علم الأعصاب الحركي والتحكم الحركي

علم الأعصاب الحركي والتحكم الحركي هو مجال العلاج الطبيعي الذي يدرس كيفية تخطيط الجهاز العصبي للحركة الهادفة وإنتاجها وتكييفها، وكيف يوجه هذا الفهم تقييم الحركة وإعادة تعليمها بعد الإصابة أو المرض. يربط هذا المجال علم الأعصاب الأساسي والميكانيكا الحيوية بالمهام الحركية اليومية التي يتعامل معها أخصائيو العلاج الطبيعي: الوصول، الوقوف، التوازن، والمشي.

Definition

علم الأعصاب الحركي والتحكم الحركي هو الدراسة متعددة التخصصات للعمليات العصبية، الميكانيكية الحيوية، والسلوكية التي يتم من خلالها تنظيم الحركة الموجهة نحو هدف، وتنفيذها، وتعلمها، وتكييفها، وتطبيقها في العلاج الطبيعي لفهم الحركة وإعادة تعليمها.

Scope

يُوجّه هذا المجال أربعة مواضيع مفصلة: التعلم الحركي والتخطيط الحركي، تحليل المشي وتدريب المشي، التوازن والتحكم الوضعي، والتنسيق والتكامل الحركي. يتعامل مع الحركة كمشكلة يحلها الجهاز العصبي بشكل متكرر تحت ظروف متغيرة، مستفيدًا من نظرية التحكم الحركي، والفيزيولوجيا العصبية الحسية الحركية، والميكانيكا الحيوية. إنه نظرة عامة تعليمية مرجعية لعلم الحركة، وليس دليلاً للعلاج الفردي.

Sub-topics

• التوازن والتحكم الوضعي
• التناسق والتكامل الحركي
• تحليل المشية وتدريب المشي
• التعلم الحركي والتخطيط الحركي

Core questions

• كيف يخطط الجهاز العصبي وينسق درجات الحرية العديدة المتضمنة حتى في الحركات البسيطة؟
• كيف يتم تعلم الحركة والاحتفاظ بها ونقلها، وكيف يمكن أن يفيد ذلك إعادة التأهيل؟
• كيف يتم التحكم في التوازن والمشي والتنسيق، وماذا يتغير بعد الإصابة العصبية أو العضلية الهيكلية؟

Key concepts

• مشكلة درجات الحرية
• النماذج الداخلية والتحكم الأمامي (feedforward control)
• التغذية الراجعة الحسية والتحكم بالتغذية الراجعة (feedback control)
• التعلم الحركي والتكيف
• التحكم الوضعي والتوازن
• التنسيق والتآزرات الحركية
• دورة المشي والتحكم في الحركة الانتقالية

Mechanisms

تنشأ الحركة من تفاعل بين التخطيط المركزي والتغذية الراجعة الحسية. يُعتقد أن الجهاز العصبي يستخدم نماذج داخلية تتنبأ بالعواقب الحسية للأوامر الحركية، مما يسمح بالتحكم السريع الأمامي (feedforward control)، بينما تصحح التغذية الراجعة الحسية العمقية والبصرية والدهليزية الأخطاء وتحدّث تلك التنبؤات (Krakauer 2019). المشكلة المتكررة هي أن الجسم يمتلك درجات حرية أكثر بكثير مما تتطلبه أي مهمة، لذا يتم تنظيم التحكم في أنماط منسقة أو تآزرات بدلاً من أوامر مستقلة لكل مفصل أو عضلة (Latash 2012). يتم التحكم في الوضعية والتوازن بشكل مستمر كخلفية للحركة الإرادية، مع دمج حواس متعددة للحفاظ على كتلة الجسم فوق قاعدة دعمه (Horak 2006). في إعادة التأهيل، تؤطر هذه الآليات إعادة تعليم الحركة كعملية إعادة تعلم وتكييف للتحكم بدلاً من مجرد تقوية الأجزاء.

Clinical relevance

بالنسبة للعلاج الطبيعي، يوفر علم الأعصاب الحركي الأساس المفاهيمي لتحليل سبب ضعف الحركة وكيف يمكن للممارسة والتغذية الراجعة تغييرها. يساعد فهم التخطيط والتعلم والتوازن والتنسيق الأطباء على وصف مشاكل الحركة بدقة وقراءة الأدلة المتعلقة بإعادة تعليم الحركة. هذا المجال هو مرجع توجيهي لكيفية التحكم في الحركة ودراستها؛ ولا يصف تقييمًا أو علاجًا فرديًا.

Evidence & guidelines

يعتمد هذا المجال على أدبيات علمية أساسية وسريرية طويلة بدلاً من دليل إرشادي واحد. توفر الكتب المدرسية التجميعية (Shumway-Cook & Woollacott 2017; Latash 2012) ومراجعات التعلم الحركي (Krakauer 2019) والتحكم في التوازن (Horak 2006) الإطار المرجعي القياسي المستخدم في تعليم العلاج الطبيعي.

History

غالبًا ما يُعزى علم التحكم الحركي الحديث إلى نيكولاي بيرنشتاين، الذي أعاد صياغة الحركة كمشكلة إتقان درجات الحرية الزائدة في الجسم. خلال أواخر القرن العشرين، استوعب المجال أفكار أنظمة التحكم والحوسبة (النماذج الداخلية، التحكم الأمثل) ودمجها مع الفيزيولوجيا العصبية والميكانيكا الحيوية. في العلاج الطبيعي، ساعدت الكتب المدرسية مثل Shumway-Cook و Woollacott في ترجمة هذا العلم إلى إطار عمل لتحليل الحركة السريري وإعادة تعليمها.

Key figures

• Nikolai Bernstein
• Anne Shumway-Cook
• Marjorie Woollacott
• Mark Latash
• John Krakauer
• Fay Horak

Seminal works

• shumway-cook-2017
• latash-2012
• krakauer-2019
• horak-2006

Frequently asked questions

ما الفرق بين التحكم الحركي والميكانيكا الحيوية؟

تصف الميكانيكا الحيوية القوى الميكانيكية وحركات الجسم، بينما يدرس التحكم الحركي كيفية تنظيم الجهاز العصبي لتلك الحركات وتنظيمها. يجمع علم الأعصاب الحركي بين الاثنين لشرح كيفية إنتاج الحركة الهادفة وتعلمها.

لماذا يعتبر التحكم الحركي مهمًا للعلاج الطبيعي؟

العديد من مشاكل العلاج الطبيعي هي مشاكل في الحركة، وليس فقط في القوة أو المدى. إن فهم كيفية تخطيط الحركة وتعلمها وتوازنها وتنسيقها يمنح الأطباء إطارًا لتحليل الحركة الضعيفة وتفسير الأدلة المتعلقة بإعادة تعليم الحركة.