文摘
本研究的目的是确定是否增加注意力需求影响的评估踝关节本体感受的能力在年轻的成年人。我们使用一个双重任务条件下,脚踝侧对位,参与者执行任务期间与和没有二级串行听觉减法任务目标角度编码。两个实验进行了两个不同的组:一个听觉减法任务很简单(实验1)和一个(实验1 b)是很困难的。结果表明,与单一任务条件相比,参与者在双重任务条件下更高的绝对误差在实验1 b。减少对位精度与注意力要求认知任务表明注意力资源配置向困难的第二个任务可能导致破坏踝关节本体感受的性能。因此,这些发现表明认知任务的难度可能是可能的关键因素,减少对位精度的任务。我们得出结论,增加注意力需求与困难的认知任务影响的评估踝关节本体感受的能力在年轻的成年人用脚踝侧对位的任务。
1。介绍
踝关节的本体感觉是保持平衡的关键功能活动,如站立和行走期间(1,2]。虽然有普遍共识视觉的作用,前庭,本体感觉在维护直立的姿势3,4),研究表明,躯体感觉系统反馈姿势控制是一个重要的因素(5]。以前的研究也表明在下肢本体感觉大大有助于减少不稳定和瀑布(5,6]。
在康复,本体感受应该被评估,因为在运动控制中的意义。虽然有几种方法,联合对位的任务是最可靠的评估工具之一的本体感受的敏锐诊所和实验室7- - - - - -10]。在该测试中,参与者被要求重新定位参考关节角没有观察关节的定位和重新定位。在侧对位的任务,具体地说,使用相同的肢体和位置匹配供参考,有必要用记忆来记住目标位置(7]。因此很可能任何对位误差反映了认知能力的一部分。
最近的一项研究Goble et al。11)报道,老年人较低工作记忆是容易妥协本体感受的编码在侧肘对位任务当第二个认知任务并发执行。在这项研究中,老年人工作记忆能力高和低工作记忆能力,以及健康的年轻人,有和没有都完成了一个侧肘对位任务(即第二个任务。,包括通过3 s)在目标位置编码。低的老年人工作记忆能力让更多elbow-repositioning错误当次要任务执行期间目标编码,相比之下,年轻和老年人都高工作记忆能力。有趣的结论的报告,注意力资源配置向任务导致妥协感觉运动性能,因为可用的资源限制的同时应对两个任务(11]。
目前的研究旨在扩展先前的发现和确定注意力负载影响踝关节本体感受的能力在年轻人中当一个侧采用对位情况。我们选择脚踝关节关节作为目标,因为脚踝关节运动和姿势控制的重要性。以前的工作表明,在双重任务的性能差异,包括proprioception-dependent任务,如站立和行走(12]。在目前的研究中,参与者被要求执行两个并发任务。最主要的任务是一个侧踝关节对位的任务,这是执行认知任务计算机听觉有或没有一个二级串行减法任务(13]。为了澄清二级任务的难度的影响,我们进行了两个实验:有一个简单的二次任务(实验),另一个困难的次要任务(实验)。我们假设增加认知任务的难度会导致脚踝对位精度下降的任务。
我们还研究了精确位置是否匹配被增强的一个位置编码时主动运动,而不是被动运动。几项研究已经表明,参与者做小错误当目标位置建立了通过自己的主动运动时相同的目标位置是被动地由实验者决定14,15]。的影响被认为是两个移动相关特性的结果:一个传出副本的运动命令(16,17)和γ运动系统中的传入本体感受的信息(18]。在这些研究的基础上,我们假设繁殖能力的脚踝位置准确位置编码时,增强主动运动,而编码时的被动运动。
2。材料和方法
2.1。参与者
2.1.1。实验1(简单的认知任务)
16岁的年轻人参与了这项研究。研究对象包括8 8男性和女性,年龄年,平均体重公斤,平均高度厘米。入选标准是,参与者没有神经,肌肉,或听力障碍可能影响自主运动和听觉的意义。参与者参与前提供书面知情同意。早稻田大学人类研究伦理委员会的批准程序用于这项研究。赫尔辛基宣言的原则。
2.1.2。实验1 b(困难的认知任务)
一个单独的16个年轻人参与实验。这群由8 8男性和女性,年龄年,平均体重公斤,平均高度厘米。入选标准是相同的那些用于实验。每个参与者参与前给予书面知情同意。
2.2。装置
我们使用了一个定制的旋转桨,包括一个旋转的角度编码器(E6A2-CW3C、欧姆龙、日本)测量关节角和电机(USR60-E3N,新生公司,日本)将旋转桨。一个定制的手动开关是用于确定目标关节角。定制软件(美国微软Visual Studio 2010)是用来控制关节的旋转桨和执行实时采样角。这个软件也被用来操纵电脑版本的听觉认知任务。耳机(HP-RX700,维克多,日本)被用于听力在认知任务。
2.3。任务和过程
2.3.1。身体的同侧的脚踝对位的任务
蒙住眼睛参与者坐在他们主导的脚(适合所有参与者)安全肩带旋转桨(图上1)。在目标编码阶段,参与者plantarflexed踝关节从0°20°或25°(中性)的位置使用积极的运动或操作旋转桨(被动运动)。这一目标位置是保持12年代,允许参与者编码成他们的记忆。目标编码阶段之后,脚踝被返回到初始位置,然后是桨叶自动把脚踝向目标角度。参与者被要求按一个手动开关,当他们觉得脚踝已经达到目标的角位置。参与者进行对位任务9倍,和目标关节角是随机分配的。
2.3.2。认知任务(电脑版的听觉串行减法任务)
认知任务的计算机版本听觉串行减法任务(助理),参与者被要求不断减去一个选定的数量从一个随机选择的两位数13,19]。参与者执行减法任务12年代position-encoding阶段。最初的数量和球场的助理通过耳机生产,而参与者口头为分类提供一个答案。分类选择因为(a)处理的任务是基于心算和(b)它允许不同的认知水平的调查困难和球场的操作与编程算法。
在实验,参与者被要求不断减去3随机选择两位数的3 s(即12年代position-encoding阶段。4减法任务在12年代)。在实验,参与者被指示,不断从随机选择一个两位数减去7 1 s 12年代position-encoding阶段(即。在12个年代,12个减法任务)。
2.3.3。过程
整个过程(图2)进行了一项实验的房间。一开始的实验中,参与者练习一个侧对位的任务,他们试着尽可能准确地探测到一个预定义的目标角度。两分钟后的最初的练习,参与者开始实验。参与者受到2(单任务,双重任务)×2(主动、被动)实验条件的脚踝对位的任务。定义的条件如下:(a),活跃×单一任务;(b)广告,活跃×双重任务;(c) PS,被动×单一任务;(d) PD、被动×双重任务。这些条件的顺序是参与者之间的平衡。
2.4。结果测量
2.4.1。对位错误
三种常见错误分数用来测量运动精度(18]:AE,绝对误差;CE、常数误差;VE、变量错误。AE的测量误差的大小不管方向。CE反应偏差的测量是相对于一个目标。措施的一致性运动。
每个指的是AE共同繁殖是使用以下公式计算: 在这个公式,代表每个试验的误差的总和除以试验块的数量。的变量代表原始分数,代表所需的标准分数,表示数量的试验。的价值的符号计算时是被忽略。
这个是使用以下公式计算: 这个公式相似除了每个分数被认为是相对的迹象。使用以下公式计算: 在这个公式,通过计算的平方根的平方之和每个个人错误的分数和区别分数的块的数量除以试验。
2.4.2。正确答案的百分比来认知任务
每次一个参与者在减法任务给一个答案,它决心是正确的或不正确的。这些数据被用来计算正确答案的百分比。
2.5。统计分析
AE、CE、VE、单独进行统计分析。双向(注意,运动模式)方差分析(方差分析)和重复措施执行这两个因素在每个因变量。一个< 0.05被认为是具有统计学意义的价值。事后比较使用Bonferroni进行多重比较,以确定哪些比较是不同的。
3所示。结果
3.1。实验1
3.1.1。对位错误
的均值和标准差对位错误AE, CE,如表所示1。CE,双向方差分析表明,主效应,运动模式,是很有意义的(表2,图3),这表明参与者犯小错误匹配参考位置,建立了通过被动运动而不是积极的运动。没有其他主要影响或相互作用是重要的测量。
3.1.2。正确答案的百分比来认知任务
正确答案的平均百分比广告认知任务的条件并在PD的条件。
3.2。实验1 b(困难的认知任务)
3.2.1之上。对位错误
每个对位误差的均值和标准差如表所示3。AE,双向方差分析表明,主要的效果,注意,是重要的,)(表4,图4),这表明参与者大大增强双重任务中的错误条件比单一任务的条件。没有其他主要影响或相互作用是重要的测量。
3.2.2。正确答案的百分比来认知任务
正确答案的平均百分比广告认知任务的条件;在PD条件,。
4所示。讨论
在这项研究中,年轻的成年人进行身体的同侧的脚踝对位的任务单和双重任务条件。这些实验的目的是扩展先前的发现和确定注意力负载影响踝关节本体感受的能力在年轻人中当一个侧采用对位范式。结果表明,参与者做出困难的双重任务条件下脚踝对位错误明显多于单一任务的条件下。这些研究结果支持先前的调查结果,注意力资源配置向第二个任务可能导致破坏感觉运动性能,因为限制的并发处理两个任务的可用资源。此外,我们发现认知任务的难度可能是可能的关键因素,减少对位的准确性在双重任务条件下的任务。
据我们所知,这是第一次研究证明增加注意力需求影响的灵敏度在年轻的成年人身体的同侧的脚踝对位任务。这一结果表明,有限的注意力资源配置在双重任务条件下干扰脚踝位置的编码。减少身体的同侧的脚踝对位精度看到困难的双重任务条件下表明编码本体感受的目标信息共享一个共同的神经基质的能力分配内存和执行算术编码任务。先前的研究表明,较低的老年人工作记忆能力让更多elbow-repositioning错误当次要任务期间在场目标编码了年轻人和年长的成年人相比,高工作记忆能力(11]。在目前的研究中,我们选择了脚踝关节关节作为目标,为了澄清二级任务的难度的影响,我们进行了两个实验在两个不同的组:一个听觉减法任务很简单(实验)和一个(实验是很困难的)。我们的结果允许简化的解释发现认知任务的难度的影响表现身体的同侧的脚踝对位任务,这意味着有一个角色的注意力资源的评估踝关节本体感觉与身体的同侧的对位的任务。
在目前的研究中,虽然对位精度(即。,一个E) was not enhanced by active movement during the position-encoding phase of experiment CE中的结果显示,参与者产生低于当匹配目标位置通过被动运动时建立匹配相同的目标位置编码的积极。这一结果表明,参与者倾向于低估了目标位置编码时使用旋转桨叶的被动运动。一些先前的研究已经表明,CE不依赖于目标陈述方式(20.,21),而其他研究已经证明,被动目标陈述导致过度(22,23]。这些不一致的研究结果表明,生成的被动调整不足是依赖于任务的目标位置。此外,随着这种趋势不是复制实验,进一步的研究是必要的澄清效果的确切性质。
鉴于大多数本体感受的评估在临床环境中进行使用对位任务由治疗师,临床医生应该注意到一部分的对位误差反映了认知和记忆能力,而不是本体感受本身,当身体的同侧的位置匹配中使用那些容易有内存问题,比如老年人或中风病人。此外,一项研究报告了双重任务的性能差异,包括proprioception-dependent任务,如站立和行走(12]。例如,哈利等人报道,增加注意力要求在obstacle-crossing任务导致净空减少或增加老年人的变异性(24]。他们预测,关注需求进一步增加,老年人可能显示更多的削减obstacle-crossing性能。当临床训练包含运动(即的记忆。,ascending the stairs or stepping over obstacles), cognitive aspects should be taken into account during the assessment of training performance.
有一个方法论的问题,限制了来自本研究结论。因为相对年轻的实验参与者,其他军团,这些结果可能更相关的(即。中风病人或老人)应该被包括在未来的研究排除了潜在的偏见发生在这组的参与者。这项研究的另一个局限性是不同人群选择的容易和困难在目前的研究任务。选择两个不同群体的原因是为了避免(也就是一个学习的影响。,允许参与者熟悉双重任务过程)。在我们的初步研究,很明显,如果有人经历一个困难的认知任务时,他们将能够执行一个简单的认知任务而不需要一个认知负荷。因此,我们用两个不同的群体进行了这项研究。然而,可能会有风险,发现一组的差异效应,而非影响认知任务的复杂性。这是一个重要的问题,需要额外的研究(例如,比较随机简单和困难的任务在同一队列)。在未来的工作中,它也会感兴趣的解决这种可能性使用更广泛的认知能力的测试和比较结果标准化规范。我们的结果提出质疑其他认知因素也可能影响考试成绩的踝关节本体感受的性能。
5。结论
目前的研究表明,执行第二个认知任务导致减少身体的同侧的脚踝对位性能相对于单一任务条件在年轻健康的参与者。这种趋势只是观察到的队列执行困难的认知任务。因此,认知任务的难度可能是可能的关键因素,减少双重任务条件下准确对位的任务。这些结果表明,注意力资源配置向困难的认知任务可能导致破坏感觉运动性能,由于资源的限制,同时应付两个任务。进一步的研究,包括一个更大的样本和更大的个体的多样性是必要的来验证我们的结论和结果在临床设置。
利益冲突
没有利益冲突声明。
承认
本研究促进日本社会科学(jsp)成立项目下一代世界领先的研究人员(下一个程序)。