UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO IGOR ŢOLGAR

Transcription

1 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT DIPLOMSKO DELO IGOR ŢOLGAR Ljubljana, 2016

2

3 UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA ŠPORT Športno treniranje Kondicijsko treniranje VPLIV AFERENTNE STIMULACIJE NA MIŠIČNO AKTIVACIJO DIPLOMSKO DELO MENTOR Prof. dr. Vojko Strojnik RECENZENT Doc. dr. Katja Tomaţin Avtor dela IGOR ŢOLGAR KONZULTANT Doc. dr. Igor Štirn Ljubljana, 2016

4 ZAHVALA Zahvaljujem se prof. dr. Vojku Strojniku in doc. dr. Igorju Štirnu ter asist. Petri Prevc, prof. šp. vzg., za pomoč in nasvete pri izdelavi diplomskega dela. Zahvala gre tudi doc. dr. Katji Tomaţin za kritične pripombe, ki so obogatile to delo. Posebna zahvala velja Saši za vso potrpeţljivost in podporo pri nastajanju tega dela. Zahvala gre tudi merjencem, brez katerih delo ne bi nastalo.

5 VPLIV AFERENTNE STIMULACIJE NA MIŠIČNO AKTIVACIJO Igor Ţolgar Univerza v Ljubljani, Fakulteta za šport, 2016 Športno treniranje, kondicijsko treniranje Strani: 45; preglednic: 6; slik: 23; virov: 56. IZVLEČEK NAMEN: Ugotoviti ali bo mehanska aferentna stimulacija koţnih receptorjev povzročila bolj jasno izraţen trifazni vzorec aktivacije mišic in ali se bo natančnost zadevanja cilja pri pikadu povečala. METODE DELA: V raziskavi je sodelovalo 9 merjencev (4 moški in 5 ţensk), starih povprečno 29 ± 6 let. Aferentna stimulacija se je izvajala sede tako da so si merjenci 30 minut lastnoročno ščetkali roko. V eksperimentu smo merili EMG signal mišice bicepcs brachii in triceps brachii ter končni rezultat vseh metov v določeni seriji. Merjenci so bili razdeljeni v dve skupini. Prva skupina merjencev je izvedla dve seriji metov. Druga skupina merjencev pa je izvedla tri serije metov. REZULTATI: T-test za odvisne vzorce ni pokazal statistično pomembnih razlik (p > 0,05) za prvo skupino merjencev. ANOVA za ponovljene meritve ni pokazala statistično pomembnih razlik (p > 0,05) za drugo skupino merjencev. SKLEP: Rezultati nakazujejo, da aferentna stimulacija (ščetkanje roke) ne povzroči bolj jasno izraţenega trifaznega vzorca in ne poveča natančnosti pri zadevanju cilja (met pikada). Ključne besede: aferentna stimulacija, trifazni vzorec, mišična aktivacija

6 EFFECT OF AFFERENT STIMULATION ON MUSCLE ACTIVATION Igor Ţolgar University of Ljubljana, Faculty of sport Sport Training, Condition training No. of pages: 45; No. of tables: 6; No. of diagrams: 23; No. of sources: 56 ABSTRACT PURPOSE: The purpose of the study was to investigate if the mechanical afferent stimulation will cause a more clearly expressed three-phase pattern and if the accuracy of hitting the target in dart will increase. METHODS: 9 subjects (4 men and 5 women) participated in the study with an average age of 29± 6years. The afferent stimulation was conducted in a sitting position while the participants were brushing one of their hands for the period of 30 minutes. In our experiment we measured the EMG signal of the muscles biceps brachii and triceps brachii and the final results of all the throws in each set. The participants were divided into two groups. The first group completed two sets of throws. The second group completed three sets of throws. RESULTS: t-test for dependent samples showed no statistically significant differences (p>0.05) in the first group. ANOVA for repeated measurements showed no statistically significant differences (p>0.05) in the second group. CONCLUSION: The results showed that afferent stimulation (brushing of the hand) did not cause a more clearly expressed three-phase sample and did not increase the accuracy of hitting the dart target. Keywords: afferent stimulation, three-phase pattern, muscle activation

7 1 Uvod Senzorično - motorična pot Veliki možgani ( cerebrum ) Mali možgani (mezencefalon,cerebellum) Možgansko deblo (truncus cerebri) Hrbtenjača (medulla spinalis ) Progovni sistemi centralnega živčevja Hrbtenjačni (spinalni ) živci Vratni (cervikalni ) živci Roka Predmet in problem Senzorični dotok Stimuliranje s ščetko Stimuliranje s taktilnim stimulatorjem Plastičnost senzorično-motorične moţganske skorje Balističen gib in trifazni vzorec mišične aktivacije Cilji Hipoteze Metode dela Vzorec merjencev Pripomočki Postopek Postavitev tarče za klasični pikado Namestitev elektrod in goniometra Izvedba metov Analiza izmerjenih signalov Statistična analiza podatkov Rezultati Razprava Sklep Viri... 41

8 1 UVOD Natančnost, preciznost ali usklajenost določenih gibov so v športu pomembne gibalne sposobnosti. Da doseţemo čim boljši rezultat v natančnosti, če ne upoštevamo zunanjih pogojev, npr. veter itd., moramo zagotoviti čim boljše delovanje ţivčnega in mišičnega sistema. Če se na primer ţelimo sprehoditi od točke A do točke B, narediti ekstenzijo komolca ali katerikoli drug gib, je zato potrebna veriga dogodkov, ki se morajo zgoditi v telesu, da se gibi oziroma gib lahko izvede. Z zunanjo manipulacijo, kot je na primer ščetkanje roke, je moţno vplivati na to verigo dogodkov oziroma na posamezne dele te verige (Šarabon, 2005). V tej diplomski nalogi smo se ukvarjali z ekstenzijo komolca na balističen način. Izhodišče raziskovalnih vprašanj predstavljajo ugotovitve, da kondicionirajoče draţenje cele roke s pomočjo električne stimulacije povzroča (i) močneje izraţen trifazni vzorec aktivacije pri balistični ekstenziji komolca, izdatnejšo sprostitev antagonistične mišice v posamezni fazi giba, (ii) značilno zmanjšanje aktivnosti antagonistične mišice pri balistični ekstenziji zapestja, (iii) nakazano, čeprav ne značilno izboljšanje mehanskih parametrov giba ter povečanje mediane frekvence električnega signala mišice v času začetne aktivnosti agonista. Ta spoznanja kaţejo, da aferentna stimulacija vpliva na izhodne lastnosti zavestnega giba (Šarabon, 2005). Uporabnost diplomskega dela: Ali je moţno z mehansko stimulacijo, v našem primeru ščetkanje roke (enostavna izvedba in cenovno dostopna), doseči podobno spremembo trifaznega vzorca kot pri električni stimulaciji. 1.1 Senzorično - motorična pot Za boljšo predstavo je v nadaljevanju razloţena pot v anatomskem smislu po kateri potujejo informacije ter posamezni deli te poti, naprimer mali moţgani, ki imajo specifično nalogo pri interpretiranju in posredovanju informacije iz enega dela poti na drug del. Enostavno ali pa kompleksno gibanje je zapleten proces, ki ga uravnava ţivčno mišični sistem. Glede na obliko lahko gibe razdelimo na tri kategorije ( refleksni gibi, ritmični gibi, hoteni gibi). Hoteni gibi zahtevajo sodelovanje višjih ravni centralnega ţivčevja. Ţivčne 8

9 strukture, ki nadzirajo skeletne mišice, so razmeščene po celotnem centralnem ţivčevju, ki je hierarhično urejeno (raven hrbtenjače, moţganskega debla in motoričnih predelov moţganske skorje). Najvišjo raven motoričnega nadzora omogoča moţganska skorja. Primarna motorična moţganska skorja in dve sekundarni (premotorična in suplementarna moţganska skorja) nadzorujejo kompleksne hotene gibe predvsem prek lateralnih descendentnih prog. Vsi trije predeli prejemajo bogate povezave (senzorične informacije) iz primarnega somatosenzoričnega korteksa in zadnjega dela parietalnega korteksa (slika 1), kar omogoča koordinirane in usmerjene ciljane gibe v območje našega zanimanja. Sestavni del motoričnega sistema so tudi mali moţgani in bazalni gangliji (prek talamusa povratno povezani s korteksom velikih moţganov), ki predstavljajo pomemben modulacijski sistem za nadzor gibanja. Na vseh ravneh motoričnega nadzora je ključnega pomena senzorična povratna informacija (Štrucl, 2015). Slika 1. Prikaz človeških moţganov in njihova področja. Primarno motorično področje (M1), suplementarno motorično področje (M2), premotorično področje, primarno senzorično področje (S1), sekundarno senzorično področje (S2) (The Upper Motor Neurons (Motor Systems) Part 1, 2016). 9

10 1.1.1 Veliki možgani ( cerebrum ) Človeški moţgani tehtajo od 1300 do 1800g. Obdani so z dvema mehkima (pia mater in arachnoidea ali pajčevnica) in eno čvrsto moţgansko ovojnico (dura mater). Dodatno jih varuje tekočina (cerebrospinalna tekočina). Veliki moţgani so sestavljeni iz centralnega dela in dveh hemisfer. Centralni del je preteţno zgrajen iz sivine (belina v moţganih je ţivčno nitje), ki jo predstavljajo talamus, hipotalamus in epitalamus. Talamus predstavlja relejno jedro za aferentne proge. Hipotalamus se nahaja pod talamusom in je z njim povezan, prav tako pa je povezan z vegetativnimi centri v hrbtenjači, moţganskim deblom, moţgansko skorjo in hipofizo. Epitalamus sestavljajo majhne strukture med deli talamusa. Glede na kosti, ki prekrivajo hemisferi, ločimo čelni, temenčni, senčnični in zatilni reţenj. Siva substanca je zbrana na površini kot moţganska skorja (cortexcerebri) in v notranjosti kot bazalni gangliji. Med progastim telesom ( bazalni gangliji ) in talamusom je nitje bele substance Mali možgani (mezencefalon, cerebellum) Mali moţgani leţijo v zadnji lobanjski kotanji. Sivina je, nasprotno kot v hrbtenjači in moţganskem deblu, na površini, v notranjosti pa v obliki jeder. Preostali del notranjosti je belina. Mali moţgani imajo povezave z ravnoteţnim aparatom v notranjem ušesu, s hrbtenjačo in velikimi moţgani. V njih se stekajo sporočila iz mišic, tetiv, sklepov in ravnoteţnih organov ter optični vtisi. Pomembne naloge malih moţganov so uravnavanje gibanja ter vzdrţevanje mišičnega tonusa Možgansko deblo (truncus cerebri) Je razvojno najstarejši del človeških moţganov, ki ga sestavljajo od zgoraj navzdol srednji moţgani, most (pons) in podaljšana hrbtenjača. Belina je na površini v obliki snopov vlaken, ki se povezujejo z malimi in velikimi moţgani ter hrbtenjačo, sivina pa je v notranjosti v obliki številnih jeder. 10

11 1.1.4 Hrbtenjača (medulla spinalis) Je del centralnega ţivčevja, ki leţi v hrbtenjačnem kanalu. Sega od zatilnice do drugega ledvenega vretenca. Hrbtenjača je prav tako kot moţgani sestavljena iz sive snovi (ţivčnih celic), ki predstavlja jedro in bele snovi (ţivčnega nitja). Hrbtenjačni ţivci (nervi spinales) izhajajo iz hrbtenjače segmentalno, tako da ima hrbtenjača 8 vratnih, 12 prsnih, 5 ledvenih ter 1 2 para kriţničnih segmentov. Iz vsakega odseka izhaja par spinalnih ţivcev, ki oţivčujejo ustrezne mišice ali organe. Ţivci hrbtenjače nastanejo s spojitvijo sprednjih in zadnjih koreninskih vlaken; sprednje korenine sestavljajo motorična ţivčna vlakna, ki potujejo iz sive snovi sprednjih rogov; v zadnjih koreninah, zadebeljenih v spinalne ganglije, so senzorična ţivčna vlakna; vegetativna ţivčna vlakna potekajo z motoričnimi in senzoričnimi ţivci. Od prvotno samostojne funkcije (razvoj) hrbtenjače se je ohranila njena vloga posredovanja neposrednih refleksov (od celic zadnjega roga na celice sprednjega roga). Hrbtenjača je refleksno središče in posrednik med višjimi in niţjimi centri Progovni sistemi centralnega živčevja Dovodne ( aferentne, ascendentne ) proge potekajo iz receptorjev (čutil) v centralno ţivčevje. To pot delimo na tri nevrone. Periferni nevron poteka v hrbtenjačo ali do moţganskega debla. Centralni nevron poteka iz hrbtenjače ali moţganskrga debla do talamusa. Kortikalni nevron poteka od talamusa v skorjo velikih moţganov. Ločimo proge, ki prevajajo občutek dotika, bolečine, mraza, toplote, poloţaj telesa, vida, sluha, ravnoteţja, okusa in voha. Odvodne (eferentne, descendentne ) proge vodijo iz velikih in malih moţganov v moţgansko deblo in hrbtenjačo. Razlikujemo piramidni in ekstrapiramidni sistem. Oba sistema izvirata iz skorje velikih moţganov, ekstrapiramidni sistem pa še iz moţganskih jeder in iz jeder moţganskega debla. 11

12 1.1.6 Hrbtenjačni (spinalni ) živci Hrbtenjačni ţivci so mešani, imajo aferentno (senzorično ) in motorično ( eferentno ) nitje. Nitje izstopa iz hrbtenjače vsako zase kot senzorična zadnja korenina in motorična sprednja korenina. Korenini zapuščata hrbtenični kanal skozi medvretenčno lino, kjer se zdruţita v mešan hrbtenjačni ţivec. Telesa senzoričnih nevronov so zbrana v hrbtenjačnem ( spinalnem ) gangliju, ki se nahaja na dorzalni korenini, telesa motoričnih nevronov pa so zbrana v sprednjem rogu sive substance hrbtenjače. Ob izstopu iz hrbteničnega kanala se spinalni ţivec razdeli na dorzalno vejo za koţo in mišice hrbtnega predela trupa ter na močnejšo ventralno vejo za koţo, mišice udov ter prsne in trebušne stene. Obe veji sta mešani. Na periferiji se hrbtenjačni ţivec deli. Motorično nitje gre do efektorjev, senzorično pa do receptorjev Vratni (cervikalni) živci Dorzalne veje vratnih ţivcev senzorično oskrbujejo koţo na dorzalni strani glave in vratu ter mišice vratnega dela hrbtenice. Ventralne veje delajo vratni pleteţ in nadlaktni pleteţ. Nadlaktni pleteţ ( plexus brachialis ) sestavljajo 5. do 8. vratni in prvi prsni ţivec. Pleteţ senzorično in motorično oţivčuje ramenski obroč in zgornji ud. Ločimo del pleteţa, ki poteka nad ključnico ter del, ki poteka pod njo. Iz supraklavikularnega dela izhajajo ţivci za mišice ramenskega obroča. Intraklavikularni del, ki poteka skupaj z aksilarno arterijo, se deli na tri sveţnje (slika 2): zadnji sveţenj (fasciculus posterior/lateral cord), sredinski sveţenj (fasciculus medialis/medial cord) in stranski sveţenj (fasciculus lateralis/posterior cord). 12

13 Slika 2. Prikaz odseka nadlaktnega pleteţa iz katerega izhajajo ţivci, ki oţivčujejo roko in so obarvani rumeno, z rdečo barvo je obarvana aksilarna arterija (Alexander, 2013). Ţivca zadnjega sveţnja sta pazdušni ţivec (n. axillaris), ki oţivčuje deltasto mišico in malo oblo mišico ter n. radialis, ki oţivčuje vse ekstenzorje zgornjega uda in večji del koţe na ekstenzorni strani uda (slika 3 in slika 4). Stranski sveţenj ima tudi dva ţivca. Prvi je n. musculocutaneus, ki motorično oţivčuje mišice nadlahtnice: m. biceps brachii, m. brachialis in m. coracobrachialis, senzorično pa koţo na lateralni strani podlakti. Drugi ţivec je n. medianus, ki delno izhaja tudi iz medialnega sveţnja. Oţivčuje mišice in koţo na radialni strani podlakta. Skozi zapestni (radialni) kanal poteka tik pod fleksornim retinaklom in pride v dlan, kjer oţivčuje koţo 1., 2., 3. in polovico 4. prsta. Dorzalno oţivčuje drugo in tretjo prstnico 2. in 3. prsta ter mišice palčeve kepe (slika 3 in slika 4). Sredinski sveţenj daje n. ulnaris, ki oţivčuje mišice na ulnarni strani podlakti in prihaja v dlan prek fleksornega retinakla, tu pa oţivčuje koţo 5. prsta in polovico 4. prsta ter dorzalno stran 4. in 5. prsta. N. ulnaris oţivčuje tudi mišice mezinčeve kepe in mišice osrednjega dela 13

14 dlani. Medialni fascikel daje tudi koţne veje za pazduho, medialno stran nadlakta in podlakta (slika 3 in slika 4). Slika 3. Prikaz ţivcev, ki izhajajo iz nadlaktnega pleteţa. Roko oţivčujejo ţivci radialis, ulnaris ter medianus (Alexander, 2013) Roka Ločimo dlan (vola manus), hrbtišče (dorsum manus), prste (digiti manus) in zapestje (carpus). Roka sestoji iz 27 kosti in 36 sklepnih vezi; pri (stopnjevanem) gibanju sodeluje 39 mišic. Na koţi dlani je zelo veliko čutilnih telesc za zaznavanje bolečine in pritiska ter tipalnih blazinic, ki so zlasti na konicah prstov. Koţo na roki oţivčujejo ţivci, ki izhajajo iz nadlaktnega pleteţa (slika 4). Slika 4. Prikaz delov koţe na roki, ki jo oţivčujejo ţivci medianus, ulnaris ter radialis (Cannon, 2003). 14

15 2 PREDMET IN PROBLEM 2.1 Senzorični dotok Somatosenzorični evocirani potencial (SSEP) lahko izzovemo z različnimi metodami draţenja. Ko z določeno metodo draţimo ţivčna vlakna, ki nam omogočajo občutek za dotik, se le ta vzdraţijo in pošljejo signal (akcijski potencial) v hrbtenjačo, od koder se nato prenese v moţgane (Campolunghi-Pegan, 2015). Te metode lahko v grobem razdelimo na električno ter mehansko draţenje. Med mehanska draţenja spadajo npr. udarec po kiti, pasivni gib v sklepu, stimuliranje s taktilnim stimulatorjem, stimuliranje s ščetkanjem, pihljaj zraka. Ker smo v naši raziskavi uporabljali stimuliranje s ščetko, smo pri pregledu literature iskali raziskave, ki so prav tako uporabljale ščetko kot sredstvo draţenja. Ker je bilo teh raziskav zelo malo, smo se osredotočili še na raziskave, ki so za stimuliranje uporabljale druge vrste mehanskega draţenja. Če ţelimo videti kaj se v moţganih dogaja ali zgodi po določenem draţenju, lahko uporabimo različne metode zajemanja»podatkov«. Med te metode spadata funkcionalna magnetna resonanca in magnetoencefalografija. Funkcionalna magnetna resonanca (fmri) je neinvazivna tehnika uporabe jederske magnetne resonance, ki v realnem času (»real time imaging«) slika tkiva ali tekočine v organizmu. Uporablja se predvsem v nevrologiji za opazovanje delovanja moţganov. Metoda fmri meri fiziološko aktivnost (BOLD signal), povezano z nevronskimi spremembami. BOLD signal je razlika med oksigenirano in deoksigenirano krvjo (Jelerčič, 2010). Za laţjo predstvo je na sliki 5 prikazan krvoţilni sistem moţganov. Ko izvajamo aferentno draţenje, bo v predel moţganov, ki mu pripada področje draţenja, priteklo več oksigenirane krvi. Slika 5. Prikaz krvoţilnega sistema človeških moţganov (Carpenter, 2011). 15

16 Magnetoencefalografija (MEG) je metoda na podlagi katere merimo biomagnetno polje. Izvor signala je v nevronih, po katerih potuje akcijski potencial. Na sliki 6 sta dva nevrona in sinapsa med njima. Po aksonu nevrona A se prenaša akcijski potencial in ko le-ta prispe do sinapse nevrona B se informacija prenese naprej v obliki kemičnega signala, nato se informacija spremeni nazaj v akcijski potencial in potuje naprej po aksonu B. Slika 6. Prikaz dveh nevronov in sinapso med njima (Anţlovar in Drnovšek, 2008). Ko informacija potuje po aksonu, se ustvarja biomagnetno polje, to je električno in magnetno polje okoli nevrona (Anţlovar in Drnovšek, 2008). To biomagnetno polje zazna naprava s katero lahko posnamemo magnetoencefalogram. V nadaljevanju so predstavljene novejše raziskave, ki so uporabljale mehansko draţenje Stimuliranje s ščetko Mehko ščetkanje roke bolj aktivira nemielizirane mehanoreceptorje (C-tactile) kot mielizirane mehanoreceptorje z vmesno hitrostjo 1-10 cm/s (Löken, Wessberg, Morrison, McGlone in Olausson, 2009). Tudi Perini, Olausson in Morrison (2015) so raziskovali kakšen vpliv ima neţno ščetkanje (roke in dlani) različnih hitrosti na obnašanje merjencev (overt behavior). Merjenci so lahko na podlagi svojega subjektivnega občutka ugodja sami izbrali hitrost ščetkanja. Ugotovili so, da je neţna dinamična stimulacija optimalna za aktivacijo aferentnih ţivčnih vlaken v koţi, ki posledično aktivira moţganske regije (SI, SII). Če ščetkamo različne dele telesa, kot so kazalec na roki, prst na nogi, spodnja ustnica, se aktivirajo področja v primarni motorični skorji (Gaetz in Cheyne, 2006). Stimulacija palmarne strani roke z gumjasto ščetko povzroči večjo aktivacijo primarne senzo-motorične skorje (SM1) kakor stimulacija dorzalne strani roke. Na sliki 7, pridobljeni s fmri, vidimo, da je dlan roke povzročila večjo aktivacijo moţganske skorje (Jang, Seo, Ahn in Lee, 2013). V naslednji raziskavi so na podlagi fmri ja prav tako ugotovili, da ščetkanje roke aktivira SI in SII 16

17 področja, dodajo pa še, da se ista področja aktivirajo, če so merjenci samo gledali video posnetek draţenja roke (Hansson idr., 2009). Slika 7. Prikaz aktivnosti moţganske skorje, če stimuliramo hrbtišče (levo) ali dlan roke (Jang, Seo, Ahn in Lee, 2013) Stimuliranje s taktilnim stimulatorjem Taktilni stimulator je naprava, ki mehanično stimulira določen predel koţe. Onishi idr. (2010) so stimulirali kazalec desne roke s taktilnim stimulatorjem. Ugotovili so, da so vsa biomagnetna polja nastala v primarni somatosenzorični skorji (SI). Poleg tega so zaznali tudi daljše latentne odzive in sicer v sekundarni somatosenzorični skorji (SII). Raziskovalci Popescu, Barlow, Venkatesan, Wang in Popescu (2013) so na podlagi magnetoencefalografije (MEG) prav tako ugotovili, da je taktilna stimulacija roke povzročila kratkoročne spremembe v primarni somatosenzorični skorji (SI). V sekundarni senzorični skorji (SII) so bile spremembe tudi prisotne, čeprav manj dosledne v primerjavi s SI. Isti raziskovalci (Popescu idr., 2010) so s taktilnim stimulatorjem stimulirali predel ustnic in desno roko. Ugotovili so, da je modulacija in prilagajanje odzivov v primarni somatosenzorični skorji povezana s frekvenco draţenja in mestom postavitve draţilne naprave (ustnica proti roki). 17

18 2.2 Plastičnost senzorično-motorične možganske skorje Do sedaj smo govorili o tem na katerem delu centralnega ţivčevja pride do povečane aktivnosti po mehanskem draţenju. Naslednje raziskave govorijo o plastičnih spremembah motoričnega sistema, ki se zgodijo po uporabi električne stimulacije in transkranialne magnetne stimulacije. Mesta draţenja so lahko: periferni ţivec, kombinirano draţenje (transkranialno magnetno draţenje in draţenje perifernega ţivca) in samo transkranialno magnetno draţenje. Draţenje ulnarnega ţivca spremeni vzdraţnost primarnega motoričnega korteksa. Motorični evocirani potencial (MEP) se spremeni v mišicah, ki jih oţivčuje prej stimuliran ţivec (Ridding, Brouwer, Miles, Pitcher in Thompson, 2000). Prav tako stimulacija radialnega in ulnarnega ţivca spremeni vzdraţnost motoričnega korteksa. S TMS povzročen MEP pokaţe značilno facilitacijo MEP-a v določenih mišicah roke. Različni protokoli perifernega aferentnega draţenja lahko povzročijo plastične spremembe v organizaciji motoričnega korteksa, ki trajajo vsaj dve uri (Charlton, Ridding, Thompson in Miles, 2003). Kombinirano draţenje medialnega ţivca in TMS je povzročilo povečanje amplitude MEP-a mišice v mirovanju, amplitude MEP-a, izmerjene pri zavestni kontrakciji mišice, pa so ostale nespremenjene. Plastičnost se je pokazala ţe v prvih 30 min draţenja (Stefan, Kunesch, Cohen, Benecke in Classen, 2000). Ugotovili so, da če je bil najprej stimuliran periferni ţivec, po 10 ms pa je sledil TMS draţljaj (kombinirano draţenje), je to povzročilo depresijo sinaptične učinkovitosti, kar pomeni, da se amplituda MEP-a zmanjša. Amplitude MEP-a so po takšnem draţenju ostale zmanjšane še nadaljnjih 90 min. Daljši interval 25 ms pa povzroči povečanje vzdraţnosti (Wolters idr., 2003). Tretja tehnika je draţenje s TMS, ki povzroči kratkotrajno zmanjšanje intrakortikalne inhibicije (Di Lazzaro idr., 2002). Z uporabo ponovljenih transkranialnih magnetnih draţenj (rtms) v času od ms doseţemo učinkovito dolgotrajno povečanje vzdraţnosti motoričnega korteksa (Huang, Edwards, Rounis, Bhatia in Rothwell, 2005). 18

19 2.3 Balističen gib in trifazni vzorec mišične aktivacije Gibanja, ki so izvedena z maksimalno hitrostjo in pospeškom, se lahko štejejo za balistična gibanja. Značilnosti balističnega giba so kratek kontrakcijski čas ter velik prirastek sile. Pri balistični kontrakciji se pojavi trifazni vzorec aktivacije (agonist/a1, antagonist/ant, agonist/a2), pri katerem je količina in intenzivnost antagonistične koaktivacije variabilna (Zehr in Sale, 1994). Na sliki 8 je prikazan trifazni vzorec (TFV), ki smo ga pridobili z meritvami na enem od merjencev. Zgornja krivulja prikazuje dva izbruha mišice triceps (agonist), spodnja pa en izbruh mišice biceps (antagonist). Slika 8. Prikaz trifaznega vzorca mišične aktivacije pri balističnem gibu. Zgornja krivulja predstavlja dva izbruha agonistične mišice, spodnja krivulja pa predstavlja en izbruh antagonistične mišice (osebni arhiv). V raziskavi, v kateri so proučevali TFV so ugotovili, da se je po desetih treningih balistične fleksije zapestja čas EMG aktivnosti A1 in A2 zmanjšal, čas trajanja EMG aktivnosti ANT pa je ostal nespremenjen. Prav tako so se zmanjšali čas gibanja, napaka gibanja in variabilnost amplitude gibanja. Kinematična parametra, maksimalna hitrost in čas do maksimalne hitrosti, sta ostala konstantna. Raziskovalci zaključijo, da se izboljšave balističnega giba zgodijo zaradi začasne modulacije agonista in antagonista, ko je maksimalna hitrost konstantna (Liang idr., 2008). Čeprav je v splošnem sprejeto, da primarni motorični korteks generira A1 izbruh, ni povsem jasno ali generira tudi ANT in A2 izbruh. Če se uporabi TMS na ipsilateralni strani motoričnega korteksa glede na zapestje, ki izvaja balistično kontrakcijo, pride do interhemisferne inhibicije. Ta inhibicija povzroči»tišino«na balističnem EMG vzorcu. Če tempiramo tišino v prvih 30ms A1, potem izbruha ANT in A2 zakasnita. Toda če se je tišina 19

20 zgodila kasneje kot v 30 ms A1, ANT izbruh ni zakasnil. Rezultati so kompatibilni z modelom TFV, ki pravi, da TFV ne nastane kot ena celota. Najprej se torej zgodi A1 in če v sistem ne vstopijo motnje (na primer transkranialni magnetni impulz), potem si na vsakih 30 ms sledita še ANT in A2 izbruh (Irlbacher, Voss, Meyer in Rothwell, 2006). Do podobnih zaključkov, vendar z drugačnim eksperimentom pridejo tudi Forgaard, Maslovat, Carlsen, Chua in Franks (2013). Pri balističnih gibih lahko pred samim gibanjem nastane predgibalna tišina (premovement EMG depresion ali PMD), ki lahko pripomore k večji potenciaciji prirastka sile in velikosti sile. Pod določenimi gibalnimi pogoji lahko pri balističnih kontrakcijah pride do selektivne aktivacije hitrih motoričnih enot (Zehr in Sale, 1994). Kako je TFV povezan s časom določenega giba? Rezultati raziskave kaţejo, da TFV sistematično nastaja, ko se čas določenega giba zmanjšuje od 1000 ms do 200 ms. Ko časi giba trajajo 1000 ms, je moţno videti eno neprekinjeno aktivacijo agonista. Ko so časi giba postopno krajši od 1000 ms je moţno videti, da se agonist aktivira bolj v obliki izbruha, poleg tega pa se postopno začnejo kazati še drugi deli TFV. Pri največji hitrosti giba se nato vedno pojavijo A1, ANT in A2 izbruh (Brown in Gilleard, 1991). Antagonistična mišica sluţi zaviranju balističnega giba (Cooke in Brown, 1990). Ima pomembno vlogo v smislu kontrolne zanke pri balističnem gibu in neprekinjenem gibu, pri katerem se zahteva natančnost (Rutkowska-Kucharska, 1997). Antagonistična mišica se v gib vključi z zakasnitvijo, ki ustreza latenci dolgoročnih odzivov refleksa na raztezanje (Garland in Angel, 1971). Kako se spreminja EMG izbruh v antagonistični mišici, če štiri dni zaporedoma (štiri enote treninga) izvajamo balističen gib? V raziskavi so antagonističen izbruh razdelili na dva dela. Prvi del je pripadal manjši začetni aktivnosti (ANT1), drugi del pa je predstavljal večji del izbruha (ANT2). Na prvi dan merjenja je čas celotnega giba trajal 178 ms, zadnji dan pa je ta čas padel na 136 ms. Magnituda izbruha obeh delov (ANT1 in ANT2) se je povečala od začetka prvega dne do zadnjega dne. Večja sprememba se je zgodila na račun ANT2 dela (Gabriel in Boucher, 1998). Kako se TFV kaţe na večjih mišicah, kot so velika prsna mišica (pectoralis major), široka hrbtna mišica (latissimus dorsi) in deltasta mišica (deltoideus)? V raziskavi, ki so jo izvedli Wickham, Brown, Green in McAndrew (2004) se je pokazalo, da so EMG izbruhi od ene 20

21 strani mišice do druge strani različni oziroma niso konsistentni. Trifazni EMG vzorec se najbolje kaţe na primarnih mišičnih segmentih. Raziskovalci zaključijo, da moramo biti pri trditvi, da je teorija motorične kontrole na podlagi EMG vzorca, ki ga dobimo na manjših mišičnih skupinah pri hitrih gibih, prenosljiva na vse segmente velikih mišic, previdni (Latash, 1994; Latash in Gottlieb, 1991). Ko normalni ljudje izvajajo hitre gibe, to naredijo z dvofazno ali pa s trofazno strategijo mišične aktivacije. Čas A1 izbruha je pri gibih, velikih stopinj, konstanten. Pri daljših gibih (nad 40 stopinj) pa se čas A1 izbruha podaljša. Enako se zgodi, če gib izvedemo proti uteţi ali pa če je mišica utrujena (Berardelli, Rothwell, Day, Kachi in Marsden, 1984). Kontinuirano podpraţno električno draţenje cele roke z uporabo ţičnate rokavice lahko spremeni raven vzdraţnosti kortikospinalne proge (Šarabon, 2005). Transkranialna direktna električna stimulacija (tdcs), aplicirana na moţgansko področje (M1), izboljša balistično gibanje palca na roki pri zdravih ljudeh (Koyama, Tanaka, Tanabe in Sadato, 2015). Glede na to, da aferentni dotok spremeni vzdraţnost centralnega sistema pričakujemo, da se bo zaradi tega spremenil tudi TFV mišične aktivacije. 21

22 3 CILJI V skladu z zastavljenim predmetom in problemom raziskave smo si postavili dva večja cilja: 1. Ugotoviti ali bo aferentna stimulacija povzročila bolj jasno izraţen trifazni vzorec 2. Ugotoviti razliko v natančnosti zadevanja cilja pred aferentno stimulacijo in po njej 22

23 4 HIPOTEZE H1: Aferenta stimulacija bo povzročila bolj jasno izraţen trifazni vzorec H2: Aferentna stimulacija bo izboljšala natančnost zadevanja cilja (vsota vseh metov bo večja po aferentni stimulaciji) 23

24 5 METODE DELA 5.1 Vzorec merjencev V raziskavi je sodelovalo 9 merjencev ( 4 moški in 5 ţensk), starih povprečno 29 ± 6 let, ki predhodno niso imeli kakšnih nevroloških motenj kot tudi ne drugih večjih poškodb ţivčnomišičnega sistema. Pred raziskavo so bili vsi merjenci seznanjeni z namenom in protokolom raziskave. Svojo prostovoljno udeleţbo so potrdili s pisnim privoljenjem, tako kot to narekuje Helsinška deklaracija. 5.2 Pripomočki Za zadevanje tarče (premera 34 cm in kolobarji širine 2cm ) smo uporabili puščice s kovinsko konico (teţa celotne puščice je 15g). Za zajem podatkov smo uporabili strojno opremo PowerLab16/35 (ADINSTRUMENTS, Australia, New Suth Wales), Octalbioamp (ADINSTRUMENTS) in sistem Biovision (strojna oprema ter kotomer oz. goniometer) ter programsko opremo LabChart 7 (ADINSTRUMENTS). Za prenos EMG signala iz mišice v strojno opremo smo uporabili samolepilne, za enkratno uporabo Kenndall abro elektrode in dva para svinčenih žičnatih elektrod. Za ščetkanje dlani smo uporabili univerzalno (Spontex) ščetko. Vse meritve so bile izvedene v laboratoriju za kineziologijo Fakultete za šport. Za laţjo predstavo so omenjeni pripomočki na sliki 9. Slika 9. Prikaz pripomočkov: a) puščice, b) ščetka, c) PowerLab16/35, d) octalbioamp, e) svinčene ţičnate elektrode, f) goniometer, g) sistem biovision, h) samolepilne elektrode, i) LabChart 7 (osebni arhiv). 24

25 5.3 Postopek V nadaljevanju je opisano kakšna navodila so dobili merjenci in kaj so bile njihove naloge ter protokol meritev. Sledi opis postavitve tarče, namestitev elektrod in izvedbe metov. Merjenci so bili razdeljeni v dve skupini. Prva skupina merjencev je izvedla dve seriji po štirideset metov. Ko je merjenec prišel na meritev, je bil najprej seznanjen z namenom in postopkom meritev, za tem smo mu pritrdili elektrode, nato pa je izvedel prvo serijo štiridesetih metov. Ko je končal, je opravil ščetkanje dlani (dorzalne in palmarne strani) tiste roke, s katero je nato metal pikado. Ščetkanje je trajalo 30 min. Pritisk ščetke na koţo je bil takšen, da ni povzročil poškodb koţe. Nato je izvedel drugo serijo štiridesetih metov. S tem je bila njegova naloga zaključena. Druga skupina merjencev pa je izvedla tri serije po štirideset metov. Ko je merjenec prišel na meritev, je bil najprej seznanjen z namenom meritev, nato smo mu pritrdili elektrode, za tem pa je izvedel prvo serijo štiridesetih metov. Sledil je odmor (30 min), nato pa je izvedel drugo serijo štiridesetih metov. Ko je končal, je opravil ščetkanje dlani (dorzalne in palmarne strani) tiste roke, s katero je nato metal pikado. Ščetkanje je trajalo 30 min. Pritisk ščetkanja na koţo je bil takšen, da ni povzročil poškodb koţe. Nato je izvedel tretjo serijo štiridesetih metov. S tem je bila njegova naloga zaključena Postavitev tarče za klasični pikado Na sliki 10 je prikazana postavitev tarče. Višina tarče od tal navzgor je 173 cm, metalna linija je od tarče oddaljena 237 cm. Vsi merjenci so metali glede na takšno postavitev tarče. Slika 9. Prikaz postavitve tarče (osebni arhiv). 25

26 5.3.2 Namestitev elektrod in goniometra Elektrode smo namestili v skladu s priporočili SENIAM na mišici agonist triceps brachii (lateral head) in antagonist biceps brachii. Pred namestitvijo elektrod smo koţo najprej očistili z razkuţevalnim sredstvom, nato smo na mišico prilepili dve elektrodi v razmaku 25 mm. Ozemljitveno elektrodo smo prilepili na sedmo vratno vretence. Na elektrode smo nato priklopili kable in jih učvrstili s sanitetno mreţo. Sledila je pričvrstitev goniometra na komolec s sanitetnim lepilnim trakom Izvedba metov Začetni poloţaj (slika 11): sproščena stoja na nogah,»izmetna«roka v predročenju, pokrčena pod kotom 60 stopinj glede na nadlahtnico, pogled usmerjen v puščico-tarčo. Končni poloţaj (slika 12): sproščena stoja na nogah,»izmetna«roka v predročenju, pokrčena pod kotom stopinj glede na nadlahtnico. Slika 10. Prikaz začetnega poloţaja pri metu pikada (osebni arhiv). Slika 11. Prikaz končnega poloţaja pri metu pikada (osebni arhiv). 26

27 5.3.4 Analiza izmerjenih signalov Za naš eksperiment smo uporabili programsko opremo LabChart 7. Da smo dobili krivulje iz katerih smo kasneje zajemali podatke, je bilo potrebno surove krivulje filtrirati, poravnati osnovno linijo, obrniti in pogladiti (Digital filter, filter type: high-pass, frequebcy 20 hz; Arithmetic, functions: Abs; Smoothing, window width: 201). S tem postopkom smo dobili tri krivulje: krivuljo goniometra, mišice triceps brachii in biceps brachii. Za laţjo predstavo je to prikazano na sliki 13, ki prikazuje krivulje za vsak met posebej znotraj ene serije metov. Krivulje, ki so zelo odstopale od povprečja smo izločili (glej puščice na sliki 13). Slika 12. Prikaz krivulj za vsak met posebej v določeni seriji (osebni arhiv). Ko smo izločili vse krivulje, ki so odstopale, smo z nadaljnjo obdelavo (povprečje vseh krivulj) dobili eno krivuljo, iz katere smo nato zajemali podatke. Na sliki 14 je prikazan model zajemanja podatkov. Na tak način smo zajemali podatke za vse merjence. Z zajemanjem smo pridobili osnovne parametre, ki smo jih nato prenesli v Excel in jih obdelali na takšen način, da smo pridobili ţelene spremenljivke za nadaljnjo obdelavo v programu SPSS. Slika 13. Prikaz modela zajemanja podatkov (osebni arhiv). 27

28 V spodnji preglednici 1 so kratice spremenljivk, njihova razlaga in za laţje razumevanje tudi slika, ki natančno definira kako smo posamezne spremenljivke dobili. Kratica Razlaga spremenljivke. Slika Vsota Vsota pomeni skupno število točk, ki jih je merjenec dosegel v eni seriji štiridesetih metov. Naprimer 1. met (8 točk) + 2. met (10 točk) +...vse do zadnjega meta. Vsi meti se seštejejo in dobimo vsoto. Ts_Ttm (triceps_start_do_tricep s_time_at_maximum) Začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke v kateri je aktivacija dosegla najvišji vrh. Meri se čas. Slika 15. Slika 14 Bs_Btm (biceps_start_do_bicep s_time_at_maximum) Začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke v kateri je aktivacija dosegla najvišji vrh. Meri se čas. Slika16. Slika 15 Ts_Btm (triceps_start_do_bicep s_time_at_maximum) Začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke v kateri je aktivacija mišice biceps dosegla najvišji vrh. Meri se čas. Slika 17. Slika 16 Ts_Gs (triceps_start_do_gonio meter_start) Začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke, ko se goniometer začne premikati. Meri se čas. Slika 18. Slika 17 28

29 Bs_Gs (biceps_start_do_gonio meter_ start) Začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke, ko se goniometer začne premikati. Meri se čas. Slika 19. Slika 18 T_pov (triceps_povrsina) Površina pod krivuljo mišice triceps, ki se meri od začetka aktivacije mišice triceps do njenega največjega upada. Meri se površina. Slika 20. B_pov (biceps_povrsina) B_prel (biceps_tocka_preloma ) Površina pod krivuljo mišice biceps, ki se meri od začetka aktivacije mišice biceps do njenega največjega upada. Meri se površina. Slika 21. Začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke, v kateri se je aktivacija vidno zmanjšala. Meri se čas. Slika 22. Slika 19 Slika 20 Ttm_Btm (triceps_time_at_maxi mum_do_btm) Najvišja časovna točka aktivacije mišice triceps do najvišje časovne točke aktivacije mišice biceps. Meri se čas. Slika 21 Slika 22 Preglednica 1. Spremenljivke in njihova razlaga. 29

30 5.3.5 Statistična analiza podatkov Podatke smo obdelali s statističnim programom IBM SPSS (verzija 23, SPSS Inc., Chicago, ZDA) in s programom Microsoft Excel (verzija 2016, Microsoft Corporation, Redmond, ZDA). Vsem spremenljivkam smo izračunali mere centralne tendence in razpršenosti (povprečje, standardni odklon). Podatke smo obdelali na dva načina. Pri prvem načinu smo upoštevali dve meritvi. Prva meritev je bila brez ščetkanja, druga meritev pa je vsebovala ščetkanje. Za testiranje razlik smo uporabili t-test za odvisne vzorce. Pri drugem načinu smo upoštevali tri meritve. Prva meritev je bila brez ščetkanja, druga meritev je bila prav tako brez ščetkanja (kontrolna), tretja meritev pa je vsebovala ščetkanje. Za testiranje razlik smo uporabili ANOVO za ponovljene meritve. Pred testiranjem razlik smo preverili predpostavko o normalnosti porazdelitve s Shapiro- Wilkovim testom, predpostavko o homogenosti varianc z Levenovim testom in sferičnost z Mauchly-jevim testom. Kjer smo ugotovili kršitev zgornjih predpostavk smo uporabili neparametrično obliko ANOVE za ponovljene meritve (Greenhouse- Geisser). Če smo pri rezultatih ANOVE za ponovljene meritve ugotovili statistično značilne razlike smo še dodatno izvedli POST-HOC testiranje. Podatke smo obdelali pri stopnji tveganja 5%. 30

31 6 REZULTATI Tabela 2 Primerjava med prvo in drugo serijo metov. Prva meritev je bila brez ščetkanja, druga meritev pa je vsebovala ščetkanje. Spremenljivka µ N SD Seµ t p vsota_1_serije 262, ,72 18,57 vsota_2_serije 276, ,30 20,43-1,04 0,33 Ts_Ttm1 0,27 9 0,15 0,05 Ts_Ttm2 0,27 9 0,16 0,05 0,79 0,45 Bs_Btm1 Bs_Btm2 Ts_Btm1 Ts_Btm2 Ts_Gs1 Ts_Gs2 Bs_Gs1 0,26 9 0,05 0,02 0,28 9 0,15 0,05 0,29 9 0,06 0,02 0,28 9 0,06 0,02 0,27 9 0,18 0,06 0,26 9 0,17 0,06 0,24 9 0,18 0,06 Bs_Gs2 0,23 9 0,17 0,06-0,57 0,58 1,15 0,28 1,15 0,28 0,40 0,70 T_pov1 0,03 9 0,03 0,01-1,10 0,31 T_pov2 0,03 9 0,03 0,01 B_pov1 0, ,00 0,00-0,16 0,88 B_pov2 0, ,00 0,00 B_prel1 0,05 5 0,02 0,01 0,91 0,42 B_prel2 0,03 5 0,05 0,02 Ttm_Btm1 0,11 9 0,04 0,01 1,09 0,31 Ttm_Btm2 0,10 9 0,02 0,01 Legenda: µ- povprečje; SD-standardni odklon; Seµ- standardna ocena napake povprečja; t- testna statistika; p- statistična značilnost; Vsota - vsota pomeni skupno število točk, ki jih je merjenec dosegel v eni seriji štiridesetih metov; Ts_Ttm - začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke v kateri je aktivacija dosegla najvišji vrh; Bs_Btm - začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke v kateri je aktivacija dosegla najvišji vrh; Ts_Btm - začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke v kateri je aktivacija mišice biceps dosegla najvišji vrh; Ts_Gs - začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke, ko se goniometer začne premikati; Bs_Gs - začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke, ko se goniometer začne premikati; T_pov - površina pod krivuljo mišice triceps, ki se meri od začetka aktivacije mišice triceps do njenega največjega upada; B_pov - površina pod krivuljo mišice biceps, ki se meri od začetka aktivacije mišice biceps do njenega največjega upada; B_prel - začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke v kateri se je aktivacija vidno zmanjšala; Ttm_Btm - najvišja časovna točka aktivacije mišice triceps do najvišje časovne točke aktivacije mišice biceps 31

32 V tabeli 2 so prikazani rezultati primerjav med prvo in drugo serijo metov. Prva meritev je bila brez ščetkanja, druga meritev pa je vsebovala ščetkanje. Rezultati kaţejo, da ne prihaja do pomembnih razlik pri nobeni spremenljivki med prvo in drugo serijo metov pikada (p>0,05). Tabela 3 Primerjava med prvo in drugo (kontrolna) ter tretjo serijo metov (1. del tabele) Spremenljivka µ N SD F p vsota 1. serije 255, ,29 vsota 2. serije 262, ,31 5,01 0,03 vsota 3. serije 286, ,16 Ts_Ttm1 0,31 6 0,14 Ts_Ttm2 0,33 6 0,16 2,25 0,16 Ts_Ttm3 0,33 6 0,15 Bs_Btm1 0,24 6 0,06 Bs_Btm2 0,26 6 0,07 1,38 0,30 Bs_Btm3 0,31 6 0,18 Ts_Btm1 0, ,06 Ts_Btm2 0, ,08 0,64 0,55 Ts_Btm3 0, ,07 Legenda: µ- povprečje; SD-standardni odklon; F-testna statistika; p- statistična značilnost; Vsota - vsota pomeni skupno število točk, ki jih je merjenec dosegel v eni seriji štiridesetih metov; Ts_Ttm - začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke v kateri je aktivacija dosegla najvišji vrh; Bs_Btm - začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke v kateri je aktivacija dosegla najvišji vrh; Ts_Btm - začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke v kateri je aktivacija mišice biceps dosegla najvišji vrh V tabeli 3 so prikazani rezultati primerjav med prvo, drugo (kontrolna) in tretjo serijo metov. Prva meritev je bila brez ščetkanja, druga meritev je bila prav tako brez ščetkanja (kontrolna), tretja meritev pa je vsebovala ščetkanje. Rezultati kaţejo, da prihaja do razlik med vsotami 1., 2. in 3. serije (p=0,03). Razlika med vsoto 1. serije in vsoto 3. serije je kar 31,33 točk. Rezultati drugih spremenljivk (Ts_Ttm, Bs_Btm, Ts_Btm) kaţejo, da ne prihaja do pomembnih razlik med prvo in drugo ter tretjo serijo metov pikada (p>α). 32

33 Tabela 4 Podrobnejši prikaz razlik med vsotami prve, druge in tretje serije metov pikada Spremenljivka Vsota 1. serije Vsota 2. serije Vsota 3. serije Vsota 2. serije Vsota 3. serije Vsota 1 serije Vsota 3. serije Vsota 1 serije Vsota 2. serije 95% Interval zaupanja Razlika p Spodnja v µ Zgornja meja meja -6,67 0,52-31,55 18,22-31,33 0,02-56,15-6,52 6,67 0,52-18,22 31,55-24,67 0,09-55,05 5,72 31,33 0,02 6,52 56,15 24,67 0,09-5,72 55,05 Legenda: razlika v µ- razlika v povprečjih; p- statistična značilnost; Vsota - vsota pomeni skupno število točk, ki jih je merjenec dosegel v eni seriji štiridesetih metov V tabeli 4 so prikazani rezultati medsebojnih razlik med vsotami 1.,2. in 3. serije. Rezultati kaţejo, da so te razlike statistično značilne med prvo in tretjo meritvijo, med drugo in tretjo pa blizu statistične značilnosti. 33

34 Tabela 5 Primerjava med prvo in drugo (kontrolna) ter tretjo serijo metov (2.del) Spremenljivka µ N SD F p Ts_Gs1 0,31 6 0,16 Ts_Gs2 0,34 6 0,18 2,16 0,17 Ts_Gs3 0,33 6 0,17 Bs_Gs1 0,28 6 0,16 Bs_Gs2 0,31 6 0,18 3,03 0,09 Bs_Gs3 0,30 6 0,16 T_pov1 0, ,03 T_pov2 0, ,03 1,96 0,19 T_pov3 0, ,03 B_pov1 0, ,002 B_pov2 0, ,003 2,82 0,11 B_pov3 0, ,003 Ttm_Btm1 0, ,021 Ttm_Btm2 0, ,016 7,72 0,01 Ttm_Btm3 0, ,017 Legenda: µ- povprečje; SD-standardni odklon; F-testna statistika; p- statistična značilnost; Ts_Gs - začetek aktivacije mišice triceps do časovne točke, ko se goniometer začne premikati; Bs_Gs - začetek aktivacije mišice biceps do časovne točke, ko se goniometer začne premikati; T_pov - površina pod krivuljo mišice triceps, ki se meri od začetka aktivacije mišice triceps do njenega največjega upada; B_pov - površina pod krivuljo mišice biceps, ki se meri od začetka aktivacije mišice biceps do njenega največjega upada; Ttm_Btm - najvišja časovna točka aktivacije mišice triceps do najvišje časovne točke aktivacije mišice biceps V tabeli 5 so prikazani rezultati primerjav med prvo, drugo (kontrolna) in tretjo serijo metov. Prva meritev je bila brez ščetkanja, druga meritev je bila prav tako brez ščetkanja (kontrolna), tretja meritev pa je vsebovala ščetkanje. Rezultati kaţejo, da prihaja do razlik med Ttm_Btm prve, druge in tretje serije metov pikada (p=0,01). Razlika med Ttm_Btm1 in Ttm_Btm3 znaša 0,033 sekunde. Rezultati drugih spremenljivk (Ts_Gs, Bs_Gs, T_pov, Ttm_Btm) kaţejo, da ne prihaja do pomembnih razlik med prvo in drugo ter tretjo serijo metov pikada (p>0,05). 34

35 Tabela 6 Podrobnejši prikaz razlik med Ttm_Btm 1.,2. in 3. serije metov pikada Spremenljivka Razlika v µ p 95% Interval zaupanja Spodnja meja Zgornja meja Ttm_Btm1 Ttm_Btm2-0,04 0,02-0,07-0,01 Ttm_Btm3-0,03 0,06-0,07 0,00 Ttm_Btm2 Ttm_Btm1 0,04 0,02 0,01 0,07 Ttm_Btm3 0,01 0,18 0,00 0,01 Ttm_Btm3 Ttm_Btm1 0,03 0,06 0,00 0,07 Ttm_Btm2-0,01 0,18-0,01 0,00 Legenda: Razlika v µ- razlika v povprečjih; p- statistična značilnost; Ttm_Btm - najvišja časovna točka aktivacije mišice triceps do najvišje časovne točke aktivacije mišice biceps V tabeli 6 so prikazani rezultati medsebojnih razlik med Ttm_Btm 1.,2. in 3. serije metov pikada. Rezultati kaţejo, da prihaja do statistično značilnih razlik le med prvo in drugo serijo (p=0,02). Kaţe se še tendenca po obstoju razlik med prvo in tretjo serijo (p=0,06). 35

36 7 RAZPRAVA Glavni namen te naloge je bil ugotoviti ali bo mehanska aferentna stimulacija dlani povzročila bolj jasno izraţen trifazni vzorec in ali se bo natančnost zadevanja cilja pri pikadu povečala. Iz preglednice 2 je razvidno, da rezultati kaţejo, da ne prihaja do pomembnih statističnih razlik pri nobeni spremenljivki med prvo in drugo serijo metov pikada (statistična značilnost je >0,05), kar ne potrjuje naši hipotezi, da bo mehanska aferentna stimulacija povzročila bolj jasno izraţen trifazni vzorec in povečala natančnosti zadevanja cilja pri metu pikada. Iz preglednice 4 je razvidno, da je prišlo do statistično značilne razlike med vsoto 1. serije in 3. serije (p=0,02), vendar ni razlik med vsoto 2. serije in 3. serije. To pa pomeni, da ščetkanje po 2. seriji ni povečalo natančnosti zadevanja cilja pri metu pikada. Vzrok za boljše rezultate med 1. in 3. serijo bi lahko pripisali učenju metanja pikada. Iz preglednice 6 je razvidno, da je prišlo do statističnega zmanjšanja časa med Ttm_Btm 1.serije in Ttm_Btm 2.serije (p=0,02), vendar ni razlik med Ttm_Btm 2. serije in 3. serije, čeprav se kaţe tendenca po obstoju razlik (p=0,06). Vzrok za statistično značilne rezultate med Ttm_Btm 1.serije in Ttm_Btm 2.serije je verjetno v drugačni znotrajmišični aktivaciji in času, ki ga porabimo za vodenje pikada. Morda ţelimo z daljšim časom vodenja pikada povečati natančnost. Daljši ali pa krajši čas vodenja pikada pa pomeni kasnejše oziroma hitrejše vključevanje antagonista. Dobljene rezultate teţko primerjamo z izsledki drugih raziskav, saj med pregledom literature nismo našli podobnih raziskav, ki bi ugotavljale vpliv ščetkanja na trifazni vzorec mišične aktivacije in natančnost giba oz. zadevanja cilja. Ideja o tem ali je moţno z mehansko stimulacijo, v našem primeru s ščetkanjem roke, doseči podobno spremembo trifaznega vzorca kot pri električni stimulaciji, je bila upravičena, saj ugotovitve, da kondicionirajoče draţenje cele roke s pomočjo električne stimulacije povzroča (i) močneje izraţen trifazni vzorec aktivacije pri balistični ekstenziji komolca, izdatnejšo sprostitev antagonistične mišice v posamezni fazi giba in (ii) značilno zmanjšanje aktivnosti antagonistične mišice pri balistični ekstenziji zapestja, kaţejo, da aferentna stimulacija vpliva na izhodne lastnosti zavestnega giba (Šarabon, 2005). Poleg električne stimulacije obstajajo tudi druge metode draţenja, ki povzročijo spremembe v korteksu. Mednje spada metoda 36

37 pasivnega gibanja (Francis, 2009; Mima, ; Radovanovic, 2002; Szameitat, 2012; Weiller, 1996), metoda vibracije (Francis, 2000; Gelnar, 1998; Harrington, 2001), metoda s pnevmatskim stiskanjem (Overduin, 2004; Stippich, 1999), metoda udarca po kiti (Cohen, 1985), metoda pihljaja zraka (Hashimoto, 1987; Hashimoto, 1999), metoda stimuliranja s taktilnim stimulatorejm (Onishi idr., 2010) in metoda stimuliranja s ščetko (Jang, Seo, Ahn in Lee, 2013). Eden od razlogov, da ni prišlo do spremembe trifaznega vzorca v našem primeru je lahko ta, da ščetkanje povzroča spremembe predvsem v somatosenzoričnem korteksu (SI in SII) (Hansson idr., 2009; Jang, Seo, Ahn in Lee, 2013; Löken, Wessberg, Morrison, McGlone in Olausson, 2009; Perini, Olausson in Morrison, 2015). Prav tako raziskave (Onishi idr., 2010; Popescu idr., 2013; Venkatesan, Barlow, Popescu, Popescu in Auer, 2010) potrjujejo, da stimuliranje s taktilnim stimulatorjem povzroča spremembe predvsem v somatosenzoričnem korteksu (SI in SII). Stimuliranje s ščetko in s taktilnim stimulatorjem torej povzroča spremembe predvsem v somatosenzoričnem področju korteksa, medtem ko uporaba električne stimulacije in transkranialne magnetne stimulacije povzroči plastične spremembe v motoričnem sistemu. To potrjujejo naslednje raziskave, ki se ločijo po tem kje je mesto draţenja. Draţenje ulnarnega ţivca spremeni vzdraţnost primarnega motoričnega korteksa (Charlton, Ridding, Thompson in Miles, 2003; Ridding, Brouwer, Miles, Pitcher in Thompson, 2000). Kombinirano draţenje (transkranialno magnetno draţenje in draţenje perifernega ţivca) prav tako vpliva na motorični sistem korteksa (Stefan, Kunesch, Cohen, Benecke in Classen, 2000; Wolters idr., 2003). Tretja tehnika je transkranialno magnetno draţenje, ki ima prav tako vpliv na vzdraţnost motoričnega korteksa (Di Lazzaro idr., 2002; Huang, Edwards, Rounis, Bhatia in Rothwell, 2005). Drugi razlog, da ni prišlo do spremembe trifaznega vzorca v našem primeru je lahko ta, da pogoji, v katerih so merjenci izvajali met, niso bili konstantni. V tem primeru konstantno pomeni, da merjenci niso imeli opornice, ki bi fiksirala določene dele telesa, tako kot je to bilo narejeno v raziskavi 30- minutnega električnega podpraţnega draţenja, kjer so izvajali ekstenzijo komolca in zapestja na balistični način (Šarabon, 2005). Poleg tega je treba upoševati še druge pogoje. Eden od teh je kaj zahteva gibalna naloga pri koncu giba. Če gibalna naloga zahteva natančnost, je vzorec mišične aktivacije drugačen, kakor če natančnost ni zahtevana (Waters, 1981). Amplitude in latence posameznih EMG izbruhov so natančno določene z naravo gibanja (Marsden, 1983). Na model trifaznega vzorca vplivajo tudi različne 37

38 motnje. V kolikor v sistem ne vstopijo motnje (na primer transkranialni magnetni impulz), se najprej zgodi A1 in nato si na vsakih 30 ms sledita še ANT in A2 izbruh (Forgaard, Maslovat, Carlsen, Chua, in Franks, 2013; Irlbacher, Voss, Meyer in Rothwell, 2006). Kljub temu, da ščetkanje v naši raziskavi ni pripomoglo k večji natančnosti meta, pa ne smemo pozabiti na pozitivne posledice in koristi, ki jih lahko ima mehansko draţenje (ščetkanje) pri določenih stanjih ali obolenjih. Ščetke, taktilne ţogice in druge pripomočke pogosto uporabljajo pri rehabilitaciji nevroloških bolnikov (po moţganski kapi) z namenom izboljšanja občutka za rahel dotik ter izboljšanja zavedanja in uporabe prizadetega uda. Tak način senzorične stimulacije (s pomočjo ščetkanja, taktilnih ţogic, ročna masaţa...) lahko tudi sproţi relaksacijo spastičnih mišic, prizadetih po moţganski kapi. 38