Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Osaka Üniversitesi tarafından yapılan bir çalışma, matematiksel modellemeye dayanarak beynin yürüme sırasında bacak koordinasyonunu sadece gerektiğinde müdahale ederek verimli bir şekilde yönettiğini ortaya koyuyor. Bu mekanizma felç ve Parkinson hastalığı gibi durumların rehabilitasyonunu iyileştirebilir ve yenilikçi yürüme yardımcılarının geliştirilmesine ilham verebilir."
The Hidden Science Behind Walking Without Thinking
Osaka Üniversitesi'nin araştırması, beynin yürüme koordinasyonunu verimli bir şekilde yönettiğini ve yalnızca bacak hizalanması önemli olduğunda müdahale ettiğini, rehabilitasyon ve yardımcı tasarımda potansiyel uygulamaları olduğunu gösteriyor.
Yürümek genellikle hafife alınan bir aktivitedir. İnsanlar genellikle zihinsel çabalarını minimum düzeyde tutarak aynı anda “yürüyüp sakız çiğneyerek” çoklu görev yapabileceklerini varsayarlar. Gerçekten de her bir bacak, omuriliğin kendi tarafı tarafından kontrol edilerek diğerinden bağımsız olarak ritmik bir şekilde hareket edebilir.
Bununla birlikte, insan beyninin yürüyüşü koordine etme yeteneği, bir yürüyüşçünün bacakları birbiriyle yarım adım faz dışı olacak şekilde, “antifaz ilişkisi”, yolda bir eğri gibi bir engel veya asimetri meydana geldiğinde o kadar önemsiz değildir.
Osaka Üniversitesi tarafından yapılan yeni bir araştırma, normal yürüyüş temposunun nasıl korunduğuna ışık tutarak, beyin travması veya diğer nörolojik sorunlar yaşayan hastalar için rehabilitasyon tekniklerini geliştirebilecek bilgiler sağlıyor.
Yürüyüş Ölçüm Deneyi
Son Yürüyüş Araştırmasından Çıkan Bilgiler
Yakın zamanda Communications Biology'de yayınlanan araştırmada, araştırmacılar bir koşu bandı üzerinde yürüyen sağlıklı hastalardan kinematik veriler yakaladı ve bu veriler zaman zaman ani bir hız değişikliği ile bozuldu. Bu durum, antiphase ilişkisinin anlık olarak kaybolmasına yol açtı, ancak denekler yürüme hareketlerini yeniden yönlendirdikçe bu ilişki hızla eski haline döndü.
Bu deneyden elde edilen veriler, Bayesian çıkarım yöntemiyle birlikte, bir yayla birbirine bağlanmış iki sarkaca benzer iki bağlı osilatörün matematiksel bir modeli kullanılarak analiz edildi. Bu yaklaşım, araştırmacıların beynin bacak hareketlerini koordine etmek için kontrolünü nasıl uyguladığını temsil eden en olası işlevi hesaplamalarına olanak sağladı.
Sorunu daha da basitleştirmek için, bozulmuş sistemin limit döngüsü adı verilen düzenli bir periyodik çözüme geri döndüğünü varsayan faz indirgeme teorisi uygulandı. Çalışmanın başyazarı Takahiro Arai, “Bayesian çıkarımını kullanmak, bacak koordinasyonunun kontrolünü nicel bir şekilde çıkarmamızı sağladı” diyor.
Uzuvlar Arası Koordinasyonun Kontrol Modeli
Faz osilatörleri kullanarak uzuvlar arası koordinasyonun kontrol modeli. Kaynak: 2024, Arai ve diğerleri, Eklemler arası koordinasyon yürüme sırasında sıkı bir şekilde kontrol edilmez, Communications Biology
Yürüme Koordinasyonunda Beyin Etkinliği
Şaşırtıcı bir şekilde araştırmacılar, doğru faz karşıtı yönelimden sapma belirli bir eşiği aşana kadar göreceli fazın beyin tarafından aktif olarak kontrol edilmediğini buldular. Yani, beyin, bacakların göreceli konumunu koordine etmek için belirli bir miktarda kilitlenene kadar aktif olarak müdahale etmiyor. Sürekli kontrol uygulamasına gerek duyulmamasının hem enerji verimliliğini hem de manevra kabiliyetini artırdığını öne sürüyorlar.
Kıdemli yazar Shinya Aoi, “Modelimize dayanarak, beynin ne engelleri aşma yeteneğimizi sınırlayacak ve aynı zamanda çok fazla beyin gücü tüketecek aşırı kontrolcü ne de bacaklar çok koordinasyonsuz hale geldiğinde düşmeye yol açabilecek aşırı gevşek olduğunu görüyoruz” diyor.
Bacaklar Arası Koordinasyonun Beklenen ve Tahmini Kontrolü
Eklemler arası koordinasyonun beklenen ve tahmin edilen kontrolü. Kaynak: 2024, Arai ve diğerleri, Eklemler arası koordinasyon yürüme sırasında sıkı bir şekilde kontrol edilmez, Communications Biology
Rehabilitasyon ve Hareketlilik Yardımcıları için Çıkarımlar
Bu araştırma, yaşlı insanların ya da felç veya Parkinson hastalığının nörolojik etkilerini yaşamış bireylerin yürümesini iyileştirmeye yardımcı olmak için önemli olabilir. Ayrıca, insanların daha doğal bir şekilde yürümelerine yardımcı olacak fiziksel yardımcıların geliştirilmesine de yol açabilir.
Osaka Üniversitesi, 3 Ekim 2024, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 20.11.2024, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: Takahiro Arai, Kaiichiro Ota, Tetsuro Funato, Kazuo Tsuchiya, Toshio Aoyagi ve Shinya Aoi, “Yürüme sırasında uzuvlar arası koordinasyon sıkı bir şekilde kontrol edilmiyor”, 20 Eylül 2024, Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-06843-w
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.