Slagen Mixen Hersenen en Spiercoördinatie

Talloze spieren zijn betrokken en gebruiken de coördinatie om eenvoudige handelingen uit te voeren zoals het oppakken van een pen. De ogen en het hoofd moeten bijvoorbeeld naar het voorwerp toe draaien, de hand moet naar de pen reiken en de vingers moeten hem oppakken.
Deze complexe coördinatie van spieren wordt beheerd als een reeks snelkoppelingen in de motorische cortex van de hersenen om deze acties beter beheersbaar te maken. In plaats van elke afzonderlijke spier afzonderlijk te controleren, geloven onderzoekers dat de cortex deze spieren in groepen activeert, 'spiersynergieën' genaamd, en dat er verschillende combinaties van deze synergieën bestaan ??om een ??breed scala aan bewegingen mogelijk te maken.
Volgens een nieuw MIT-onderzoek in samenwerking met de Harvard Medical School en het San Camillo-ziekenhuis in Venetië, dat werd gepubliceerd in het nieuwste nummer van Proceedings van de National Academy of Sciences, deze spier synergieën worden op verschillende manieren geactiveerd na een beroerte, en dat deze verstoringen specifieke patronen volgen afhankelijk van de ernst van de beroerte en de hoeveelheid verstreken tijd na de beroerte. Senior auteur van de studie, Emilio Bizzi, professor aan het MIT, zegt dat de bevindingen zouden kunnen leiden tot verbeterde revalidatie voor patiënten met een beroerte en ook een beter inzicht bieden in hoe de motorische cortex bewegingen coördineert.
Bizzi, die lid is van het McGovern Institute for Brain Research aan het MIT, zegt:

"De cortex is verantwoordelijk voor motorisch leren en voor het beheersen van beweging, dus we willen begrijpen wat daar gebeurt. Hoe vertaalt de cortex een idee om in een reeks commando's te komen om een ??taak te volbrengen?"

Een goede manier om motorische corticale functies te onderzoeken, is door te onderzoeken hoe deze motorpatronen worden verstoord bij patiënten met een beroerte met beschadigde motorgebieden. Bizzi en zijn team ontdekten eerst spiersynergieën in 2009 in de armen van slachtoffers van milde beroertes wanneer ze de elektrische activiteit in elke spier maten terwijl de patiënten bewogen. Het team gebruikte een speciaal ontworpen factoriseringsalgoritme om kenmerkende spiersynergieën te identificeren in de getroffen en onaangetast geworden armen van de beroerte.
Bizzi legt uit:

"Om precies te bepalen, elke spier die nodig is voor de taak zou heel moeilijk zijn." Wat we hebben bewezen is dat het centrale zenuwstelsel, wanneer het de beweging programmeert, gebruik maakt van deze modules in plaats van tegelijkertijd 50 spieren te activeren voor een enkele actie , je combineert een paar synergieën om dat doel te bereiken. "

In beide onderzoeken, de 2009 en de nieuwe, toonde het team aan dat synergieën in de getroffen armen van patiënten met milde beroerte in de cortex zeer vergelijkbaar zijn met die in de niet-aangetaste armen, ondanks verschillende patronen in spieractivatie. Dit bewijst dat spier synergieën zijn gestructureerd in het ruggenmerg, en dat corticale beroerte het vermogen van de hersenen om deze synergieën in de juiste combinaties te activeren verandert.

De nieuwe studie ontdekte ook een heel ander patroon bij degenen die zwaardere beroertes leden. Ze ontdekten dat de synergieën in de getroffen arm samensmolten tot een kleiner aantal grotere synergieën, terwijl in een derde groep van patiënten met een beroerte wiens beroerte vele jaren eerder plaatsvond, de spiersynergieën van de aangedane arm waren verdeeld in fragmenten van de synergieën die te zien waren in de niet-aangedane arm, een fenomeen dat bekend staat als fractionering.
Fractionering herstelt de synergieën niet met hoe ze er vóór de beroerte uit hadden gezien, en de vooraanstaande auteur Vincent Cheung, een onderzoeker aan het McGovern Institute, merkt op: "Deze breuken lijken iets totaal nieuws te zijn. fragmenten kunnen een manier zijn dat het zenuwstelsel zich probeert aan te passen aan de blessure, maar we moeten verdere onderzoeken doen om dat te bevestigen. "
Het team veronderstelt dat deze synergiepatronen die worden bepaald door zowel de ernst van het tekort als de verstreken tijd na de beroerte kunnen worden gebruikt als markers om een ??meer gedetailleerde beschrijving te krijgen van de status van een individuele patiënt. Cheung zegt: "Bij sommige patiënten zien we een combinatie van deze patronen, dus je kunt bijvoorbeeld ernstige maar chronische patiënten hebben die zowel fusie als fractionering vertonen." De ontdekking zou ook kunnen helpen om meer gerichte rehabilitatieprogramma's te ontwerpen. Op basis van deze markers werkt het MIT-team momenteel samen met verschillende ziekenhuizen om nieuwe therapeutische protocollen te ontwikkelen.
In de VS raken ongeveer 700.000 mensen elk jaar het slachtoffer van beroertes, en hoewel er veel verschillende rehabilitatieprogramma's beschikbaar zijn, is het kiezen van de beste methode voor een persoon volgens Bizzi meer een kunst dan een medische wetenschap.
Hij concludeert:

"Er is een grote behoefte om de huidige procedures voor revalidatie aan te scherpen door te kiezen voor principes die zijn afgeleid van het meest geavanceerde hersenonderzoek. Het is zeer waarschijnlijk dat verschillende strategieën voor revalidatie moeten worden gebruikt bij patiënten die het ene type marker hebben versus het andere ."

Geschreven door Petra Rattue