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Contribution of sensory feedback to ongoing ankle extensor activity during the stance phase of walking

机译:在行走的站立阶段,感觉反馈对正在进行的踝关节伸肌活动的贡献

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摘要

Numerous investigations over the past 15 years have demonstrated that sensory feedback plays a critical role in establishing the timing and magnitude of muscle activity during walking. Here we review recent studies reporting that sensory feedback makes a substantial contribution to the activation of extensor motoneurons during the stance phase. Quantitative analysis of the effects of loading and unloading ankle extensor muscles during walking on a horizontal surface has shown that sensory feedback can increase the activity of ankle extensor muscles by up to 60%. There is currently some uncertainty about which sensory receptors are responsible for this enhancement of extensor activity, but likely candidates are the secondary spindle endings in the ankle extensors of humans and the Golgi tendon organs in the ankle extensors of humans and cats. Two important issues arise from the finding that sensory feedback from the leg regulates the magnitude of extensor activity. The first is the extent to which differences in the magnitude of activity in extensor muscles during different locomotor tasks can be directly attributed to changes in the magnitude of sensory signals, and the second is whether the enhancement of extensor activity is determined primarily by feedback from a specific group of receptors or from numerous groups of receptors distributed throughout the leg. Limitations of current experimental strategies prevent a straightforward empirical resolution of these issues. A potentially fruitful approach in the immediate future is to develop models of the known and hypothesized neuronal networks controlling motoneuronal activity, and use these simulations to control forward dynamic models of the musculo-skeletal system. These simulations would help understand how sensory signals are modified with a change in locomotor task and, in conjunction with physiological experiments, establish the extent to which these modifications can account for changes in the magnitude of motoneuronal activity.Key words: walking, sensory feedback, proprioceptors, pattern generation.Au cours des 15 dernières années, de nombreuses recherches ont démontré que la rétroaction sensorielle joue un rôle essentiel dans l'établissement de la synchronisation et de l'amplitude de l'activité musculaire durant la marche. Ici, nous passons en revue des études récentes indiquant que la rétroaction sensorielle joue un rôle important dans l'activation des motoneurones extenseurs durant la phase d'appui. L'analyse quantitative des effets de charge et de décharge des muscles extenseurs de la cheville au cours de la marche sur une surface horizontale a montré que la rétroaction sensorielle peut augmenter jusqu'à 60 % l'activité de ces muscles. Il existe actuellement une incertitude sur l'identité des récepteurs sensoriels à l'origine de cette augmentation, mais les terminaisons des fuseaux secondaires dans les extenseurs de la cheville des humains et les organes tendineux de Golgi dans les extenseurs de la cheville des humains et des chats sont des candidats possibles. La découverte que la rétroaction sensorielle régule l'amplitude de l'activité des extenseurs soulève deux questions importantes. La première est de savoir dans quelle mesure les différences d'amplitude de l'activité des muscles extenseurs durant diverses tâches locomotrices peuvent être directement attribuées aux variations d'amplitude des signaux sensoriels. La deuxième est de savoir si la stimulation de l'activité des extenseurs est déterminée principalement par la rétroaction d'un groupe spécifique de récepteurs ou de nombreux groupes de récepteurs répartis le long de la jambe. Les limitations des stratégies expérimentales actuelles ne permettent pas un résolution empirique précise de ces questions. Une approche potentiellement efficace consisterait à développer des modèles des réseaux neuronaux connus et hypothétiques régulant l'activité des motoneurones et à utiliser ces simulations pour réguler des modèles dynamiques directs du système musculo-squelettique. Ces simulations aideraient à comprendre comment les signaux sensoriels sont modifiés lors d'un changement de tâche locomotrice et, conjointement avec des expériences physiologiques, à établir dans quelle mesure ces modifications pourraient expliquer les variations d'amplitude de l'activité motoneuronale.Mots clés : marche, rétroaction sensorielle, propriocepteur
机译:过去15年的大量研究表明,感觉反馈在确定步行过程中肌肉活动的时间和大小方面起着至关重要的作用。在这里,我们回顾了最近的研究,这些研究报告说,感觉反馈在站立阶段对伸肌运动神经元的激活做出了重大贡献。定量分析在水平表面行走过程中脚踝伸肌的加载和卸载的效果表明,感觉反馈可以使脚踝伸肌的活动最多增加60%。目前尚不清楚哪种感觉受体负责这种伸肌活动的增强,但是可能的候选者是人的踝伸肌中的次级纺锤体末端以及人和猫的踝伸肌中的高尔基腱器官。发现腿部的感觉反馈调节伸肌活动的幅度会引起两个重要问题。第一个是在不同运动任务过程中伸肌的活动程度差异可直接归因于感觉信号幅度变化的程度,第二个是伸肌活动的增强是否主要由来自运动的反馈决定。特定类型的受体或分布在整个腿部的众多受体。当前实验策略的局限性无法直接凭经验解决这些问题。在不久的将来,潜在的富有成效的方法是开发控制动脑神经元活动的已知和假设的神经元网络模型,并使用这些模拟来控制肌肉骨骼系统的正向动态模型。这些模拟将有助于理解运动任务如何改变感觉信号,并结合生理实验确定这些改变可以解释运动神经元活动强度变化的程度。关键词:步行,感觉反馈,本体感受器,模式生成.15 derannées的年鉴,de nombreuses在éérésénételde la demontéde la demontééde la deréséde la deééséde delééséde delééçénédelésésénédéde la deséde la de la de la de la de la de la de la marche。重要的是,在运动中,重要的单项激活是运动神经元的延伸,而在阶段性应用中,运动的感觉是不可或缺的。在水平表面上分析和定量分析肌肉延伸物的定量效果,以增强Monte que re-retroaction Sensoreelle Peut EnhancerJusqu'à60%的活性。在增强人体感官上的行为和不确定性之间的关系,在第二次舞者总干事学校和在高尔基人的手风琴研究中,在第二次世界大学生运动会上聊天可能的候选者。 d'couverte que la trotrotion sensoriellerégulel'Amplitude de l'Activitédes extenseurssoulèvedeux提出了重要的问题。肌肉延伸者的首屈一指的问题得到了保障,肌肉运动的Durant多样化了,Tlocches的计量方法,Pueventêtre方向的属性归因于Amplitude的Signalaux信号。长期以来,在全球范围内开展了一系列的活动,包括:促进和保护扩展性运动的专家,以及由长期合作的长期合作伙伴。永久性解决问题的战略限制法,经验性解决问题的经验法则。加强模拟神经元和假想的动力学方法的有效性,并在系统仿真过程中对动力学模型进行了模拟。 Ces模拟辅助性注释修改了机车等的信号标志,并结合了生理学的经验,并修改了原始的动词:马尔什,后退感官,本体感受器

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