name: Моторный контроль у добровольцев в экзоскелете и при выполнении задачи с визуальной обратной связью
keyword_list: Моторный контроль выполнение задач визуальная обратная связь экзоскелет
abstract: Цель: исследовать особенности управления целенаправленными движениями и позой человека в случае искусственного ограничения подвижности нижних конечностей, в условиях меняющейся проприцептивной афферентации.
  В соответствии с поставленной целью, конкретные задачи работы:
  1. Исследовать электромиографические показатели мышц ног (musculus quadriceps femoris и musculus tibialis anterior), а также стабилометрические показатели у условно здоровых добровольцев при организации «гибридной позы», обусловленной пассивным экзоскелетом нижних конечностей.
  2. Исследовать активность мышц сгибателей (musculus flexor digitorum superficialis, musculus flexorpollicis brevis) и разгибателей (musculus extensor digitorum, musculus extensor pollicis longus) руки, силу надавливания рукой на силовой джойстик и особенности быстродействия в задаче с визуальной обратной связью при 
  целенаправленных нажатиях кистями рук из положения сидя.
  3. Исследовать особенности сенсомоторного контроля при ритмичном раскачивании из вертикальной позы и «гибридной позы».
  4. Исследовать параметры опорных реакций (на силовой платформе) от верхних и нижних конечностей и электромиографические характеристики мышц нижних 
  конечностей (musculus quadriceps femoris и musculus tibialis anterior) при выполнении рукой задачи с визуальной обратной связью в положении сидя и в «гибридной позе».
  Научная новизна
  Впервые подготовлен системный обзор, в котором обобщены и проанализированы физиологические методы, применяемые для изучения влияния внешних устройств типа экзоскелета на организацию позы и движений у человека, выявлены тренды направления (см. список работ по теме диссертации, п.5). Впервые предложен и запатентован с коллективом авторов способ оценки функции верхних конечностей (RU 2725055), включающий совместную регистрацию силовых показателей и поверхностной электромиографии, результат действия, и их комплексный анализ. Впервые выявлена взаимосвязь стабильности поддержания позы в пассивном экзоскелете нижних конечностей с сенсорным обеспечением свободной вертикальной позы. Установлено, что исходные соотношения «веса» сенсорных систем влияют на организацию движений и позы человека в случае искусственного ограничения подвижности нижних конечностей. В частности, описана взаимосвязь преобладания проприоцептивного или зрительного контроля со стабильностью добровольцев в «гибридной позе» (в экзоскелете нижних конечностей). Выявлено перераспределение активности мышц-сгибателей и мышц-разгибателей рук при последовательных повторениях управляющих нажатий кистями рук на неподвижную рукоять (силовой джойстик) проявляющееся в уменьшении вертикальной силы давления рукой на джойстик при 
  последовательных повторениях в заданных условиях. Впервые установлено, что качество поддержания «гибридной позы» при целенаправленном раскачивании тела связано с вовлеченностью проприоцептивной системы в организацию исходной вертикальной позы. Выявлено влияние изменения проприоцептивной афферентации от нижних конечностей на организацию движений как нижних, так и верхних конечностей. Продемонстрированы нелинейные взаимосвязи активности мышц ног относительно контрлатеральной и ипсилатеральной управляющей руки.
  Научно-практическая значимость
  В общетеоретическом плане научная значимость полученных результатов (ниже, в разделе «Основное содержание работы») связана с развитием системных представлений об организации позы и движений, оценкой состояний человека с использованием характеристик паттерна целенаправленных движений – развивая работы О.В. Кубряка и соавторов. Находки и отдельные готовые решения (RU 2725055) данной работы могут иметь практическое значение, например, для комплексной оценки функции верхних конечностей пациента в различных областях практической медицины – в травматологии, неврологии, а также в 
  спорте и эргономике. Материалы работы имели значимость для разработки первого по данному направлению государственного курса повышения квалификации врачей в ФГБОУ ДПО РМАНПО: «Силовые платформы (стабилоплатформы) в оценке регуляции вертикальной позы человека и восстановлении функции равновесия» (п.10 в списке публикаций по теме работы). Практические аспекты касаются также физиологического обеспечения при использовании экзоскелетов, решению вопросов их стандартизации, что имеет значание и для работы в рамках ПК-11 (с участием О.В. Кубряка и Н.Д. Бабанова от НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина) Технического комитета 320 Росстандарта.
  Методология и методы исследования
  Общая методология базировалась на теории функциональных систем П.К. Анохина, концепции иерархической организации движений Н.А. Бернштейна и других. В работе использовался комплекс физиологических методов, включая исследование опорных реакций, в том числе, оценка характера движения центра давления в плоскости опоры (включая частный случай – стабилометрию), и поверхностную электромиографию. Применялись ранее описанные оригинальные методические подходы [Кубряк О.В. и др., 2012, 2014, 2018]. 
  Математическая, статическая обработка полученных данных проводилась на основе стандартных рекомендаций [Гланц С. и др., 1999]. Соблюдались современные этические принципы, согласно разрешению локальной этической комиссии, в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной Медицинской Ассоциации, ГОСТ Р 56509-2015 «Услуги населению. Надлежащая практика гуманитарных исследований».
  Положения, выносимые на защиту
  1. Вид ведущей афферентации (проприоцептивной или зрительной) определяет качество системы сенсомоторного контроля при поддержании позы в условиях 
  искусственного ограничения подвижности нижних конечностей в пассивном экзоскелете.
  2. При выполнении короткого курса целенаправленных повторяющихся движений рук из положения сидя снижается активность мышц сгибателей (musculus flexor 
  digitorum superficialis, musculus flexorpollicis brevis) и разгибателей (musculus extensor digitorum, musculus ex-tensor pollicis longus) руки, с оптимизацией двигательного усилия на силовой джойстик при стабильной результативности действий.
  3. Качество управляющих нажатий рукой (на силовой джойстик) отличается в «гибридной позе» по сравнению с управлением из обычной сидячей позы, при одинаковом быстродействии.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Судаков
chairman_dissertation_council.patronymic: Константинович
chairman_dissertation_council.position: Главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор медицинских наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: D-1647-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7006301378
chairman_dissertation_council.rinc_id: 79939
chairman_dissertation_council.url: http://nphys.ru/laboratorii/l/15/
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Перцов
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.39.21
rubrics.name: Физиология нервно-мышечной системы скелета. Движение
oecds.code: 03.01.UM
oecds.name: PHYSIOLOGY
speciality_codes.name: Физиология человека и животных
speciality_codes.code: 1.5.5.
supervisors.fio: Кубряк Олег Витальевич
supervisors.scientific_degree: Доктор биологических наук
supervisors.speciality_code: Физиология человека и животных
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Сичинава Нино Владимировна
opponents.scientific_degree: Доктор медицинских наук
opponents.speciality_code: Физиология человека и животных
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Томиловская Елена Сергеевна
opponents.scientific_degree: Кандидат биологических наук
opponents.speciality_code: Физиология человека и животных
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБНУ "НИИНФ ИМ. П.К. АНОХИНА"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ ИМЕНИ П.К. АНОХИНА"
protection_organization.ogrn: 1027739122388
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: ПЕРЦОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: СЕРГЕЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБНУ "НИИНФ ИМ. П.К. АНОХИНА"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ ИМЕНИ П.К. АНОХИНА"
author_organization.ogrn: 1027739122388
author_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
author_organization.supervisor_surname: ПЕРЦОВ
author_organization.supervisor_patronymic: СЕРГЕЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения