خصوصیات فراکتالی نوسان وضع حمل در حین موضع آرام با ورودی های تغییر یافته بصری و اختصاصی

ما دینامیک فراکتال نوسانات وضع حمل را در طول موضع آرام با اطلاعات تغییر یافته بصری و/یا اختصاصی مورد مطالعه قرار دادیم. طول و زاویه وکتور شعاع و زاویه چرخش مرکز فشار پا (COP) به عنوان پارامترهای نوسان وضع حمل استفاده شد. این آزمایشات بر روی 24 داوطلب سالم هر دو جنس در سن 20 تا 30 سال انجام شد. با استفاده از باتری تست های غیرخطی ، تفاوت در میزان شکستگی هر دو پارامتر در طول موضع یافت شد. ما دریافتیم که رفتار شعاع وکتور شبیه به حرکت قهوه ای کسری است ، در حالی که زاویه چرخش شبیه به سر و صدای سوسو زدن است. پارامترهای کمی که می توانند برای توصیف تغییرات در طول شعاع وکتور و زاویه چرخش مورد استفاده قرار گیرند شامل فواصل شبانه روزی و بعد فراکتال است. در افراد سالم ، فرایند کنترل خلفی ساختار فراکتالی خود را به طور مستقل از اطلاعات حسی تغییر یافته حفظ می کند. ما معتقدیم که این تجزیه و تحلیل اطلاعاتی در مورد روشهای جدید برای ارزیابی رفتار نوسانات وضع حمل در هنگام موضع آرام ارائه می دهد.

مقدمه

حفظ موضع قائم آرام شامل مکانیسم های پیچیده ادغام اطلاعات از سیستم های بصری ، دهلیزی و اختصاصی است. ارزیابی اندازه گیری های نوسانات خلقی موضوع تحقیقات شدید در دهه های اخیر بوده است. اندازه گیری تعادل بدن بیشتر مبتنی بر جابجایی مرکز فشار پا (COP) در هواپیما در زیر پاها است. Stabilograms مختصات COP را در امتداد X-axis یا میان ی-جانبی (ML) ، و در امتداد Y-axis یا قدام ی-خلفی (AP) به عنوان سری زمانی: ML = F (T) و AP = F (T) توصیف می کند. منحنی نشان می دهد که چگونه COP در سیستم مختصات دکارتی تغییر می کند [y = f (x)] به عنوان statokinesigram نامیده می شود. موقعیت COP در Statokinesigram با طول شعاع بردار (RD) و زاویه چرخش (β) بین دو نقطه COP متوالی مشخص می شود [1-4].

دو رویکرد اصلی برای ارزیابی پایداری وضع حمل وجود دارد. مورد اول جابجایی های COP را با تجزیه و تحلیل آماری استاندارد از پارامترهای اساسی مانند میانگین دامنه ، میانگین سرعت ، طول مسیر نوسان ، منطقه نوسان و پارامترهای فرکانس طیف قدرت ارزیابی می کند [5-7]. رویکرد دوم بر اساس تکنیک های غیرخطی اخیر برای تجزیه و تحلیل سیستم های کنترل وضع حمل است [8 12]. این مطالعات بر روی خصوصیات غیرخطی نوسانات وضع حمل متمرکز شده است که در پارامترهای توصیفی کلاسیک مشهود نیست. تجزیه و تحلیل انتشار Stabilogram (SDA) و تجزیه و تحلیل نوسان دفع شده (DFA) بیشترین استفاده از تجزیه و تحلیل دینامیکی غیرخطی از کنترل خلفی است [11 ، 12].

SDA مبتنی بر تئوری حرکت خالص کسری قهوه ای است [8 ، 9 ، 13]. کالینز و د لوکا [8] خصوصیات تصادفی پویایی پلیس را توسط نماینده Hurst تخمین زدند. آنها فرض کردند که دو فرآیند تصادفی در کنترل وضعیت در هنگام موضع آرام با نمایندگان مقیاس مختلف وجود دارد: یک فرآیند کوتاه مدت (t<1 s) with an open-loop control mechanism and a long-term process with a closed-loop mechanism.

Derignieres و همکاران.[12] استدلال كرد كه روش SDA برای حركت كمكانی کسری خالص نامناسب است و تجزیه و تحلیل DFA را برای ارزیابی خصوصیات فراکتال COP پیشنهاد می دهد. DFA روشی برای ادغام و محرومیت از سری داده ها است. این امکان را برای محاسبه مقیاس مقیاس فراهم می کند. امود و همکاران.[14] ، با این حال ، اختلافات بین نوسانات پویایی افراد مسن و جوان را با استفاده از SDA و DFA گزارش داد و دریافت که هر دو تجزیه و تحلیل مرتبط هستند. خصوصیات غیرخطی سوره های خلفی نیز با استفاده از ابعاد فراکتال محاسبه شده توسط الگوریتم Higuchi مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است [15-18].

همه این یافته ها نشان می دهد که ثبات خلفی ممکن است با یک قانون کاهش نمایی 1/ F α توصیف شود. بنابراین ، مورد توجه بسیار جالب خواهد بود که بررسی کنیم که چگونه این قانون هنگام تغییر ورودی های بصری و/یا حسی تغییر می شود و اینکه آیا مؤلفه های سورهای تجزیه شده تجزیه شده از همان قانون پیروی می کنند.

هدف از مطالعه حاضر ، تعیین خصوصیات غیرخطی سوره های بدن است که در موضع آرام در شرایط عادی و در شرایط موضع حسی در هنگام تغییر در ورودی های بینایی و اختصاصی اندازه گیری می شود. نوسانات خلقی با طول شعاع بردار و زاویه چرخش جابجایی های COP مشخص شد. ما همچنین سهم جداگانه این پارامترها را از نظر بعد فراکتال تخمین زدیم (D_f) و توابع ساختار (SF).

مواد و روش ها

تنظیم آزمایشی و ضبط داده ها

بیست و چهار فرد سالم ، 10 مرد و 14 زن ، بین 20 تا 30 سال (میانگین ± SD ، 3. 6 ± 24. 2) بدون سابقه اختلالات دهلیزی ، اسکلتی یا عصبی مورد بررسی قرار گرفت. همه شرکت کنندگان داوطلب بودند و قبل از شرکت در آزمایشات ، که توسط کمیته بیوتیک انستیتوی عصب شناسی ، BAS ، صوفیه تأیید شده بود ، رضایت آگاهانه خود را ارائه دادند.

در طول جلسات آزمایشی ، افراد با پاشنه های خود با فاصله 2. 5 سانتی متر ، پاها با زاویه 25 درجه بین طرف های داخلی خود ، و با بازوها آزادانه در کنار بدن قرار می گرفتند. کار موضع آرام یا بر روی یک پشتیبانی پایدار یا روی یک پد کف با ابعاد 400 400 400 400 میلی متر ، چگالی 77. 5 کیلوگرم در متر 3 و مدول الاستیک 74. 9 نانومتر در متر 2 انجام شد.

از دو شرایط ورودی بصری استفاده شد: چشم ها باز (نگاه بر روی نقطه 2 متر در جلوی موضوع و در سطح چشم) و چشم بسته است. هر محاکمه 30 ثانیه به طول انجامید.

نوسانات خلقی توسط یک سیستم پس از استاتیک (شکل 1) اندازه گیری شد [19 ، 20]. یک فوتودکتور حساس به موقعیت (PSD) ثابت در پایین سکو برای ضبط جابجایی COP در دو جهت متعامد در هواپیما در زیر پاها استفاده شد. یک منبع لیزر از نور در بالای سکو بالاتر از PSD نصب شده است به طوری که از همه جهات به طور متناسب با تفاوت فشار بین دو پا حرکت می کند. عمل PSD ، حساس به نور مرئی ، بر اساس طول طولانی PhotoEffect بود. غیرخطی بودن منحنی موقعیت PSD در هر دو جهت 1. 3 ٪ بود. نورپردازی های تولید شده توسط PSD هنگامی که بدن به صورت قائم بود متناسب با جابجایی COP در هر دو جهت x و y بود. حساسیت اندازه گیری سکو 0. 1 میلی متر در بیت بود. سیگنال ها با فاصله نمونه برداری از 10 میلی ثانیه دیجیتالی شدند (فرکانس نمونه برداری F_s= 100 هرتز).

شماتیک پلت فرم پس از شفابخش. 1 پایه ، 2 صفحه چهره در حال حرکت ، 3 عکس گیرنده حساس به موقعیت (PSD) ، 4 منبع نور ، 5 صفحه کوچک در حال حرکت ، اتصالات 6 و 7 در حال حرکت ، 8 بازوی ، 9 الکترود ، 10 تقویت کننده ، 11 مبدل آنالوگ دیجیتال ، 12 رایانه شخصی

پردازش داده ها

از فیلتر کم گذر دیجیتال با فرکانس برش 10 هرتز برای از بین بردن نویز فرکانس بالا استفاده شد.

طول وکتور شعاع و زاویه آن با توجه به معادلات زیر محاسبه شد:

در جایی که n تعداد نمونه ها است ، n مقدار گذرا از نوسانات خلقی ، و AP و ML به ترتیب هواپیماهای قدامی-خلفی و میانی-جانبی هستند. نمونه های خام Statokinesigrams یک نفر در شکل 2 نشان داده شده است.

نمونه های خام 30 ثانیه ای از Statokinesigrams از یک مرد 21 ساله در هنگام موضع آرام و قائم تحت چهار شرایط آزمایشی

اولین قدم در تجزیه و تحلیل غیرخطی ، بررسی نوع توزیع به عنوان توزیع عادی و استقرار داده ها برای تجزیه و تحلیل خطی معمولی مورد نیاز است. در مواردی که توزیع غیر گوزسی است ، سه امکان وجود دارد: (1) روند خطی اما غیر گائوزسی است.(2) این فرایند دارای پویایی خطی است ، اما مشاهدات با تحول غیرخطی "استاتیک" بدست می آید ، و (3) این روند دارای پویایی غیرخطی است [21].

در مطالعه حاضر از آزمون Kolmogorov-Smiov برای بررسی توزیع دامنه RD و β استفاده کردیم. سه آزمایش برای آشکار کردن ساختار پویا غیرخطی جابجایی های COP در طول موضع آرام آرام انجام شد. مورد اول با محاسبه مدت زمان فواصل شبانه روزی و بعد فراکتال ، خودآگاهی خود را از فرایند کنترل وضع حمل ارزیابی کرد (D_f). طیف قدرت (PS) از سوره های وضع حمل در هنگام ترسیم در مقیاس لگاریتمی مضاعف ، شکل کاهش نمایی (1/ F α) را به نمایش گذاشت. فواصل شبانه روزی شامل قسمت خطی شیب بود. بعد فراکتال از شیب خطی α از طرح ورود به سیستم PS محاسبه شد. به گفته هیگوچی [18] ، رابطه مستقیمی بین α و D وجود دارد_fوادابعاد فراکتال باید به شرح زیر محاسبه شود: وقتی 1<α <3, D _f= (5 - α)/2 ؛وقتی α ≥ 3 ، D_f= (7 - α)/2 ؛و هنگامی که α ≤ 1 ، D_f= (3 - α)/2. در صورت وجود یک فرآیند حرکت قهوه ای کسری با α = 2 ، D_fبرابر با 1. 5 است.

آزمایش دوم ، فراکتال را از ماهیت هرج و مرج سیگنال ها از طریق بازرسی از شکل ساختار (SF) ارائه شده در نقشه ورود به سیستم برای دوره های داده خام و اولین مشتق آن متمایز می کند [22]. SF با توجه به فرمول تعیین شد:

جایی که t = 1 تا n - n و y (t) نمونه های سیگنال مقیاس هستند.

طبق گفته Provenzale و همکاران.[22] ، هنگامی که این فرآیند هرج و مرج است ، SF (N) برای N کوچک و اشباع برای N بزرگ برای سیگنال اصلی و اولین مشتق آن افزایش می یابد. در مقابل ، فرآیندهای پر سر و صدا فراکتال با افزایش SF (N) در مقیاس بزرگ برای سیگنال واقعی مشخص می شوند و برای اولین مشتق سیگنال اشباع می شوند.

آزمون سوم بر اساس روش داده جانشین برای تشخیص پویایی هرج و مرج احتمالی سوره های وضع حمل است. ایده این است که با حفظ خصوصیات خطی آن و از بین بردن برخی از خصوصیات غیرخطی که ممکن است وجود داشته باشد ، تحقق بسیاری از یک ضبط داده واقعی واحد ایجاد کنیم. ویژگی مهم دینامیک هرج و مرج ابعاد همبستگی d است₂محاسبه شده توسط الگوریتم Grasberger-Procaccia [23].

در این مطالعه ما از الگوریتم تبدیل فوریه تنظیم شده دامنه (AAFT) [24] برای تولید 10 دوره داده جانشین استفاده کردیم. این الگوریتم با تصادفی کردن مراحل پس از تحول سریع فوریه (FFT) ، ضمن حفظ تمام خصوصیات خطی آنها ، خصوصیات غیرخطی احتمالی دوره های داده واقعی را حذف می کند. فرضیه تهی این بود که سری زمانی واقعی پس از تحول غیرخطی یکنواخت یک فرآیند گاوسی خطی تولید شد. د₂برای مقادیر تعبیه ابعاد m = 2 ، 4 ، ... ، 18. برای بازسازی در فضای فاز محاسبه شد ، تأخیر زمان τ = 2 با توجه به عبور صفر عملکرد همبستگی انتخاب شد. بعد همبستگی داده های جانشین (D_{2 سور)}توسط الگوریتم اصلاح شده (تعبیه مجدد) با M = 10 و M = 20 محاسبه شد [25]. اهمیت تفاوت بین D₂برای داده های واقعی (D_{2 واقعی}) و د_{2 سور}از نظر آماری تخمین زده شد.

تمام تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از بسته آماری آماری 7. 0 انجام شد (Stat Soft ، USA ، 2004). اهمیت تفاوت در میانگین مقادیر با آزمون رتبه غیر پارامتری Wilcoxon مورد بررسی قرار گرفت. داده ها به عنوان میانگین مقدار ± SD ارائه شده اند ، و 05/0 p p معنی دار در نظر گرفته شده است.

نتایج

By testing the null hypothesis using the maximum distance D between real and Gaussian cumulative distributions, we revealed that the amplitude distributions of RD and β for all experimental conditions were asymmetrical and non-Gaussian according to the Kolmogorov-Smiov test. The null hypothesis should be rejected if D>د_a، جایی که D_aارزش بحرانی برای یک سطح مهم از اهمیت است. برای همه شرایط آزمایشی ، D بالاتر از D بود_a، و فرضیه تهی با P رد شد<0.05. This result indicates possible nonlinear dynamics of RD and β.

طیف قدرت RD و β در مقیاس لگاریتمی مضاعف شامل دو بخش با دامنه های مختلف است (شکل 3). بخش اول در منطقه فرکانس بسیار کم شروع شد و با یک منحنی تقریبا مسطح با شیب صفر ، مشابه سر و صدای سفید تصادفی مشخص شد. بخش دوم دارای منحنی کاهش خطی بود که مشخصه یک فرآیند با همبستگی دوربرد با خصوصیات فراکتال بود.

توطئه های ورود به سیستم از طیف قدرت RD و β برای یک نفر در حین موضع در پشتیبانی از کف با چشمان بسته. میله های عمودی دامنه فرکانس را که در آن خود شنیع وجود دارد نشان می دهد

شیب (α) بخش دوم با قرار دادن یک عملکرد رگرسیون چند جمله ای خطی تعیین شد و برای محاسبه D استفاده شد_fاز بخش انتخاب شده (شکل 3). شیب توسط دو فرکانس مشخصه محدود است. مقادیر متقابل آنها دامنه فاصله بین اعداد آزمایشی را با همبستگی دوربرد RD و β تعیین می کند ، جایی که خود شفابخش به نمایش گذاشته شد (جداول 1 ، 2).

جدول 1 ویژگی های شعاع بردار (RD) جابجایی COP برای همه افراد (میانگین ± SD) در چهار شرایط مختلف آزمایشی

جدول 2 ویژگی های زاویه چرخش (β) جابجایی COP برای همه افراد (میانگین ± SD) در چهار شرایط مختلف آزمایشی

برای همه شرایط ، دامنه های Rd (α_RD) در محدوده 1 بود<α <3 (mean 2.59 ± 0.4) and D _fبرابر با 0. 19 ± 1. 2 بود ، که نشانگر فرآیندهای کسری براون در باندهای فرکانس انتخاب شده است [18]. تفاوت معنی داری در میانگین مقادیر α_RDدر طی چهار شرایط آزمایشی مشاهده نشد (جدول 1). فرکانس اولیه فواصل برای خودخواهی RD در طول موضع روی پشتیبانی از کف با چشمان بسته همه افراد بالاتر از اندازه گیری در سه شرایط آزمایشی دیگر بود (جدول 1). مواضع پد فوم منجر به کاهش قابل توجهی در مدت زمان فواصل شفابتی در مقایسه با مواضع سطح پایدار با چشمان بسته شد (P<0.01). The lack of vision led to a significant decrease in this parameter during the foam pad stance ( p <0.01). Mean duration of the self-similarity intervals for the other experimental conditions was about 5 s, and significant differences were not observed. There were also significant differences of the D _fمیانگین مقادیر بین موضع در پشتیبانی پایدار و کف ، هر دو با چشم باز (P<0.05), and closed eyes ( p <0.01) (Table 1).

شکل 4 توطئه های ورود به سیستم دو برابر SF و اولین مشتقات آنها برای RD (شکل 4A) و β (شکل 4B) را نشان می دهد. SF برای RD برای N کوچک افزایش یافته و برای N بزرگ اشباع شده است ، در حالی که اولین مشتقات SF تقریباً ثابت بودند (شکل 4A). طبق معیارهای Provenzale و همکاران.[22] ، این تغییرات در SF و اولین مشتق آن یک فرآیند تصادفی غیرخطی با پویایی فراکتال را نشان می دهد. اشکال هر دو SF و اولین مشتق آن برای β تقریباً با فلات مسطح با دامنه های صفر یکسان بود (شکل 4B). این نتایج نشان می دهد دینامیک هرج و مرج احتمالی β [22].

عملکرد ساختار (سمت چپ) و اولین مشتق آن (سمت راست) برای یک موضوع در حین موضع در هر دو تکیه گاه پایدار و کف با چشمان باز و بسته. Rd B β. خط جامد نمایانگر چشمان بسته و چشم های باز خط چشم است

برخی از کلاسهای فرآیندهای تصادفی ثابت با طیف 1/F α ، خصوصیات فراکتالی غیرخطی را نشان می دهند که می توانند به اشتباه به عنوان دینامیک هرج و مرج طبقه بندی شوند. RD دینامیک فراکتال معمولی را نشان داد ، در حالی که β رفتار مبهم (فراکتال یا هرج و مرج) ارائه می داد. برای روشن شدن این یافته ها ، از آزمایش اضافی برای آزمایش داده های جانشین استفاده شد.

به منظور انتخاب بعد مناسب تعبیه ، انتگرال های همبستگی و اولین مشتقات آنها (D₂) برای m = 2 ، 4 ،… ، 18. اشباع نقشه d محاسبه شد₂برای داده های واقعی (D_{2 واقعی}) پس از M = 14 (شکل 5) به دست آمد. فرضیه تهی (D_{2 واقعی}= D_{2 سور}) رد نشد (تست Wilcoxon ، P<0.05). In other words, chaotic dynamics of β was not observed for all experimental conditions (Table 3). Rather, β had a fractal structure with a blurred self-similarity.

یک همبستگی خانواده برای β (پشتیبانی از کف ، چشم باز) برای تعبیه ابعاد m = 2 ، 4 ، ... ، 18 (از بالا به پایین). b خانواده ابعاد همبستگی d₂برای تعبیه ابعاد m = 2 ، 4 ،… ، 18 (پایین به بالا). علائم عمودی کوچک در D₂توطئه ها فلات را برای یک متر معین نشان می دهد. C بعد همبستگی D₂= f (m) ، هنگام تعبیه ابعاد m = 2 ، 4 ،… ، 18. اشباع پس از m = 14 می رسد

جدول 3 ابعاد همبستگی برای زاویه واقعی جابجایی COP و برای 10 جانشین آن در شرایط مختلف آزمایشی

بحث

نتایج این مطالعه از فرضیه رفتار فراکتالی نوسانات خلقی در هنگام موضع آرام و قائم که توسط برخی از نویسندگان ترویج شده است ، که از روشهای مختلف غیرخطی و اندازه گیری های پس از شفابخش برای مطالعه استفاده کرده اند ، پشتیبانی می کند [11-16]. ما یک تکنیک ساده را برای برآورد خصوصیات غیرخطی دو پارامتر (شعاع بردار و زاویه چرخش) جابجایی های COP در پشتیبانی در زیر پا با تخمین مدت زمان فواصل شبانه روزی ، ابعاد فراکتال و عملکرد ساختاری توصیف کردیم. نتایج ما نشان داد که در افراد سالم در هنگام موضع آرام ، RD و β دارای خواص غیرخطی هستند که هنوز هم توسط 1/ F α قابل توصیف هستند. قانون ، صرف نظر از تغییرات ناشی از ورودی های بصری و/یا اختصاصی. طول شیب خطی α در نقشه ورود به سیستم PS ، مدت زمان فواصل شبانه روزی ، و بعد فراکتال برای RD و β متفاوت بود ، که سطح مختلف آنها را از شکست تعریف می کرد. ساختار RD حرکت قهوه ای کسری معمولی را نشان می دهد (α در حدود 2 و D_fبین 1 و 1. 5) ، در حالی که β یک شنیع مبهم یکسان با سر و صدای سوسو زدن نشان داد (α<1 and D _fنزدیک به 1).

به منظور حفظ پایداری خلفی ، سیستم عصبی مرکزی اطلاعات را از کانال های حسی متعدد ادغام می کند و پاسخ های حرکتی پیچیده ای ایجاد می کند. دو مکانیسم اصلی مسئول تنظیم خلقی هستند: (1) تنظیم خلقی جبرانی (مکانیسم های بازخورد) ، که توسط حوادث حسی مربوط به عدم تحمل وضعیتی و (2) تنظیم وضعیت پیش بینی شده پیش بینی شده (مکانیسم های خوراک) فعال می شوند ، پیش بینی اختلالات و تولید پاسخ های از پیش برنامه ریزی شده برای تعمیر و نگهداریثباتبرخی از تنظیمات خلفی جبرانی ذاتی است ، در حالی که برخی دیگر در طول رشد و زندگی روزمره آموخته می شوند. نقش جزئی سیستم بینایی در رفتار فراکتالی نوسانات خلقی در بزرگسالان سالم در طول موضع گیری از پشتیبانی پایدار مشاهده شده است [14-16]. در این مطالعات ، معاینه مسیرهای COP بر اساس ارزیابی SWAY های خلفی داخلی و قدامی-خلفی انجام شده است. علاوه بر این ، تفاوت معنی داری بین افراد با چشمان باز و بسته که روی پشتیبانی سخت ایستاده اند با استفاده از انواع تکنیک های تجزیه و تحلیل غیرخطی از جمله تجزیه و تحلیل نوسان و ضرایب انتشار [14] ، بعد فراکتال با استفاده از روش اتساع پیکسل اصلاح شده (MPD) [15] ، ایجاد نشده است. و الگوریتم Higuchi [16]. نتایج ما مطابق با پیشنهاد فوق است زیرا ما همچنین تفاوت معنی داری در پارامترهای مورد بررسی خود مشاهده نکردیم-مدت زمان فواصل شبانه روزی و D_f- بین افراد با چشمان باز و بسته در طول موضع پشتیبانی سخت. ما فرض می کنیم که سیستم عصبی مرکزی (CNS) در حافظه یک الگوی نسبتاً پایدار از کنترل خلفی در طول موضع آرام و قائم در حمایت از شرکت ذخیره کرده است زیرا این محیط بسیار زیاد در زندگی روزمره است. نقش سیستم بصری در اینجا از ورودی های اختصاصی و دهلیزی اهمیت کمتری دارد [16 ، 26].

کالینز و د لوکا [8 ، 9] اظهار داشتند که هر دو مکانیسم حلقه بسته و حلقه باز کنترل وضع حمل برای کنترل نوسانات وضعیتی وجود دارند. کنترل حلقه باز و کنترل حلقه بسته به ترتیب با مفاهیم تغذیه و بازخورد ارتباط نزدیکی دارد. همه این مفاهیم از سیستم ها و مهندسی کنترل گرفته شده اند و توصیفاتی از دو روش مختلف ارائه می دهند که در آن سیستم عصبی در کنترل حرکت رفتار می کند. کنترل بازخورد اغلب به عنوان کنترل حلقه بسته گفته می شود زیرا دستورات خروجی ، اثرات ، سیگنال های بازخورد و مرکز کنترل همه یک حلقه را تشکیل می دهند. به منظور تأکید بر اینکه سیگنال های حسی بازخورد به طور مستقیم بر زمان پاسخ تأثیر نمی گذارد ، کنترل فیدور به سمت آن اغلب به عنوان کنترل حلقه باز گفته می شود. به طور کلی ، کنترل حلقه بسته می تواند کنترل حلقه باز را در حفظ پایداری موضع قائم تکمیل کند ، زیرا می توان از بازخورد توسط CNS برای کنترل نوسانات وضعیتی در هنگام وجود چالش های برنامه مرکزی استفاده کرد. مدت زمان طولانی فواصل شفابخش بودن RD (حدود 5 ثانیه) و β (حدود 2 ثانیه) را می توان با این فرضیه [8 ، 9] برای پایداری وضع حمل در حین موضع در حمایت از شرکت توضیح داد.

توانایی ارزیابی توزیع فشار و جهت گیری بدن هنگام ایستادن روی یک پد کف ، که در آن اطلاعات اختصاصی و لمسی تغییر می کند ، کاهش می یابد [27]. علاوه بر این ، سطح ویسکو-الاستیک سازگار ، اثربخشی گشتاور مچ پا مورد نیاز برای تثبیت خلقی را کاهش می دهد [28]. این حقایق می تواند توضیح دهد که چرا ، در طول موضع قائم در پد کف ، ما تفاوت معنی داری در میانگین مدت زمان فواصل شبانه روزی و میانگین مقادیر ابعاد فراکتال d مشاهده کردیم_fدر هر دو شرایط - چشمان باز و بسته.

در صورت درگیری حسی سنگین ، هنگامی که کنترل وضع حمل فقط به سیستم وستیبولار تکیه می کرد (موضع گیری در پشتیبانی از کف با چشمان بسته) ، فواصل شبانه روزی کوتاه تر و D بود_fبرای هر دو پارامترهای خطی و زاویه ای جابجایی COP کاهش یافته است. این نشان می دهد سهم پیشرفته مکانیسم حلقه باز مربوط به کنترل وضع حمل فیدر. هنگامی که ورودی وستیبولار عمدتاً فعال بود ، CNS پاسخ کافی برای تصحیح برای بی ثباتی خلقی ایجاد کرد. این احتمال وجود دارد که تأثیر اطلاعات وستیبولار برای دستیابی به تغییرات لازم در استراتژی کنترل وضع حمل از مچ پا تا لگن در هنگام موضع گیری در مورد پشتیبانی ناپایدار ضروری باشد [31]. با این حال ، اطلاعات تغییر یافته از ورودی های بصری و اختصاصی در افراد سالم ، تنها بر میزان شکستگی تأثیر می گذارد ، در حالی که ساختار فراکتالی کل فرآیند کنترل خلقی حفظ می شود.

سیستم بصری در حفظ ثبات وضع حمل شرکت می کند ، به ویژه هنگامی که سایر سیستم های حسی به خطر بیفتد [29 ، 30]. نتایج ما در طول موضع گیری در مورد پشتیبانی از کف با چشمان باز نیز از این پیشنهاد پشتیبانی می کند که چشم انداز تأثیر تثبیت را در مورد اطلاعات اختصاصی و لمسی تغییر یافته فراهم می کند.

در نتیجه ، نتایج حاضر نشان می دهد که جابجایی های COP در طول موضع آرام دارای پویایی پیچیده و خصوصیات غیرخطی هستند. فاصله خودآگاهی و بعد فراکتال هر دو شعاع بردار و زاویه چرخش COP پارامترهای کمی مربوط به ویژگی های پویا برنامه تولید فرآیند کنترل وضعیت خلفی هستند و می توانند برای بررسی ثبات وضعیتی استفاده شوند.

منابع

Bulbulian R ، Hargan ML (2000) تأثیر تاریخچه فعالیت و فعالیت فعلی بر تعادل خلفی استاتیک و پویا در بزرگسالان مسن. Physiol Behav 70: 319-325

Fujita T ، Nakamura S ، Ohue M ، Fujii Y ، Miyauchi A ، Takagi Y ، Tsugeno H (2005) تأثیر سن بر تغییر بدن که توسط پس از برنامه نویسی رایانه ای ارزیابی می شود. J Miner Miner Metab 23: 152-156

Karst GM ، Venema DM ، Roehrs TG ، Tyler AE (2005) مرکز اقدامات فشار در حین انجام کارهای ایستاده در افراد با حداقل اختلال در مولتیپل اسکلروزیس. J Neurol Phys Ther 29: 170-180

Gerbino P ، Griffin E ، Zurakowski D (2007) مقایسه تعادل ایستاده بین رقصندگان دانشگاهی زن و بازیکنان فوتبال. وضعیت راه رفتن 26: 501-507

Dichgans J ، Mauritz KH ، Allum JHJ ، Brandt T (1976) نوسان وضع حمل در نرمال و بیماران آتکتیک: تجزیه و تحلیل اثرات تثبیت کننده و بی ثبات کننده بینایی. Agressologie 17: 15-24

Hufschmidt A ، Dichgans J ، Mauritz KH ، Hufschmidt M (1980) برخی از روش ها و پارامترهای کمیت نوسان بدن و کاربرد عصبی آنها. Arch Psychiat Nervenkl 228: 135-150

Prieto TR ، Hoffmann R ، Lovett E ، Myklebust M (1996) اقدامات پایداری خلفی: تفاوت بین بزرگسالان جوان و سالخورده سالم. IEEE Trans Biomed Eng 43: 956-966

Collins JJ ، De Luca CJ (1993) کنترل حلقه باز و حلقه بسته وضعیت: تجزیه و تحلیل تصادفی پیاده روی از مسیرهای مرکز فشار. Exp Brain Res 95: 308-318

Collins JJ ، de Luca CJ (1995) به صورت قائم ، پیاده روی های تصادفی با همبستگی: یک رویکرد آماری-بیومکانیک به سیستم کنترل وضع حمل انسان. هرج و مرج 5: 57-63

Laughton CA ، Slavin M ، Katdare K ، Nolan L ، Bean JF ، Kerrigan DC ، Phillips E ، Lipsitz LA ، Collins JJ (2003) پیری ، فعالیت عضلات و کنترل تعادل: تغییرات فیزیولوژیکی مرتبط با اختلال در تعادل. وضعیت Gait 18: 101-108

Duarte M ، Zatsiorsky VM (2000) در مورد خصوصیات فراکتال جایگاه طبیعی انسان. Neurosci Lett 283: 173 176

Derignieres D ، Deschamps T ، Legros A ، Caillou N (2003) یک یادداشت روش شناختی در مورد تجزیه و تحلیل سری زمانی غیرخطی: آیا مدل حلقه باز و بسته از کالینز و د لوکا (1993) یک مصنوع آماری است؟J Mot Behav 35: 86-97

Rougier R (1999) تأثیر بازخورد بصری بر مکانیسم های کنترل پی در پی در موضع ساکت و قائم در انسان که توسط مدل سازی حرکتی قهوه ای کسری ارزیابی شده است. Neurosci Lett 266: 157 160

Amoud H ، Abadi M ، Hewson D ، Pellegrino VM ، Doussot M ، Duchene J (2007) تجزیه و تحلیل سری زمانی فراکتال از ثبات وضع حمل در افراد مسن و کنترل. j Neuroeng Rehabil 4: 1 12

Manabe Y ، Honda E ، Shiro Y ، Sakai K ، Kohira I ، Kashihara K ، Shohmori T ، Abe K (2001) تجزیه و تحلیل ابعاد فراکتال از تثبیت استاتیک در بیماری پارکینسون و آتاکسی اسپینوسربلار. Neurol Res 23: 397-404

Doyle T ، Dugan E ، Humphrie B ، Newton R (2004) با استفاده از تجزیه و تحلیل ابعاد فراکتال از مرکز فشار ، بین سالمندان و یانگ ها تبعیض قائل می شوند. Int J Med Sci 1: 11-20

رویکرد Higuchi T (1988) بر اساس نظریه فراکتال به یک سری زمانی نامنظم. Phys D 31: 277 283

رابطه Higuchi T (1990) بین ابعاد فراکتال و شاخص کم قدرت برای یک سری زمانی. Phys D 46: 254 264

Ratcheva T ، Stambolieva K ، Kostadinov K (1999) Posturograph با ردیاب حساس به موقعیت و روش آماده سازی آن. BG PATENT #61749 http://v3. espacenet.com/publicationdetails/originaldocument؟cc=BG& nr=61749b1& kc=b1& ft=d& date=19980529& db=epodoc& leocale=en_ep

Stambolieva K ، Racheva T ، Kostadinov K (1998) سیستم پس از شستشو با ردیاب حساس به موقعیت ثبت نام. در: مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس بین المللی الکترونیک ، صوفیا ، جلد 3 ، صص 45-50

Popivanov D ، Mineva A (1999) روشهای آزمایش عدم عدم ثبات و غیرخطی بودن در سیگنال های فیزیولوژیکی. MATH BIOSCI 157: 303-320

Provenzale A ، Smith LA ، Vio R ، Murante G (1992) تمایز بین دینامیک کم بعدی و تصادفی در سری زمانی اندازه گیری شده. Phys D 58: 31-49

Theiler J (1986) ابعاد جالب از الگوریتم های همبستگی که برای داده های سری محدود اعمال می شود. Phys Rev A 34: 2427 2433

Theiler J ، Eubank S ، Longin A ، Galdrikian B ، Farmer JD (1992) آزمایش غیرخطی در سری زمانی: روش داده های جانشین. Phys D 58: 77-94

Fraedrich K ، Wang R (1993) تخمین ابعاد همبستگی یک جاذبه از مجموعه داده های پر سر و صدا و کوچک بر اساس تعبیه مجدد. Phys D 65: 373-398

Tinetti ME ، Williams TF ، Mayewski R (1986) شاخص خطر سقوط برای بیماران سالخورده بر اساس تعداد ناتوانی های مزمن. Am J Med 80: 429-434

Perry S ، McIllroy W ، Maki B (2000) نقش مکانیکی دستگاه های پوستی پلانتار در کنترل واکنش های پله جبرانی برانگیخته شده توسط آشفتگی غیرقابل پیش بینی و چند جهته. Brain Res 877: 401-406

MacLellan MJ ، Patla AE (2006) اقتباس از الگوی پیاده روی بر روی یک سطح سازگار برای تنظیم ثبات پویا. Exp Brain Res 173: 521-530

Jeka J ، Kiemel T ، Creath R ، Horak F ، Peterka R (2004) کنترل وضعیت قائم انسان: اطلاعات سرعت دقیق تر از موقعیت یا شتاب است. J Neurophysiol 92: 2368 2379

Rosengren KS ، Rajendran K ، Contakos J ، Chuang L ، Peterson M ، Doyle R ، McAuley E (2007) در حال تغییر استراتژی های کنترل در طول ارزیابی استاندارد با استفاده از پساولوگرافی پویا رایانه ای با زنان مسن. وضعیت راه رفتن 25: 215 221

Shumway-Cook A ، Horak F (1986) ارزیابی تأثیر تعامل حسی بر تعادل. Phys Ther 66: 1548-1559

تصدیق

این مطالعه تا حدودی توسط صندوق ملی تحقیقات علمی ، کمک مالی TK_02/60 پشتیبانی شده است. نویسنده از پروفسور اسلاویانکا مویانووا ، پروفسور لیلیا کریستووا و پروفسور پلمن گیتو بخاطر اظهار نظرهای مثمر ثمر خود سپاسگزار است.

اطلاعات نویسنده

نویسندگان و وابستگی ها

آزمایشگاه فرآیندهای سنسوریموتور و شناختی ، انستیتوی عصب شناسی ، آکادمی علوم بلغارستان ، ACAD. خیابان G. Bonchev ، Bl. 23 ، 1113 ، صوفیا ، بلغارستان