Wpływ mentalnego i komputerowo-wspomaganego treningu ruchów sięgania i chwytania na procesy sterowania ruchem u osób z wrodzonym brakiem kończyn

Wpływ mentalnego i komputerowo-wspomaganego treningu ruchów sięgania i chwytania na procesy sterowania ruchem u osób z wrodzonym brakiem kończyn

  • Kierownik projektu: dr Katarzyna Aleksandra Kisiel-Sajewicz, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu
  • Tytuł projektu: Wpływ mentalnego i komputerowo-wspomaganego treningu ruchów sięgania i chwytania na procesy sterowania ruchem u osób z wrodzonym brakiem kończyn
  • Konkurs: OPUS 2, ogłoszony 15 września 2011 r.
  • Panel: NZ7
Katarzyna Kisiel-Sajewicz pracuje przy komputerze w laboratorium. W tle widać specjalne krzesło używane w trakcie badań.

Nasz projekt (AWF, Wrocław) realizowany będzie we współpracy z Politechniką Wrocławską i Szpitalem im. Św. Jadwigi Śląskiej w Trzebnicy. Pomysł projektu zrodził się na podstawie doświadczeń pracowników Szpitala im. Św. Jadwigi Śląskiej w Trzebnicy, do którego zgłaszają się osoby z wrodzonym brakiem obu kończyn górnych, pragnące w swoim już dorosłym życiu mieć „własne” kończyny, uzyskane w wyniku transplantacji. Osoby te doświadczają w codziennym życiu istotnych ograniczeń w zakresie podstawowych czynności życiowych, które znacząco pogarszają jakość ich życia, jak np. umycie się. Mimo że część z tych osób wykształciła zadziwiające umiejętności posługiwania się stopami w sposób zastępujący w pewnym stopniu brakujące funkcje manipulacyjno-chwytne rąk, to jednak w przestrzeni społecznej większość tych ruchów nie jest dostępna choćby dlatego, że aby coś chwycić, osoby te muszą przyjąć pozycję siedzącą, co nie jest możliwe np. na ulicy.

Transplantacja kończyn górnych jest obarczona wysokimi kosztami i jej sukces operacyjny, z punktu widzenia możliwości wykonywania ruchów „transplantowanymi” kończynami, zależy od całkowitej integracji przeszczepionej kończyny z ośrodkowym układem nerwowym (OUN) biorcy. Pełna kontrola ruchów transplantowanej ręki jest możliwa dopiero wtedy, gdy na skutek zmian plastycznych OUN, uzyska ona reprezentację czuciową i ruchową w korze mózgu. U każdego człowieka podczas rozwoju w korze mózgu powstają skupiska komórek nerwowych, tworzące pola czuciowe i ruchowe, które mają połączenia z odpowiednimi mięśniami naszego ciała. Są one zdolne do odbioru wrażeń ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego (np. czucie dotyku, bólu) i tworzenia komendy ruchu w postaci sygnałów wysyłanych do mięśni, dzięki czemu wykonujemy ruchy.

Naszym celem jest zbadać, czy takie reprezentacje czuciowe i ruchowe mogą powstać na skutek odpowiednio prowadzonego treningu u osób dorosłych już po zakończonym procesie rozwoju. W celu określenia, jakie strukturalne i funkcjonalne zmiany plastyczne OUN i układu mięśniowego powstają pod wpływem treningu oraz w celu badania mechanizmów tych zmian planujemy zastosować m. in. obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, elektroencefalografię (rejestrację, przy pomocy elektrod umieszczonych na skórze głowy, czynnościowych prądów mózgu człowieka), metodę funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, przezczaszkową stymulację magnetyczną, jak też elektromiografię (rejestrację czynności elektrycznej mięśni), mechanomiografię (rejestrację przy pomocy akcelerometrów, właściwości mechanicznych mięśni szkieletowych) i spektroskopię bliskiej podczerwieni (monitorowanie czynności obwodowego układu nerwowego). Aby dostarczyć OUN niezbędnych bodźców do wywołania zmian plastycznych i utworzenia odpowiednich reprezentacji czuciowych i ruchowych brakującym i w przyszłości transplantowanym kończynom, chcemy „oszukać” mózg, zastępując brakujące kończyny kończynami wirtualnymi, pokazywanymi na monitorze komputera oraz kończynami „trenera”, które poprzez trening wyobrażeniowy będą odczuwane przez pacjenta jako jego własne. Na podstawie najnowszej literatury w dziedzinie plastyczności kory mózgu można sformułować przesłanki, że trening wykonywania zadania ruchowego wirtualną kończyną, wspierany wizualnym sprzężeniem zwrotnym, może spowodować strukturalną i funkcjonalną reorganizację kory czuciowo-ruchowej, doprowadzając do powrotu funkcji związanych ze sterowaniem ruchów dowolnych.


Dr Katarzyna Kisiel-Sajewicz

Otrzymała doktorat w 2003 roku w dziedzinie nauk o kulturze fizycznej na Wydziale Fizjoterapii, AWF we Wrocławiu. Obecnie jest adiunktem w katedrze kinezjologii AWF Wrocław. Odbyła 2-letni staż naukowy w departamencie biomedycznej inżynierii w Cleveland Clinic. Staż ten był wyrazem osiągnięć naukowych, odbył się w ramach konkursu MNiSW „Wsparcie międzynarodowej mobilności młodych naukowców”. Prowadzi badania naukowe dotyczące właściwości fizjologicznych mięśni szkieletowych oraz plastyczności układu nerwowego i mięśniowego.