Robotická rehabilitace (Ukázka, strana 99)

4

Robotická rehabilitace ■ KIM, H., PARK, G., SHIN, J. et al. Neuroplastic effects of end­‑effector robotic gait training for hemiparetic stroke: a randomised controlled trial. Scientific Reports [online]. 2020; 10(1): 1–9. ISSN 2045-2322. Dostupné z: doi:10.1038/s41598-020-69367-3.

■ KOWIAŃSKI, P., LIETZAU, G., CZUBA, E. et al. BDNF: A Key Factor with Multipotent Impact on Brain Signaling and Synaptic Plasticity. Cellular and Mole‑ cular Neurobiology [online]. 2018; 38(3): 579–593. ISSN 0272-4340. Dostupné z: doi:10.1007/s10571-017-0510-4.

■ KUNER, R., FLOR, H. Structural plasticity and reorganisation in chronic pain. Na‑ ture Reviews Neuroscience [online]. 2017; 18(1): 20–30. ISSN 1471-003X. Dostupné z: doi:10.1038/nrn.2016.162.

■ LISMAN, J. Glutamatergic synapses are structurally and biochemically complex because of multiple plasticity processes: long­‑term potentiation, long­‑term depression, short­‑term potentiation and scaling. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences [online]. 2017; 372(1715). ISSN 0962-8436. Dostupné z: doi:10.1098/rstb.2016.0260.

■ MANG, C. S., CAMPBELL, K. L., COLIN, J. D. et al. Promoting Neuroplasticity for Motor Rehabilitation After Stroke: Considering the Effects of Aerobic Exercise and Genetic Variation on Brain­‑Derived Neurotrophic Factor. Physical Therapy [online].

2013; 93(12): 1707–1716. ISSN 0031-9023. Dostupné z: doi:10.2522/ptj.20130053.

■ MATEOS­‑APARICIO, P., RODRÍGUEZ­‑MORENO, A. The Impact of Studying Brain Plasticity. Frontiers in Cellular Neuroscience [online]. 2019, 13. ISSN 16625102. Dostupné z: doi:10.3389/fncel.2019.00066.

■ MELLOW, M. L., GOLDSWORTHY, M. R., COUSSENS, S. et al. Acute aerobic exercise and neuroplasticity of the motor cortex: A systematic review. Journal of Science and Medicine in Sport [online]. 2020; 23(4): 408–414. ISSN 14402440. Dostupné z: doi:10.1016/j.jsams.2019.10.015.

■ MÜLLER, P., DUDERSTADT, Y., LESSMANN, V. et al. Lactate and BDNF: Key Mediators of Exercise Induced Neuroplasticity? Journal of Clinical Medicine [online].

2020; 9(4). ISSN 2077-0383. Dostupné z: doi:10.3390/jcm9041136.

■ NAHUM, M., HYUNKYU, L., MERZENICH, M. M. Principles of Neuroplasticity­ ‑Based Rehabilitation. Changing Brains – Applying Brain Plasticity to Advance and Recover Human Ability [online]. Elsevier, 2013, s. 141–171. Progress in Brain Research. ISBN 9780444633279. Dostupné z: doi:10.1016/B978-0-444-633279.00009-6.

■ VON BERNHARDI, R., VON BERNHARDI, L. E., EUGENÍN, J. What Is Neural Plasticity? In VON BERNHARDI, R. et al. (ed.) The Plastic Brain [online]. Cham: Springer International Publishing, 2017, s. 1–15. Advances in Experimental Medicine and Biology. ISBN 978-3-319-62815-8. Dostupné z: doi:10.1007/978-3-319-62817-2-1.

98

Ukázka elektronické knihy, UID: KOS507176

Motorické učení

5

5

Motorické učení Václava Hušková, Aleš Příhoda

Motorické učení je specifický, neustále probíhající proces učení, který se týká ve svém projevu pohybového chování. Obsahuje širokou škálu motorických dovedností, které jsou však výsledkem mnoha řídicích, integračních a regulačních mechanismů dějících se na několika úrovních.

Motorické učení a následný motorický projev člověka jsou ovlivněny mnoha faktory, které musí splňovat určitou kvalitu, aby došlo k naučení či zdokonalení nové pohybové dovednosti nebo reedukaci či reorganizaci motorického programu. Motorický program můžeme chápat jako naučené a zautomatizované pohybové sekvence, které jsou vlastní danému jedinci, ale nejsou dědičné, tedy geneticky determinované. Dědí se pouze systém zapojení, resp. síť. Podkladem pro motorické učení je opakování pohybových dovedností (praxe, zkušenost), které se později automatizují a nepotřebují již tak výraznou korovou kontrolu. Kvalitně naučený a zautomatizovaný pohybový program je výhodný z hlediska optimalizace energetické náročnosti, a to jak svalové práce, tak řídicích a kontrolních systémů. Do zautomatizovaného pohybového stereo­ typu je možné stále volně vstupovat a ovlivňovat na podkladě aktuálních podmínek vnějšího či vnitřního prostředí, vnitřních pohnutek či motivace jedince. Prostředí jedince je determinováno i psychickými zákonitostmi či společenskými vlivy.

Robotická rehabilitace nabízí možnost využití technických prostředků ke zvýšení intenzity pohybové terapie mnohonásobně vyšším počtem opakování homogenních pohybů. To usnadňuje proces motorického učení a urychluje rekonvalescenci.

5.1

Proces motorického učení

Na podkladě neurofyziologických principů řízení motoriky je stejně tak i motorické učení závislé na příjmu informací, jejich zpracování a na následném motorickém projevu, který bývá nazýván, pokud je již zautomatizován, jako pohybový program či pohybový stereotyp. Učení nových motorických projevů je umožněno díky neuroplasticitě. Jde o proces reorganizace nervového systému, který reaguje na změny prostředí tak, že se funkčně i strukturálně přizpůsobuje. Jedná se o adaptační potenciál, který ve větší či menší míře probíhá celoživotně. U dětí je tento proces významně aktivnější než u dospělých, ale ani v pokročilém věku zcela nevymizí. Pokud dojde k poškození nervové tkáně, dochází přechodně k ještě výraznější aktivitě neuroplasticity, také v klinické praxi nazývané jako reparační neuroplasticita (overplasticity), jejíž procesy již byly blíže popsány v kapitole 4.7. Tento jev je žádoucí rehabilitační intervencí maximálně využit.

Rehabilitace tak může prostřednictvím vhodně zvolené aferentace podpořit proces neuroplasticity, a tedy i motorického učení pohybových programů.

V procesu motorického učení je uplatňováno několik neuroanatomických struktur, které mezi sebou vytvářejí dynamické interakce, a tím přímo ovlivňují proces motorického učení. Do subkortikálních oblastí řadíme bazální ganglia, retikulární formace, mozkový kmen, thalamická jádra, hypothalamus či mozeček. Mezi nejdůležitější kortikální struktury patří parietální mozková kůra či primární a premoto99

Ukázka elektronické knihy, UID: KOS507176

5

Robotická rehabilitace rická korová oblast. V neposlední řadě je při motorickém učení aktivován i limbický systém, který je zapojen do procesů motivace, chování, emocí a hraje významnou roli při dlouhodobé potenciaci (LTP) a ukládání paměťových engramů. Funkce především jeho alokortexové části je proto nedílnou součástí procesu motorického učení, které při jeho aktivaci získává vyšší účinnost díky iniciální (resp. motivační) složce, ale také efektivnější korekci pohybových stereotypů.

Motorické učení je tedy mnohaúrovňový proces, který je zajištěn velkým množstvím integračních a regulačních mechanismů, jež se mohou plně projevit pouze na podkladě optimální morfologické stavby pohybového aparátu.

5.2

Zrcadlové neurony a proces motorického učení

Zrcadlové neurony (mirror neurons) jsou uloženy převážně v oblasti ventrálního premotorického kortexu, v rozsáhlých oblastech parietálního laloku, ve zrakových okcipitálních oblastech, ale i v dalších oblastech mozkové kůry, a proto se dnes hovoří o systémech zrcadlových neuronů (mirror neuron systems). Jsou považovány za vizuo­ motorické neurony, které jsou aktivovány převážně při pozorování pohybu prováděného druhou osobou, aby byl tento systém následně schopen tento pohyb zrealizovat na podkladě imitace (napodobování). Tento systém existuje nejen pro vizuální podněty, ale i pro podněty akustické, popř. jejich audiovizuální kombinaci. Na podkladě vizuálních či akustických podnětů dochází k převodu této informace na motorické příkazy, které zajišťují přesnost provedení imitujícího pohybu.

Ukázalo se, že systém zrcadlových neuronů má také význam při osvojování jazykových dovedností, schopnosti empatie či předvídání (anticipace) pohybu tím, že jsou schopny vyhodnocovat pozorovanou scénu (schopnost představit si různé scénáře výsledného pohybu). V procesu motorického učení má tak tento systém nezastupitelnou roli, zejména v observačním typu učení.

Proces učení by byl bezvýznamný, pokud by prováděné pohybové dovednosti nebyly uloženy. Aby mohly být informace uchovávány, a tím dovednosti naučeny, je třeba docílit jejich uložení pomocí synaptické plasticity. Procesuální princip plasticity synapsí je popsán v kapitole 4.

5.3

Modely motorického učení

Modely motorického učení jsou popisovány různorodě. Pro zjednodušení jsme vybrali Fittsův a Posnerův třístupňový model motorického učení, který se skládá z kognitivní, asociativní a autonomní fáze.

Během kognitivní fáze je třeba se zaměřit na nejlepší způsob provedení určitého úkonu (plánování). To znamená zaměřit se na optimální strategii pohybu na podkladě slovní instrukce či názorné ukázky od terapeuta. Dochází ke kognitivnímu zpracování informací, které jsou zásadní pro vizualizaci a strategii pohybu, a snaze o jejich zápis do explicitní paměti. Následně dochází k rozboru motorických rezerv pro zlepšení, které se v průběhu pohybu u pacienta vyskytují.

Asociativní fáze je fáze, kde se pacient učí rozeznávat informace z vnitřního i vnějšího prostředí a poté na tyto informace reagovat optimálním motorickým výstupem.

100

Ukázka elektronické knihy