Posouzení provedení pohybu horních končetin v závislosti na jeho účelu

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI FAKULTA ZDRAVOTNICKÝCH VĚD Ústav fyzioterapie Lucie Hradilová Posouzení provedení pohybu horních končetin v závislosti na jeho účelu Diplomová práce Vedoucí práce: Mgr. Barbora Kolářová Olomouc 2011

Prohlašuji, ţe jsem diplomovou práci vypracovala samostatně a pouţila jen uvedené bibliografické a elektronické zdroje. Olomouc 31. května 2011 ------------------------------- podpis

Chtěla bych poděkovat vedoucí práce Mgr. Barboře Kolářové za její podnětné poznámky a připomínky k mé diplomové práci a za pomoc při měření v kineziologické laboratoři.

Obsah Úvod... 1 1 Neurofyziologie řízení volního pohybu... 3 1.1 Spinální mícha... 4 1.2 Mozkový kmen... 4 1.3 Mozeček... 5 1.3.1 Vestibulární mozeček... 5 1.3.2 Spinální mozeček... 6 1.3.3 Cerebrální mozeček... 6 1.4 Bazální ganglia... 7 1.5 Motorické oblasti mozkové kůry... 8 1.5.1 Primární motorická oblast... 9 1.5.2 Premotorická korová oblast... 10 1.5.3 Suplementární motorická korová oblast... 10 1.5.4 Zadní parietální oblast... 11 1.5.5 Prefrontální korová oblast... 12 1.6 Neurální struktury zapojené při specifickém pohybu... 12 2 Představa pohybu... 15 2.1 Vyuţití představy pohybu v rehabilitaci... 16 3 Lateralita... 18 3.1 Asymetrie hemisfér... 18 3.2 Příčiny asymetrie hemisfér... 19 3.3 Dominance mozkových hemisfér... 19 3.4 Manuální asymetrie... 20

3.5 Projevy manuální asymetrie... 21 4 Funkční pohyby horních končetin... 24 4.1 Role motorického systému při pohybu horní končetiny... 25 4.2 Role senzorického systému při pohybech horní končetiny... 26 4.3 Úchop... 28 5 Porušení funkce horní končetiny pro neurální poškození... 31 5.1 Paréza svalů horní končetiny... 31 5.2 Spasticita... 32 5.3 Mimovolní synergie... 32 5.4 Senzitivní poškození... 34 5.5 Projevy neuronální léze při provedení transportní fáze pohybu... 35 5.6 Projevy neuronální léze při provedení úchopu... 36 6 Cíle a hypotézy... 37 7 Metodika... 38 7.1 Charakteristika souboru... 38 7.2 Postup měření... 38 7.3 Zpracování a vyhodnocení EMG signálu... 40 7.4 Normalizace dat... 40 7.5 Statistické zpracování... 41 8 Výsledky... 42 8.1 Výsledky hypotézy H 0 1... 43 8.2 Výsledky hypotézy H 0 2... 46 8.3 Výsledky hypotézy H 0 3... 49 8.4 Výsledky hypotézy H 0 4... 51 9 Diskuse... 53 9.1 Svalová aktivita při představě pohybu... 55

9.2 Svalová aktivita při provedení funkčního účelově zaměřeného pohybu... 57 9.3 Vliv funkčních pohybů horních končetin na reorganizaci mozkové tkáně... 58 9.4 Vyuţití funkčních pohybů v rehabilitaci... 59 9.5 Svalová aktivita u dominantní a nedominantní horní končetiny... 60 Závěr... 62 Referenční seznam... 64 Bibliografické zdroje... 64 Internetové zdroje... 65 Seznam zkratek... 72 Přílohy... 73

Úvod Pohyby horních končetin jsou součástí našeho kaţdodenního ţivota. Jsou vyuţívány jak pro zajištění základních lidských potřeb (najezení, napití, vyčištění zubů, atd.), tak i pro vykonání vysoce specializovaných pohybů (hra na hudební nástroj, psaní na stroji všemi deseti, aj). Člověk je schopen vykonat pohyby jednoduché i sloţité a přizpůsobit způsob provedení úkonu účelu pohybu. Schopnost jedince překonat zvyšující se nároky pohybů lze nazvat zručností. Zručnost popsal jiţ Bernstein, který ji popsal jako rychlost, hbitost, flexibilitu a obratnost lidského těla. Podle něj není zručnost pouze dobrá koordinace pohybu, ale jedná se i o schopnost přizpůsobit se měnícím se podmínkám a najít vhodný způsob provedení pohybu v jakékoli situaci a za jakýchkoli podmínek. Zručnost podle něj není vrozená neměnná vlastnost, kterou je nemoţné změnit jako je například barva očí. Zručnost můţe člověk vycvičit, mění se vzrůstajícími zkušenostmi a procvičováním pohybu (Latash, 1996). V této práci je zkoumána podstata zručnosti a to schopnost člověka přizpůsobit provedení pohybu měnícímu se účelu úkonu. Tuto schopnost zajišťuje centrální nervový systém, především jeho motorické a senzitivní oblasti. V dalších kapitolách je popsáno zapojení jednotlivých neurálních struktur při řízení pohybu. Navíc je zde popisována schopnost člověka provést pohyb v představě bez vykonání pohybu. Pokud srovnáme pohyb v představě a skutečné provedení pohybu jsou zapojeny téměř stejné nervové struktury, ale liší se míra jejich aktivace a způsob ovlivnění výkonného systému organismu. Rozdíl mezi představou pohybu a jeho skutečným provedením naznačuje jak velká je variabilita funkce centrálního nervového systému. Rozdíly byly objeveny i při samotné změně účelu pohybu. Bylo například zjištěno, ţe se liší rychlost a doba trvání pohybu pokud proband uchopí předmět a poté ho přemístí do malé krabice nebo ho odhodí (Shumway-Cook, 2001). Výzkum této práce navazuje na předchozí zjištění a zkoumá změnu svalové aktivity při měnícím se účelu pohybu. V rámci studie je zkoumán pohyb napití se ze sklenice ve čtyřech variantách: pohyb ruky k ústům, napití v představě, napití z prázdné sklenice a napití z plné sklenice. Navíc bylo zjišťováno, zda míru svalové aktivity ovlivní i dominance horní končetiny. Předchozí studie ukázaly, ţe dominantní horní končetiny vykazují niţší svalovou aktivitu neţ nedominantní (Sainburg, 2002). 1

Získané poznatky by měly být aplikované i do rehabilitační terapie. Výsledky této práce ukazují, ţe zařazení funkčního účelově zaměřeného pohybu do terapie napomáhá rychlejší obnově funkce horní končetiny. Těmito poznatky se řídí některé rehabilitační metody, které se snaţí zaměřit na trénink funkčních pohybů, jeţ je moţné vyuţít v běţných denních aktivitách. Tento trend vychází z poznatků o motorickém učení, kdy bylo prokázáno, ţe nácvik účelných pohybů v různých variacích má mnohem větší vliv na reorganizaci poškozené nervové tkáně neţ prosté analytické cvičení (Shumway-Cook, 2001). 2

1 Neurofyziologie řízení volního pohybu Motorika jedince je řízena centrální nervovou soustavou (CNS), jejíţ příkazy jsou přenášeny periferními nervy k výkonným orgánům, tedy svalům pohybujícími kostrou. Kontrolní funkci mají senzorické receptory, které dávají CNS zpětné informace o probíhajícím pohybu. Při provádění pohybu CNS neustále porovnává plán pohybu se skutečným stavem a v případě odchylky určuje její rozsah a opravuje ji tak, aby byl správně proveden původní záměr. Korekce pohybu se uskutečňuje cyklicky. První cyklus provede jen hrubou opravu, další je jiţ přesnější atd. Příčinou cyklických oprav je různá rychlost vedení vzruchů nervovými vlákny. Z toho vyplývá, ţe rychlý pohyb je těţko korigovatelný a tím pádem i méně přesný, zatímco pomalý pohyb, jenţ je opakovaně opravován, je velmi precisní (Véle, 1997). Mozkové struktury zajištující kontrolu pohybu jsou rozděleny do tří hlavních úrovní zpracování - spinální mícha, mozkový kmen a mozková kůra. Spinální mícha a mozkový kmen zprostředkovávají reflexní a automatické funkce, zatímco motorické korové oblasti zahajují a kontrolují komplexní volní pohyby. Navíc mohou být informace z těchto tří úrovní modifikovány dalšími dvěma strukturami, mozečkem a bazálními ganglii (Enoka, 2002). Kontrola pohybu je dosaţena díky kooperaci činnosti všech těchto mozkových struktur, které jsou organizovány hierarchicky i paralelně. Při hierarchické činnosti CNS je signál zpracován postupně ve vzestupných úrovních. Vyšší úrovně mozku se zabývají zpracováním abstraktních informací a při řízení pohybu zodpovídají za plánování a strategii pohybu. Niţší úrovně zpracování zajišťují detailní monitoring a regulaci provedení pohybu a přizpůsobují ji okolním podmínkám. Při paralelním zpracování je jeden a ten samý signál zpracováván simultánně v různých mozkových strukturách s různým účelem. Kombinace hierarchické a paralelní kontroly umoţňuje spolehlivé překrývání funkcí, takţe jeden systém je schopen převzít funkci druhého, pokud to vyţaduje okolí nebo podmínky úkolu. Pouţití těchto náhradních cest umoţňuje určitý stupeň zotavení při poškození CNS (Shumway-Cook, 2001). 3

1.1 Spinální mícha Mícha zajišťuje nejniţší stupeň zpracování percepčně motorické hierarchie. Páteřní mícha můţe pracovat nezávisle na informacích z vyšších center, ale její funkce můţe být i vyššími centry kontrolována a modifikována (Enoka, 2002). Míšní okruh je zapojený v počáteční percepci a zpracování somatosenzorických informací podílejících se na kontrole postury a pohybu. Na úrovni spinální míchy probíhají organizace reflexů a stereotypní odpovědi na senzitivní stimuly. Proprioreceptivní spoje na úrovni spinální míchy umoţňují aktivaci svalu na jedné straně těla a relaxaci odpovídajícího svalu druhé strany, coţ je základní předpoklad alternujícího pohybu při lokomoci. Navíc na míšní úrovni vznikají základní flekční a extenční vzorce svalů zapojených do pohybu nohou, jako je kopání a lokomoce. Neurony spinální míchy jsou poslední úrovní zpracování nervového signálu před aktivací svalů (Shumway-Cook, 2001; Véle, 1997). Spinální mícha se také podílí na kontrole pohybu. Generuje kontrolní signály, jeţ však nepůsobí ve formě kontrakcí jednotlivých svalů nebo pohybů jednotlivých kloubů, protoţe by to vedlo k blokaci daného kloubu nebo segmentu, v jehoţ důsledku by byl pohyb nepřesný. Proto jsou kontrolní signály sestaveny do sekvencí, které velmi rychle opravují pohybové vzorce (Enoka, 2002). 1.2 Mozkový kmen Spinální mícha se rostrálně rozšiřuje a spojuje se s orgánem vyšší úrovně zpracování nervového signálu, mozkovým kmenem. Mozkový kmen obsahuje důleţitá nervová jádra, která jsou spojena s kontrolou postury a lokomocí. Do těchto funkcí jsou zapojena vestibulární jádra, nucleus ruber a jádra retikulární formace. Mozkový kmen dostává somatosenzitivní informace z kůţe a svalů hlavy a senzorické informace z vestibulárního a zrakového systému. Díky těmto informacím je mozkový kmen zapojený při kontrole postury. Navíc mozkový kmen kontroluje aferentaci z krku, tváře a očí a je nezbytný pro sluch a čich (Enoka, 2002; Shumway-Cook, 2001; Druga et al, 2001). V podstatě všechny descendentní motorické dráhy vyjma kortikospinální dráhy začínají v mozkovém kmeni. Tyto dráhy můţeme rozdělit do dvou skupin. První skupina zahrnuje vestibulospinální a tectospinální dráhu a nezkříţenou část 4

reticulospinální dráhy. Výsledkem jejich aktivace je posturální zajištění cílených pohybů ovlivněním synergistických svalů, především proximálních a axiálních svalových skupin. Druhá skupina zahrnuje rubrospinální dráhu a zkříţenou část retikulospinální dráhy. Její vliv na cílené pohyby je přes aktivaci motorických neuronů inervujících distální flexorové svalové skupiny (Enoka, 2002; Druga et al, 2001). V mozkovém kmeni se také nachází retikulární formace, která reguluje bdění a pozornost. Navíc spolu s vestibulárními jádry zajišťuje polohu těla prostřednictvím koordinace polohových, postojových a vzpřimovačích reflexů. V mozkovém kmeni jsou také uloţena autonomní jádra zajišťující respiraci, činnost srdce a gastrointestinální funkce (Enoka, 2002; Druga et al, 2001). 1.3 Mozeček Podle základního anatomického popisu se mozeček skládá z vnější vrstvy šedé hmoty (kortex), vnitřní bílé hmoty a třech párových jader (nucleus fastigius, interpositus a dentatus). Mozeček dostává aferentní informace z téměř celého senzitivního systému. Eferentní informace mozečku vystupují do mozkové kůry nebo struktur mozkového kmene. Mozeček můţeme rozdělit podle fylogenetického vývoje do několika zón vestibulární, spinální a cerebrální. Tyto části mají kromě různé funkce i rozdílné aferentní a eferentní informace (Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2004). Mozeček je povaţován spolu s motorickou kůrou a bazálními ganglii za důleţitou mozkovou strukturu, která se podílí na koordinaci pohybu. Přestoţe má důleţitou roli při koordinaci pohybu, nehraje mozeček primární roli v senzitivní nebo motorické činnosti. Pokud je cerebellum poškozeno, nedojde k ztrátě citlivosti nebo paralýze. Léze mozečku však významně poškodí provedení pohybů, ať uţ velmi jednoduchých nebo i velice sloţitých (Shumway-Cook, 2001). 1.3.1 Vestibulární mozeček Vestibulární mozeček tvoří pars nodulofloccularis. Vstupní informace získává tato oblast z vestibulárního aparátu a z vizuálního systému. Výstupní informace jdou do vestibulárních jader, především do nucleus vestibularis lateralis. Funkcí vestibulárního mozečku je udrţování vzpřímené polohy těla při stoji a chůzi pomocí 5

kontroly axiálního svalstva. Podílí se také na řízení automatických očních pohybů. Poškození této části mozečku způsobuje ataktickou chůzi, stoj o široké bazi a nystagmus (Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2001). 1.3.2 Spinální mozeček Tato zóna obsahuje vermis a paravermální část mozečku. Dostává aferentní informace z motorické kůry o jejích povelech pro vykonání pohybu a aferentní informace o pohybu prováděném v periferii. Eferentní spoje jdou do mozkového kmene a mozkové kůry (Králíček, 2004). Funkcí spinálního mozečku je kontrola aktuálně prováděného pohybu. Tato zóna upravuje odchylky od zamýšleného pohybu tím, ţe porovnává povely z motorické kůry a informace z proprioreceptorů z části těla vykonávající daný pohyb. Při kontrole cílených pohybů však vzniká problém se zpoţděním signálů jdoucích z proprioreceptorů do spinálního mozečku. I kdyţ spinocerebellární systém drah vyuţívá nervová vlákna s největší rychlostí přenosu (120 m/s), je zpoţdění přenosu signálu z nohou do mozečku 15 20 milisekund. Proto mozeček nemůţe být informován o pozici dané části těla v kaţdém okamţiku pohybu. Tento problém je v mozečku vyřešen pomocí speciálních obvodů, které detekují jak rychle a v jakém směru se daná část těla pohybuje a vypočítá časový průběh dráhy pohybu daného segmentu pro několik příštích milisekund. Tato schopnost mozečku umoţňuje zastavit pohyb přesně v zamýšleném cíly. Při poruše této funkce se pohyb v zamýšleném cíly nezastaví a překmitne jej, coţ je označováno jako dysmetrie. Také je porušena plynulá návaznost elementárních pohybů, pohyby se tak stávají nekoordinované. Takto vzniklý stav se nazývá asynergie. Spinální mozeček navíc moduluje svalový tonus prostřednictvím excitačních eferentních spojů nucleus fastigius a interpositus, které modulují aktivitu gama motoneuronů a tím i svalového vřeténka. Pokud vznikne v těchto jádrech léze, objeví se významný pokles svalového tonu, který se označuje jako pasivita (Králíček, 2004; Druga et al, 2001). 1.3.3 Cerebrální mozeček Cerebrální mozeček tvoří laterální části hemisfér. V průběhu lidské evoluce prošel významnou expanzí, díky čemuţ má i nemotorické funkce. Podílí se na motorickém učení. Do tohoto procesu jsou zapojena především šplhavá vlákna, která 6

vychází ze spojení s neurony dolní olivy. Šplhavá vlákna reagují na neočekávanou změnu během provádění stereotypního pohybu a to tak, ţe sníţí reaktivitu Purkyňových buněk na vzruchovou aktivitu paralelních vláken, coţ je jedním z principů synaptické plasticity (Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2004). Aferentní informace přichází k cerebrálnímu mozečku z mozkové kůry (suplementární motorická oblast, premotorická oblast, somatosenzorická oblast, zadní parietální korová oblast). Jeho eferentní spoje jdou do primární motorické a premotorické oblasti mozkové kůry. Zdá se, ţe cerebrální mozeček je zapojen do přípravy pohybu, zatímco spinální mozeček funguje při exekuci pohybu a kontroluje jeho průběh. Laterální část hemisfér se podílí spolu s motorickou kůrou a bazálními ganglii na plánování a programování pohybu. Mozečkové dráhy jsou součástí mnoha paralelních drah ovlivňujících motorický kortex. Laterální hemisféry se také zapojují při koordinování výsledného pohybu (Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2004). Část neuronů z nucleus dentatus mozečku jsou přednostně zapojovány při tvoření a vedení pohybu zaloţeného na vizuálním podnětu. Tyto neurony mají projekce do premotorické arey mozkového kortexu. Pacienti s mozečkovým deficitem vykazují zlepšení provedení pohybu, kdyţ mají zavřené oči nebo kdyţ je sníţen zrakový feedback. Mozečkový tremor je nejvýraznější, kdyţ pacienti vyţívají zrakovou kontrolu pro vedení pohybu (Shumway-Cook, 2001). 1.4 Bazální ganglia Jedná se o komplex jader v bazi mozkové kůry. Řadí se sem putamen, nucleus caudatus, globus pallidus, nucleus subthalamicus a substantia nigra. Hlavní vstupní informace bazálních ganglií jdou do putamen a nucleus caudatus. Vstupní informace jsou z rozličných oblastí neokortexu, zahrnují senzitivní, motorické a asociační oblasti. Z vnitřního segmentu globus pallidus a ze substantia nigra vychází největší část výstupních informací celých bazálních ganglií. Jejich eferentní signály jdou skrze thalamus a končí v prefrontální, suplementární a premotorické oblasti mozkové kůry (Shumway-Cook, 2001; Druga et al, 2004). 7

Obecně mají bazální ganglia tlumivý vliv na motoriku, který je realizován dvěma způsoby. Bazální ganglia působí buď přímo na činnost motoneuronů mozkové kůry, nebo tlumí korovou výstupní informaci v niţších etáţích CNS (retikulární formace, spinální mícha). V obou případech tedy upravují výstupní informace z primární motorické oblasti a to z velké míry předtím neţ dospěje k alfamotoneuronům předních rohů míšních, tedy ke konečné společné dráze. Bazální ganglia se neaktivují při pasivních pohybech ani při pohybech prováděných pod senzorickou kontrolou. Zapojují se však při aktivních pohybech, při kterých je třeba vybírat z několika různých moţných pohybů nebo pokud se osoba učí provádět nové pohyby. Elektrofyziologické studie ukazují, ţe většina neuronů bazálních ganglií vykazuje zvýšenou vzruchovou aktivitu před začátkem pohybu, coţ naznačuje jejich spoluúčast při programování pohybů (Shumway-Cook, 2001; Druga et al, 2004). Obecně lze říci, ţe léze bazálních ganglií se projevuje poruchou koordinace pohybu. Základními projevy léze bazálních ganglií jsou hyperkinetický a hypokinetický syndrom. Hyperkinetický syndrom se můţe v závislosti na postiţené oblasti projevovat choreou, atetózou, balismem, dystonií, sníţením svalového tonu a s posturálních reflexů. Hypokinetický syndrom zahrnuje hypokinezi aţ akinezi, která je často kombinována s rigiditou, tremorem a posturální nestabilitou (Druga et al, 2004). 1.5 Motorické oblasti mozkové kůry Mozková kůra je často povaţována za nejvyšší stupeň hierarchie motorické kontroly Motorická kůra zahrnuje rozsáhlé korové oblasti frontálního laloku. Tuto oblast rozdělujeme do několika funkčních oblastí, které se navzájem liší strukturou, aferentními a eferentními spoji a dráţdivostí. Řadíme sem: primární motorickou, suplementární motorickou, premotorickou, prefrontální a zadní parietální areu. Tyto oblasti spolupracují se senzitivními oblastmi v parietálním laloku, bazálními ganglii a mozečkem při plánování pohybu, zvolení jeho účelu a konečném provedení (Shumway-Cook, 2001; Druga et al, 2004). Jednotlivé oblasti mají různou funkci, která byla zjišťována zkoumáním změny regionálního průtoku krve v daných oblastech v závislosti na prováděném pohybu. Pokud jedinec provede jednoduchý úkon (např. stlačování pruţiny mezi palcem 8

a ukazovákem), krevní průtok se zvyšuje pouze v primární motorické oblasti a v senzitivní kůře. Oproti tomu, kdyţ proband provede komplexní pohyb (např. dotknutí se palce a ostatních prstů), krevní oběh se zvyšuje bilaterálně v suplementární oblasti, v primární motorické kůře a senzitivní kůře. Pokud si jedinec opakující se pohyb jen představí, ale neprovede ho, krevní průtok se zvyšuje pouze v suplementární oblasti (Shumway-Cook, 2001). 1.5.1 Primární motorická oblast Primární motorická kůra (M1) je uloţena v gyrus praecentralis a nachází se na přední straně gyrus centralis. M1 je somatotopicky organizována, svaly vykonávající jemné odměřené pohyby zaujímají větší korové oblasti neţ svaly trupu a dolních končetin (Králíček, 2004; Druga et al., 2001). M1 dostává aferentní somatosenzorické informace ze svalů a kůţe nad těmito svaly, které přichází z bazálních ganglií, mozečku a senzitivních oblastí v parietálním laloku. Tyto informace za svalů a kůţi nad těmito svaly mohou být vyuţity pro modulaci spinálního reflexu, kdy je potřeba dodatečně zvýšit svalovou sílu v důsledku nepředpokládané zátěţe v průběhu pohybu. Tato dráha je také hypoteticky povaţována za důleţitou proprioreceptivní cestu podílející se na posturální kontrole. Eferentní informace primární motorické kůry tvoří asi 30 % kortikospinálního traktu a mají spojení s alfa-motoneurony, gama-motoneurony a interneurony v celé spinální míše (Shumway-Cook, 2001; Druga et al, 2001). Elektrická stimulace M1 vyvolá jednoduché pohyby ve smyslu flexe, extenze v jednom či více kloubech, ne však sloţitější cílené pohyby. Výsledky stimulace jsou stejné u dětí i dospělých bez ohledu na jejich motorickou zručnost. Z toho plyne, ţe funkcí M1 je realizovat pohyb, jehoţ plán byl připraven v jiných částech kůry. Při lézi primární mozkové kůry dojde k přechodné kontralaterální chabé obrně, hypotonii a areflexii. Postupem času dochází k úpravě reflexů. Hybnost axiální svalstva a svalstva pletenců se restituuje, přetrvá však porucha hybnosti akrálních částí končetin a celkové zpomalení pohybů. To ukazuje, ţe M1 se výrazně podílí na řízení jemných cílených pohybů distálních částí končetin (Králíček, 2004; Druga et al, 2001). M1 má specifickou funkci při kontrole pohybu, kdy řídí sílu a rychlost pohybu. Neurony primární motorické kůry vykazují větší změnu aktivity při nízké stálé síle pohybu. Primární motorická kůra určuje kinematické podrobnosti pohybu, aktivita 9

neuronů je největší při provedení pohybu HK ve specifickém směru (Enoka, 2002). Léze kortikospinální dráhy nebo primární motorické kůry váţně poruší úchopové schopnosti ruky. Obvykle dojde k ztrátě izolovaných pohybů prstů, přičemţ synergické pohyby všech prstů zůstávají zachovány. Důsledkem je, ţe pacient není schopen provést precizní úchop, ale silový úchop zůstává zachován. Izolované pohyby prstů se v průběhu léčby mohou obnovit (Castiello, 2005; Shumway-Cook, 2001). 1.5.2 Premotorická korová oblast Premotorická korová oblast (PM) se nachází na předním okraji gyrus praecentralis a v zadní části gyrus frontale superior a medius. Aferentní informace přichází především ze zadní parietální korové oblasti, doplňkové motorické korové oblasti a z cerebrálního mozečku. Eferentní projekce směřuje do ventromediálního seskupení spinálních neuronů a to buď přímím spojením prostřednictvím tr. corticospinalis ventralis, nebo prostřednictvím spojů do mozkového kmene, kde se napojují na ventromediální systém sestupných kmenových drah (Králíček, 2004). Elektrická stimulace PM vyvolá komplexní synergistické pohyby, jako jsou rotační pohyby hlavy, očních bulbů a trupu k opačné straně, abdukce elevace a flexe končetin. Premotorická oblast se účastní kontroly pletencového a axiálního svalstva. Při lézi v PM dochází k paréze ramenního a kyčelního svalstva. Dále provádí realizaci motorického programu vytvořeného v prefrontální a suplementární motorické oblasti. Zahajuje iniciální fázi pohybu, při které dochází k otočení očí, hlavy, trupu a končetin k cíli pohybu. Průtok krve se v PM zvyšuje, pokud má osoba provést pohyb daným směrem a do dané vzdálenosti. Z toho usuzujeme, ţe tato oblast má význam pro kontrolu pohybů řízených zrakem. Premotorická oblast má také spojitost s provedením pohybů HK spojených s úchopem. Její neurony jsou aktivovány při vytváření různých úchopů ať uţ jemných pomocí prstů nebo pomocí celé ruky. Neurony premotorické oblasti také zvyšují svou aktivitu při pohybech prováděných velkou silou (Králíček, 2004; Shumway-Cook, 2001; Enoka, 2002). 1.5.3 Suplementární motorická korová oblast Suplementární motorická korová oblast (SMA) je lokalizována na mediální ploše gyrus frontale superior a je somatotopicky organizována. Aferentní signály k ní přichází ze zadní parietální oblasti a bazálních ganglií. Eferentní projekce směřuje do primární 10

motorické kůry k neuronům laterálního kortikospinálního traktu, do mozkového kmene k neuronům ventromediálního descendentního systému kmenových drah, přímé spoje jdou do ventromediálního seskupení spinálních motoneuronů prostřednictvím tr. corticospinalis ventralis a do premotorické korové oblasti (Králíček, 2004). Elektrické dráţdění této oblasti vyvolá sloţité pohybové reakce, které jsou často bilaterální. Jedná se o celou škálu pohybů např. komplexní pohyby, izolované pohyby končetin, rytmické pohyby, vokalizace, rotační pohyby. Léze suplementární oblasti vede k zpomalení pohybů kontralaterálních končetin, k neschopnosti zahájit pohyb a k zástavě řeči. Průtok krve se v této oblasti zvyšuje při provedení pohybu i při představě pohybu. Předpokládá se, ţe SMA se podílí na programování úmyslných pohybů. V hierarchii motorických oblastí je s největší pravděpodobností nadřazena primární motorické oblasti, proto bývá někdy označována jako supermotorická area (Druga et al, 2001; Králíček, 2004). Předpokládá se, ţe premotorická a suplementární oblast mají rozdílný fylogenetický původ, a proto mají i odlišné funkce při přípravě a provedení pohybu. Premotorická oblast řídí především pohyby, které jsou závislé na změnách okolních podmínek. Pohyby související s vnitřním stavem organismu jsou řízeny spíše ze suplementární oblasti. Neurony premotorické oblasti jsou více aktivní při pohybu pod zrakovou kontrolou, zatímco neurony suplementární oblasti jsou spíše aktivovány při automatických pohybech uloţených v paměti (Shumway-Cook, 2001). 1.5.4 Zadní parietální oblast Zadní parietální (asociační) oblast je lokalizována v lobulus parietalis superior a inferior. Aferentní informace k ní přichází ze somatosenzorické a zrakové korové oblasti. Eferentní projekce této oblasti směřuje do prefrontální, premotorické a doplňkové motorické korové oblasti. Asociační area je hustě spojena s prefrontální oblastí. Předpokládá se, ţe tyto dvě oblasti spolu úzce spolupracují při prostorových úkonech, které vyţadují pozornost. Asociační oblast pravděpodobně uskutečňuje výběr a zpracování vhodné senzorické informace a vybírá odpovídající motorickou odpověď z mnoha moţných odpovědí. Léze v této oblasti se projevuje poruchou podobnou apraxii. Jedná se o neschopnost vyuţít senzorické informace k správnému vytvoření 11

pohybového plánu a programu. Postiţený není schopen manipulovat s příborem, obléci se atd. (Shumway-Cook, 2001; Druga et al, 2001; Králíček, 2004). 1.5.5 Prefrontální korová oblast Prefrontální korová oblast je umístěna na dorsolaterální straně frontálního laloku před nemotorickou korovou oblastí a bývá rozdělována na sulcus a konvexity. Vstupní informace k ní přichází především ze zadní parietální oblasti a bazálních ganglií. Výstupní informace směřují hlavně do doplňkové a premotorické korové oblasti. Neurony oblasti sulcu jsou zapojeny při plánování pohybů, především prostorových úkonů vyţadujících pozornost. Léze v oblasti konvexit způsobí problémy s úkony, pro které je nutná inhibice určité motorické odpovědi v daný moment. v prefrontální Léze oblasti také způsobí neschopnost výběru z několika moţných motorických odpovědí a obtíţné změny strategie pohybu pokud jsou na to pacienti dotazováni (Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2004). 1.6 Neurální struktury zapojené při specifickém pohybu Pro názorné ukázání zapojení jednotlivých mozkových struktur při plánování a provedení volního pohybu, zde bude popsána jejich aktivita při vykonání jednoduchého úkonu. V našem případě má osoba ţízeň a chce si nalít mléko z krabice do sklenice před vámi. Prvotní popud k pohybu vychází z motivačních oblastí CNS, tedy struktur majících vztah k limbickému systému. Konkrétně centrum ţízně je lokalizováno v hypotalamu. Poté je provedena senzorická analýza prostředí, která dodá potřebné informace pro vypracování plánu pohybu. Následuje stanovení pohybového záměru, vytvoření motorického plánu a následné uskutečnění pohybu. Struktury zapojené do plánování a vykonání pohybu můţeme rozdělit do tří hlavních úrovní: spinální mícha, mozkový kmen a motorické oblasti mozkové kůry. Informace procházející těmito třemi úrovněmi mohou být upraveny dalšími dvěma strukturami a to mozečkem a bazálními ganglii (Enoka, 2002; Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2004). Senzitivní aferentace jde z periferie a udává, co se děje okolo jedince, kde v prostoru se nachází, jaká je vzájemná poloha kloubů, tzn., ţe dává mapu těla 12

v prostoru. Aferentní signály z periferních receptorů (mechanorecptorů, nociceptorů, termoreceptorů a chemoreceptorů) jdou ascendentními drahami do supraspinálních oblastí a dodávají informace z trupu, horních a dolních končetin. Přináší informace o koţním čití a propriorecepci. Navíc senzorický systém poskytuje důleţité informace o úkonu, který bude proveden: jak velká je sklenice, jaká je velikost krabice s mlékem a jak těţké jsou. Senzorická aferentace z vizuálního systému jde dvěma paralelními dráhami, které ovlivňují cílený dosah. Ventrální dráha je spojena s percepcí a kognicí, tedy tím pro co bude jedinec dosahovat, pozná krabici mléka. Dorzální dráha je spojena s lokalizací předmětu v okolním prostoru, jeho velikosti, tvaru, orientaci, umoţní tedy se pro krabici mléka natáhnout a uchopit ji. Percepční dráhy jdou ze zrakové mozkové kůry do temporální kůry, zatímco dráhy lokalizace a motoriky jdou ze zrakové kůry do parietálního laloku. Centra v mozkové kůře přijímají tyto informace a vytváří plán pohybu s ohledem k jeho účelu, v tomto případě uchopení krabice mléka (Shumway- Cook, 2001; James, 2003). Pohybový záměr je vytvořen na základě senzorických informací a určuje strategii pro dosaţení cíle. K jeho vypracování dojde v zadní parietální korové oblasti. Plán pohybu se vytvoří na základě vypracované strategie v prefrontální a suplementární oblasti. Plán je převeden do primární motorické a premotorické oblasti, odkud vychází povely pro provedení pohybu do niţších struktur (páteřní míchy a mozkového kmene) a zároveň i do supraspinálních oblastí zapojených do plánování pohybu. Premotorická oblast odpovídá za iniciální fázi pohybu, při které dojde k otočení očí, hlavy, trupu a končetin k cíli pohybu. Aktivita neuronů v této oblasti se zvyšuje při transportu horní končetiny konkrétním směrem do konkrétní vzdálenosti. Primární motorická kůra určuje sílu a rychlost pohybu. Plán je také poslán do mozečku a bazálních ganglií, které jej upraví pro zdokonalení pohybu (Enoka, 2002; Shumway-Cook, 2001; Králíček, 2004). Mozeček získává informace z periferních senzitivních receptorů, páteřní míchy a motorických korových oblastí, coţ mu umoţní porovnat plán pohybu s aktuální pozicí částí lidského těla zapojených při daném pohybu. Na základě tohoto porovnání pošle mozeček aktualizace pohybového plánu do motorické kůry a mozkového kmene, čímţ upraví případný rozdíl mezi plánovaným a aktuálním motorickým projevem (Enoka, 13

2002; Druga et al, 2004). Bazální ganglia ovlivňují plánování pohybu, kdy mají vliv spíše na směr, amplitudu a rychlost pohybu neţ na aktivaci specifických svalových skupin. Bazální ganglia také působí na samotné vykonání pohybu a to především při jeho iniciaci a řazení následných komponent pohybu (Enoka, 2002). Poslední úrovní CNS před aktivací konkrétních svalů je spinální mícha, k jejím neuronům přicházejí descendentní cesty z motorické kůry a mozkového kmene. Na základě příchozích informací spinální motoneurony aktivují svaly, a jedinec sáhne pro mléko. Pokud je krabice mléka plná, ale předpoklad byl, ţe je krabice téměř prázdná, cestou spinálního reflexu dojde ke kompenzaci váhy, s kterou nebylo nepočítáno, a aktivuje se větší mnoţství motoneuronů. Pro doplnění spinálního reflexu, v případě nutnosti zvýšit sílu svalu v důsledku nepředpokládané zátěţe, přichází senzitivní aferentace do primární motorické korové oblasti a ta vydá pokyn k zapojení dalších motorických jednotek daných svalů. Senzitivní konsekvence vašeho sáhnutí jsou také posouzeny mozečkem, který aktualizuje pohyb, v tomto případě, vyrovnání se s těţší krabicí mléka (Shumway-Cook, 2001; Druga et al., 2001). 14

2 Představa pohybu V předchozí kapitole bylo popsáno zapojení jednotlivých neurálních oblastí při provedení pohybu HK. Lidský mozek však umoţňuje i jiný typ pohybu a to pohyb v představě, bez zapojení kosterního svalstva. Představa pohybu (= motor imaginery) je myšlenkový proces, při kterém si jedinec představuje, ţe provádí pohyb bez skutečného vykonání pohybu. Jedná se o dynamický stav, kdy dochází k vědomé aktivaci mozkových oblastí, které jsou zapojeny také při přípravě pohybu a jeho provedení, doprovázenou vědomou inhibicí skutečného pohybu (Mulder, 2007, Cerritelli, 1999). Při představě pohybu se zapojuje mnoho korových oblastí a to: premotorická, suplementární motorická, prefrontální a parietální korová oblast, primární a sekundární senzitivní oblast, basální ganglia a mozeček. Některé studie udávají zapojení primární motorické oblasti při představě pohybu, toto tvrzení však bylo jinými studiemi vyvráceno, a proto je zapojení M1 při představě pohybu stále součástí debat. Všechny tyto oblasti jsou zapojeny také při skutečném provedení pohybu. 15 Rozdíl mezi představou a provedení pohybu je ve velikosti aktivace jednotlivých oblastí. Velikost aktivace je niţší pokud si jedinec pohyb jen představuje v porovnání se skutečným provedením úkonu (Mulder, 2007; Solodkin, 2004; Jeannerod, 1995, Cerritelli, 1999). I kdyţ je představa pohybu spojena s blokací provedení pohybu, byly u mnoha studií nalezeny fyziologické souvislosti způsobené představou pohybu. Často byla zjištěna zvýšená EMG aktivita spojená se zvýšením svalového tonu a excitability kortikospinální dráhy. Dokonce byly zjištěny i mikropohyby. Všechny tyto jevy byly pozorovány u končetin zapojených při představě pohybu, ale uţ ne u kontralaterálních končetin. Velikost EMG změn ve svalech je úměrná k velikosti námahy při představě pohybu. Zjištění, ţe svalová aktivita je pouze částečně blokována v průběhu představy pohybu, zdůrazňuje jemnou rovnováhu mezi excitační a inhibičním vlivem na úrovni motoneuronů a naznačuje, ţe motoneurony jsou blízko k prahovému napětí. Zvýšení excitability motoneuronů a jeho přiblíţení k prahovému napětí naznačuje, ţe představa pohybu je součástí přípravy pro provedení skutečného pohybu (Jeannerod, 1995; Solodkin, 2004). Při představě pohybu není aktivováno čistě jen kosterní svalstvo a motorické motoneurony, ale jsou zapojeny i jiné výkonné orgány, které nejsou normálně pod volní

kontrolou. Jedná se především o autonomní funkce. Při představě pohybu dochází k zrychlení srdečního tepu a dechový rytmus. Velmi podobná autonomní aktivace byla zjištěna i před provedením namáhavého pohybu, kdy je tohoto jevu vyuţíváno k adaptaci organismu na očekávanou námahu (Jeannerod, 1995; Decety, 1996). 2.1 Využití představy pohybu v rehabilitaci Pokud vezmeme v úvahu silný vztah mezi představou pohybu a nervovým systémem, je logické předpokládat, ţe změny CNS vznikající při představě pohybu ovlivní i následné provedení pohybu. Pohybová představa aktivuje descendentní motorické dráhy, moduluje sestupné autonomní dráhy a cestou spinálního reflexu postihuje přenos signálů v korových aferentních drahách. Představa pohybu tedy zlepšuje pozdější provedení pohybu stejným způsobem jako nácvik pohybu (Crammond, 1997; Jeannerod, 1995). Jedním z nejvýraznějších důsledků představy pohybu je zvýšení svalové síly. Toto zlepšení lze vysvětlit zvýšeným aktivity v některých částech CNS jako je například mozeček nebo bazální ganglia. To můţe vést k zvýšení kapacity systému pro nábor motoneuronů a zlepšení koordinace mezi agonistickými a antagonistickými svalovými skupinami. Zvýšení svalové síly v důsledku představy pohybu není primárně důsledkem nervových změn na výkonné úrovni, ale na úrovni vyššího plánování a programování motorického systému. Změněné programy mohou ovlivnit výslednou sílu pomocí spinálních okruhů (Solodkin, 2004). Navíc bylo zjištěno, ţe představa pohybu nemá vliv jen na svalovou sílu, ale také na způsob provedení pohybu. Projevuje se sníţením variability pohybu a zvýšením časové konsistence pohybu. Fyzický trénink a trénink v představě mají podobný efekt na způsob provedení pohybu, jeho prostorové parametry, plynulost tempa pohybu a návaznost timingu (Jeannerod, 1995). Díky výše uvedeným účinkům můţe být představa pohybu vyuţívána i v rehabilitaci. Bylo provedeno několik studií zkoumajících vyuţití představy pohybu u pacientů s různými diagnózami. Například Fairweather and Sideway (1993) prokázali, ţe po třítýdenním programu, ve kterém se kombinovala představa pohybu s fyzickým tréninkem, došlo k sníţené bolesti zad a zlepšení posturální kontroly u pacientů s chronickou bolestí zad. Také bylo prokázáno, ţe u pacientů s locked-in syndromem 16

představa pohybu způsobuje EMG změny v zapojených svalech, a dá se proto vyuţít pro znovuobnovení určité kontroly nad periferními výkonnými orgány i u takto závaţných pacientů (Mulder, 2007). U pacientů po cévní mozkové příhodě byla zjištěna výrazně lepší úprava funkce horní končetiny, pokud byl rehabilitační program kombinován s představou pohybu. Tyto výsledky byly zjištěny jak u akutních pacientů, tak i u chronických pacientů 1 rok po cévní mozkové příhodě (Mulder, 2007; Solodkin, 2004). Představa pohybu je vyuţívána u i zdravých jedinců, především u atletů a profesionálních hudebníků. Zde je označována jako mentální nácvik a vyuţívá se pro zlepšení provedení specifického úkonu. Studie hodnotící vliv mentálního nácviku u sportovních aktivit ukazují zlepšení dovedností v důsledku představy pohybu. Pokud mentální nácvik nahradil fyzický trénink, tak byly výsledky téměř stejně dobré, nejlepších výsledků dosahovala kombinace fyzického a mentálního tréninku. V důsledku mentálního nácviku dochází i k zvětšení svalové síly, coţ je přičítáno ovlivnění vyšších center zapojených při plánování a programování pohybu (Mulder, 2007; Solodkin, 2004) 17

3 Lateralita Jak vyplývá z předchozích kapitol, díky koordinaci činnosti různých neurálních oblastí, je člověk schopen provést i velmi sloţité pohyby. Tyto funkční oblasti se většinou nachází bilaterálně na obou hemisférách, jejich činnost při pohybu však není symetrická. Jedna z hemisfér zpravidla v mnoha funkcích převaţuje a označuje se pak jako dominantní. Některé korové oblasti jsou pak jen v dominantní hemisféře. Dominantní a nedominantní mozková hemisféra se u lidí liší ve schopnostech zpracování informací i ve svých rozměrech. Levá hemisféra je dominantní u praváků a asi u poloviny leváků (Číhák, 2004; Hellige, 1990). 3.1 Asymetrie hemisfér Při pohledu na lidský mozek je patrné, ţe téměř dvě třetiny pravé hemisféry jsou obvykle širší neţ u levé. Pouze v posteriorní parieto-occipitální oblasti je levá hemisféra obvykle širší neţ pravá. Také na snímcích magnetické rezonance je výrazně větší pravá hemisféra oproti levé. Pravá hemisféra má navíc bohatší krevní zásobení (Saugstad, 1998). Nejčastěji uváděným příkladem lokalizace asymetrie v lidském mozku je Sylviova brázda, která je rozdílná ve své posteriorní části. Na pravé straně se brázda stáčí nahoru posteriorně a končí tedy ve vyšší pozici neţ vlevo. Druh této asymetrie se mění vzhledem k dominanci horní končetiny. Vyšší umístění pravé Sylviovy brázdy je mnohem silnější u praváků neţ u leváků (Geschwind, 1985). Výrazné anatomické asymetrie jsou přítomné v mozkové kůře jiţ před narozením. Asymetrie Sylviovy brázdy je viditelná jiţ od poloviny gestačního věku. Podobnou asymetrií vznikající ještě před koncem těhotenství je také například větší levé planum temporale (Kosslyn, 1999). Dlouhou dobu se věřilo, ţe asymetrie mozku je typická jen pro lidskou populaci. Asymetrie mozku však byla prokázána i u obratlovců (např. u ptáků, krys a mnoha dalších druhů). Ukázalo se také, ţe asymetrii vykazují pravděpodobně i bezobratlí a překvapivě i jednobuněčné organismy. Lidé tedy nejsou jedineční v lateralizaci funkcí mozkové tkáně, ale asymetrie je u nich nejrozsáhlejší (Geschwind, 1985; Hellige 1990). 18

3.2 Příčiny asymetrie hemisfér Důvodem rozdílnosti hemisfér jsou různé růstové gradienty v průběhu jejich vývoje. Změny růstových gradientů mohou zapříčinit neobvyklé asymetrie a mohou být vyvolány různými vlivy (Saugstad, 1998). Nejjednodušší teorií, která je povšechně přijímána, je, ţe vzorce asymetrie jsou vysoce geneticky determinované. Tato teorie však není dostatečná. Geny sice velkou měrou přispívají k vzorcům latelarity, ale velký vliv mají i zevní faktory. Mezi významné zevní faktory ovlivňující vznik laterality patří např. působení pohlavních hormonů v průběhu ţivota in utero, intrauterinní mozkové poruchy, změny chemické prostředí ve fetálním období a v menší míře i v kojeneckém věku a raném dětství atd. (Stroganova, 2004; Geschwind, 1985). Největší vliv na vznik asymetrie je přičítán vlivu testosteronu, jehoţ působení vyústí ve zpomalení vývoje levé hemisféry in utero. Nadměrné zpoţdění způsobené faktory spojenými s muţským pohlavím budou častější u muţů. Zpoţděný vývoj levé hemisféry jako důsledek působení testosteronu vysvětluje vyšší výskyt levorukosti u muţů. Vliv testosteronu se však projeví i v jiných aspektech vývoje jedince. Tuto hypotézu potvrzují následující zjištění: vývojové poruchy řečí, poznávání a emocí (koktavost, dyslexie, autismus) převládají u muţské části populace. Ţeny mají v průměru lepší verbální schopnosti, zatímco muţi jsou většinou lepší v prostorových funkcích. Levorucí lidé obou pohlaví a ti s poruchami učení často vykazují převahu funkce pravé hemisféry. Levorukost a schopnost uţívat obě ruce (ambidexterity) je častější u dětských vývojových poruch (Geschwind, 1985; Geschwind, 1982). 3.3 Dominance mozkových hemisfér Koncept dominance mozku vznikl na základě zkoumání projevů mozkové dominance v minulém století. Velký důraz byl kladen na funkční asymetrii, tedy na rozdíly ve funkci dvou polovin mozku a několika specifických oblastí v nich. Paul Broca byl jedním z prvních, kdo se zabýval asymetrií mozkových funkcí (Geschwind, 1985). Na počátku 19. století Broca na základě pozorování afatických pacientů lokalizoval u pravorukých jedinců oblasti pro řeč v levé hemisféře. Usuzovalo se, ţe tento poznatek můţe platit i obráceně a pravá hemisféra je tedy dominantní pro levoruké jedince. Mezi prvními, kdo zpochybnil toto pravidlo, byl Luria, který vypozoroval, ţe 19

i mezi levorukými pacienty se můţe objevit afázie při lézi levé hemisféry (Knecht, 2000). Po druhé světové válce bylo v důsledku zkoumání hemiparetických pacientů stanoveno, ţe 60% levorukých jedinců má dominantní levou hemisféru a 40% má dominantní pravou hemisféru. Navíc je se vzácnými výjimkami levá hemisféra u pravorukých lidí dominantní pro jazyk. I toto tvrzení však bylo postupem času vyvráceno (Geschwind, 1985). Studie z poslední doby ukazují, ţe výskyt dominance pravé hemisféry pro řeč roste lineárně se stupněm levorukosti. Pravděpodobnost tohoto jevu stoupá od 4% u silně pravorukých jedinců aţ po 27% u silně levorukých probandů (Knecht, 2000). Mnoho studií ukazuje, ţe kaţdá z hemisfér je většinou hlavní pro určité funkce. Levá hemisféra je obvykle dominantní pro řeč a manuální zručnost zatímco pravá hemisféra je více zapojena v prostorových a hudebních schopnostech, pozornosti a mnoha aspektech emocí (Geschwind, 1985). Pravá hemisféra hraje roli při zpracování vizuálního feedbacku pro pohyby upravované zrakovou kontrolou, úkony s vysokými nároky na přesnost. Pacienti s lézí pravé hemisféry potřebují delší časový úsek pro iniciaci pohybu, další fáze pohybu uţ jsou jako u zdravé populace. Pacienti s lézí levé hemisféry nemají problém s iniciací úkonu, ale časový úsek nutný pro samotné provedení pohybu je mnohem delší. Postiţení pravé hemisféry tedy postihuje pacientovu schopnost rychle určit polohu terče v prostoru. Léze levé hemisféry schopnost pacienta vybrat správný motorický program pro dosaţení poţadovaného cíle a je pouţit modifikovaný program (Shumway-Cook, 2001). 3.4 Manuální asymetrie Manuální asymetrie je jedním ze zajímavých aspektů lidského motorického chování. Je charakterizována jako tendence upřednostnit jednu horní končetinu pro provedení obratných jednorukých úkonů před druhou (Sainburg, 2000). Tato končetina se pak označuje jako dominantní. Devět z deseti lidí preferují pouţívání pravé HK, tento poměr je shodný napříč kulturami i v průběhu času (Dassonville, 1997). Co je však příčinou preference jedné horní končetiny před druhou? Jako odpověď na tuto otázku bylo vytvořeno hned několik teorií (Heuer, 2006). Jednou ze základních teorií potvrzenou několika studiemi je, ţe dominance horní končetiny je spojená se strukturální asymetrií v motorických korových oblastech zapojených 20

při programování pohybu. Reprezentace dominantní horní končetiny v kontralaterálním motorické mozkové kůře se ukazuje být větší neţ reprezentace nedominantní HK. Z pohledu funkční anatomie fmri studie odhalily silnější aktivaci kontralaterální motorické kůry při pohybech prstů dominantní neţ nedominantní horní končetiny Podobně pohyby dominantní HK byly spojeny se silnější mozečkovou aktivací. Předpokládá se, ţe rozšíření reprezentace ruky v motorické kůře v dominantní hemisféře zajišťuje nervový podklad pro výkonnější zpracování motorických výchozích informací k preferované končetině. Nadto je známo, ţe specifický motorický účinek na zručnost ruky je modifikován trénováním a různým procvičováním ruky. Strukturální asymetrie v representaci motoriky ruky v motorické kůře můţe být předpokladem pro preferenci pouţití jedné HK, a tato asymetrie můţe vycházet a zesilovat praxí (Boulinguez, 2001; Heuer, 2006; Volkman 1998). A naopak rozdíly v koordinaci mezi končetinami mohou být důsledkem celoţivotní praxe a zkušeností, které jsou často spojeny s dominantní horní končetinou. Toto tvrzení podporují studie naznačující, ţe přesná koordinace svalových sil s mezisegmentovými a vnějšími silami závisí na proprioreceptivní informaci a motorickém učení. Tato koordinace se vyvíjí v průběhu několika prvních let ţivota (Sainburg, 2002). Existuje mnoho způsobů jak určit u lidí dominanci horní končetiny. V současnosti se nejčastěji pouţívají dotazníky jako je Edinburgh Handedness Inventory nebo test vytvořený Porac a Coren. Je stanoveno konvencí, ţe pozitivní skóre je připisováno pravákům, negativní ohodnocení patří k odpovědím levorukých jedinců, pro vyhodnocení se pouţívá součet všech odpovědí. V experimentální literatuře jsou subjekty s pozitivním výsledkem hodnoceni jako praváci a s negativním výsledkem jako leváci. Nemusí však být vţdy pouţito tak striktní rozdělení. Můţe se rozlišovat mezi čistými praváky nebo leváky (tedy těmi, kteří provedou všechny aktivity jednou horní končetinou) nebo jedinci se smíšenou manuální asymetrií (u nichţ není provedení úkolu jednou končetinou natolik konzistentní) ( Bryden, 1991). 3.5 Projevy manuální asymetrie Dominance končetin se projevuje v mnoha aspektech motorického chování jedince. Kaţdá z končetin je specializovaná pro kontrolu různých komponent pohybu. 21

Rozdíly mezi končetinami nejsou výrazné u balistických pohybů (pohyby s nízkou dokonalostí pohybu a vysokou rychlostí), ale začnou projevovat se zvyšující se precisnosti pohybu (Sainburg, 2000). Pro dominantní končetinu je typická větší přesnost pohybu, která je způsobena menšími korekcemi trajektorie v průběhu decelerační fáze pohybu a menším mnoţstvím chyb v počáteční akcelerační fázi pohybu. Za příčinu tohoto jevu byla dříve povaţována převaha mechanismu korigujícího chyby, zatímco později se usuzovalo, ţe plánování pohybu je více efektivní a konzistentní pro dominantní HK (Sainburg, 2000). Dominantní HK je specializovaná pro adaptaci nových dynamických podmínek a koordinaci intersegmentální dynamiky v průběhu pohybu. Specializace dominantní HK na koordinaci intersegmentální dynamiky ve velké míře závisí na procesu feedforward, který vyţaduje informace o iniciální konfiguraci končetiny. Léze dominantní hemisféry vytváří deficit v počáteční akcelerační komponentě pohybu, ale ne v jeho druhé pomalejší decelerační části. Tyto výsledky ukazují, ţe dominantní hemisféra je důleţitá pro kontrolu rychlých pohybů, které jsou více závislé na plánování (pohyby v otevřených řetězcích) (Sainburg, 2007; Sainburg, 2003; Winstein a Pohl, 1995). Nedominantní HK při adaptaci novým dynamickým podmínkám, zlepšuje přesnost konečné pozice, bez spojitosti se zlepšením dráhy pohybu nebo intersegmentální koordinace. Tato zjištění vedou k úvaze, ţe nedominantní kontrola můţe být specializovaná pro kontrolu pevné stabilní pozice končetiny, která vzniká pouze v průběhu konečné fáze pohybu (Sainburg, 2007). Nedominantní hemisféra je důleţitější pro pomalejší pohybové komponenty, které jsou více formovány prostřednictvím zpětné vazby (pohyby v uzavřených řetězcích) (Sainburg, 2003). V souladu s těmito poznatky Winstein a Pohl (1995) ukazují, ţe léze nedominantní hemisféry vytváří zpomalení decelerační fáze pohybu. Výsledky posledních studií rozšiřují tyto poznatky o náznak, ţe nedominantní převaha pro kontrolu v uzavřených řetězcích je, alespoň částečně, zprostředkovaná na základě somatosenzorického feedbacku (Sainburg, 2003). Mělo by být zmíněno, ţe převaha dominantní horní končetiny se nevztahuje na všechny druhy úkonů. Healey et al. (1986) zkoumali pomocí dotazníku širokou škálu 22

pohybů a zjistili, ţe některé úkony byly prováděny téměř výhradně dominantní HK, zatímco jiné byly častěji vykonávány nedominantní HK. Úkony vykonávané dominantní HK byly téměř výhradně spojené s aktivitami vyţadujícími precisní mezikloubní koordinaci a přesný tvar trajektorie. Například hod míče na cíl závisí na trajektorii ruky předcházející odhození balonu, a kreslení je dáno trajektorií psacího nástroje. Specifikace trajektorie ruky je kriticky závislá na mezikloubní koordinaci a kontrole mezisegmentových pohybů. Naopak úkoly prováděné nedominantní HK jsou ovlivněny prostorovou orientací a postavením jednotlivých částí těla. Mezi tyto úkony řadíme např. drţení papíru při stříhání nůţkami nebo nastavení ruky v prostoru pro chytnutí míče. Tyto posturální orientační pohyby jsou méně závislé na intersegmentílní dynamice a vyuţití trajektorie pro dosaţení postury není kritické pro úspěšné provedení úkonu (Sainburg, 2002). 23

4 Funkční pohyby horních končetin Pohyby horních končetin jsou výsledkem koordinace činnosti neurálních struktur, kdy senzitivní i vizuální systém dodávají informace o okolí a poloze těla v prostoru. Tyto informace jsou dále zpracovány motorickými oblastmi, které vypracují plán pohybu a předají jej k výkonným orgánům, tedy svalům. Výsledkem této kooperace je funkční pohyb, který je součástí našeho kaţdodenního ţivota. V závislosti na účelu pohybu můţe být pohyb horních končetin relativně jednoduchý (např. najezení, napití) nebo vysoce specializovaný (třeba hra na hudební nástroj, psaní na stroji). Funkční pohyb HK lze rozdělit na dvě fáze, transportní a úchopovou. V průběhu transportní fáze dochází k aktivaci svalů paţe a předloktí, výsledkem čehoţ je zaujetí nové pozice HK nebo přiblíţení končetiny k předmětu. Transportní fáze bývá rozdělována na 2 další části, akcelerační a decelerační. Na transportní fázi navazuje fáze úchopová, při které dochází k rozevření a zavření prstů pomocí drobných svalů ruky a svalů předloktí. Uchopení předmětu bývá spojeno s manipulací s daným objektem. Transportní fáze je ovlivňována vzdáleností uchopovaného předmětu, zatímco úchopová fáze je dána velikostí předmětu. Obě komponenty jsou vzájemně koordinovány. Jiţ v průběhu transportní části pohybu, kterou provádí paţe, jsou prsty předběţně formovány do úchopového postavení. Ukazuje se, ţe transportní a úchopová komponenta jsou ovlivňovány samostatnými descendentními motorickými drahami (Hu et al., 2005; Shumway-Cook, 2001). Kontrola pohybů horní končetiny se mění v závislosti na účelu pohybu. Pokud se má horní končetina pouze dotknout objektu, jsou všechny segmenty paţe kontrolovány jako jeden celek. Kdyţ se ale horní končetina přesune a uchopí předmět, je ruka kontrolována samostatně vzhledem k ostatním částem HK. Rychlost a délka trvání pohybu také závisí na účelu pohybu. Pokud má proband objekt uchopit, je doba trvání pohybu mnohem delší, neţ kdyţ se proband objektu pouze dotkne. Jestliţe se chystáme uchopit objekt, je akcelerační fáze pohybu mnohem kratší neţ decelerační fáze. Pokud má ale proband za úkol dotknout se terče svým ukazovákem, je akcelerační fáze delší neţ decelerační a proband se dotkne terče v celkem velké rychlosti. Navíc pokud proband uchopí objekt a poté ho přemístí do malé krabice nebo ho odhodí, jsou dosaţené rychlosti a časy pohybu také rozdílné. Doba trvání pohybu je kratší 24

při uchopení a hodu neţ při uchopení a přemístění. Tato zjištění dokazují, ţe účel pohybu ovlivňuje jeho transportní fázi. Kdyţ uplatníme tyto informace v běţné praxi při terapii pacientů s postiţením transportní a úchopové fáze, vyuţijeme v terapii trénink obou fází pohybu v různých variacích např. transport HK a dotknutí se, transport HK a úchop, transport HK a hod, transport HK a manipulace atd. (Shumway- Cook, 2001). Uţ novorozenci ve věku 1 týdne jsou schopni přiblíţit HK k pohybujícímu se objektu a dotknout se ho. To se ale děje s rukou široce rozevřenou bez jakéhokoli úchopového postavení. Úchop se začíná vyvíjet aţ v 10. aţ 22. týdnu věku dítěte. Pokud mají děti lézi pyramidové dráhy, vyskytuje se u nich většinou problém s úchopovou částí pohybu, transportní fáze můţe být normální. Tato zjištění ukazují, ţe dráhy mezimozku a mozkového kmene (nucleus ruber a nuclei retikulární formace) nejspíš kontrolují více proximální svaly, které se zapojují při transportní části pohybu, zatímco pyramidová dráha je nezbytná pro přesnou kontrolu úchopu (Shumway-Cook, 2001; Dewald, 1995). Experimenty na opicích ukázaly, ţe se v primární motorické kůře aktivují odlišné neurony při provádění precizního a silového úchopu. To, ţe se některé neurony aktivují jen při precizním úchopu, naznačuje, ţe jsou spojeny více s drobnými svaly ruky neţ se svaly předloktí. Tyto neurony mají vysokou rychlost vedení a jsou monosynapticky spojeny motoneuronovým poolem (Castiello, 2005; Shumway-Cook, 2001). 4.1 Role motorického systému při pohybu horní končetiny Pro správné provedení transportní a úchopové fáze pohybu je nutná spolupráce muskuloskeletálního a neurálního systému. Muskuloskeletální systém zahrnuje rozsah pohybu v kloubu, flexibilitu páteře, svalový systém a biomechanické spojení jednotlivých částí těla. Pro moţnost provedení transportní fáze pohybu jsou nutné tyto aspekty: skapulární rotace, dostatečný pohyb humerální hlavice, schopnost supinace předloktí, flexe ramene a lokte přibliţně 100 aţ 120 stupňů, schopnost extendovat zápěstí lehce za neutrální pozici a dostatečná mobilita ruky pro úchop a uvolnění. Pohyby v různých směrech jsou prováděny pomocí různých kombinací pohybů v daných kloubech. Kdyţ provádíme transport pravou rukou a předmět leţí na levé 25

straně, je provedena addukce v rameni, extenze v lokti. Zatímco pokud předmět leţí na pravé straně, musí být provedena abdukce v rameni a mírná extenze v lokti (Shumway- Cook, 2001; Jeannerod, 1997). Pro správné provedení transportní fáze je nutný přiměřený svalový tonus, svalová síla a koordinace. Tyto faktory umoţňují dostatečnou aktivaci svalů pro stabilizaci lopatky, hrudního koše a hlavice humeru v průběhu transportní fáze horní končetinou a také aktivaci svalů ramene, lokte a zápěstí pro přemístění paţe. V průběhu dosahu dochází ke spojení pohybu trupu, lopatky a paţe. Pohyb trupu signifikantně přispívá k transportnímu pohybu paţe a ovlivňuje rychlost i dráhu pohybu ruky. Speciální spojení bylo popsáno při transportu HK k anteriorně umístěnému předmětu, kdy trup rotoval proti horizontální abdukci v glenohumerálnímu kloubu pro udrţení pohybu paţe v přímé dráze (Shumway-Cook, 2001). Pro pohyb horní končetiny je velmi důleţitá i posturální kontrola, tedy schopnost kontrolovat pozici těla v prostoru. Posturální kontrola je nezbytná pro izolovaný pohyb jedné části těla, v našem případě paţe, bez destabilizace zbytku těla. Stejně jako je na účelu pohybu závislá kontrola manipulace, liší se i posturální poţadavky vzhledem k účelu pohybu. Například posturální nároky nutné pro pohyb HK v sedu jsou mnohem menší neţ posturální nároky ve stoji. V sedu mohou být zapojeny jen svaly trupu. Oproti tomu posturální nároky při pohybu HK ve stoji jsou mnohem vyšší a vyţadují aktivaci svalů obou dolních končetin a trupu pro zabránění instability. Posturální nároky mohou ovlivnit rychlost a přesnost pohybu horní končetiny. Pokud se sníţí posturální nároky pomocí zevní opory, je pohyb paţe rychlejší a přesnější, od okamţiku kdy dřívější posturální kontrola jiţ není nezbytná. Proto je při terapii pohybu HK především transportní části nutné, aby pacient dokázal zajistit dostatečnou posturální kontrolu zbytku těla (Shumway-Cook, 2001). 4.2 Role senzorického systému při pohybech horní končetiny Pokud se jedinec natáhne a uchopí ranní šálek kávy, motorický systém vyuţívá stejné vizuální informace jako ty, které umoţní šálek kávy rozpoznat. Zrakový systém tedy poskytuje informace jak pro kognitivní procesy, tak pro kontrolu daného úkonu v reálném čase (Goodale, 2005). Vizuální a somatosenzorická kontrola jsou esenciální 26

komponentou pohybu HK. Jsou odpovědné za správný iniciální směr pohybu směrem k cíli a za iniciální koordinaci mezi jednotlivými segmenty horní končetiny. Navíc vizuální systém dodává informace o charakteristice uchopovaného předmětu, které jsou pouţity při programování síly pouţité pro precizní úchop. Vizuální a somatosenzorické informace jsou také vyuţity pro aktualizaci proprioreceptivní a vizuální mapy těla, coţ umoţňuje přesné programování dosahu (Shumway-Cook, 2001). Pohyby ruky a prstů jsou ovlivňovány dvěma vizuálními dráhami: dorzální dráhou, jeţ přenáší informace z oka do parietálního kortexu, a ventrální dráhou, která jde z vizuálního kortexu do temporálního laloku. Strukturální a prostorové informace o cílovém objektu jsou zpracovány oběma dráhami ale s jiným účelem. V případě ventrální dráhy jsou informace o zevních vlastnostech předmětu transformovány pro percepční účely. Dorsální dráha zpracovává ty samé parametry předmětu pro kontrolu pohybu. Z toho vyplývá, ţe subkortikální distribuce zrakových signálů se mezi těmito dvěma dráhami neliší, ale hlavní rozdíl je ve způsobu zpracování informací (Shumway-Cook, 2001; James, 2003). Dorzální dráha s projekcí do posteriorní parietální mozkové kůry dodává informace o jednotlivých fázích pohybu, umístění předmětu, jeho struktuře, orientaci atd. Neurony dorzální dráhy tedy mají vztah jak k senzorické, tak i motorické aktivitě. Léze dorzální dráhy způsobí optickou ataxii, kdy má postiţený problém s pohybem poţadovaným směrem, umístěním prstů kolem objektu, správnou orientací ruky a adjustací úchopu dle velikosti objektu. Poškození parietálního laloku způsobí postiţení schopnosti pacienta vyuţít informace o velikosti, tvaru a orientaci objektu pro kontrolu ruky a prstů během uchopování, ačkoli je pacient schopen stejné informace pouţít pro identifikaci objektu a jeho popsání (Shumway-Cook, 2001; Goodale, 2005). Ventrální dráha s projekcí do temporálního laloku zajišťuje uvědomění si percipovaných vizuálních informací a umoţňuje rozpoznat okolní předměty a určit jejich účel. Při poškození ventrální dráhy pacient nedokáţe vnímat tvar, velikost nebo orientaci předmětu. Pacient však dokáţe provést přednastavení úchopového postavení a rotaci ruky během transportu HK a uchopit předmět, který není schopen popsat. Z uvedených poznatků vyplývá, ţe informace z dorzální dráhy mohou být vyuţity bez vědomé percepce. Ventrální dráha tak hraje roli při percepční identifikaci objektu, 27

zatímco dorzální dráha zajišťuje sensorimotorickou transformaci zrakem řízených pohybů cílených k tomuto objektu. Ventrální dráha nám tedy umoţňuje poznat objekt, jako je např. banán v misce s ovocem, a dorzální dráha nám poskytuje informace o lokalizaci, orientaci, velikosti a tvaru banánu, takţe se pro něj můţeme natáhnout a uchopit ho (Goodale, 2005; Shumway-Cook, 2001). Primární role vizuální zpětné vazby je spojena s finální přesností pohybu. Byly provedeny pokusy, které srovnávaly provedení pohybu HK s a bez zrakové kontroly. Pohyby s vizuální zpětnou vazbou měly delší trvání neţ bez ní. Absence vizuální zpětné vazby nepoškodí úchopovou komponentu dosahu. Při vizuálně kontrolovaných pohybech kontralaterálně přes střední čáru jsou pohyby pomalejší a méně přesné neţ pohyby na stejné straně jako je daná končetina. Ipsilaterální pohyby HK jsou provedeny s menší latencí, větší rychlostí, jsou kratší a jsou signifikantně mnohem přesnější. U pacientů s problémy s pohyby HK především transportní fází je třeba sestavit tréninkový plán tak, aby se nejdříve trénovaly úkony na ipsilaterální stranu a aţ poté trénovat v kontralaterálním prostoru (Shumway-Cook, 2001; Jeannerod, 1998). Původně se předpokládalo, ţe informace o pozici těla v průběhu pohybu dodávají kloubní receptory. Ukázalo se však, ţe kloubní receptory jsou aktivní především v extrémních pozicích v kloubu a nikoli ve střední pozici, proto nemohou podávat informace o pohybech ve středním rozsahu pohybu. Velkou roli při polohocitu a pohybocitu mají svalová vřeténka, také koţní receptory jsou velmi důleţité. Koţní receptory ruky poskytují informace o kinematice a postuře ruky, stejně jako o síle úchopu, které se vyuţívají v průběhu úchopu a manipulace s předmětem. Mechanoreceptory v holých částech ruky jsou aktivovány při izotonických pohybech prstů (Castiello, 2005; Shumway-Cook, 2001). 4.3 Úchop Úchopové pohybové vzorce se liší v závislosti na funkci, lokalizaci a tvaru uchopovaného objektu. Úchop můţeme rozdělit na úchop precizní a silový. Precizní úchop je charakterizován opozicí palce k jednomu nebo více prstům a umoţňuje pohyby předmětu vzhledem k dlani a v rámci dlaně. Při silovém úchopu jsou prsty flektovány ve tvaru svorky oproti dlani a tento typ úchopu manipulaci předmětu vůči dlani 28

neumoţňuje. Pro úspěšné uchopení objektu jsou nezbytné tyto dvě podmínky. Za prvé se ruka musí přizpůsobit tvaru a velikosti předmětu. Za druhé, pohyb prstů musí být načasován přesně vzhledem k transportní části pohybu tak, ţe prsty musí sevřít předmět v přesně daný moment. Pokud přijde sevření dříve nebo později, není úchop přiměřený (Castiello, 2005; Shumway-Cook, 2001). Při pohybu vpřed pro uchopení předmětu, dochází k tvarování úchopového postavení ruky v průběhu transportní části pohybu. Zdá se, ţe přednastavení úchopu je pod vizuální kontrolou. Přednastavení úchopu anticipuje charakteristiky uchopovaného předmětu. Maximum rozevření úchopu je úměrné k velikosti předmětu. Pokud jedinec mění otevření úchopu, provádí to vţdy pomocí pohybu prstů, palec zůstává na stejném místě. Při pohybu HK pro uchopení předmětu se paţe pohybuje vpřed a prsty se začínají rozevírat. Rozevření úchopu se zvětšuje na maximum a poté se sniţuje a přizpůsobuje uchopovanému předmětu. Maximálního rozevření dosahuje ruka přibliţně ve dvou třetinách transportní fáze (Hu et al, 2005, Shumway-Cook, 2001). Na velikost rozevření úchopového postavení ruky mají vliv i vlastnosti předmětu, jeho velikost, povrch, křehkost, váha atd. Předměty s větší hmotností jsou uchopovány přesněji a pomocí většího úchopu neţ předměty lehké. Kluzké objekty vyţadují větší rozevření při přednastavení úchopu, k jehoţ maximu navíc dochází dříve neţ u předmětů s drsným povrchem (Castiello, 2005). V průběhu dne zvedáme mnoho různých předmětů, které mají rozdílnou velikost a váhu. CNS je schopný přizpůsobit precizní úchop měnícím se podmínkám jako je váha a textura povrchu předmětu. Kontrolní mechanismy zajišťující tuto schopnost nervového systému byly podrobně zkoumány. Ukázalo se, ţe existuje několik fází úchopu a zvednutí předmětu. V první fázi dojde ke kontaktu mezi prsty a předmětem. V druhé fázi se zvyšuje síla úchopu a tzv. load force. Třetí fáze začíná, kdyţ load force překoná hmotnost předmětu a začíná s ním manipulovat. Čtvrtá fáze nastává na konci úkonu, kdy dochází k sníţení síly úchopu v okamţiku, kdy se předmět dotkne podloţky. Délka trvání load force závisí na hmotnosti objektu, těţší předměty vyţadují její delší trvání. Pro bezpečný úchop je nutný ideální poměr mezi sílou úchopu a hmotností břemene, jinak předmět z ruky vypadne. Nervový systém zajišťuje správné parametry úchopu pomocí předchozích zkušeností a aferentních informací přicházejících 29

v průběhu úkonu. Pokud vznikne rozpor mezi očekávanými a aktuálními vlastnostmi předmětu, jsou aktivovány receptory bříšek prstů (Pacciniho korpuskula). Navíc jsou při výběru úchopových parametrů zapojeny ostatní koţní receptory a vizuální systém (Shumway-Cook, 2001). Jak uţ bylo zmíněno, transportní a úchopová fáze pohybu jsou řízeny různými motorickými systémy, proto musí být efektivně koordinovány. Ukázalo se, ţe při narušení transportní fáze dojde ke změně úchopu. A naopak perturbace úchopové komponenty, naruší transportní komponentu. Z toho vyplývá, ţe transportní a úchopová komponenta jsou spolu kinematicky spojeny a korelují spolu. V timingu je spojení velmi volné. Zdají se být funkčně spojeny, ale bez strukturálního vztahu. Z toho vyplývá, ţe při poruše funkce horní končetiny, např. při paréze spojené se spasticitou, bude narušena transportní i úchopová funkce horní končetiny. Při terapii bychom tedy měli trénovat uchopení a dosah samostatně i společně a v různých situacích (Shumway- Cook, 2001). 30

5 Porušení funkce horní končetiny pro neurální poškození Normální funkce horní končetiny je nezbytná pro transport, úchop a manipulaci s objekty, coţ se vyuţívá při kaţdodenních činnostech jako je pití, příjem potravy, psaní atd. Jedním z nejzávaţnějších postiţení, které naruší funkci horní končetiny, je poškození mozku. Poškození mozku bývá spojeno buď se svalovou slabostí (parézou), spasticitou a senzitivním deficitem, pokud se jedná o poškození centrálního motoneuronu, nebo s dyssynergií a dysmetrií způsobenými lézí mozečku. Poškození mozku můţe být spojeno i s kognitivním deficitem jako je neglekt, sníţení pozornosti, ztrátou paměti nebo afázií, které mohou také ovlivnit motorický projev jedince. Projevy léze horního motoneuronu můţeme rozdělit na negativní, které představují ztrátu funkce (paréza svalů, ztráta zručnosti), a pozitivní, mezi něţ patří např. spasticita (Shumway- Cook, 2001; Shepherd, 1994). 5.1 Paréza svalů horní končetiny Paréza svalů horní končetiny je největším negativním příznakem léze mozku, který postihuje transport HK, úchop a manipulaci s předměty. Jedná se o neschopnost nebo sníţenou schopnost vyprodukovat dostatečnou svalovou sílu ve svalech kontralaterálně ke straně léze mozku. Všeobecně lze říci, ţe extenzorové skupiny svalů jsou více postiţené neţ skupiny flexorů a ţe distální svaly ruky jsou více ovlivněné neţ proximální svaly paţe. Příčinou tohoto jevu můţe být míra postiţení pyramidové dráhy. V pyramidové dráze jsou obsaţena monosynaptické spojení z korových motoneuronů. Příčinou tohoto jevu jsou větší monosynaptické inervace distálních svalů ruky oproti proximálním svalům paţe. Ačkoliv hlavní motorické projevy léze mozkové tkáně jsou na kontralaterální polovině těla, je postiţena i ipsilaterální polovina těla. Na ipsilaterální straně jsou více postiţené proximální svaly neţ distální svaly horní končetiny, coţ je důsledkem porušení nezkříţených vláken pyramidové dráhy (Shepherd, 1994). V prvních šesti měsících po iktu dochází ke spontánní úpravě hemiparézy různého stupně. Kvantitativní studie pohybu HK ukazují, ţe paréza horní končetiny zahrnuje deficit v plánování pohybu vysoké úrovně a v senzitivně-motorické integraci, které nemohou být přičítány svalové slabosti nebo přítomnosti synergií. Zdá se, ţe motorické učení a obnova funkce po centrální mozkové příhodě sdílejí stejné 31

mechanismy mozkové reorganizace, coţ vyuţívají některé rehabilitační techniky (Krakauer, 2005; Thompson, 2005). 5.2 Spasticita Spasticita je nejčastěji popisována jako motorická porucha vznikající v důsledku zvýšené excitability stretch reflexu, který je charakterizován zvýšeným šlachookosticovým reflexem a zvětšením tonického stretch reflexu v závislosti na rychlosti pohybu. Hyperexcitabilita stretch reflexu způsobuje hypertonii svalu, coţ můţeme klinicky rozpoznat jako zvýšený odpor pasivnímu pohybu (Shepherd, 1994). Spasticita vzniká v důsledku ztráty kortikální kontroly sestupných drah mozkového kmene a segmentových spinálních okruhů (Krakauer, 2005). Studie z posledních let vyvrátily tvrzení, ţe spasticita je hlavní příčinou sníţené funkce horní končetiny. Způsob, jakým spasticita poškozuje funkci horní končetiny, je však stále nejistý. Je otázkou, zda abnormální stretch reflex antagonistických svalů narušuje pohyby paţe hemiparetických pacientů a také zda závislost rychlosti pohybu na spasticitě limituje kontrolu horní končetiny. Bylo prokázáno, ţe hemiparetickým pacientům nebrání flekční spasticita m. biceps brachii v aktivaci m. triceps brachií a extenzi v lokti. Příčinou funkční poruchy horní končetiny je svalová slabost a neschopnost zapojit motorické neurony. Není zde popíráno, ţe spasticita poškozuje kontrolu pohybu u hemiparetických pacientů. Studie u hemiparetických pacientů však vyvrátily tvrzení, ţe spasticita je primární příčinou motorického postiţení hemiparetických pacientů (Krakauer, 2005; Thompson, 2005). 5.3 Mimovolní synergie Přítomnost mimovolních motorických synergií při poškození centrálního motoneuronu je v literatuře popisována jiţ více neţ 30 let. Synergie jsou stereotypní vzorce aktivace svalů, které limitují volní kontrolu a izolované pohyby daného kloubu. Například při synergii flexorů dochází při flexi, abdukci a zevní rotaci v rameni k supinaci předloktí a flexi v lokti. A naopak, při synergii extenzorů dojde při extenzi, addukci a vnitřní rotaci v rameni současně i k pronaci předloktí a extenzi v lokti (Krakauer, 2005; Dewald, 1995). 32

Původně byly synergické vzorce odvozeny od extenzorových a flexorových reflexů spinálních psů a koček (Krakauer, 2005). Abnormální svalové koaktivace byly později potvrzeny kvantitativními studiemi vyuţívajícími polyemg. Korelační analýza odhalila, ţe u zdravých jedinců nejsou přítomné flexorové a extenzorové synergie. Příčina mimovolních synergií je stále nejasná, ale pravděpodobně se jedná o kombinaci tří mechanismů přerušení monosynaptického kortikoneuronálního spojení k proximálním svalům, převzetí kontroly sestupnými dráhami mozkového kmene a změny segmentálních mozkových okruhů (Krakauer,2005; Dewald, 1995). Hlavní příčinou svalových synergií je poškození kortikospinální dráhy, která za normálních okolností řídí kortikospinální nábor svalů pro izolovaný pohyb selektivně. Ztráta kortikospinální projekce však vyvolá zvýšenou závislost na zbylých nepoškozených sestupných drahách (např. vestibulospinální, reticulospinální a tectospinální trakt), které se mnohem více větví na úrovni spinální míchy a tím pádem jsou schopny aktivovat i větší mnoţství svalů. Důsledkem jsou abnormální koaktivace skupin svalů, které nejsou za normálních okolností aktivovány společně (Dewald, 1995). Léze dorzolaterálních spinálních drah navíc způsobí abnormální zvýšení excitability spinálních interneuronů, které jsou součástí flexorových reflexních drah. U hemiparetických pacientů se tato změna excitability projevuje přítomností různých koţních reflexů jako je např. Babinského nebo Justerův reflex. Přesnou příčinu zvýšené excitability interneuronů flexorovýho reflexů neznáme. Důleţitou roli má dorzoletrální reticulospinální systém, coţ jsou inhibiční descendentní dráhy začínající v mozkovém kmeni. Za normálního stavu reticulospinální dráhy tlumí excitabilitu interneuronových flexorových reflexů. Léze v oblasti ovlivňující reticulospinální dráhy způsobí sníţení inhibičního vlivu této dráhy a tím pádem zvýšení excitability flexorových interneuronových reflexů. Důsledkem zvýšené interneuronové excitability a tonicky aktivní koţní aferentace je neustálý facilitačníí vliv na flexorové motorické neuronové pooly. To můţe být příčinou predominance zapojení flexorových svalových skupin u typické hemiparetické horní končetiny (rameno v addukci, vnitřní rotaci, loket ve flexi, pronace předloktí a flexe prstů) (Dewald, 1995). 33

5.4 Senzitivní poškození Léze CNS mohou postihnout i zpracování zrakových signálů a poškodit schopnost lokalizovat předmět v prostoru. Cévní mozkové příhody bývají nejčastěji spojené s homonymní hemianopsií nebo neglektem. Homonymní hemianopsie způsobuje neschopnost vidět objekty v polovině zrakového pole kontralaterálně k hemisferální lézi. Při neglektu nevnímá pacient stimuly z kontralaterální strany vzhledem k mozkové lézi a má tedy problémy s pohyby HK na tuto stranu (Shumway- Cook, 2001; Nevšímalová, 2002). Senzorické informace jsou nezbytné pro kontrolu pohybů horní končetiny a jsou pouţívány pro kontrolu chyb v průběhu provedení pohybu a zajištění přesnosti finální fáze pohybu. Primární funkce zrakového feedbacku při pohybu je spojená se zajištěním jeho závěrečné přesnosti. Předpokládá se, ţe konstantní pozice palce ve spojení se zápěstím v průběhu pohybu HK, můţe být součástí strategie, kterou zajišťuje zrakový feedback při konci transportní fáze. Léze posteriorní parietální korové oblasti vede k optické ataxii, která je charakterizována neschopností dotknout se objektu v okolním prostředí bez velkého motorického, zrakového nebo somatosenzorického deficitu. Pacient má tady potíţe s programováním pohybů pod zrakovou kontrolou. Decelerační fáze pohybu je mnohem delší neţ u normální horní končetiny. Navíc mají tito pacienti problémy s formováním úchopu (Shumway-Cook, 2001; Castiello, 2005). Pro správné provedení pohybu HK jsou důleţité i somatosenzorické informace. Opice, u kterých byla na jedné straně přerušena spinální mícha (deaferentace), přestaly pouţívat postiţenou horní končetinu. Avšak pokud byla přerušena aferentace obou horních končetin, došlo u zvířat ke znovuobnovení motorické funkce. Pohyby byly zpočátku nemotorné, ale během dvou týdnů se lehce zlepšily, pokud byl dispozici zrakový feedback. Obnova funkce horní končetiny začala, kdyţ byla zvířata schopná převalovat předmět po podlaze. Poté se vrátil úchop všemi prsty a nakonec se objevil pinzetový úchop. Ukázalo se tedy, ţe při jednostranné deaferantaci se zvířata mohou naučit nepouţívat postiţenou končetinu. Tento předpoklad dokazuje fakt, ţe jednostranně deaferentovaná zvířata se naučí postiţenou končetinu pouţívat, pokud je nepostiţená končetina imobilizovaná. Studie provedené na opicích byly potvrzeny u lidí zkoumáním pacientů s patologickou deaferentací (Shumway-Cook, 2001, Castiello, 2005). 34

Poškození senzitivního systému má značný dopad i na úchop. U pacientů s lézí somatosenzorických drah na úrovni mozkového kmene je postiţena ipsilaterální ruka vzhledem k lokalizaci léze. Pod zrakovou kontrolou je úchop normální, ale s delší dobou trvání neţ u normální ruky. Bez zrakové kontroly se provedení úchopu radikálně mění. Úchop prstů je nedostatečný nebo chybí úplně. Pacienti s lézí parietálního laloku, posteriorního a supramarginálního gyru, vykazují podobné pohybové vzorce pro transport HK a úchop jako pacienti s periferními senzitivními problémy. Pacienti s tímto typem poškození vyuţívají postiţenou končetinu jen tehdy, pokud je pod zrakovou kontrolou (Shumway-Cook, 2001). 5.5 Projevy neuronální léze při provedení transportní fáze pohybu Jak bylo dříve zmíněno, pohyby HK rozdělujeme na transportní a úchopovou fázi, které jsou řízeny z různých mozkových center. Obě dvě části jsou propojeny a navzájem se ovlivňují. Normální transportní fáze je charakterizována trajektorií, která je přímá a hladká. Naopak trajektorie pohybu u pacientů s neurologickým postiţením jsou často charakterizovány ztrátou koordinace mezi synergistickými svaly a klouby. Postiţení koordinace pohybu negativné ovlivňuje timing a trajektorii pohybu (Levin, 1996; Shumway-Cook 2001). U zdravých jedinců jsou loketní a ramenní kloub koordinovány a synchronizovány tak, ţe výsledný pohyb je hladký a v přímé trajektorii. Naopak u pacientů s neurologickým postiţením nedochází ke koordinaci jednotlivých kloubů, coţ vede k abnormální trajektorii pohybu. Levin v roce 1996 provedla studii, kdy měli hemiparetičtí pacienti za úkol dotknout se terče před nimi, ipsilaterálně a kontralaterálně. Doba trvání pohybu hemiparetické horní končetiny byla signifikantně delší neţ u nepostiţené horní končetiny. Trajektorie pohybu paretické HK byly charakteristické segmentací pohybu, zvýšenou variabilitou pohybu a porušenou mezikloubní koordinací. Segmentace pohybu vyplývá z nedostatečné koordinace mezi ramenním a loketním kloubem. Tento nedostatek koordinace vede k limitaci aktivního rozsahu pohybu v lokti a rameni vedoucí k hypometrickým pohybům a přestřelení cíle. Vzhledem k lézi CNS v důsledku cévní mozkové příhody není pacient schopen určit optimální vztahy mezi svaly a segmenty pro provedení hladkého koordinovaného pohybu. U nepostiţené končetiny jsou trajektorie pohybu hladké a plynulé s dobrou 35

koordinací v jednotlivých kloubech. U hemiparetických pacientů byla navíc zjištěna delší doba pohybu neţ u zdravých probandů. Delší časy byly nutné pro pohyby vedoucí k dotknutí se terče, coţ můţe být způsobeno větší potřebou přesně lokalizovat cíl a koordinovat pohyb v několika kloubech (Levin, 1996). 5.6 Projevy neuronální léze při provedení úchopu Schopnost vytvořit a regulovat sílu je důleţitou součástí uchopení a zvednutí předmětu. Pro úpravu amplitudy sil pouţitých při uchopení a zvednutí předmětu jsou důleţité taktilní receptory na bříškách prstů, kdyţ je objekt zvedán pomocí precizního úchopu. Pokud je úchop příliš pevný, nemůţe být s předmětem manipulováno. Naopak pokud je úchop příliš volný, vypadává předmět z ruky. Při precizním úchopu jsou síly pro úchop a zvednutí předmětu vytvářeny současně a závisí na vstupních informacích z koţních receptorů (Shumway-Cook, 2001; Castiello, 2005). Porucha somatosenzitivního čití signifikantně poškodí regulaci sil pro úchop a zvednutí předmětu. Léze anteriorního parietálního laloku vede k somatosenzitivnímu deficitu, který limituje precizní úchop a manipulační schopnosti ruky. Léze v posteriorní parietální oblasti způsobí poruchu spojení mezi zrakovými a proprioreceptivními vstupními informacemi a jedinec tudíţ nedokáţe spojit polohu předmětu a pozici končetiny v prostoru (Shumway-Cook, 2001). Vznik precizního úchopu a manipulace je závislý na dostupnosti taktilních informací z rychle i pomalu se adaptujících receptorů, které dodávají informace o povrchu předmětu, a s hmotností spojené informace ze svalových vřetének. V průběhu zvedání předmětu dochází k malým proklouznutím mezi kůţí a předmětem, které určují stoupající load force. Senzitivní informace jsou také pouţity pro vytvoření vnitřní představy o charakteristikách předmětu. V průběhu zvedání předmětu jsou předpoklady o vlastnostech objektu pouţity pro předprogramování sil nutných pro úchop a load force. Nastavení sil pro úchop a load force je tedy závislé na vnitřní somatosenzitivní představě a aktuálních senzitivních informacích (zrakových a taktilních) (Shumway- Cook, 2001; Hu, 2005). 36

6 Cíle a hypotézy Vědecká otázka: Jak se změní svalová aktivita dominantní a nedominantí horní končetiny v závislosti na účelu provedení pohybu? Hypotézy: Hypotéza H 0 1a: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům ve srovnání s představou pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 1b: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům ve srovnání s předstíráním pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 1c: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům ve srovnání s provedením pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 2a: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při představě pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s předstíráním pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 2b: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při představě pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 3: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při předstírání pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 4: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů během hodnocených činností mezi svaly dominantní a nedominantní horní končetiny. 37

7 Metodika 7.1 Charakteristika souboru Ve studii byla hodnocena skupina 12 probandů. Skupinu tvořilo 7 ţen a 5 muţů. Všichni probandi byli ve věkové skupině 40 60 let. Jejich průměrný věk byl 54,33 let (± 5,71). Průměrná výška probandů byla 175,9 cm (± 15,2) a průměrná hmotnost byla 77,5 kg (± 7,6). Všech 12 probandů mělo dominantní pravou horní končetinu. U všech probandů byla odebrána anamnéza pro vyloučení předchozího zranění nebo onemocnění, které by mohlo ovlivnit funkci horní končetiny a tím i měření. Všichni probandi podepsali informovaný souhlas o průběhu měření. 7.2 Postup měření Svalová aktivita byla měřena a vyhodnocena pomocí šestnácti kanálového povrchového elektromyografu Myosystem firmy Noraxon USA s počítačovým softwarem MyoVideo. Prováděná aktivita byla zároveň snímána videokamerou, která byla synchronizována s elektromyografickým záznamem. Kůţe nad vybranými svaly byla očištěna abrazivní pastou, poté očištěna a osušena. Bylo vypalpováno svalové bříško daného svalu a nad něj umístěny dvě elektrody ve směru svalových vláken. Zesilovač signálu byl fixován lepící páskou, pro eliminaci moţných artefaktů. Zemnící elektrody byly umístěny nad processus spinosus C7. Pro určení svalů, které byly zařazeny do studie, bylo provedeno pilotní měření. Na základě výsledků pilotního měření byly pro studii vybrány tyto svaly: Musculus extensor digitorum dx. (ED dx) et sin. (ED sin) Musculus flexor digitorum dx. (FD dx) et sin. (FD sin) Musculus biceps brachii dx. (BB dx) et sin. (BB sin) Výchozí polohou byl sed u stolu s horními končetinami poloţenými na stole. Jednalo se o vzpřímený sed, kdy se proband neopíral o opěradlo ţidle. Při sedu byla mírně sklopená pánev vpřed, kolenní klouby od sebe zhruba na šíři ramen a o něco níţe neţ klouby kyčelní, paty pod kolenními klouby, špičky směřující mírně zevně, hrudník 38

vytaţený kraniálním směrem, ramena uvolněná. Horní končetiny byly volně podél těla, předloktí poloţené na stole dlaněmi k podloţce. Proband provedl čtyři níţe popsané pohyby, kaţdý o třech opakováních. Po provedení kaţdého pohybu se vţdy vrátil do výchozí pozice. Proband provedl všechny pohyby nejdříve levou končetinou a pak je opakoval pravou končetinou. Byly zkoumány tyto pohyby: 1. Pohyb ruky k ústům proband zvedne horní končetinu, přiloţí ruku k ústům a poloţí ji zpět do výchozí pozice (viz příloha 1, s. 78). V dalším textu bude pohyb ruky k ústům uváděn pod číslem 1. 2. Představa pohybu napití se ze sklenice proband zvedne horní končetinu, přiloţí ruku k ústům a poloţí ji zpět do výchozí pozice, po celou dobu pohybu si představuje, ţe má v ruce skleničku a chce se z ní napít (viz příloha 2, s. 79). Dále bude představa pohybu napití se ze sklenice figurovat pod číslem 2. 3. Předstírání pohybu napití se ze sklenice proband má horní končetiny ve stejné výchozí pozici jako při předchozích pohybech, a testovaná ruka volně svírá sklenici, ve které není tekutina k pití. Proband sklenici uchopí, zvedne ji k ústům a předstírá, ţe se z ní napije a poté ji vrátí zpět na stůl (viz příloha 3, s. 80). Dále v textu bude předstírání pohybu napití se ze sklenice uváděno pod číslem 3. 4. Provedení pohybu napití se ze sklenice proband má horní končetiny ve stejné výchozí pozici jako při předchozích pohybech, jen testovaná ruka volně svírá sklenici, ve které je tekutina k pití. Sklenice má stejný tvar a hmotnost jako u úkolu 3. Proband sklenici uchopí, zvedne ji k ústům a napije se z ní, poté ji vrátí zpět na stůl. Tato varianta úkonu je jiţ zcela účelově zaměřený pohyb (viz příloha 4, s. 81). V následujícím textu bude provedení pohybu napití se ze sklenice figurovat pod číslem 4. 39

7.3 Zpracování a vyhodnocení EMG signálu Nejdříve byla naměřena aktivita sledovaných svalů v klidu po dobu 20 s. Poté byla naměřena svalová aktivita v průběhu jednotlivých pohybů. Naměřená data byla zpracována a vyhodnocena v programech MyoVideo a MyoResearch. V programu MyoVideo jsme vyznačili markery, které určovaly začátek pohybu a okamţik přiloţení ruky nebo sklenice k ústům, dále byl zpracováván časový úsek mezi těmito okamţiky. V programu MyoResearch byl záznam rektifikován a vyhlazen. K rektifikaci byl pouţitý parametr RMS (root mean square) s velikostí okna zpracování signálu 25 ms. Pro získání číselných hodnot byl pouţitý Standart report, kde byl pohyb rozdělen na části po 50 ms. Číselná data byla převedena do programu Excel, kde byla dále zpracována. 7.4 Normalizace dat Ze získaných hodnot pro klidovou aktivitu jednotlivých svalů byl vypočten průměr a směrodatná odchylka. Z nich byla dle vzorce průměr + 2x směrodatná odchylka zjištěna klidová aktivační hodnota pro kaţdý sval. K ní byly vztaţeny hodnoty získané při provedení jednotlivých pohybů. Pro posouzení dynamické aktivity svalů v závislosti na čase, byl vypočten obsah plochy pod křivkou. Kdy byla po částech aproximována lineární funkce mezi body, danými jednotlivými aktivačními hodnotami. K aproximaci bylo pouţito trapezové pravidlo podle vzorce: neboli sum [ f(t)*0.5+ (f(t+1)-f(t))*0.5/2 ] kde f(t) je aktivační hodnota pro daný sval v čase t. V horním vzorci a, b vyjadřují hraniční hodnoty zkoumaného intervalu (v našem případě dvě po sobě následující aktivační hodnoty), dx znázorňuje časový úsek mezi jednotlivými hodnotami (v tomto případě 50ms). Výsledné hodnoty jsme pak dále statisticky zpracovali. 40

7.5 Statistické zpracování Pro přípravu, zpracování dat a statistickou analýzu byl pouţit software R2.10.1. Pro zpracování dat byl pouţit klasický model ANOVA (model mnohonásobného porovnávání) (viz Příloha 9). Stavba modelu byla provedena na základě procedury stepwise forward. Ve struktuře modelu jsou zastoupeny faktory prvního stupně a interakce druhého řádu. Bylo vyhodnoceno 288 měření. Všechny testy byly provedeny na hladině spolehlivosti 95%. Pro ověření hypotéz bylo pouţito testování kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování. Podle vzorce β = α / n. V našem případě β = α / 18, tedy p = 0,0027. 41

8 Výsledky Pro zpracování dat byl pouţit klasický model ANOVA (model mnohonásobného porovnávání) základě procedury stepwise forward. Pro popsání naměřených dat byla pouţita i popsána popisná statistika a to průměr a směrodatná odchylka (viz Tab. 1). Grafické znázornění průměrných hodnot, kde je zřejmá vzestupná tendence se zvyšující se účelností pohybu. Dále se ve výsledcích vyjadřujeme k jednotlivým hypotézám, které popisují vztah mezi testovanými pohyby. Tab. 1 Průměr svalové aktivity a směrodatná odchylka zjištěná u jednotlivých svalů u daných pohybů KU NVP NRS NPS průměr SMODCH průměr SMODCH průměr SMODCH průměr SMODCH BB 104,72 61,40 132,22 85,09 191,93 115,55 234,25 105,66 ED 30,67 13,29 43,94 21,23 79,82 30,46 97,07 40,35 FD 17,21 8,56 18,51 11,15 28,63 17,38 35,02 26,08 Legenda (Tab. 1) SMODCH směrodatná odchylka, KU pohyb ruky k ústům, NVP představa pohybu napití se ze sklenice, NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice, NPS provedení pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. Graf 1 Průměr svalové aktivity vykonané jednotlivými svaly u daných pohybů Legenda (Graf 1) KU pohyb ruky k ústům, NVP představa pohybu napití se ze sklenice, NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice, NPS provedení pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. 42

8.1 Výsledky hypotézy H 0 1 V hypotéze H 0 1 je porovnáván rozdíl v aktivitě sledovaných svalů mezi pohybem ruky k ústům (1) a zbývajícími třemi variantami pohybu (představou pohybu (2), předstíráním pohybu (3) a provedením pohybu (4) napití se ze sklenice). Pro větší přehlednost byla hypotéza rozdělena na několik podhypotéz. Hypotéza H 0 1a: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům (1) ve srovnání s představou pohybu (2) napití se ze sklenice. Tab 3. Rozdíl ve svalové aktivitě mezi pohybem ruky k ústům (1) a představou pohybu (2) napití se ze sklenice SVAL ODHAD SIGNIFIKANCE BB 27,5 0,1011 ED 13,27 0,428 FD -0,27 0,9868 Legenda (Tabulka 3) ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. Testováním kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování bylo prokázáno, ţe není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům ve srovnání s představou pohybu napití se ze sklenice (p > 0,0027 ve všech případech) (viz Tab. 3). Nemůţeme zamítnout nulovou hypotézu. Data však poukazují na trend vyšší svalové aktivity při pohybu v představě napití se ze sklenice oproti pohybu ruky k ústům (viz Graf 1). 43

Graf 3 Průměrná svalová aktivita sledovaných svalů u pohybu ruky k ústům (1) a představou pohybu (2) napití se ze sklenice. Legenda (Graf 3) ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii; KU pohyb ruky k ústům, NVP představa pohybu napití se ze sklenice. Hypotéza H 0 1b: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům (1) ve srovnání s předstíráním pohybu (3) napití se ze sklenice. Tab. 4. Rozdíl ve svalové aktivitě mezi pohybem ruky k ústům (1) a s předstíráním pohybu (3) napití se ze sklenice SVAL ODHAD SIGNIFIKANCE BB 87,21 3,59.10-7 ED 45,72 0,0066 FD 9,89 0,5565 Testováním kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování byl zjištěn signifikantní rozdíl ve svalové aktivitě při pohybu ruky k ústům ve srovnání s předstíráním pohybu napití se ze sklenice u m. biceps brachii (p = 3.59.10-7 ). Nulovou hypotézu zamítáme pro m. biceps brachii. Z dat popisné statistiky však vyplývá trend vyšší svalové aktivity předstírání provedení 44

pohybu napití se ze sklenice oproti prostému pohybu ruky k ústům i u zbývajících svalů (viz graf 4). Graf 4 Průměrná svalová aktivita sledovaných svalů u pohybu ruky k ústům (1) a předstírání pohybu (3) napití se ze sklenice. Legenda (Graf 4) KU pohyb ruky k ústům, NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. Hypotéza H 0 1c: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při pohybu ruky k ústům (1) ve srovnání s provedením pohybu (4) napití se ze sklenice. Tab 3. Rozdíl ve svalové aktivitě mezi pohybem ruky k ústům (1) a s provedením pohybu (4) napití se ze sklenice SVAL ODHAD SIGNIFIKANCE BB 129,53 1,79.10-13 ED 66,39 9,12.10-5 FD 19.65 0,2407 45

Testováním kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování byl zjištěn signifikantní rozdíl ve svalové aktivitě při pohybu ruky k ústům ve srovnání s provedením pohybu napití se ze sklenice u m. extensor digitorum (p = 9,12.10-5 ) a m. biceps brachii (p = 1,79.10-13 ). Nulovou hypotézu zamítáme pro m. extensor digitorum a m. biceps brachii. Data popisné statistiky však naznačují na trend vyšší svalové aktivity při provedení pohybu napití se ze sklenice oproti pohybu ruky k ústům (viz Graf 5) Graf 5 Průměrná svalová aktivita sledovaných svalů u pohybu ruky k ústům (1) a provedení pohybu (4) napití se ze sklenice. Legenda (Graf 5) KU pohyb ruky k ústům, NPS provedení pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. 8.2 Výsledky hypotézy H 0 2 V hypotéze H 0 2 je porovnáván rozdíl v aktivitě sledovaných svalů mezi představou (2) pohybu ruky k ústům a zbývajícími variantami pohybu: předstíráním (3) pohybu a provedením (4) pohybu napití se ze sklenice. Pro větší přehlednost byla hypotéza rozdělena na několik podhypotéz. 46

Hypotéza H 0 2a: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při představě pohybu (2) napití se ze sklenice ve srovnání s předstíráním pohybu (3) napití se ze sklenice. Tab 6. Rozdíl ve svalové aktivitě mezi představou pohybu (2) napití se ze sklenice a předstíráním pohybu (3) napití se ze sklenice SVAL ODHAD SIGNIFIKANCE BB 59,71 0,0004 ED 32,45 0,0532 FD 10,11 0,5453 Testováním kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování byl zjištěn signifikantní rozdíl ve svalové aktivitě při představě pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s předstíráním pohybu napití se ze sklenice u m. biceps brachii (p = 0,0004). Nulovou hypotézu zamítáme pro m. biceps brachii. I u zbylých svalů lze vidět vyšší svalovou aktivitu při představě pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s předstíráním pohybu napití se ze sklenice (viz graf 6). Tento rozdíl však není statisticky významný. 47

Graf 6 Průměrná svalová aktivita sledovaných svalů u představy pohybu (2) napití se ze sklenice a předstírání pohybu (3) napití se ze sklenice. Legenda (Graf 6) NVP představa pohybu napití se ze sklenice, NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. Hypotéza H 0 2b: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při představě pohybu (2) napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu (4) napití se ze sklenice. Tab 7. Rozdíl ve svalové aktivitě mezi představou pohybu (2) napití se ze sklenice a provedením pohybu (4) napití se ze sklenice SVAL ODHAD SIGNIFIKANCE BB 102,03 3,51.10-9 ED 53,12 0,0016 FD 19,93 0,2341 Testováním kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování byl zjištěn signifikantní rozdíl ve svalové aktivitě při představě pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu napití 48

se ze sklenice u m. extensor digitorum (p = 0,0016) a m. biceps brachii (p = 3,51.10-9 ). Nulovou hypotézu zamítáme pro m. extensor digitorum a m. biceps brachii. I u m. flexor digitorum lze vidět vyšší svalovou aktivitu při představě pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu napití se ze sklenice (viz graf 7). Tento rozdíl však není statisticky významný. Graf 7 Průměrná svalová aktivita sledovaných svalů u představy pohybu (2) napití se ze sklenice a provedení pohybu (4) napití se ze sklenice. Legenda (Graf 7) NVP představa pohybu napití se ze sklenice, NPS provedení pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii. 8.3 Výsledky hypotézy H 0 3 Hypotéza H 0 3: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při předstírání pohybu (3) napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu (4) napití se ze sklenice. 49

Tab 8. Rozdíl ve svalové aktivitě mezi předstíráním pohybu (3) napití se ze sklenice a provedením pohybu (4) napití se ze sklenice SVAL ODHAD SIGNIFIKANCE BB 42,32 0,0119 ED 20,66 0,2174 FD 3,81 0,5576 Testováním kontrastů v modelu Bonferroniho korekce pro úlohu mnohonásobného testování bylo prokázáno, ţe není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů horní končetiny při předstírání pohybu napití se ze sklenice ve srovnání s provedením pohybu napití se ze sklenice. (p > 0,0027 ve všech případech). Nemůţeme zamítnout nulovou hypotézu. Data popisné statistiky však naznačují trend vyšší svalové aktivity při provedení pohybu napití se ze sklenice oproti předstírání stejného pohybu (viz Graf 8) Graf 8 Průměrná svalová aktivita sledovaných svalů u předstírání pohybu (3) napití se ze sklenice a provedení pohybu (4) napití se ze sklenice. Legenda (Graf 8) NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice, NPS provedení pohybu napití se ze sklenice, ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii 50

8.4 Výsledky hypotézy H 0 4 Hypotéza H 0 4: Není rozdíl v aktivitě sledovaných svalů během hodnocených činností mezi svaly dominantní a nedominantní horní končetiny. Staticky nebyl zjištěn signifikantní rozdíl v aktivitě sledovaných svalů mezi dominantní (pravou) a nedominantní (levou) horní končetinou při provedení hodnocených činností. Data naznačují mírně zvýšenou aktivitu nedominantní horní končetiny oproti dominantní, ale toto pozorování nebylo potvrzeno modelem pro nedostatek dat. Rozdíl v aktivitě svalů mezi levou a pravou horní končetinou je zobrazen v Grafu 9, kdy je mírně vyšší svalová aktivita u levé horní končetiny. V grafu 10 lze vidět opět o trochu vyšší svalovou aktivitu levé horní končetiny oproti pravé u všech typů pohybů. Graf 9. Rozložení vztahu mezi naměřenou svalovou aktivitou a jednotlivými svaly u levé a pravé horní končetiny. Legenda (Graf 9) ED - musculus extensor digitorum, FD - musculus flexor digitorum, BB - musculus biceps brachii 51

Graf 10. Rozložení vztahu mezi aktivitou svalů a typem prováděného pohybu. Legenda (Graf 10) KU pohyb ruka k ústům NVP představa pohybu nnapití se ze sklenice, NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice, NPS provedení pohybu napití se ze sklenice. 52

9 Diskuse Pohyby horních končetin jsou součástí kaţdodenního ţivota a v závislosti na situaci a okolních podmínkách mohou mít mnoho různých podob. Pohyby HK spojené úchopem jsou vykonávány s mnoha různými účely. Na jedné straně, jejich prostřednictvím na předměty působíme, manipulujeme s nimi, přemísťujeme je a přeměňujeme je. Na druhé straně jsou pohyby HK součásti mezilidské komunikace, mohou být prostředkem pro předávání informací, ať uţ jsou prováděny za účelem demonstrovat způsob pouţití předmětu, předstíráni provedení pohybu bez přítomnosti předmětu nebo jeho slovní popis. Tato práce zkoumá rozdíly v provedení pohybu v závislosti na jeho měnícím se účelu. V této kapitule budou nejdříve zhodnoceny rozdíly ve svalové aktivitě mezi jednotlivými pohyby. Nalezené poznatky budou dále konfrontovány s jiţ provedenými studiemi a budou aplikovány pro účely rehabilitace, kde mohou přispět k vytvoření účinného rehabilitačního plánu a k rychlému znovu obnovení funkce postiţené HK. Dále bude srovnána představa pohybu v naší studii s výsledky jiných prací a bude zmíněn její význam v rehabilitaci. Budeme se také zabývat vlivem funkčních účelných pohybů na plasticitu mozkové tkáně a jejich moţné vyuţití v rehabilitaci. Samostatnou kapitolou bude srovnání svalové aktivity mezi dominantní a nedominantní horní končetinou. V této studii byla zkoumána svalová aktivita u 3 svalů (m. biceps brachii, m. extensor digitorum a m. flexor digitorum) v průběhu čtyř variant pohybu napití se ze sklenice: pohyb ruky k ústům (1), dále pak představa (2), předstírání (3) a provedení (4) daného pohybu. Postupně byly měřeny jak tyto jednoduché tak i účelné pohyby a to na dominantní i nedominantní horní končetině. Pokud je nám známo, tak ještě nebyla provedena obdobná studie, která by zkoumala svalovou aktivitu v závislosti na účelu pohybu. Byly provedeny studie s podobným zaměřením, které však hodnotily změny kinematikých charakteristik s měnícím se účelem a podmínkami pohybu. Ve většině případů byla hodnocena doba trvání, rychlost a timing provedení pohybu (Weiss, 2000; Westwood, 2000; Hermsdörfer, 2007). V hypotézách H 0 1 aţ H 0 3 jsme zkoumali rozdíl ve svalové aktivitě mezi jednotlivými typy pohybů. Všeobecně můţeme říci, ţe u zkoumaných probandů rostla průměrná svalová aktivita se zvyšující se náročností pohybu (viz graf 1, s. 48). 53

Pro vykonání jednoduchého pohybu ruky k ústům bylo potřeba vynaloţit nejméně svalové aktivity a naopak účelově zaměřené provedení napití se ze sklenice vyţadovalo nejvíce svalové aktivity. Se zvyšující se náročností pohybu byla také pozorována koaktivace m. biceps brachií a m. extensor digitorum (viz příloha 6-8, s. 82 83), tento jev se však nevyskytoval u všech probandů. Z výsledků statistického zpracování vyplynulo, ţe signifikantního rozdílu ve svalové aktivitě bylo dosaţeno jen mezi pohyby bez sklenice a se sklenicí. Tento trend lze vysvětlit přítomností sklenice u předstírání a provedení pohybu napití se ze sklenice, pro jejíţ zvednutí bylo potřeba vyvinout další svalovou aktivitu. Konkrétně se jednalo o m. biceps brachii (p = 3,59.10-7 ) při srovnání pohybu ruky k ústům (1) a předstíráním (3) pohybu napití se ze sklenice. Dále byl signifikantní rozdíl nalezen mezi pohybem ruky k ústům (1) a provedením (4) pohybu napití se ze sklenice u m. extensor digitorum (p = 9,12.10-5 ) a m. biceps brachii (p = 1,79.10-13 ). Signifikantní rozdíl byla také mezi představou pohybu (2) a předstíráním (3) pohybu napití se ze sklenice u m. biceps brachii (p = 0,0004). Rozdíl ve svalové aktivitě mezi představou pohybu (2) a provedením (4) pohybu napití se ze sklenice byl prokázán u m. biceps brachii (p = 3,51.10-9 ) a m. extensor digitorum (p = 0,0016). Díky těmto výsledkům lze říci, ţe účelný pohyb jako je napití se ze sklenice má mnohem větší vyuţitelnost v rehabilitaci neţ jen prostý pohyb ruky k ústům. Stále však nesmíme zapomínat na to, ţe se nejedná jen o zvyšování účelnosti pohybu, ale mění se i podmínky pro jeho vykonání. Svalová je aktivita podstatně vyšší pokud má jedinec zvednout břemeno a přemístit ho neţ jen provedení stejného pohybu bez zátěţe. Popisná statistika ukazuje zvyšující se svalovou aktivitu nutnou pro vykonání jednotlivých pohybů. Z dat vyplývá, ţe uţ jen představa pohybu vyvolá vyšší svalovou aktivitu oproti prostému pohybu ruky k ústům. Tento rozdíl se ještě zvětšuje s přibývající náročností pohybu. Zjištěná rozdílnost v provedení jednoduchého pohybu jako je přiloţení ruky k ústům a ostatních účelnějších variant pohybu napití se ze sklenice nám naznačuje, ţe pro terapii u pacientů s funkční poruchou horních končetin je výhodnější pouţít komplexní účelné pohyby neţ jen opakování prostého pohybu. Tento trend potvrzují i jiné studie, které udávají, ţe účel pohybu ovlivňuje transportní i úchopovou část pohybu. Rychlost a délka trvání transportní fáze 54

a postavení prstů při úchopu se liší, pokud má jedinec předmět uchopit a přemístit nebo uchopit a odhodit. Terapie zaměřená na obnovu funkce horní končetiny by měla tedy zahrnovat trénink pohybů v mnoha variacích, do různých vzdáleností, poloh a v kombinaci s odlišnými typy úchopů (Shumway-Cook, 2001). 9.1 Svalová aktivita při představě pohybu V této práci byl zjištěn rozdíl ve svalové aktivitě mezi představou pohybu a pohybem ruky k ústům (viz graf 3, s. 50), i kdyţ nebyl statisticky prokázán. Navíc uţ jen samotná představa napití se ovlivnila celkovou kinematiku pohybu a působila i na koordinaci aktivity jednotlivých svalů, jejichţ zapojení se podobalo aktivitě svalů při provedení účelného pohybu napití se ze sklenice (viz příloha 6 8, s. 82 83). Rozdílná kinematika pohybu můţe být vysvětlena rozdílným účelem pohybu. Mnoho kinematických studií ukazuje změny transportní a úchopové fáze pohybu vzhledem k cíli a podmínkám úkonu. Například dotknutí se předmětu má jinou kinematiku neţ pohyb spojený s uchopením předmětu, ve stejném smyslu je rozdílná kinematika pohybu pokud je předmět přítomný nebo ne (Murphy, 2006). Fakt, ţe byla pozorována obdobná svalová koordinace při představě a provedení pohybu, podporuje tvrzení, ţe oba typy pohybu jsou řízeny obdobnými neurálními oblastmi a drahami, rozdílná je jen intenzita jejich aktivace. Velikost aktivace je niţší pokud si jedinec pohyb jen představuje v porovnání se skutečným provedením úkonu (Hermsdörfer, 2007; Jeannerod, 1995). Společné řízení pohybu se projevuje takzvanou mentální isochronií. Pod tímto termínem se skrývá fakt, ţe doba nutná k provedení pohybu v představě je podobná času potřebnému k vykonání pohybu. Toto zjištění naznačuje, ţe představa pohybu respektuje normální biomechanické limity skutečného provedení pohybu (Mulder, 2007). Tyto poznatky naznačují výtěţnost vyuţití představy pohybu v rehabilitační praxi. Naše poznatky můţeme podpořit výsledky studií, které se touto problematikou zabývaly. Při porovnání mentálního a fyzického tréninku u zdravých jedinců bylo zjištěno, ţe probandi vyuţívající pro naučení daného úkolu pouze mentální trénink, vykazují obvykle menší zlepšení neţ ti co absolvovaly trénink fyzický. Na druhou stranu v porovnání s jedinci, kteří netrénovali vůbec, se představa pohybu projevuje 55

zlepšením provedení pohybu. Navíc neurální reorganizace vznikající tréninkem pohybu v představě je podobná změnám způsobeným fyzickým tréninkem. Tento poznatek podporuje teorii, podle níţ jsou představa a provedení pohybu jsou řízeny alespoň částečně stejnými neurálními oblastmi. Zvýšení svalové síly v důsledku mentálního tréninku je také důsledkem zvýšením aktivity v některých částech CNS (například mozeček nebo bazální ganglia), které můţe vést k zvýšení kapacity systému pro nábor motoneuronů a zlepšení koordinace mezi agonistickými a antagonistickými svalovými skupinami. Zvýšení svalové síly je tedy důsledkem na úrovni vyššího plánování a programování motorického systému. Změněné programy pak mohou ovlivnit výslednou sílu pomocí spinálních okruhů. Navíc bylo zjištěno, ţe představa pohybu nemá vliv jen na svalovou sílu, ale také na způsob provedení pohybu. Projevuje se sníţením variability pohybu a zvýšením časové konsistence pohybu (Solodkin, 2004). Představa pohybu má v rehabilitaci široké vyuţití a to nejen při terapii poruchy funkce horní končetiny. Bylo provedeno několik studií zkoumajících vyuţití představy pohybu u pacientů s různými diagnózami. Například Fairweather and Sideway (1993) zkoumali vliv představy pohybu u terapie chronických bolestí zad. Po třítýdenním programu, ve kterém se kombinovala představa pohybu s fyzickým tréninkem, došlo u pacientů k sníţení bolesti zad a zlepšení posturální kontroly. Také bylo prokázáno, ţe u pacientů s locked-in syndromem představa pohybu způsobuje elektromyografické změny ve svalech zapojených při daném úkonu. Tento poznatek lze vyuţít pro znovuobnovení určité kontroly nad periferními výkonnými orgány i u takto závaţných pacientů (Mulder, 2007). Velké uplatnění má představa pohybu i u pacientů po cévní mozkové příhodě, kde bylo zjištěno výraznější zlepšení funkce horní končetiny u rehabilitačního programu kombinovaného s představou pohybu. Pozitivní výsledky byly prokázány jak u akutních pacientů, tak i u chronických pacientů 1 rok po cévní mozkové příhodě. Navíc je představa pohybu vyuţívaná i u profesionálních sportovců, kdy se mentální nácvik a vyuţívá se pro zlepšení provedení dané sportovní aktivity. Nejlepších výsledků dosahovala kombinace fyzického a mentálního tréninku. V důsledku mentálního nácviku dochází i k zvětšení svalové síly, coţ je přičítáno ovlivnění vyšších center zapojených při plánování a programování pohybu (Mulder, 2007; Solodkin, 2004). 56

9.2 Svalová aktivita při provedení funkčního účelově zaměřeného pohybu Ve studii byl pozorován rozdíl mezi předstíráním a provedením pohybu napití se ze sklenice (viz graf 8), i kdyţ nebyl statisticky prokázán. Svalová aktivita byla vyšší při provedení pohybu, kdy byla sklenice naplněna tekutinou. Tento rozdíl můţe být způsoben odlišným cílem pohybu, kdy se probandi měli skutečně napít tekutiny. Naše výsledky jsou v souladu s kinematickými studiemi, kde bylo prokázáno, ţe ačkoliv počáteční nároky na uchopení a zvednutí předmětu jsou stejné, tak s rozdílnou následnou manipulací se mění charakteristiky pohybu. Ansuin et al. (1995) zkoumali, jak jsou úchopové pohyby ovlivněny cílem pohybu a následující akcí. Proband měl za úkol uchopit předmět a buď ho umístit do otvoru podobného tvaru, nebo ho odhodit pryč. Ačkoli počáteční nároky úchopu byly stejné u obou typů pohybu, kinematická analýza odhalila podstatné rozdíly v jejich provedení. Uchopení a umístění předmětu vykazovalo niţší rychlost a delší decelerační fázi v porovnání s uchopením a odhozením. Cíl pohybu ovlivňuje nejen transportní ale i úchopovou fázi pohybu, kdy se měnilo postavení prstů v závislosti na poloze, do které bude předmět přemístěn. Všeobecně lze říci, ţe pohyby vyţadující větší přesnost jsou pomalejší neţ ty jednoduché a také postupný vývoj postavení ruky během dosahu je ovlivněn tím, jak bude s objektem manipulováno následně po úchopu (Ansuini, 2005; Shumway-Cook, 2001). Všeobecně lze říct, ţe pokud je prováděn stejný pohyb jen s různým účelem, tak se mění celková doba nutná pro provedení pohybu a je ovlivněn i timing akcelerační a decelerační části transportní fáze pohybu. Při porovnání normálního uchopení předmětu s předstíráním úchopu, byla zjištěna niţší rychlost pohybu a menší rozevření ruky u předstíraného úchopu (Hermsdörfer, 2007). Naše studie tyto charakteristiky doplnila o poznatek, ţe svalová aktivita je větší u provedení pohybu oproti jeho předstírání. Mimo tyto rozdíly byly prokázány i změny v neurální aktivaci. Předpokládá se, ţe plánování a příprava předstíraného i provedeného pohybu sdílí z velké části společnou nervovou síť. Goodale (1994) uvádí, ţe rozdíl v neurálním zpracování provedených a předstíraných pohybů je dán dvěma odlišnými nervovými drahami zpracovávajícími visuální informace pro uchopení objektu a pro jeho percepci (Weiss, 2000). Provedení pohybů je nejspíš více závislé na dorsální visuální dráze, která je specializována pro momentální vyuţití zrakových informací. Dodává informace 57

o jednotlivých fázích pohybu, aktuálním umístění předmětu nebo jeho struktuře. Paměť se zdá být pro kontrolu těchto pohybů relativně nepodstatná, protoţe se konstantně mění vztah mezi horní končetinou a uchopovaným předmětem, coţ vyţaduje zpracování aktuálních informací. Předstírání pohybu je nejspíše více řízeno ventrální vizuální drahou, která je zaměřena na percepci, rozpoznání objektu a určení jeho účelu (Westwood, 2000). Námi získané poznatky jsou dobře vyuţitelné i v rehabilitační praxi. Například pokud pacient ještě není schopen napít se ze sklenice, ale potřebná hybnost HK je alespoň částečně zachována, můţeme s ním tento pohyb trénovat s plastovým kelímkem, který není naplněn tekutinou. Při terapii ovlivňujeme stejná neurální centra jako při skutečném provedení daného pohybu a urychlíme tak návrat dané funkce horní končetiny. Navíc je terapie mnohem účinnější pokud se daný pohyb trénuje v mnoha variantách. Můţeme měnit tvar nádoby, její polohu i výchozí pozici pacienta. 9.3 Vliv funkčních pohybů horních končetin na reorganizaci mozkové tkáně Námi prokázané změny ve svalové aktivitě při srovnání pohybů různé náročnosti naznačují, ţe pro rehabilitaci jsou výhodnější komplexní pohyby vyţadující zručnost. V souladu s našimi výsledky poukazují neurofyziologické studie na větší účinnost účelných funkčních pohybů horních končetin v rehabilitaci i na úrovni reorganizace mozkové tkáně. Ukazuje se, ţe lepší obnova funkce paretické horní končetiny, která je spojená s hlubšími morfologickými změnami nervové tkáně, je vyvolaná komplexním účelným tréninkem a ne jednoduchým jednostranným cvičením postiţené končetiny (Kriesel, 2007). Tyto poznatky jsou podloţeny studiemi na zvířatech, které ukazují konkrétní změny v mozkové tkáni v závislosti na typu tréninku. Z těchto prací vyplývá, ţe samotné opakování pohybu není dostatečné k vyvolání plastických změn v kortikálních mapách. Názorné jsou poznatky, které byly zjištěny ve studii provedené u opic, které byly rozděleny do dvou skupin. V první skupině byly opice trénovány k získávání potravinových tablet z velmi malé jamky, coţ vyţadovalo účelné pouţití prstů. Zlepšení motorického provedení se u nich projevilo zhruba během 10 dnů. U druhé skupiny, kde byly opice trénovány k získávání potravinových tablet z větší jamky, se projevilo zlepšení přesnosti provedení pohybu hned na začátku tréninku. 58

Nedošlo uţ však k získání dalších motorických dovedností. Porovnání korových motorických map před a po trénování pohybu neprokázalo ţádné změny spojené s daným úkonem u skupiny, která získávala potravu z velké jamky. Oproti tomu u první skupiny získávající potravu z malé jamky byly nalezeny velké a pevné změny v korových oblastech, které odpovídaly kinematice sledovaného pohybového úkonu. Z těchto poznatků vyplývá, ţe pro vyvolání změn v motorickém kortexu jsou nutné účelné pohyby vyţadující zručnost a koordinaci. Plasticita korových oblastí tedy není důsledkem zvyšování svalové síly, ale rozvíjení zručnosti HK (Nudo, 2003). Byl zkoumán i vliv variability tréninku na reorganizaci mozkové tkáně. Ukazuje se, ţe trénování úkonu v mnoha variacích je mnohem více účinné neţ jen prosté opakování jednoho pohybu a vede k déle trvající reorganizaci mozkové tkáně. Příkladem můţe být studie, kdy opakovaná flexe palce vedla k změnám excitability M1 trvajícím jen několik minut, zatímco vyuţití palce při obratných úkolech vedlo k dlouhodobějším změnám excitability M1. Navíc pokusy na opicích ukazují, ţe k reorganizaci korových map distálního předloktí dochází jen při trénování obratnosti a ne při prostém opakování uţ dávno naučeného úkonu. Podobné výsledky byly prokázány i u zdravých lidí (Krakauer, 2006; Kriesel, 2007). S trénováním účelných pohybů a následnou kortikální reorganizací souvisí i větší výtěţnost takto naučených pohybů v běţné denní praxi, kdy je pacient schopen vyrovnat se s měnícími se podmínkami pro úspěšné provedení úkonů kaţdodenního ţivota (Kriesel, 2007). 9.4 Využití funkčních pohybů v rehabilitaci Výsledky naší studie naznačují, ţe účelné pohyby budou v terapii mnohem více výtěţné neţ jen prosté opakování pohybu jako je například přiloţení ruky k ústům. Studie, které zkoumaly vyuţitelnost funkčních pohybů v rehabilitaci, se většinou zaměřily na pacienty po cévní mozkové příhodě (CMP). Naše výsledky a poznatky jsou shodné s těmito studiemi. Všeobecně lze říci, ţe cvičební programy, které jsou zaměřené na nácvik účelných pohybů, vykazují lepší výsledky neţ programy, jeţ se soustředí na procvičování poškozené oblasti (French, 2009). Pro znovu obnovení funkce HK je důleţitá kvalita terapie. Ukázalo se, ţe terapie u pacientů po CMP obsahující posilovací cvičení proti odporu a opakování jednoho pohybu vysokých kvalit 59

nedosahuje. Na druhou stranu rehabilitační program, který obsahuje účelné pohyby speciálně uzpůsobené funkční ztrátě jedince, má mnohem lepší výsledky (Teassell, 2003). Praktickou ukázkou rozdílnosti v přístupu k terapii můţe být úkol zvednout sklenici ze stolu. Jedna moţnost je nechat pacienta zvedat stále stejnou sklenici ve stejné vzdálenosti a poloze. Druhou variantou je instruovat pacienta k zvednutí sklenice různou rychlostí a v různých vzdálenostech. Ačkoliv se u pacienta projeví zlepšení i po první typu terapie, druhý typ terapie je mnohem výtěţnější. Různorodé procvičování pohybu vede k jeho generalizování a k jeho přenosu do kaţdodenních aktivit. Naopak konstantní opakování jednoho pohybu vede pouze ke zlepšení provedení tohoto úkonu bez dalších moţností vyuţití (Krakauer, 2006). Právě popsané srovnání funkčních pohybů a posilovacích cvičení však neplatí stoprocentně u všech pacientů po CMP. Poněkud rozdílné výsledky byly například nalezeny ve studii srovnávající efektivnost dvou rehabilitačních přístupů na zlepšení pohybů paretické HK u chronických pacientů po CMP. Jednou technikou byl trénink funkčních pohybů horních končetin (transport HK a uchopení předmětů různě rozmístěných v prostoru). Druhá metoda byla zaměřena na zvyšování svalové síly (pohyby celé paţe proti odporu ve stejných směrech a vzdálenostech jako u funkčních pohybů). Konečné výsledky tréninku byly závislé na počáteční míře postiţení probanda. U probandů s vyšším postiţením byla účinnější terapie s funkčním přístupem. A naopak u jedinců s menší mírou postiţení byl účinnější silový trénink (Thielman, 2004). 9.5 Svalová aktivita u dominantní a nedominantní horní končetiny Při srovnání aktivity svalů dominantní a nedominantní horní končetiny nebyl zjištěn ţádný signifikantní rozdíl. Data naznačují mírně vyšší aktivitu svalů nedominantní horní končetiny oproti dominantní u všech pohybů, rozdíl však nebyl natolik výrazný, aby mohl být statisticky potvrzen. Pro prokázání tohoto rozdílu by bylo nutné zhodnotit větší skupinu probandů nebo zvolit pohyb náročnější na koordinaci. Rozdíly mezi končetinami se totiţ zvýrazňují se zvyšující se náročností pohybu (Sainburg, 2000). Naše pozorování se shoduje s výsledky studie provedené Sainburgem, 60

kdy elektromyografická analýza potvrdila stabilně menší aktivitu flexorů při úchopových pohybech pro dominantní neţ pro nedominantní HK (Sainburg, 2002). Rozdílná svalová aktivita horních končetin můţe vycházet z jejich rozdílného neurálního řízení. Při pohybech dominantní horní končetiny byla zjištěna silnější aktivace kontralaterální motorické kůry a také silnější mozečková aktivace. Navíc byla zjištěna větší neurální reprezentace ruky v motorické kůře u dominantní hemisféry, coţ dává podklad pro výkonnější zpracování motorických informací pro preferovanou končetinu. Důvodem niţší svalové aktivity dominantní horní končetiny při napití se ze sklenice můţe být ekonomičtějšího provedení pohybu vycházející z praxe. Většina lidí pouţívá pro napití se dominantní horní končetinu. Je všeobecně známo, ţe zručnost ruky lze zvýšit trénováním a procvičováním. Rozdíly v koordinaci mezi končetinami mohou být tedy důsledkem celoţivotní praxe a zkušeností, které jsou obvykle spojeny s dominantní horní končetinou. Toto tvrzení podporují studie naznačující, ţe přesná koordinace svalových sil s mezisegmentovými a vnějšími silami závisí na proprioreceptivní informaci a učení (Heuer, 2006; Boulinguez, 2001; Sainburg, 2002; Volkman 1998). V různé svalové aktivitě se projevuje fakt, ţe plánování pohybu je více efektivní a konzistentní pro dominantní HK. Dominantní HK je specializovaná pro adaptaci nových dynamických podmínek a koordinaci intersegmentální dynamiky v průběhu pohybu (Sainburg, 2000). 61

Závěr V této práci byly porovnávány rozdíly ve svalové aktivitě tří svalů (m. biceps brachii, m. extensor digitorum a m. flexor digitorum) u čtyř variant pohybu napití ze sklenice (pohyb ruky k ústům, představa, předstírání a provedení pohybu napití se). Také byla srovnávána svalová aktivita mezi dominantní a nedominantní horní končetinou u zkoumaných pohybů. Všeobecně můţeme říci, ţe u zkoumaných probandů rostla průměrná svalová aktivita při zvyšující se účelností pohybu. Dále byl zjištěn rozdíl jiţ mezi představou napitím ze sklenice a pohybem ruky k ústům. Tento trend se zvýrazňoval s přibývající účelností pohybu. Signifikantního rozdílu ve svalové aktivitě bylo dosaţeno u m. biceps brachii při srovnání pohybu ruky k ústům a předstíráním pohybu, pohybem ruky k ústům a provedením pohybu, představou a předstíráním pohybu, představou a provedením pohybu napití se ze sklenice. Signifikantních hodnot také dosáhl rozdíl ve svalové aktivitě m. extensor digitorum při pohybu ruky k ústům a provedení pohybu napití se, představě pohybu a provedení pohybu napití se ze sklenice. Tyto výsledky naznačují, ţe účelný pohyb jako je napití se ze sklenice má mnohem větší vyuţitelnost v rehabilitaci neţ jen prostý pohyb ruky k ústům. Námi zjištěné rozdíly ve svalové aktivitě můţeme vyuţít v rehabilitaci. Z výsledků vyplývá, ţe při terapii funkce horní končetiny je mnohem výhodnější vyuţívat komplexních účelných pohybů, neţ jen prostého analytického cvičení. Toto tvrzení je podloţeno nejen našimi výsledky ale i zjištěními z jiných studií. Při terapii funkčních poruch horních končetin je tedy výhodnější pouţít komplexní účelné pohyby v různých variacích. Rehabilitační programy, které jsou zaměřené na nácvik účelných pohybů, vykazují lepší výsledky neţ programy, jeţ se soustředí na prosté procvičování poškozené oblasti. Ačkoliv se u pacienta projeví zlepšení u obou typů terapie, druhá varianta je mnohem účinnější. Různorodé procvičování pohybu vede k jeho rychlejšímu osvojení, k déle trvající reorganizaci korových oblastí zapojených při tomto pohybu a k přenosu získaných dovedností do kaţdodenních aktivit. Naopak konstantní opakování jednoho pohybu vede pouze ke zlepšení provedení daného úkonu bez dalších moţností vyuţití. Při srovnání aktivity svalů dominantní a nedominantní horní končetiny nebyl zjištěn ţádný signifikantní rozdíl, i kdyţ data naznačují mírně vyšší aktivitu svalů 62

nedominantní horní končetiny oproti dominantní u všech pohybů. Důvodem statistického nepotvrzení dat můţe být malé mnoţství probandů účastnících se studie nebo jednoduchost zkoumaných pohybů. Projevy dominance horních končetin se totiţ zvýrazňují se zvyšující se náročností pohybu. 63

Referenční seznam Bibliografické zdroje ČIHÁK, R. Anatomie 1. 2. vyd. Praha: Grada Publishing, 2003. ISBN 80-7169-970-5. ENOKA, R. M. Neuromechanics of human movement. 3. vyd. Champaign, Human Kinetics, 2001 ISBN-10: 0-7360-0251-0. HELLIGE, J. B. Hemispheric asymmetry: what s right and what s left. 3. vyd. Harvard University Press, 2001. ISBN 0-674-38730-9. KRÁLÍČEK, P. Úvod do speciální neurofyziologie. Praha: UK v Praze nakladatelství Karolinum, 2004. ISBN 80-246-0350-0. LATASH, M. L.; TURVEY, M. T. Dexterity and its development. 1. vyd. Manhwah, Lawrence Erlbaum Associates, 1996 ISBN 0-8058-1646-1. NEVŠÍMALOVÁ, S.; RŮŢIČKA, E.; TICHÝ, J. et al. Neurologie. 1 vyd. Praha, Galén, 2002 ISBN 80-7262-160-2. SHUMWAY-COOK, A.; WOOLLACOTT, M. H. Motor kontrol. Theory and practical applications. 2. vyd. Baltimore, Lippincott Williams & Wilkins, 2001 ISBN 0-683- 30643-X. TROJAN, S., DRUGA, R., PFEIFER, J. & VOTAVA, J. Fyziologie a léčebná rehabilitace motoriky člověka. 2. vyd. Praha, Grada Publishing, 2001 ISBN 80-2470- 031-X. VÉLE, F. Kineziologie pro klinickou praxi. 1. vyd. Praha, Grada Publishing, 1997. ISBN 80-7169-256-5. SHEPHERD, R. B.; CARR, J. H.; ADA, L.; KILBREATH, S. L. Task specific training of reaching and manipulation. In Insights into the reach to grasp movement. 1. vyd. Amsterdam, Elsevier Science, 1994. ISBN 0-444-89931-6 64

Internetové zdroje ANSUINI, C.; SANTELLO, M.; MASSACCESI, S.; CASTIELLO, U. Effects of End- 21-04]. Dostupné na WWW: http://jn.physiology.org/cgi/reprint/95/4/2456.pdf BOULINGUEZ, P.; NOUGIER, V.; VELAY, J. L. Manual asymmetries in reaching movement kontrol I: Study of right-handers. Cortex [online]. 2001, vol. 37, no. 1 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11292156 BRYDEN, M. P.; STEENHUIS, R. E. Issues in the assessment of handedness. In Cerebral laterality: theory and research. Dostupné na WWW: http://www.google.com/books?hl=cs&lr=&id=k1ew4dan9yqc&oi=fnd&pg=pa35 &dq=%22bryden%22+%22issues+in+the+assessment+of+handedness%22 CASTIELLO, U. The neuroscience of grasping. Nature reviews neuroscience. [online]. 2005, vol. 6, [cit 2008-20-04]. Dostupné WWW: http://www.psy.unipd.it/~varotto/diego_file/castiello.pdf CERRITELLI, B.; MARUFF, P.; WILSON, P.; CURRIE, J. The effect of an external load on the force and timing components of mentally represented actions. Behavioural Brain Research. [online]. 2000, vol. 108, [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: Goal on Hand Shaping. Journal of Neurophysiology. [online]. 2005, vol. 95 [cit 2010- http://www.sciencedirect.com/science?_ob=articleurl&_udi=b6syp-3y5mkfm- 9 CRAMMOND, D. J. Motor imagery: never in your wildest dream. Research news. [online]. 1997, vol. 20, no. 2 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.mmtheory.com/detandfw/motor_imagery.pdf DASSONVILLE, P. et al. Functional activation in motor cortex reflects the direction and the degree of handedness. Proceedings of the National Academy of Science sof the United States of America. [online]. 1997, vol. 94 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc28424/ DECETY, J. The neurophysiological basis of motor imaginery. Behavioural Brain Research. [online]. 1996, vol. 77, [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: 65

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=articleurl&_udi=b6syp-3vxnk5h- 3 DEWALD, J. P. A.; POPE, P. S.; GIVEN, J. D.; BUCHANAN, T. S. R. Abnormal muscle coactivation pattern during isometric torque generation at the elbow and shoulder in hemiparetic subjects. Brain [online]. 1995, vol. 2, no. 118, [cit 2008-03- 04]. Dostupné na WWW: http://proquest.umi.com/pqdlink?ver=1&exp=04-23- 2014&FMT=7&DID=24043286&RQT=309 FAIRWEATHER, M. M.; SIDEWAY, B. Ideokinetic imagery as a postural development technice. Res Quart Exercise Sport [online]. 1993, vol. 64 [cit 2009-10- 01]. Dostupné na WWW: http://www.humanics-es.com/bpd_cites.pdf FRENCH, B. et al. Does repetitive task training improve functional activity after stroke? A cochrane systematic review and meta-analysis. Journal of Rehabilitation Medicine.[online]. 2010, vol. 42 [cit 2010-21-04]. Dostupné na WWW: http://jrm.medicaljournals.se/files/pdf/42/1/1213.pdf GESCHWIND, N.; BEHANI, P. Left-handedness: Association with immune disease, migraine, and developmental learning disorder. Proceedings of the National Academy of Science sof the United States of America. [online]. 1982, vol. 79 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc346835/ GESCHWIND, N.; GALABURDA, A.M. Cerebral Lateralization. Biological Mechanisms, Associations, and Pathology: I. A Hypothesis and a Program for Research. Archives of Neurology [online]. 1985, vol. 42 [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://archneur.ama-assn.org/cgi/reprint/42/5/428 GOODALE, M. A.; JAKOBSON, L. S.; KEILLOR, J. M. Differences in the visual control of pantomimed and natural grasping movements. Neuropsychologia [online]. 1994, vol. 32 [cit 2010-21-04]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7845558 GOODALE, M. A. The role of the dorsal stream in the perception of grasping. (comment). Neuron [online]. 2005, vol. 4, no. 47 [cit 2009-20-05]. Dostupné WWW: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=articleurl&_udi=b6wss-4gssr96-3 66

HAALAND, K. Y. et al. Hemispheric asymmetries for kinematic and positional aspects of reaching. Brain, [online] 2004, vol. 5, no 125, [cit 2009-21-04]. Dostupné na WWW: http://proquest.umi.com/pqdlink?ver=1&exp=04-23-2014&fmt HEALEY J.M.; LIEDERMAN J.; GESCHWIND N. Handedness is not a unidimensional trait. Cortex [online]. 1986, vol. 22, [cit 2009-21-05]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3709192 HERMSDÖRFER, J.; TERLINDEN, G.; MÜHLAU, M.; GOLDENBERG, G.; WOHLSCHLÄGERB, A. M. Neural representations of pantomimed and actual tool use: Evidence from an event-related fmri study. NeuroImage [online]. 2007, vol. 36 [cit 2010-19-03]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17499158 HEUER, H. Control of the dominant and nondominant hand: exploitation and timing of nonmuscular forces. Experimental Brain Research [online]. 2007, vol. 178 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/r512084h13020335/ HU, Y.; OSU, R.; OKADA, M.; KAWATO, M.; GOODALE, M. A. A model of the coupling between grip aperture and hand transport during human prehension. Experimental brain researche [online]. 2005, vol. 2, no. 162 [cit 2009-21-05]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/33301345ku374957/fulltext.pdf JAMES, T. W.; CULHAM, J.; HUMPHREY, G. K.; MILNER, A. D. GOODALE, M. A. Ventral occipital lesions object recognition but not object-directed grasping: an fmri study. Brain, [online]. 2003, vol. 11, no. 126, [cit 2009-21-04]. Dostupné na WWW: http://brain.oxfordjournals.org/cgi/reprint/126/11/2463 JEANNEROD, M.; DECETY, J. Mental motor imagery: a window into the representational stages of action. The Current Opinion in Neurobiology [online]. 1995, no. 5 [cit 2009-21-04]. Dostupné na WWW: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=articleurl&_udi=b6vs3-454778k-1j JEANNEROD, M.; TONI, I.; FRAK, V. G.; PAULIGNAN, Y. Influence of objekt position and size on human prehension movements. Experimental Brain Research 67

[online]. 1997, no. 114 [cit 2009-21-04]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/2ex6ymndaruxk90n JEANNEROD, M.; WEIS, P. Getting a grasp on coordination. News Physiol. Sci. [online]. 1998, vol. 13 [cit 2009-21-04]. Dostupné na WWW: http://physiologyonline.physiology.org/cgi/content/full/13/2/70 KNECHT, S. B.; DRÄGER, M. D.; BOBE, L.; LOHMANN, A. F.; RINGELSTEIN, E. B.; HENNINGSEN, H. Handedness and hemispheric langure dominance in healthy humans. Brain [online]. 2000, vol. 123, no. 12 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://brain.oxfordjournals.org/cgi/content/full/123/12/2512 KRAKAUER, J. W. Arm function after stroke: from physiology to recovery. Seminars in neurology [online]. 2005, vol. 4, no. 25, [cit 2008-03-05]. Dostupné na WWW: http://www.columbiampl.org/pdf/articles/c_arm%20function.pdf KRAKAUER, J. W. Motor learning: its relevance to stroke recovery and neurorehabilitaion. Current opinion in neurology. [online]. 2006, vol. 19 [cit 2008-29- 05]. Dostupné na WWW: http://www.columbiampl.org/pdf/articles/b_motor%20learning.pdf KREISEL, S.; HENNERICI, M.; BÄZNER, H. Pathophysiology of stroke rehabilitation: The natural course of clinical recovery, use-dependent plasticity and rehabilitative outcome. Cerebrovascular dinase. [online]. 2007, vol. 23, no. 4, [cit 2008-29-05]. Dostupné na WWW: www.karger.com/doi/10.1159/000098323www.karger.com/doi/10.1159/000098323 LEVIN, M. F. Interjoint coordination during poiting movements is disrupted in spastic hemiparesis. Brain, [online]. 1996, vol. 9, no 119, [cit 2009-03-05]. Dostupné na WWW: http://proquest.umi.com/pqdlink?ver=1&exp=04-23-2014&fmt MULDER, T. Motor imagery and action observation: cognitive tools for rehabilitation. Journal of Neural Transmission. [online]. 2007, vol. 88, [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/x340426122953204/ 68

MURPHY, M. A.; SUNNERHAGEN, K. S.; JOHNELS, B.; WILLEN, C. Threedimensional kinematic motion analysis of a daily aktivity drinking from a glass: a pilot study. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. [online]. 2006, vol. 3, no. 18 [cit 2009-10-01]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc1562432/ NUDO, R. J. Adaptive plasticity in motor cortex: implications for rehabilitation after brain injury. Journal of Rehabilitation Medicine.[online]. 2003, vol. 41 [cit 2010-21- 04]. Dostupné na WWW: http://jrm.medicaljournals.se/files/pdf/35/41/7-10.pdf SAINBURG, R. L.; KALAKANIS, D. Differences in Control of Limb Dynamics During Dominant and Nondominant Arm Reaching. Journal of Neurophysiology. [online]. 2000, vol. 83 [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://jn.physiology.org/cgi/content/abstract/83/5/2661 SAINBURG, R. L.; BAGESTEIRO, L. B. Handedness: Dominant Arm Advantages in Control of Limb. Journal of Neurophysiology. [online]. 2002, vol. 88, no. 4, [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://jn.physiology.org/cgi/content/full/88/5/2408 SAINBURG, R. L.; BAGESTEIRO, L. B. Nondominant Arm Advantages in Load Compensation During Rapid Elbow Joint Movements. Journal of Neurophysiology. [online]. 2003, vol. 90 [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://jn.physiology.org/cgi/content/abstract/88/5/2408 SAINBURG, R. L.; WANG, J. The dominant and nondominant arms are specialized for stabilizing different features of task performance. Experimental Brain Research [online]. 2007, vol. 178 [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/24907886700048g1/ SAUGSTAD, L. F. Cerebral lateralisation and rate of maturation. International Journal of Psychophysiology [online]. 1998, vol. 28 [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=articleurl&_udi=b6t3m-3tcvphwd SOLODKIN, A.; HLUSTIK, P.; CHEN, E. E.; SMALL S. L. Fine Modulation in Network Activation during Motor Execution and Motor Imagery. Cerebral Cortex 69

[online]. 2004, vol. 14, [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://cercor.oxfordjournals.org/cgi/content/full/14/11/1246?view=long&pmid=15166 100 STROGANOVA, T. A.; PUSHINA, N. P.; OREKHOVA, E. V; POSIKERA, N. I. and TSETLIN, M. M. Functional Brain Asymmetry and Individual Differences in Hand Preference in Early Ontogeny. Human Physiology. [online]. 2004, vol. 30, no. 1 [cit 2010-21-03]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/j8233763744114x3/ TEASELL, R. W.; LALIT, K. What's New in Stroke Rehabilitation. Stroke [online]. 2004, vol. 35 [cit 2010-21-04]. Dostupné na WWW: http://stroke.ahajournals.org/cgi/content/full/36/2/215 THIELMAN, G. T.; DEAN, C. M.; GENTILE, A. M. Rehabilitation of Reaching After Stroke: Task-Related Training Versus Progressive Resistive Exercise. Archive sof Physical Medicine and rehabilitation.[online]. 2004, vol. 85 [cit 2010-21-04]. Dostupné na WWW: http://www.archives-pmr.org/article/piis0003999304002916/fulltext THOMPSON, A. J.; JARRET, L.; LOCKLEY, J. MARSDEN, J.; STEVENSON, V. L. Clinical management of spasticity. J. Neurol. Neuorosurg. Psyhiatry [online]. 2005, vol. 75, [cit 2008-03-04]. Dostupné na WWW: http://jnnp.bmj.com/cgi/content/full/76/4 VOLKMANN, J.; SCHNITZLER, A.; WITTE O. W.; FREUND, H. J. Handedness and Asymmetry of Hand Representation in Human Motor Cortex. Journal of Neurophysiology. [online]. 1998, vol. 79 [cit 2009-21-11]. Dostupné na WWW: http://jn.physiology.org/cgi/content/abstract/79/4/2149 WEISS, P. H.; JEANNEROD, M.; PAULIGNAN, Y.; FREUND, H. J. Is the organisation of goal-directed action modality specific? A common temporal structure. Neuropsychologia [online]. 2000, vol. 38 [cit 2010-19-03]. Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10838148 WESTWOOD, D. A.; CHAPMAN, C. D.; ROY, E. A. Pantomimed actions may be controlled by the ventral visual stream. Experimental Brain Research [online]. 2000, 70

vol. 130 [cit 2010-19-03]. Dostupné na WWW: http://www.springerlink.com/content/y77t2nkw5c4ad4c1/ WINSTEIN, C. J.; POHL, P. S. Effects of unilateral brain damage on the control of goal-directed hand movements. Experimental Brain Research [online]. 1995, no. 105 [cit 2008-29-05] Dostupné na WWW: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7589312 ZACKOWSKI, K. M. et al. How do strength, sensation, spasticity and joint individuation relate to the reaching deficit sof people with chronic hemiparesis? Brain. [online]. 2004, vol. 127, no. 5, [cit 2008-29-05]. Dostupné na WWW: http://brain.oxfordjournals.org/cgi/content/full/127/5/1035 71

Seznam zkratek BB m. biceps brachii CMP cévní mozková příhoda CNS centrální nervový systém ED m. extensor digitorum EMG - elektromyelograf FD m. flexor digitorum HK horní končetina KU pohybu ruky k ústům NVP představa pohybu napití se ze sklenice NRS předstírání pohybu napití se ze sklenice NPS provedení pohybu napití se ze sklenice M1 primární motorická kůra PM premotorická korová oblast SMA suplementární motorická area 72

Přílohy Příloha 1 Výchozí a konečná poloha pohybu ruky k ústům 73

Příloha 2 Výchozí a konečná poloha představy pohybu napití se ze sklenice 74

Příloha 3 Výchozí a konečná poloha pohybu předstíráni napití se ze sklenice 75

Příloha 4 Výchozí a konečná poloha pohybu předstíráni napití se ze sklenice 76