Balancing deceit and disguise: How to successfully fool the defender in a 1 vs. 1 situation in rugby

Suddenly changing direction requires a whole body reorientation strategy. In sporting duels such as an attacker vs. a defender in rugby, successful body orientation/reorientation strategies are essential for successful performance. The aim of this study is to examine which biomechanical factors, while taking into account biomechanical constraints, are used by an attacker in a 1 vs. 1 duel in rugby. More specifically we wanted to examine how an attacker tries to deceive the defender yet disguise his intentions by comparing effective deceptive movements (DM+), ineffective deceptive movements (DM-), and non-deceptive movements (NDM). Eight French amateur expert rugby union players were asked to perform DMs and NDMs in a real 1 vs. 1 duel. For each type of movement (DM+, DM-, NDM) different relevant orientation/reorientation parameters, medio-lateral displacement of the center of mass (COM), foot, head, upper trunk, and lower trunk yaw; and upper trunk roll were analyzed and compared. Results showed that COM displacement and lower trunk yaw were minimized during DMs while foot displacement along with head and upper trunk yaw were exaggerated during DMs (DM+ and DM-). This would suggest that the player is using exaggerated body-related information to consciously deceive the defender into thinking he will run in a given direction while minimizing other postural control parameters to disguise a sudden change in posture necessary to modify final running direction. Further analysis of the efficacy of deceptive movements showed how the disguise and deceit strategies needed to be carefully balanced to successfully fool the defender. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Task prioritization in aging: effects of sensory information on concurrent posture and memory performance

In older adults, cognitive resources play a key role in maintaining postural stability. In the present study, we evaluated whether increasing postural instability using sway referencing induces changes in resource allocation in dual-task performance leading older adults to prioritize the more age-salient posture task over a cognitive task. Young and older adults participated in the study which comprised two sessions. In the first session, three posture tasks (stable, sway reference visual, sway reference somatosensory) and a working memory task (n-back) were examined. In the second session, single- and dual-task performance of posture and memory were assessed. Postural stability improved with session. Participants were more unstable in the sway reference conditions, and pronounced age differences were observed in the somatosensory sway reference condition. In dual-task performance on the stable surface, older adults showed an almost 40% increase in instability compared to single-task. However, in the sway reference somatosensory condition, stability was the same in single- and dual-task performance, whereas pronounced (15%) costs emerged for cognition. These results show that during dual-tasking while standing on a stable surface, older adults have the flexibility to allow an increase in instability to accommodate cognitive task performance. However, when instability increases by means of compromising somatosensory information, levels of postural control are kept similar in single- and dual-task, by utilizing resources otherwise allocated to the cognitive task. This evidence emphasizes the flexible nature of resource allocation, developed over the life-span to compensate for age-related decline in sensorimotor and cognitive processing.

White matter fractional anisotrophy predicts balance performance in older adults

Aging is characterized by brain structural changes that may compromise motor functions. In the context of postural control, white matter integrity is crucial for the efficient transfer of visual, proprioceptive and vestibular feedback in the brain. To determine the role of age-related white matter decline as a function of the sensory feedback necessary to correct posture, we acquired diffusion weighted images in young and old subjects. A force platform was used to measure changes in body posture under conditions of compromised proprioceptive and/or visual feedback. In the young group, no significant brain structure-balance relations were found. In the elderly however, the integrity of a cluster in the frontal forceps explained 21% of the variance in postural control when proprioceptive information was compromised. Additionally, when only the vestibular system supplied reliable information, the occipital forceps was the best predictor of balance performance (42%). Age-related white matter decline may thus be predictive of balance performance in the elderly when sensory systems start to degrade.

Posture and cognition interfere in later adulthood even without concurrent response production

We investigated adult age differences in dual-task costs in cognitive-sensorimotor settings without concurrent response production and with individually adjusted resource demands for the cognitive task. Twenty-four young adults (M=25.42 years, SD=3.55) and 23 older adults (M=68 years, SD=4.46) performed a cognitive task and two postural control tasks (standing on a stable and moving platform) both separately (single-task context) and concurrently (dual-task context). The cognitive task did not require response production during posture data collection and its difficulty was individually adjusted to 80% correct performance under single-task conditions. Results showed pronounced age differences in postural control in the moving platform condition, which increased further under dual-task conditions. Our findings support the assumption of increased cognitive resource demands for postural control in older adults. They extend existing work by taking two shortcomings of previous studies into account. We discuss cognitive and posture task constraints in this and previous studies as factors determining multi-tasking and its changes in later adulthood.

Are twitches, startles, and body movements pain indicators in extremely low birth weight infants?

The goal of this study was to examine whether body activity such as postural, trunk, and limb movements may be potential pain cues in preterm infants.

Contribution of primary motor cortex to compensatory balance reactions

Background: Rapid compensatory arm reactions represent important response strategies following an unexpected loss of balance. While it has been assumed that early corrective actions arise largely from sub-cortical networks, recent findings have prompted speculation about the potential role of cortical involvement. To test the idea that cortical motor regions are involved in early compensatory arm reactions, we used continuous theta burst stimulation (cTBS) to temporarily suppress the hand area of primary motor cortex (M1) in participants prior to evoking upper limb balance reactions in response to whole body perturbation. We hypothesized that following cTBS to the M1 hand area evoked EMG responses in the stimulated hand would be diminished. To isolate balance reactions to the upper limb participants were seated in an elevated tilt-chair while holding a stable handle with both hands. The chair was held vertical by a magnet and was triggered to fall backward unpredictably. To regain balance, participants used the handle to restore upright stability as quickly as possible with both hands. Muscle activity was recorded from proximal and distal muscles of both upper limbs.

Results: Our results revealed an impact of cTBS on the amplitude of the EMG responses in the stimulated hand muscles often manifest as inhibition in the stimulated hand. The change in EMG amplitude was specific to the target hand muscles and occasionally their homologous pairs on the non-stimulated hand with no consistent effects on the remaining more proximal arm muscles.

Conclusions: Present findings offer support for cortical contributions to the control of early compensatory arm reactions following whole-body perturbation.

Ecological Relevance Determines Task Priority in Older Adults' Multitasking

Objectives: Multitasking is a challenging aspect of human behavior, especially if the concurrently performed tasks are different in nature. Several studies demonstrated pronounced performance decrements (dual-task costs) in older adults for combinations of cognitive and motor tasks. However, patterns of costs among component tasks differed across studies and reasons for participants' resource allocation strategies remained elusive.
Method:We investigated young and older adults' multitasking of a working memory task and two sensorimotor tasks, one with low (finger force control) and one with high ecological relevance (postural control). The tasks were performed in single-, dual-, and triple-task contexts.
Results: Working memory accuracy was reduced in dual-task contexts with either sensorimotor task and deteriorated further under triple-task conditions. Postural and force performance deteriorated with age and task difficulty in dual-task contexts. However, in the triple-task context with its maximum resource demands, older adults prioritized postural control
over both force control and memory.
Discussion: Our results identify ecological relevance as the key factor in older adults’ multitasking.

Successful balance training is associated with improved multisensory function in fall-prone older adults

Balance maintenance relies on a complex interplay between many different sensory modalities. Although optimal multisensory processing is thought to decline with ageing, inefficient integration is particularly associated with falls in older adults. We investigated whether improved balance control, following a novel balance training intervention, was associated with more efficient multisensory integration in older adults, particularly those who have fallen in the past. Specifically, 76 healthy and fall-prone older adults were allocated to either a balance training programme conducted over 5 weeks or to a passive control condition. Balance training involved a VR display in which the on-screen position of a target object was controlled by shifts in postural balance on a Wii balance board. Susceptibility to the sound-induced flash illusion, before and after the intervention (or control condition), was used as a measure of multisensory function. Whilst balance and postural control improved for all participants assigned to the Intervention group, improved functional balance was correlated with more efficient multisensory processing in the fall-prone older adults only. Our findings add to growing evidence suggesting important links between balance control and multisensory interactions in the ageing brain and have implications for the development of interventions designed to reduce the risk of falls.

Comparing lateral bias in dogs and humans using the KongTM ball test

The KongTM ball test has been used extensively to assess lateral bias in the domestic dog. Implicit in this challenge is the assumption that dogs use their dominant paw to stabilise the ball. This study examined whether or not this is the case. A comparative approach was adopted, exploring limb use in dogs and humans. In Experiment 1, the paw preference of 48 dogs was assessed on the KongTM ball test. Analysis revealed an equal distribution of paw use, although significantly more dogs were paw-preferent than ambilateral. Significantly more male dogs were classified as right-pawed, while more females were ambilateral. There was no significant effect of canine sex or castration status on the dogs’ paw preferences. In Experiment 2, 94 adult humans were assessed on their ability to remove a piece of paper from a KongTM ball with their mouth, using their left, right or both hands to stabilise the ball. 76% of the right-handed people used their left hand, and 82% of the left-handed participants used their right hand, to hold the KongTM steady. It is concluded that dogs, like humans, are most likely using their non-dominant limb to stabilise the KongTM ball and their dominant side for postural support. This has potential applied implications from an animal welfare perspective.

Fiabilidade e validade do instrumento Physiosensing na avaliação do equilíbrio em pessoas com deficiência intelectual

Enquadramento: O ‘Physiosensing’ (‘PhyS’) é um dispositivo médico destinado ao treino do controlo postural nas posições de sentado e de pé, bem como no levantar e sentar, possibilitando também a avaliação do desempenho a este nível. Este trabalho teve como objetivo avaliar a fiabilidade e a validade da plataforma ‘Physiosensing’ na avaliação do equilíbrio em pessoas com deficiência intelectual (PCDI). Métodos: Para o grupo experimental (GE) foram recrutados 47 indivíduos com deficiência intelectual e para o grupo de controlo (GC) 39 indivíduos sem deficiência intelectual, provenientes da região do BaixoMondego. A avaliação da fiabilidade incluiu as análises da concordância entre observadores, reprodutibilidade temporal e consistência interna. A análise fatorial exploratória analisou os pressupostos de subdomínios propostos pelos autores. A validade discriminante foi analisada através da comparação de resultados entre o GE e o GC, e a validade concorrente pela análise dos valores de associação entre os resultados do ‘PhyS’ com a Escala de Equilíbrio de Berg (EEB). Resultados: O subconjunto de exercícios relacionados com a transferência de peso lateralmente (TPL) apresentou os resultados mais elevados a nível da concordância entre observadores (0,40 ≤ CCI > 0,75) e na reprodutibilidade intemporal (CCI ≥ 0,75). O instrumento apresenta uma consistência interna fraca (α = 0,63) quando considerados todos os exercícios, tendo-se obtido o melhor resultado para o subconjunto de exercícios TPL (α = 0,81). A análise fatorial exploratória devolveu quatro fatores, explicando 76,4% da variância, agrupando no primeiro fator o subconjunto de exercícios TPL. Foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os resultados dos participantes com e sem deficiência intelectual, em dez dos onze exercícios que compõem a configuração da plataforma. Seis exercícios, que incluem os exercícios TPL, apresentam valores de associação estatisticamente significativos com a EEB. Conclusão: Alguns exercícios da plataforma ‘PhyS’ não se mostram adequados para medir o equilíbrio em PCDI, não podendo ser incluídos numa medida global. No entanto, os exercícios TPL poderão constituir um indicador global do equilíbrio em pessoas com PCDI. Recomenda-se a definição de procedimentos de medição de forma a melhorar os índices de fiabilidade, o aprofundamento da configuração de exercícios para a avaliação do equilíbrio e o estudo do potencial da plataforma em programas de intervenção para o treino das funções do equilíbrio.

Ajustes posturais para o alcance funcional dos membros superiores - migração do centro de pressão na posição de sentado

Objetivos: Pretende-se verificar as modificações neuromotoras após uma intervenção baseada no conceito de Bobath ao nível dos ajustes posturais durante o alcance funcional dos membros superiores, em três crianças com paralisia cerebral. Pretende-se também, verificar o efeito desta abordagem nas atividades e participação, bem como destacar os aspetos individuais das mesmas crianças com a capacidade de mudança após a intervenção. Metodologia: A avaliação foi realizada antes e três meses após a intervenção em fisioterapia segundo o conceito de Bobath. Optou-se por um registo observacional com uma Máquina Fotográfica Digital, um sistemas de Câmaras de Vídeo, uma Plataforma de Forças e, utilizaram-se ainda instrumentos como o Gross Motor Functional Measure– versão 88 itens, o Gross Motor Function Classification System, o Teste de Alcance Funcional Modificado e a ferramenta, Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e Saúde – crianças e jovens. Resultados: Verificou-se um progresso nos ajustes posturais e na funcionalidade em geral, o que se repercutiu na restrição da participação e na limitação da actividade. A postura na posição de sentado, o deslocamento do centro de pressão, a capacidade de deslocamento no sentido anterior, bem como as capacidades motoras grosseiras modificaram-se em todas as crianças, tendo a criança B apresentado a maior e a criança A a menor capacidade de mudança após a intervenção. Conclusão: A intervenção segundo o Conceito de Bobath promoveu modificações neuromotoras, o que levaram a uma melhoria da funcionalidade geral, da mobilidade e do controlo postural da criança, refletindo-se nos ajustes posturais durante o alcance funcional dos membros superiores na posição de sentado. Verificou-se ainda, uma melhoria na restrição da participação e na limitação da actividade diária.

Comportamento motor do tronco e membro superior, num sistema de posicionamento rígido e dinâmico, durante atividade

A funcionalidade dos indivíduos com Paralisia Cerebral está muitas vezes comprometida devido às alterações do movimento e do controlo postural. Dadas estas alterações, a posição de sentado oferece uma maior estabilidade sendo muitas das atividades de vida diária desempenhadas nesta posição. O objetivo mais importante de intervenção é obter o máximo de funcionalidade na posição de sentado, particularmente do membro superior. Este objectivo, na maioria das vezes, só pode ser atingido com o uso de sistemas de posicionamento que tentam colmatar as alterações posturais e do movimento. Assim, o objetivo deste estudo de caso é verificar se existem diferenças no comportamento motor do tronco e do membro superior, com um sistema de posicionamento rígido e com um sistema de posicionamento dinâmico, numa jovem com Paralisia Cerebral, aquando da ativação manual de um switch. Foi realizado um estudo de caso único em que foi feita uma análise cinemática do movimento do tronco e membro superior na ativação de um switch BigMack, em três posições de teste com distâncias diferentes. Simultaneamente mediu-se a distribuição do peso durante o movimento, através do mapa de pressão e foi registada, bilateralmente a atividade dos músculos trapézio (porção média), longuíssimo, recto abdominal e oblíquo externo. Os resultados obtidos apontam, neste caso em particular, para uma melhoria na qualidade do movimento e da distribuição de peso, com o sistema de posicionamento dinâmico, sem diferenças entre os dois sistemas relativamente à ativação muscular.

O comportamento dos ajustes posturais antecipatórios na tibio-társica na sequência de levantar em indivíduos com doença de Parkinson

Introdução: A sequência de movimento de sentado para de pé (SPP) exige um elevado controlo postural (CP). Em indivíduos com doença de Parkinson (DP), os circuitos que envolvem os ajustes posturais antecipatórios (APA’s) parecem estar afetados, refletindo-se numa diminuição do CP com repercussões nesta sequência de movimento. Objetivo: Avaliar o comportamento dos APA’s na tibio-társica na sequência de movimento SPP em indivíduos com DP. Métodos: Recorreu-se ao estudo de 4 casos com DP, com tempo de evolução entre os 3 e 17 anos, objeto de uma intervenção de fisioterapia baseada nos princípios do Conceito de Bobath durante 12 semanas. Antes (M0) e após (M1) a intervenção procedeu-se ao registo eletromiográfico dos músculos tibial anterior (TA) e solear (SOL) bilateralmente e durante a sequência de SPP. Adicionalmente foram também utilizadas a Escala de Equilíbrio de Berg, a Modified Falls Efficacy Scale (MFES) e a Classificação Internacional de Funcionalidade (CIF), para, indiretamente, averiguar o impacto funcional da reorganização dos APA’s. Resultados: Em M0 os resultados sugerem uma diminuição APA’s, uma vez que se observou: 1) diferentes tempos de ativação do TA e do SOL entre membros e 2) uma ativação prévia do SOL ao TA para os participantes A, C e D. Em M1, observou-se uma aproximação ao comtemplado para os APA’s para a maioria dos indivíduos. Os resultados na escala de Berg e MFES, de M0 para M1, sugerem um aumento do equilíbrio e da capacidade de confiança na maioria dos participantes (A, 21/42 pontos, B manteve a pontuação final 31 pontos, C, 50/54 pontos e D 45/53 pontos na escala de Berg; A, 30/43 pontos, B, 21/18 pontos, C, 70/68 pontos e D, 40/64 pontos na MFES;). Também se observaram melhorias nas atividades e participação da CIF. Conclusão: nos indivíduos em estudo verificou-se, de uma forma geral, uma modificação no sentido da aproximação do período comtemplado para os APA’s, em M1. Nos sujeitos A, C, e D verificou-se uma modificação do tempo de activação do SOL em função da actividade do TA em M1. No individuo B, à esquerda não se verificou o mesmo comportamento, verificou-se a activação inversa do SOL ao TA.

Relação entre a unidade de biofeedback de pressão, deslocamento do centro de pressão e atividade eletromiográfica durante o active straight leg raising em indivíduos com e sem dor lombo-pélvica.

Introdução: A unidade de biofeedback de pressão, em indivíduos com dor lombo-pélvica, é utilizada durante exercícios de estabilização segmentar, no entanto ainda carece de evidência científica. Objetivo: Determinar a relação entre a unidade de biofeedback de pressão (UBFP), o deslocamento do centro de pressão no sentido médio-lateral (COPml) e a atividade eletromiográfica abdominal durante o active straight leg raising (ASLR) em indivíduos com e sem dor lombo-pélvica, bem como identificar diferenças entre os grupos. Metodologia: Estudo transversal analítico em 18 estudantes universitários voluntários com dor lombo-pélvica crónica inespecífica (GCD) e em 20 sem dor (GSD). Durante o ASLR (desafio postural dinâmico) foram avaliadas as variações máxima e média da pressão (recorrendo à UBFP) e do deslocamento do COPml (através da plataforma de forças), bem como a atividade muscular abdominal, bilateralmente, com recurso à eletromiografia de superfície. Estatisticamente recorreu-se à correlação de Spearman e ao teste Mann-Whitney U, ambos com um nível de significância de 0,05. Resultados: No GCD, ao contrário do GSD, não foi verificada uma relação entre a UBFP e a atividade do transverso abdominal/obliquo interno (TrA/OI) contra-lateral. Correlações moderadas, mas com sentidos opostos, foram evidenciadas em ambos os grupos, entre o deslocamento do COPml e a atividade do TrA/OI contra-lateral. Em ambos os grupos, a UBFP demonstrou estar fortemente correlacionada com o COPml. Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos nas variáveis avaliadas. Conclusão: A UBFP, no GCD, não se apresentou relacionada com a atividade do TrA/OI. Contudo, demonstrou uma relação com o deslocamento do COPml, em ambos os grupos, sendo portanto um indicador de estabilidade do tronco e assim, uma ferramenta útil em ambiente clínico. No GCD observou-se que uma maior atividade muscular TrA/OI pressupõe maior deslocamento do COPml, sendo uma relação contrária à verificada no GSD, podendo ser um indicador da perda da sua ação tónica.

Variabilidade dos limites de estabilidade na posição ortostática em utentes com Acidente Vascular Encefálico

Introdução: O controlo postural (CP), intimamente ligado aos limites de estabilidade, é fundamental nas atividades da vida diária e encontra-se comprometido após Acidente Vascular Encefálico (AVE). Objectivo: Descrever as alterações nos limites de estabilidade, na posição ortostática, em utentes com AVE, face à aplicação de um programa de intervenção baseado num processo de raciocínio clínico. Métodos: Estudo de série de casos, de três indivíduos com alterações do CP do tronco e/ou das grandes articulações, decorrentes de AVE, mas capazes de assumir e manter a posição ortostática. Para avaliar os limites de estabilidade foram utilizados a plataforma de pressões Emed (coordenadas do centro de pressão, COPx e COPy) e o MultidirectionalReachTest (MDRT). Foram também aplicadas, a Fugl-Meyer Assessmentof Sensoriomotor Recovery After Stroke (FMA) e a Berg Balance Scale (BBS). Os instrumentos de avaliação foram aplicados antes e após a intervenção (M0 e M1), de 8 semanas, baseada nos princípios do conceito de Bobath. Resultados: Os valores dos testes de alcance no MDRT aumentaram em todos os utentes. Os limites e os deslocamentos médio-lateral (COPx) e, ântero-posterior (COPy) dos valores do CPr aumentaram, entre M0 e M1. No que se refere à FMA e a BBS, verificou-se que todos apresentaram um aumento dos scores. Conclusão: Os utentes modificaram os seus limites de estabilidade no sentido do aumento, assim como, da função motora e do equilíbrio. Deste modo, a intervenção de acordo com os princípios do conceito de Bobath aparenta introduzir os estímulos necessários à reorganização funcional do sistema nervoso central lesado.