Adaptive control of stiffness to stabilize hand position with large loads.

The goal of this work was to investigate stability in relation to the magnitude and direction of forces applied by the hand. The endpoint stiffness and joint stiffness of the arm were measured during a postural task in which subjects exerted up to 30% maximum voluntary force in each of four directions while controlling the position of the hand. All four coefficients of the joint stiffness matrix were found to vary linearly with both elbow and shoulder torque. This contrasts with the results of a previous study, which employed a force control task and concluded that the joint stiffness coefficients varied linearly with either shoulder or elbow torque but not both. Joint stiffness was transformed into endpoint stiffness to compare the effect on stability as endpoint force increased. When the joint stiffness coefficients were modeled as varying with the net torque at only one joint, as in the previous study, we found that hand position became unstable if endpoint force exceeded about 22 N in a specific direction. This did not occur when the joint stiffness coefficients were modeled as varying with the net torque at both joints, as in the present study. Rather, hand position became increasingly more stable as endpoint force increased for all directions of applied force. Our analysis suggests that co-contraction of biarticular muscles was primarily responsible for the increased stability. This clearly demonstrates how the central nervous system can selectively adapt the impedance of the arm in a specific direction to stabilize hand position when the force applied by the hand has a destabilizing effect in that direction.

Vector Associative Maps: Unsupervised Real-time Error-based Learning and Control of Movement Trajectories

This article describes neural network models for adaptive control of arm movement trajectories during visually guided reaching and, more generally, a framework for unsupervised real-time error-based learning. The models clarify how a child, or untrained robot, can learn to reach for objects that it sees. Piaget has provided basic insights with his concept of a circular reaction: As an infant makes internally generated movements of its hand, the eyes automatically follow this motion. A transformation is learned between the visual representation of hand position and the motor representation of hand position. Learning of this transformation eventually enables the child to accurately reach for visually detected targets. Grossberg and Kuperstein have shown how the eye movement system can use visual error signals to correct movement parameters via cerebellar learning. Here it is shown how endogenously generated arm movements lead to adaptive tuning of arm control parameters. These movements also activate the target position representations that are used to learn the visuo-motor transformation that controls visually guided reaching. The AVITE model presented here is an adaptive neural circuit based on the Vector Integration to Endpoint (VITE) model for arm and speech trajectory generation of Bullock and Grossberg. In the VITE model, a Target Position Command (TPC) represents the location of the desired target. The Present Position Command (PPC) encodes the present hand-arm configuration. The Difference Vector (DV) population continuously.computes the difference between the PPC and the TPC. A speed-controlling GO signal multiplies DV output. The PPC integrates the (DV)·(GO) product and generates an outflow command to the arm. Integration at the PPC continues at a rate dependent on GO signal size until the DV reaches zero, at which time the PPC equals the TPC. The AVITE model explains how self-consistent TPC and PPC coordinates are autonomously generated and learned. Learning of AVITE parameters is regulated by activation of a self-regulating Endogenous Random Generator (ERG) of training vectors. Each vector is integrated at the PPC, giving rise to a movement command. The generation of each vector induces a complementary postural phase during which ERG output stops and learning occurs. Then a new vector is generated and the cycle is repeated. This cyclic, biphasic behavior is controlled by a specialized gated dipole circuit. ERG output autonomously stops in such a way that, across trials, a broad sample of workspace target positions is generated. When the ERG shuts off, a modulator gate opens, copying the PPC into the TPC. Learning of a transformation from TPC to PPC occurs using the DV as an error signal that is zeroed due to learning. This learning scheme is called a Vector Associative Map, or VAM. The VAM model is a general-purpose device for autonomous real-time error-based learning and performance of associative maps. The DV stage serves the dual function of reading out new TPCs during performance and reading in new adaptive weights during learning, without a disruption of real-time operation. YAMs thus provide an on-line unsupervised alternative to the off-line properties of supervised error-correction learning algorithms. YAMs and VAM cascades for learning motor-to-motor and spatial-to-motor maps are described. YAM models and Adaptive Resonance Theory (ART) models exhibit complementary matching, learning, and performance properties that together provide a foundation for designing a total sensory-cognitive and cognitive-motor autonomous system.

Adaptação Cultural e Linguística do Trunk Control Test: avaliação das propriedades psicométricas

Introdução: O controlo postural do tronco é um fator preditivo de autonomia, sendo fundamental a existência de instrumentos válidos e fiáveis a fim da sua avaliação na população portuguesa. Objetivo: Traduzir e adaptar o Trunk Control Test (TCT) para a população portuguesa em indivíduos após AVE e avaliar as suas propriedades psicométricas. Métodos: O TCT foi sujeito aos processos de tradução e retroversão para a população portuguesa por dois tradutores bilingues e realizadas duas reuniões com painel de peritos na área. Avaliou-se a validade, a fiabilidade, a sensibilidade, a especificidade e o poder de resposta em 19 indivíduos com AVE. Para avaliar a validade de critério os indivíduos foram adicionalmente submetidos à Escala de Equilíbrio de Berg (EEB), à Avaliação Motora de Rivermead (AMR) e à Escala de Comprometimento do Tronco (ECT). A fiabilidade inter-observadores foi garantida por uma segunda amostra de 25 fisioterapeutas, através da avaliação do desempenho de um participante no TCT. Os dados foram analisados no programa SPSS 22.0. Resultados: O TCT apresentou baixa consistência interna ( =0,523) e fiabilidade inter-observadores substancial (k=0,662). Obteve-se forte correlação do TCT com a ECT (r=0,885) e AMR (r=0,864), e correlação moderada com a EEB (r=0,700). A validade de construção aponta para uma moderada correlação entre itens (KMO=0,755; Bartlett=0,001). Não foi possível obter os valores de sensibilidade, especificidade e poder de resposta do TCT. Conclusão: O estudo demonstrou que o TCT é um instrumento válido e fiável na avaliação da população portuguesa após AVE.

Cambios ocurridos a nivel de flexibilidad y actitud postural a través de la aplicación del método pilates en una muestra de cinco pacientes entre los 30 y 50 años de edad durante 15 sesiones

En los últimos años, no se ha podido precisar con exactitud la cantidad de personas que se encuentran sometidas a problemas de origen muscular, debido a factores como el trabajo, la violencia, la cultura y otras circunstancias que terminan en desórdenes crónicos reflejados en su actitud postural y más grave aún, dolores incapacitantes que llevan a ausentismo laboral y social. Es por esto, que el propósito del siguiente trabajo de grado es identificar los cambios obtenidos a nivel de flexibilidad y actitud postural con la aplicación del Método Pilates durante quince sesiones, con el fin de analizar los resultados obtenidos en una muestra especifica.

Trastornos musculo-esqueléticos y la relación con la carga postural asociada a la labor de cosechero de palma aceitera en una plantación del Meta, Colombia 2015

Resumen: INTRODUCCIÓN: Las personas dedicadas a la cosecha del fruto de la palma de aceite durante el desarrollo de sus labores, adoptan diversas posturas y realizan movimientos repetitivos e incluso ejecutan manipulación de cargas, las cuales varían según las características del lugar y la naturaleza del trabajo. Labores de corte del fruto, poda de cada una de las plantas o la recolección y acopio del producto, pueden acarrear desordenes musculares y/o trastornos esqueléticos. En Estados Unidos, el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) precisa que los trastornos musculo-esqueléticos (TME) involucran nervios, tendones, músculos y estructuras de soporte; por tanto es conveniente identificar signos y síntomas y la carga física de esta población trabajadora. Los trastornos musculo-esqueléticos (TME) como menciona la Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el Trabajo, son un problema grave. Para el trabajador causa dolor y pérdida de ingresos, para los empleadores reducen la eficiencia operacional y para el país incrementan los gastos de la seguridad social. En su informe final, Ramírez Vargas destaca la presencia de Colombia como principal productor de aceite de palma con el 38% de la producción de Latinoamérica. Estima que en este oficio hay más de 1950 cosecheros en la región del Meta, departamento de la zona oriental donde se presenta el mayor crecimiento con un área cultivada al año 2011 de 163.447 hectáreas y un promedio de 16 trabajadores por 100 hectáreas. METODOS: Estudio de corte transversal en 204 trabajadores en los cuales se identificaron síntomas y factores de riesgo ergonómico existentes en el puesto de trabajo por medio de una encuesta con base en el modelo de Ergonomía Participativa (ERGOPAR) y la evaluación biomecánica por medio del método Rapid Entire Body Assessment (REBA) en cosecheros de una plantación de palma aceitera en el departamento del Meta 2015. RESULTADOS: El total de cosecheros fueron hombres y su promedio de edad es de 36,4 años cumplidos. El promedio de la permanencia en centro de trabajo es de 19,1 meses y una media de 7 años de experiencia en el oficio en diferentes centros. El 31,9% de los trabajadores encuestados refirieron molestias y el 30,9% dolor en la espalda baja o región lumbar, mientras que en la evaluación biomecánica en aspectos referentes a la carga física de los trabajadores con el método REBA, arrojo niveles de riesgo altos en el 59,1% de la población y riesgo medio en el 43,1%. CONCLUSIONES: La labor de cosechero involucra cargas posturales en todas las zonas evaluadas por la metodología REBA ya sea por posturas o movimientos, la manipulación de carga, la fuerza de mayor o menor magnitud y el agarre; encontrando que los brazos tienen un mayor compromiso en cuanto a la exigencia física, influenciada por la altura de la palma, la cual incide desfavorablemente para la presentación de TME a nivel de tronco en zona lumbar y dorsal La ergonomía participativa puede convertirse en una habilidad empresarial, inducir a los trabajadores para que formen parte de la unión entre el ejercicio ergonómico empresarial y la participación del grupo de implicados, harán que en conjunto se encuentren soluciones específicas enfocadas a la prevención de TME generados por el ambiente laboral, bajo la premisa del empoderamiento de la población para controlar que las medidas acordadas terminen en su verdadera aplicación.

Educación postural de tareas cotidianas en la Enseñanza Primaria : una visión ergonómica.

Realizar y desarrollar una unidad didáctica de educación postural de tareas cotidianas en el tercer ciclo de primaria, dentro del área de educación física y en el marco de la reforma educativa.. Dos grupos-clase de 38 alumnos cada uno de 11 años de edad. Uno forma el grupo experimental y el otro el grupo control.. Recopila diferentes materiales que justifican la importancia de la educación postural y realiza cinco estudios previos sobre diversas facetas del tema en las actividades cotidianas (correr, sentarse, manipular cargas, barrer). Desarrolla una unidad didáctica sobre el tema basada en una metodología lúdica y de aprendizaje por descubrimiento guiado. Aplica la unidad didáctica a un grupo experimental. Aplica al grupo control una unidad didáctica de iniciación deportiva habitual en educación física. Obtiene los datos a partir de la aplicación de dos encuestas: una previa y otra posterior a la experiencia. Contrasta la eficacia de la unidad didáctica a través de la comparación estadística de los datos de las dos encuestas.. Dos encuestas ad hoc dirigidas a los alumnos, una previa y otra posterior a la experiencia.. Distribuciones de frecuencias y histogramas para cada categría de las preguntas en cada grupo. Comparación de medias y de grupos antes y después de la experiencia mediante la prueba U de Mann Whitney.. Respecto al grupo experimental y después de la experiencia, se da un aumento de la importancia otorgada a la postura en relación a la salud. Aumenta el porcentaje de niños que se han fijado en las posturas que adoptan sus padres. Aumenta la autoobservación en la adopción de diferentes posturas. Aumenta la relación que se encuentra entre las posturas que se adoptan al estar sentado, al transportar cargas, correr y barrer. Los alumnos entienden que existen unos principios de higiene postural comunes.. La educación postural, que debería ser un tema transversal, puede ser abordada por la educación física en forma de juego. Los niños la encuentran interesante. En el medio escolar español no se le presta la suficiente atención. La educación postural asegura el aprendizaje de unos principios y actitudes que pueden disminuir las fatigas y lesiones, favoreciendo un mayor rendimiento y disfrute en diversas actividades a lo largo de la vida de las personas..

Efectos sobre la disposición sagital del raquis de un programa de educación postural en Educación Física de primaria.

Resumen tomado de la publicación

Avaliação dos efeitos da reeducação postural global (rpg) em pacientes com espondilite anquilosante

The Ankylosing Spondylitis (AS) is a chronic inflammatory disease that primarily affects the axial skeleton, leading to limitation of spine mobility and functional disability. Physical therapy, especially exercise, is an important part in your treatment. The Global Postural Reeducation(GPR),a method that uses stretching based on evaluation of muscular chains, with significant interference in postural changes may be a complementary alternative for the treatment of this disease. The aim was to evaluate the effects of Global Postural Reeducation (GPR) in patients with Ankylosing Spondylitis (AS) and compare GPR with group conventional segmental self-stretching and breathing exercises. This is a controlled interventional study of 38 patients divided into 2 groups: a GPR group (n = 22) and a control group (n = 16). Both groups were treated over four months. With the GPR group patients, positions that stretched the shortened muscle chains were used. With the control group patients, conventional segmental self-stretching and breathing exercises were performed. The variables analyzed were: pain intensity, morning stiffness, spine mobility, chest expansion, functional capacity (Health Assessment Questionnaire - Spondyloarthropathies - HAQ-S), quality of life (Medical Outcome Study Short Form 36 Healthy Survey-SF-36), and disease activity (Bath Ankylosing Spondylitis Disease Activity Index - BASDAI). Statistical analysis was used with a significance level of p < 0.05. There was a statistically significant difference for all the parameters analyzed between pre and post-treatment in both groups. In the inter-group comparison the GPR group showed a statistically significant improvement in morning stiffness (p = 0.01), spine mobility parameters, except finger-floor distance (p = 0.11), in chest expansion (p = 0.02), and in the physical aspect component of the SF-36 (p = 0.00).Finally, we observed that this sample of patients with AS ,treatment with RPG 60 seems to have a better response in some clinical measures, than the conventional self stretching performed in groups. Further studies are needed to further evaluate this therapeutic alternative in the EA

Efeitos da informação comportamental na dinâmica intrínseca do controle postural

Esse estudo teve como objetivo examinar possíveis alterações na dinâmica intrínseca de crianças e adultos decorrentes de informações externas na realização de uma tarefa de manutenção da postura ereta. Participaram do estudo dez crianças de 8 anos de idade e dez adultos jovens de ambos os gêneros. Eles permaneceram na posição ereta dentro de uma sala móvel que foi movimentada continuamente para frente e para trás. Os participantes recebiam informação sobre o movimento da sala e eram solicitados a não oscilar ou a oscilar junto com o movimento da mesma. Os resultados mostraram que a manipulação da informação visual induziu oscilação corporal correspondente (dinâmica intrínseca) em crianças e adultos. Informação sobre o movimento da sala e solicitação de uma ação (informação comportamental) alteraram o relacionamento entre informação visual e oscilação corporal. Crianças apresentaram mais dificuldades em alterar a dinâmica intrínseca do que adultos, indicando que elas são mais dependentes da dinâmica intrínseca do que adultos. Esses resultados trazem implicações importantes para a situação de ensino-aprendizagem, pois indica que aprendizagem envolvendo crianças deve ser estruturada propiciando condições mais favoráveis para alterações na dinâmica intrínseca para que os objetivos da mesma sejam alcançados.

Effects of postural threat on walking features of Parkinson's disease patients

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação postural em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica

O objetivo deste estudo foi avaliar alterações posturais em pacientes com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC), por meio do Software para Avaliação Postural (SAPO). Trinta indivíduos constituíram 2 grupos: 15 pacientes com DPOC e 15 idosos saudáveis (controle). Os grupos realizaram espirometria e foram fotografados para avaliação postural. As imagens obtidas foram digitalizadas e, posteriormente, avaliou-se dez alterações posturais com o SAPO [inclinação lateral da cabeça (ILC), desnivelamento dos ombros (DO), desnivelamento pélvico anterior (DPA), inclinação lateral do tronco (ILT), desnivelamento das escápulas (DE), desnivelamento pélvico posterior (DPP), protusão da cabeça (PC), protusão de ombro (PO), báscula anterior da pelve (BAP) e cifose torácica (CT)]. Essas alterações, obtidas no grupo controle, foram conferidas com o padrão de normalidade para adultos jovens, proposto em estudo prévio. Para a comparação das alterações posturais entre grupo controle e DPOC, foi utilizado o teste de Mann-Whitney em grupo controle, e em adultos jovens, o teste t de Student não pareado, ambos com nível de significância estatística de 5%. Dentre as dez alterações posturais, o grupo controle apresentou sete (ILC, DPA, DE, DPP, PC, PO, BAP) com valores angulares significativamente maiores em relação aos adultos jovens. Quando comparados a idosos saudáveis, indivíduos com DPOC apresentaram um aumento significante na angulação de BAP, DPP e CT. Pacientes com DPOC apresentam três alterações posturais que provavelmente estão relacionadas à doença.

Efeito da terapia hormonal sobre o equilíbrio postural em mulheres na pós-menopausa

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tecnologia assistiva das salas de recursos multifuncionais: avaliação de dispositivos para adequação postural

Pós-graduação em Educação - FFC

Efeito da reeducação postural global (RPG) sobre a distribuição do peso corporal e atividade eletromiográfica na postura sentada

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência de calços na orientação postural de indivíduos com escoliose idiopática

INTRODUCTION: The relationship between the orientation of the segments and the adjustments that can be triggered by shoe lift and insoles in scoliotic patients during maintenance of standing position is unclear. OBJECTIVE: To verify static changes and those associated with unilateral manipulations of shoe lift in the postural orientation in people with idiopathic scoliosis. MATERIALS AND METHODS: Experimental group composed of ten patients with idiopathic scoliosis with double curve (less 10°) and control group with ten participants without scoliosis (aging from 13 to 24 years). Participants were videotaped in upright stance, standing with no, low (1 cm), and high (3 cm) shoe lift, which were placed under right and left shoe. In each condition, the participant maintain upright stance for 15 seconds and reflective markers were affixed on specific anatomical places. Postural angles were obtained: high thoracic; medium thoracic; thoracolumbar; and lumbar, as well segmental angles: shoulder; scapula; pelvis; and knee. RESULTS: In the no shoe lift condition, differences were observed between groups for high and medium thoracic angles and for shoulder. With low and high shoe lift under the right foot, difference was observed between shoe lift heights for high thoracic, for pelvis and knee angles. With low and high shoe lift under the left foot, differences between groups were observed for thoracolumbar angle and between shoe lift heights for pelvis and knee angles. CONCLUSIONS: The shoe lift promotes reorientation in the lower regions of the spine and segments of pelvis and knee. It might be suggested that in the scoliosis with double curves, manipulation in the basis of support changes the alignment of the trunk that might promote structural reorganization and the search of new adjustments among segments in individuals with idiopathic scoliosis.