Отчетливые модели координации объединяют исследовательские движения головы с целыми движениями головы.

Nov 12, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 1235 (2023) Цитировать эту статью

692 Доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Визуальное руководство походкой – важный навык для повседневной мобильности. Хотя это часто изучалось с использованием методов отслеживания глаз, недавние исследования показали, что визуальное исследование включает в себя нечто большее, чем просто глаз; движение головы и, возможно, все тело участвуют в успешном визуальном исследовании. Это исследование было направлено на оценку координационных паттернов, связанных с движением головы, и была выдвинута гипотеза, что эти паттерны будут распространяться по всему телу, а не быть локализованными. Двадцать один (после исключения) здоровый молодой взрослый добровольец следовал протоколу ходьбы на беговой дорожке, предназначенному для выявления различных типов движений головы (без стимулов по сравнению со стимулами, требующими горизонтального, вертикального и смешанного перемещения взгляда). Анализ главных компонентов использовался для установления коррелированных моделей движения маркеров всего тела (основные движения; PM), связанных с активностью головы. Всего было обнаружено 37 ПМ более высокого порядка, связанных с движением головы, два из них показали значительные различия между исследованиями, связанными с сильными вращениями головы в горизонтальной и сагиттальной плоскости. Оба из них были связаны с активностью всего тела. Анализ компонентов высшего порядка показал, что исследовательские движения головы связаны с различными моделями движений, охватывающими все тело. Это показывает, что визуальное исследование может создавать модели движений всего тела, которые оказывают потенциально дестабилизирующее влияние. Эти результаты проливают новый свет на уже известные результаты исследований визуального поиска и сохраняют актуальность для предотвращения падений и травм.

Визуальное исследование — это фундаментальное поведение, которое имеет решающее значение для успешного руководства действиями как у людей1,2, так и у других животных3,4,5. В частности, визуальное исследование имеет решающее значение для управления одним из наших наиболее важных видов поведения: во время передвижения наша зрительная система используется для безопасного перемещения к целям, избегая при этом препятствий6,7,8,9. Возможно, значение зрительного исследования не проявляется при повседневной ходьбе, но это становится более очевидным, когда перцептивно-моторная система подвергается нагрузке до отказа (например, попробуйте ходить с закрытыми глазами), что потенциально может привести к спотыканиям, падения или другие травмы. Таким образом, знания о визуальном контроле походки могут быть особенно актуальными в ситуациях высокой нагрузки, которые естественным образом возникают в спорте, или в ситуациях, которые создают повышенный риск падения для пожилых людей. Интересно, что хотя функция зрительной системы изолированно хорошо изучена6, то, как зрительное исследовательское поведение координируется с постуральным контролем всего тела, еще предстоит установить.

Связь между риском падения, движением глаз и походкой исследовалась ранее10. Исследования подчеркнули координацию движений глаз и головы во время ходьбы на беговой дорожке11, ходьбы в различных условиях12 и при ходьбе во время поиска13. Кроме того, существуют исследования, которые напрямую связывают характеристики стратегии взгляда с характеристиками походки. Например, Чепмен и Холландс обнаружили, что пожилым людям с повышенным риском падения требуется больше времени для планирования и выполнения медиолатеральных корректировок шага14 и они отводят взгляд от целей ходьбы раньше, чем их аналоги с низким уровнем риска15, что приводит к более высокой ошибке в постановке ног. Очевидно, что в том, как мы используем визуальное исследование во время ходьбы, произошли некоторые изменения, связанные с увеличением риска падения.

Измерение визуального исследования в исследованиях обычно осуществляется с помощью отслеживания движений глаз — метода, который фиксирует фокус центрального зрения. Однако при повседневной ходьбе центральное зрение само по себе не обеспечивает полную функцию зрительного исследования. То есть движения глаз часто связаны с движениями головы и тела, что позволяет расширить диапазон исследования10,12,13,16. Например, исследования в футбольных ассоциациях показали, что движения глаз и головы важны для количественной оценки визуального исследования17. Координация саккадических движений глаз и головы определяется величиной смещения взгляда. Меньшие смещения взгляда связаны только с саккадой, при этом голова следует позади, чтобы повторно центрировать глаза после смещения. В то время как сдвиги взгляда, которые ориентировали бы глаза вблизи их механической границы, производятся с большим начальным вкладом движения головы18 или всего тела19,20.