Одна мышца активируется сотнями моторных единиц — пар «нейрон + мышечные волокна». Они включаются и выключаются с высокой точностью, создавая плавное усилие. Эти единицы получают общие сигналы от центральной нервной системы, подобно тому, как разные секции оркестра следуют за дирижером. Именно общий вход позволяет им работать скоординированно.
Команда Королевского технологическом института обследовала 25 человек (включая 10 здоровых добровольцев). Используя высокоплотную электромиографию (HD-EMG) — метод поверхностных кожных электродов — они измерили электрическую активность в функционально сходных мышцах голени (камбаловидной и икроножной), пока участники давили на динамометр с усилием 20% и 50% от максимального.
При 20% усилия у людей с травмой спинного мозга моторные единицы двух мышц работали с гораздо меньшей общей координацией, чем у здоровых. Движения были шаткими и нестабильными. «Их гораздо меньше вел один и тот же скоординированный сигнал от нервной системы», — пояснил Дуань.
При 50% усилия картина изменилась. У группы с травмой наблюдалась более сильная низкочастотная синхронизация между двумя мышцами. Тело теряло гибкость и точность управления движением. «Это может быть признаком того, что нервная система компенсирует, посылая более громкие, но менее точные сигналы», — уточнил исследователь.
Хотя исследование ограничено небольшим размером выборки и техническими сложностями идентификации моторных единиц с поверхности кожи, полученные результаты открывают путь к новому реабилитационному биомаркеру. Открытие может помочь клиницистам и исследователям разрабатывать новые стратегии нейрореабилитации для перенастройки управления спинным мозгом и восстановления скоординированного нейронного входа, отметили ученые.
Статья опубликована в научном журнале Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation.
Ранее Наука Mail рассказывала об открытии неожиданной причины хронической боли в спине.
