Download
1 / 80
830 likes | 989 Views
به نام آسمانی ترین مهربانی ها. استخراج و بررسی سینرجی های عضلانی در حرکت رسنده ی دست. اساتید راهنما: دکتر توحیدخواه دکتر غریب زاده. ندا کبودوند. فروردین 1393. synergy. Asynergy. Asynergy.
E N D
استخراج و بررسی سینرجی های عضلانی در حرکت رسنده ی دست • اساتید راهنما: • دکتر توحیدخواه • دکتر غریب زاده ندا کبودوند فروردین 1393
Asynergy تصویری از مثال سطل کهنه. آب با نرخ Q به داخل سطل میریزد و با نرخ های qi از سوراخها بیرون میزند. در سطح خاصی از آب تعادلایجاد شده است.
چند نتیجه کلی: • اشتراک گذاری یک وظیفه بین مجموعه ای از عناصر، دلیل متقاعد کننده ای برای وجود سینرجی نیست. • وجود قابلیت جبرانسازی خطا بین عناصر، میتواند نتیجهطراحی مکانیکی معین و نسبتاً سادهای باشد. در مثال مربوط به سطل، قوانین هیدرواستاتیک و پایستگی جرم، شار آب خارج شده از هر سوراخ را سازماندهی میکنند. • اگر فقط به خروجی عناصر به قول معروف یک سینرجی نگاه کنیم این احتمال وجود دارد که گمراه شده و نتیجه بگیریم که یک کنترل کننده هوشمند وجود دارد.
تاریخچه سینرجی در حرکات موجودات زنده CNS چیزی درباره ی عضلات نمی داند! بلکه فقط حرکات را میشناسد. در بخشهای فوقانی کنترلی مغز (پریفورنتال) عضلههای یکسانی در تعداد بیشماری از حرکات پیچیده، حرکات ترکیبی و حرکات ویژه تظاهر مییابند . J. Hughlings Jackson
تاریخچه سینرجی در حرکات موجودات زنده Babinski به مطالعه فعالیت هماهنگ عضلات در افراد سالم و نیز بیمارانی با اختلالات عصبی پرداخت هماهنگی معیوب عضلات را به آسیبی در مخچه نسبت داد و حرکات ناهماهنگ را "غیر سینرجیهای مخچهای" نام نهاد.
سینرجی & برنشتاین افزونگی حرکتی این امکان را میدهد که یک عضو چند مفصلی از راههای بیشماری (ترکیبات بیشمار زوایای مفصلی) به هدف برسد.
یک مفصل که سه عضله جمع کننده و باز کننده از آن عبور کردهاند. بینهایت ترکیب مختلف از نیروهای عضلانی میتواند گشتاور مفصلی دلخواه را تولید کند.
مسأله ی افزونگی CNS برای تضمین انعطاف پذیری و پایداری در رسیدن به هدف . . . از مجموعه ای افزونه از مفاصل و عضلات استفاده می کند!
پیچیدگی کنترل حرکات • در اصل، انتخاب حرکت مناسب برای یک هدف، کار به شدت پیچیده ایست ! • بعد بالای فضای جستجو • طبیعت غیرخطی و پویای تبدیلات بین فعالیت عضلانی و حرکت
مهمترین مسأله در کنترل حرکت مسأله اصلی برای درک نحوه کنترل حرکت در انسان درک روش به کار گرفته شده توسط سیستم کنترل بدن ، در کنترل درجه های آزادی ست . مساله درجه های آزادی بسیار و دردسر بعد زیاد
روش های پيشنهاد شده برای حل مشكل درجات آزادی: • استراتژی حذف كردن • استفاده از روش‌های بر مبنای بهينه‌سازی • کنترل پودمانی
میدان های نیرو به عنوان پایه های حرکتی • تحریک الکتریکی نخاع کمری قورباغه، بالانس خاصی از فعالیت عضلانی را تحمیل میکند. • پاسخهای مکانیکی عضلات فعال شده با اتصال عضو به مبدلهای نیرو، اندازه گیری شد. • جهت و بزرگی نیروی contracting، در نقاط مختلف فضای کاری عضو، اندازه گیری شد. • انقباضات حاصله، عضو را به یک نقطه تعادل در فضا، سوق می دهند. Bizzi et al. 2002
جمع برداری و ظهور پایه های حرکتی • میدانهای نیرو از قاعده جمع برداری پیروی می کنند. • این میدانهای نیرو که در نخاع ذخیره شده اندمیتوانند بوسیله superposition ، ترکیب شده و حرکات بسیار زیادی را تولید کنند.
سینرجی های عضلانی به عنوان پایه های حرکتی • تعدادی عضله به گونه ای به یکدیگر پیوند خورده اند که یک سیگنال حرکتی مرکزی تمامی آن ها را با یکدیگر و به نسبت فعال می سازد. • تغییر هدف تغییر سیگنال حرکتی مرکزی • بنابراین کنترل یک حرکت در شرایط مختلف، فقط با انتخاب تعداد کمی پارامتر، انجام می شود.
شمای كلی پيشنهاد شده توسط چونگ در سال 2007کنترل حرکت با استفاده از سینرجی های عضلانی
دو مدل برای سینرجی های عضلانی فعالیت عضلانی تجزیه سنکرون (ثابت با زمان) آسنکرون (متغیر با زمان)
سینرجی های ثابت با زمان سینرجی های متغیر با زمان
مطالعات زیادیانجام شده است که منجر به کشف جنبههای متنوعی از سینرجیهای حرکتی شدهاند.
نقش پسخورد در سینرجیهای عضلانی • قطع آوران • حذف تعامل (نبود اصلاحات هوشمند) • تجربه های قبلی حیوان (مدل درونی از حرکت) • میزان فعالیت و تأخیر سینرجیها
نقش پسخورد در سینرجیهای عضلانی • اعمال اغتشاش در طول حرکت • سینرجیهای عضلانی ساختارهایی هستند که نسبت به شرایط دینامیکی متفاوت مقاومند. • الگوهای جبرانی مشاهده شده میتوانند می توانند توسط مدولاسیون (تغییر پروفایل فعالیت زمانی) الگوی فعالیت سینرجی هایی که معمولاً برای تولید حرکت استفاده می شوند، تولید شده باشند.
انواع سینرجی های عضلانی فعالیت عضلانی تجزیه سنکرون (ثابت با زمان) آسنکرون (متغیر با زمان)
سینرجی های ثابت با زمان سینرجی های متغیر با زمان
خطای بازسازی بسیار بالا (R2=71%) • نبود توجیه فیزیولوژیکی برای سینرجی های استخراج شده • نبود رابطه معنادار بین عضلات هر سینرجی
سینرجی های مشترک A B C
سینرجی های اختصاصی در حرکت هشتم • خم کننده ی آرنج • خم کننده ی شانه • دور کننده ی شانه از بدن • سوپیناتور آرنج
جمع بندی مرحله اول • صحت سنجی و توجیه فیزیولیژیکی • استخراج سینرجی ها به صورت یکتا • خطای بازسازی ناچیز • استخراج و بررسی سینرجی های سنکرون وابسته/غیروابسته به جهت • پیشنهاد استفاده از مدل semi-NMF برای بررسی حرکتهای رسندهی دست در صفحات عمودی (حل مشکل ناشی از حذف مؤلفهی تونیک از سیگنال EMG) • اطلاعاتی راجب سازماندهی عضلات ؟ !!!!!
فصل دوم استخراج سینرجیها بر اساس رفتار سیگنالهای الکترومایوگرام در فضای فاز
بازگشت در صورتی که بازگشت، از مشخصههای اساسی یک سیستم دینامیکی نباشد، قطعاً در زندگی انسان استفاده از تجربه ها جایگاهی نخواهد داشت. هنری پوانکاره در سال 1890 : بازگشت یکی از مشخصه های اساسی سیستم های پایستار هفتاد سال بعد، إکمن و همکاران : معرفی گراف بازرخداد (روشی برای تجسم خاصیت بازگشت در سیستم های دینامیکی)
