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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.47.2017.tde-05012017-104731
Document
Author
Full name
Cristiano Rocha da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Kohn, Andre Fabio (President)
Azevedo, Fábio Micolis de
Freitas, Sandra Maria Sbeghen Ferreira de
Mochizuki, Luis
Teixeira, Luis Augusto
Title in Portuguese
Estudo multivariável do controle postural humano em resposta a pistas sensoriais somestésicas
Keywords in Portuguese
Análise de coerência
Controle motor
Controle postural
Pistas sensoriais
Abstract in Portuguese
Todo ser humano apresenta oscilações posturais aleatórias durante a postura ereta quieta advindas de mecanismos centrais e periféricos. Um toque suave (LT do inglês light touch) de um dos dedos sobre uma superfície fixa ao solo resulta em uma pista sensorial adicional, que promove uma diminuição das oscilações posturais. Entretanto, há necessidade de se obter maiores conhecimentos sobre mecanismos associados ao LT, tanto no que tange a aspectos sensoriais quanto motores associados ao fenômeno. O presente estudo teve como objetivo avançar no entendimento sobre a influência do LT sobre o comportamento de múltiplas variáveis extraídas durante a postura ereta quieta. O primeiro capítulo investigou quantificadores de oscilações posturais com base em medidas como o centro de pressão (CP), centro de massa (CM) e ângulos segmentares e corporais durante experimentos com condições em superfície estável e instável, com olhos abertos e olhos fechados, comparando as condições com e sem LT. Adicionalmente, foi analisada a coerência espectral entre sinais de eletromiograma de diferentes músculos do corpo e os quantificadores acima elencados nas diferentes condições. Os resultados mostraram que o LT diminui o nível de ativação de alguns músculos, principalmente o músculo gastrocnêmico medial, importante na manutenção do controle postural. A variabilidade dos ângulos segmentares e corporais, conjuntamente com variáveis extraídas do CP e do CM diminuíram em condições com LT. Na análise de coerência o LT promoveu algumas alterações nos padrões de oscilação entre ângulos, CP, CM e sinais de eletromiograma, porém com poucas modificações na fase entre os sinais. Na análise de coerência intermuscular, comparando pares de músculos do lado direito e esquerdo do corpo, observou-se que para os membros inferiores a coerência ocorre geralmente na faixa de 0 a 1-2 Hz (em fase), podendo aumentar a faixa de frequência em situações mais instáveis (sem visão e superfície instável), em que o LT passa a influenciar de maneira mais significativa a coerência entre os sinais. O segundo capítulo deste estudo foi motivado por estudos que mostraram ser possível manipular as entradas sensoriais geradas pelo dedo durante o LT. O presente estudo investigou se a retirada de uma entrada sensorial proprioceptiva associada ao dedo é capaz de alterar a oscilação postural, possibilitando a separação e quantificação da contribuição sensorial cutânea da contribuição proprioceptiva dos músculos do terceiro dedo. O controle postural foi avaliado com os sujeitos de olhos fechados e sobre uma superfície instável. Os resultados indicaram que a retirada da informação sensorial proprioceptiva do dedo diminuiu a variabilidade e a velocidade do CP, indicando que a informação cutânea sem a adição de interferências proprioceptivas pode diminuir as oscilações posturais
Title in English
Not informed by the author
Keywords in English
Coherence analysis
Motor control
Postural control
Sensory cues
Abstract in English
Human subjects during upright stance show random postural oscillations which are controlled by the central nervous system. A light touch of an index finger (LT) on a surface fixed to the ground results in an additional sensory cue, which promotes a decrease in postural oscillations. However, there is a need to improve the knowledge about mechanisms associated with LT, both with respect to sensory and motor aspects associated with the phenomenon. This study aimed to further the understanding of the influence of LT on the behavior of multiple variables measured during upright stance. The first chapter analyzed variations of some quantifiers of postural sway based on the center of pressure (CP), center of mass (CM) and joint and body angles during experiments with different surface and vision conditions, with and without LT. In addition, the spectral coherence was analyzed between electromyogram signals from different muscles of the body and the previously listed sway quantifiers. The results showed that LT decreases the level of activation of some muscles, particularly the medial gastrocnemius, an important muscle for the maintenance of posture. Segmental and body angle variability and variables extracted from the CP and CM decreased in conditions with LT. In coherence analysis LT promoted some changes in patterns of oscillation between angles, CP, CM and EMGs, but with few modifications in the phase between the signals. The intermuscular coherence analysis (comparing the right and left muscles pairs of the body) showed that significant changes usually occured in the range of 0 to 1-2 Hz (in phase) for the lower limbs and may increase the frequency range in unstable situations (without vision and unstable surface). In these cases LT starts to affect more significantly the coherence between signals. The second chapter of this study was motivated by results from studies that have shown that it is possible to manipulate the sensory inputs generated by the finger during LT. This study investigated whether the withdrawal of a finger proprioceptive input affects postural sway, allowing an analysis of the effects of cutaneous sensory inputs of the third finger muscles. Postural control was evaluated with the subjects with the eyes closed and on an unstable surface. The results showed that removal of proprioceptive information from the finger flexor muscles decreased the variability and speed of the CP, indicating that cutaneous inputs without proprioceptive information may decrease postural sway
 
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silva_corrigida.pdf (10.70 Mbytes)
Publishing Date
2017-01-05
 
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