Мышечная активность контролируется сотнями моторных единиц — пар, состоящих из нейрона и мышечных волокон, которые включаются и выключаются с высокой точностью, обеспечивая плавное усилие. Эти единицы получают общие сигналы от центральной нервной системы, подобно тому, как оркестр следует за дирижером, что позволяет им работать согласованно.
Группа ученых из Королевского технологического института провела исследование с участием 25 человек, включая 10 здоровых добровольцев. С помощью высокоплотной электромиографии (HD-EMG), метода регистрации электрической активности мышц через кожу, они измеряли работу камбаловидной и икроножной мышц голени при усилиях 20% и 50% от максимума.
При нагрузке в 20% усилий у людей с травмой спинного мозга была заметно снижена координация моторных единиц двух мышц, что приводило к нестабильным и нечетким движениям. По словам исследователя Дуаня, нервная система у таких пациентов посылает меньше скоординированных сигналов.
При увеличении нагрузки до 50% у этой группы наблюдалась усиленная низкочастотная синхронизация между мышцами, что свидетельствует о потере гибкости и точности контроля движения. Это, вероятно, связано с тем, что нервная система компенсирует повреждения, посылая более сильные, но менее точные сигналы.
Несмотря на ограничения исследования, связанные с небольшим числом участников и техническими сложностями измерений, результаты открывают перспективы для создания новых биомаркеров и реабилитационных подходов. Это поможет врачам и исследователям разрабатывать методы перенастройки нервной системы для восстановления скоординированной работы мышц.
Статья с результатами работы опубликована в журнале Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. Ранее Наука Mail рассказывала об открытии неожиданной причины хронической боли в спине.