمّد المشية بشكل كبير في زيادة خطر السقوط لدى مرضى باركنسون، ولا يُمكن تخفيفه بالأدوية إلا جزئيًا. ومن المعروف أن مرضى باركنسون الذين يُعانون من تجمّد المشية يواجهون صعوبة أكبر في تعديل مشيتهم خلال حركاتهم اليومية. ^{[ 16 ]} علاوة على ذلك، يُعتقد أن عدم تناسق المشية يُساهم في تجمّد المشية، حيث غالبًا ما يفشل المرضى في إكمال المهام غير المتناسقة مثل الدوران. يُمكن استخدام التدريب على جهاز المشي ذي الحزام المنفصل (SBT)، وليس التدريب على جهاز المشي ذي الحزام الثابت (TBT)، كطريقة لإعادة تأهيل الأشخاص الذين يُعانون من تجمّد المشية، وذلك من خلال تدريبهم على تعديل نمط مشيتهم في الظروف غير المتناسقة. وقد حسّن التدريب على جهاز المشي ذي الحزام المنفصل تعديل المشية فورًا بعد التدريب، والأهم من ذلك، أن هذا التحسّن استمر لمدة تصل إلى 24 ساعة. وتكمن ميزة التدريب على جهاز المشي ذي الحزام المنفصل في أنه يُعدّل المشية بشكل غير مباشر دون الحاجة إلى توجيه الانتباه بوعي إلى مهمة التعديل. ^{[ 17 ] [ 16 ]} علاوة على ذلك، قد تُحسّن التعديلات المتكررة لنمط المشي من مرونة الحركة في التكيف مع المهام الجديدة، وقد تُدرّب على التبديل الحركي، مما قد يُحسّن الأداء الحركي بشكل مستدام. إضافةً إلى ذلك، أصبحت دوائر المخيخ أكثر انخراطًا في معالجة تكيف المشي مع التعرض المتكرر لتدريب المشي السريع، ^{[ 18 ]} مما قد يُؤدي إلى تحسين التوازن وبالتالي تقليل خطر السقوط. ^{[ 16 ]}