ประสาทวิทยาการเคลื่อนไหวและการควบคุมการเคลื่อนไหว
ประสาทวิทยาการเคลื่อนไหวและการควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นสาขาหนึ่งของกายภาพบำบัดที่ศึกษาว่าระบบประสาทวางแผน สร้าง และปรับการเคลื่อนไหวที่มีจุดประสงค์อย่างไร และความเข้าใจดังกล่าวเป็นข้อมูลในการประเมินและการฟื้นฟูการเคลื่อนไหวหลังการบาดเจ็บหรือโรคได้อย่างไร สาขานี้เชื่อมโยงประสาทวิทยาพื้นฐานและชีวกลศาสตร์เข้ากับงานด้านการเคลื่อนไหวในชีวิตประจำวันที่นักกายภาพบำบัดทำงานด้วย เช่น การเอื้อม การยืน การทรงตัว และการเดิน
Definition
ประสาทวิทยาการเคลื่อนไหวและการควบคุมการเคลื่อนไหวคือการศึกษาแบบสหสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางระบบประสาท ชีวกลศาสตร์ และพฤติกรรม ซึ่งการเคลื่อนไหวที่มีเป้าหมายถูกจัดระเบียบ ดำเนินการ เรียนรู้ และปรับเปลี่ยน โดยนำมาประยุกต์ใช้ในกายภาพบำบัดเพื่อทำความเข้าใจและฟื้นฟูการเคลื่อนไหว
Scope
สาขานี้มุ่งเน้นสี่หัวข้อหลัก ได้แก่ การเรียนรู้การเคลื่อนไหวและการวางแผนการเคลื่อนไหว การวิเคราะห์การเดินและการฝึกเดิน การทรงตัวและการควบคุมท่าทาง และการประสานงานและการบูรณาการการเคลื่อนไหว สาขานี้มองว่าการเคลื่อนไหวเป็นปัญหาที่ระบบประสาทแก้ไขซ้ำๆ ภายใต้สภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป โดยอาศัยทฤษฎีการควบคุมการเคลื่อนไหว สรีรวิทยาประสาทรับความรู้สึกและการเคลื่อนไหว และชีวกลศาสตร์ นี่คือภาพรวมเชิงการศึกษาอ้างอิงเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์การเคลื่อนไหว ไม่ใช่คู่มือการรักษาเฉพาะบุคคล
Sub-topics
Core questions
- ระบบประสาทวางแผนและประสานงานองศาอิสระจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวที่เรียบง่ายได้อย่างไร?
- การเคลื่อนไหวถูกเรียนรู้ จดจำ และถ่ายทอดอย่างไร และข้อมูลดังกล่าวสามารถนำมาใช้ในการฟื้นฟูได้อย่างไร?
- การทรงตัว การเดิน และการประสานงานถูกควบคุมอย่างไร และมีการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้างหลังการบาดเจ็บทางระบบประสาทหรือระบบกล้ามเนื้อและกระดูก?
Key concepts
- ปัญหาองศาอิสระ
- แบบจำลองภายในและการควบคุมแบบส่งต่อ
- ข้อมูลป้อนกลับทางประสาทสัมผัสและการควบคุมแบบป้อนกลับ
- การเรียนรู้และการปรับตัวของการเคลื่อนไหว
- การควบคุมท่าทางและการทรงตัว
- การประสานงานและการทำงานร่วมกันของการเคลื่อนไหว
- วงจรการเดินและการควบคุมการเคลื่อนที่
Mechanisms
การเคลื่อนไหวเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันระหว่างการวางแผนส่วนกลางและข้อมูลป้อนกลับทางประสาทสัมผัส ระบบประสาทมักถูกมองว่าใช้แบบจำลองภายในที่คาดการณ์ผลลัพธ์ทางประสาทสัมผัสของคำสั่งการเคลื่อนไหว ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมแบบส่งต่อได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ข้อมูลป้อนกลับจากระบบรับรู้ตำแหน่ง การมองเห็น และระบบการทรงตัวจะแก้ไขข้อผิดพลาดและปรับปรุงการคาดการณ์เหล่านั้น (Krakauer 2019) ปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำๆ คือร่างกายมีองศาอิสระมากกว่าที่งานใดๆ ต้องการมาก ดังนั้นการควบคุมจึงถูกจัดระเบียบเป็นรูปแบบหรือการทำงานร่วมกันที่ประสานกัน แทนที่จะเป็นคำสั่งอิสระไปยังแต่ละข้อต่อหรือกล้ามเนื้อ (Latash 2012) ท่าทางและการทรงตัวถูกควบคุมอย่างต่อเนื่องเป็นพื้นฐานของการเคลื่อนไหวโดยสมัครใจ โดยบูรณาการประสาทสัมผัสหลายอย่างเพื่อรักษามวลของร่างกายให้อยู่เหนือฐานรองรับ (Horak 2006) ในการฟื้นฟู กลไกเหล่านี้กำหนดกรอบการฟื้นฟูการเคลื่อนไหวว่าเป็นกระบวนการของการเรียนรู้ใหม่และการปรับการควบคุม แทนที่จะเป็นการเสริมสร้างส่วนต่างๆ เพียงอย่างเดียว
Clinical relevance
สำหรับกายภาพบำบัด ประสาทวิทยาการเคลื่อนไหวเป็นพื้นฐานแนวคิดสำหรับการวิเคราะห์ว่าเหตุใดการเคลื่อนไหวจึงบกพร่อง และการฝึกฝนและข้อมูลป้อนกลับอาจเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร การทำความเข้าใจการวางแผน การเรียนรู้ การทรงตัว และการประสานงานช่วยให้แพทย์สามารถอธิบายปัญหาการเคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำ และอ่านหลักฐานเกี่ยวกับการฟื้นฟูการเคลื่อนไหวได้ สาขานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงแนวทางว่าการเคลื่อนไหวถูกควบคุมและศึกษาอย่างไร ไม่ได้กำหนดการประเมินหรือการรักษาเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
สาขานี้อาศัยวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานและทางคลินิกที่ยาวนาน แทนที่จะเป็นแนวทางเดียว ตำราเรียนที่สังเคราะห์ (Shumway-Cook & Woollacott 2017; Latash 2012) และบทวิจารณ์เกี่ยวกับการเรียนรู้การเคลื่อนไหว (Krakauer 2019) และการควบคุมการทรงตัว (Horak 2006) ให้กรอบอ้างอิงมาตรฐานที่ใช้ในการศึกษาทางกายภาพบำบัด
History
วิทยาศาสตร์การควบคุมการเคลื่อนไหวสมัยใหม่มักสืบย้อนไปถึง Nikolai Bernstein ผู้ซึ่งกำหนดนิยามใหม่ของการเคลื่อนไหวว่าเป็นปัญหาของการควบคุมองศาอิสระที่ซ้ำซ้อนของร่างกาย ตลอดช่วงปลายศตวรรษที่ยี่สิบ สาขาวิชานี้ได้ดูดซับแนวคิดเกี่ยวกับระบบควบคุมและคอมพิวเตอร์ (แบบจำลองภายใน, การควบคุมที่เหมาะสมที่สุด) และบูรณาการเข้ากับสรีรวิทยาประสาทและชีวกลศาสตร์ ในกายภาพบำบัด ตำราเรียนเช่น Shumway-Cook และ Woollacott ช่วยแปลวิทยาศาสตร์นี้ให้เป็นกรอบสำหรับการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวทางคลินิกและการฟื้นฟู
Key figures
- Nikolai Bernstein
- Anne Shumway-Cook
- Marjorie Woollacott
- Mark Latash
- John Krakauer
- Fay Horak
Related topics
Seminal works
- shumway-cook-2017
- latash-2012
- krakauer-2019
- horak-2006
Frequently asked questions
- การควบคุมการเคลื่อนไหวและชีวกลศาสตร์แตกต่างกันอย่างไร?
- ชีวกลศาสตร์อธิบายแรงทางกลและการเคลื่อนที่ของร่างกาย ในขณะที่การควบคุมการเคลื่อนไหวศึกษาว่าระบบประสาทจัดระเบียบและควบคุมการเคลื่อนไหวเหล่านั้นอย่างไร ประสาทวิทยาการเคลื่อนไหวรวมทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันเพื่ออธิบายว่าการเคลื่อนไหวที่มีจุดประสงค์เกิดขึ้นและเรียนรู้ได้อย่างไร
- เหตุใดการควบคุมการเคลื่อนไหวจึงมีความสำคัญต่อกายภาพบำบัด?
- ปัญหาทางกายภาพบำบัดจำนวนมากเป็นปัญหาของการเคลื่อนไหว ไม่ใช่แค่ความแข็งแรงหรือช่วงการเคลื่อนไหว การทำความเข้าใจว่าการเคลื่อนไหวถูกวางแผน เรียนรู้ ทรงตัว และประสานงานอย่างไร ทำให้แพทย์มีกรอบสำหรับการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวที่บกพร่อง และสำหรับการตีความหลักฐานเกี่ยวกับการฟื้นฟูการเคลื่อนไหว