Формирование правильной осанки у детей

Укрепление мышц спины у ребенка, формирование правильной осанки – это очень важная задача, стоящая перед родителями.

Всем хорошо известно, что от состояния позвоночника зависит здоровье всего организма. Различные проблемы, связанные со спиной, могут явиться причиной головных болей, патологии желудочно-кишечного тракта, нарушений в работе сердечно-сосудистой системы в старшем возрасте. И напротив, правильная осанка и крепкий мышечный каркас – это не только свобода и сила любых движений, но и залог хорошей работы всех органов и систем нашего организма.

К сожалению, малоподвижный образ жизни и недостаточная двигательная активность – это бич современного общества. Усугубляет ситуацию неправильное питание, неудобное спальное место, некомфортные условия при выполнении домашнего задания, во время чтения или рисования. Родителям необходимо прилагать определенные усилия, чтобы сделать своего ребенка сильнее, а следовательно и здоровее.  К сожалению, современные дети, будучи предоставленными самим себе, скорее предпочтут игру в телефоне или планшете подвижным играм.

Симптомы нарушения осанки

Как понять, что у ребенка есть нарушения осанки или слабость мышц? Чтобы заподозрить нарушение осанки у вашего малыша, обратите внимание на его спину и плечи. Плечи и лопатки должны находиться на одном уровне, ягодичные складки – также. Позвоночник должен быть ровным, без боковых искривлений. В положении сидя ребенок не должен сутулиться.

Если вы заметили какие-либо нарушения осанки, проконсультируйтесь с врачом-ортопедом. Для более детального обследования и выработки правильной стратегии лечения доктор может порекомендовать рентгенологическое исследование, электромиографию или топографическую фотометрию для постановки точного диагноза. При обнаружении различных нарушений со стороны позвоночника врач может назначить комплексную терапию: лечебную гимнастику, массаж, физиотерапию, иногда медикаментозное лечение.

Профилактика нарушений осанки

Что необходимо делать для профилактики возникновения нарушения осанки или сколиоза у детей:

1. Гимнастика и в целом достаточная физическая активность

Уже с самого раннего возраста необходимо начинать заниматься укреплением мышц малыша.  Не стоит торопить события – слишком рано присаживать, учить ходить, когда ребенок еще к этому не готов. Но регулярно делать гимнастику с младенцем необходимо начинать уже с первого месяца жизни. Педиатр или ортопед научит вас комплексу простых и эффективных упражнений.

2. Водные процедуры

С детьми любого возраста очень полезно

ходить в бассейн или в теплое время года плавать в естественных водоемах. Плавание развивает все группы мышц, благотворно действует на позвоночник, способствует увеличению силы и выносливости, тренирует сердечно-сосудистую и дыхательную системы.

3. Регулярные прогулки на свежем воздухе.

4. Витамин Д3

Принимать витамин Д3 нужно в любом возрасте, а не только на первом году жизни.

5. Правильное питание

В ежедневном рационе ребенка должны присутствовать белковые продукты, злаки, свежие овощи и фрукты, кисломолочные продукты.

6. Укрепление стоп

Для профилактики и лечения плоскостопия, которое так же неблагоприятно влияет на суставы и позвоночник, необходимо носить обувь с твердым задником и супинатором или специальные стельки по назначению врача.

 

В дальнейшем, когда ребенок подрастет и пойдет в школу, важно развивать его не только интеллектуально, но и физически. Для детей естественно играть в подвижные игры, заниматься физкультурой и спортом, бегать, прыгать, плавать, танцевать, много гулять. Все это нужно только поощрять, конечно, выбирая те активности, которые вашему сыну или дочери будут в радость, а не в тягость.

Об этом я не перестаю говорить родителям на каждом своем приеме.

Помните, регулярная физическая активность – залог нормальной работы всего опорно-двигательного аппарата, прекрасного самочувствия и крепкого иммунитета ваших детей.

Чтобы уточнить цены на прием специалиста или другие вопросы пройдите по ссылкам ниже

Формирование осанки у детей

В настоящее время проблема формирования правильной осанки у детей достаточно актуальная.

По различным статистическим данным нарушение осанки в детском и подростковом возрасте наблюдается у 80% школьников. Коррекции осанки ребенка нужно уделять очень пристальное внимание. Так как не правильная осанка это не только красота и изящность движений, но от нее зависит общее состояние здоровья ребенка.

Корректор осанки

Негативные результаты от неправильной осанки дают о себе знать уже в подростковом возрасте. У многих детей развивается сутулость, сколиоз и как следствие, проблемы с внутренними органами, из-за защемления нервных окончаний, возникают проблемы с органами дыхания, пищеварения, сердца и головного мозга. Корректор осанки разработан для исправления искривлений позвоночника и у взрослых, и у детей.

Оптимальный период воздействия на осанку – это возраст от 6 до 18 лет. В это время мышцы, кости и четыре физиологические изгиба позвоночника у ребенка еще не сформированы полностью, развиваются и поэтому легче поддаются корректировке.

Эластичность корректора осанки подобрана таким образом, что при их применении мышцам предоставляется необходимый объем движений.

Польза корректора осанки

При ношении корректора осанки уменьшается нагрузка на ту группу мышц, которые испытывают большее напряжение и оказывают смещающее действие на ось позвоночника. Но в это же время ранее не задействованные (ослабленные), мышцы начинают работать в новом положении, их напряжение нормализуется. С помощью корректора у ребенка развивается нормальный собственный мышечный корсет, который удерживает позвоночник.

Для того чтобы корректор осанки принес больше пользы необходимо проконсультироваться с врачом ортопедом. Врач или консультант обследует состояние позвоночника, подберет оптимальную модель корректора осанки и назначит дополнительное лечение.

Корректор осанки применяется как одна из составляющих в комплексе лечения заболеваний позвоночника, при остеохондрозе, грыжах межпозвонковых дисков, патологии тел позвонков.

Корректоры осанки не вызывают осложнений и не имеют особых противопоказаний.

Со временем происходит разгрузка позвонков, восстанавливается нормальное состояние связочного аппарата. Увеличивается объем движений, уменьшается боль, фиксатор побуждает больного самостоятельно удерживать туловище в правильном положении. Нормальная осанка становится привычной.

Корректор осанки применяется для профилактики и лечения заболеваний позвоночника и нарушений осанки у детей и взрослых.

Важно правильно надевать корректор. Это лучше делать рано утром, в то время когда позвоночник расслаблен, нет боли, поэтому корректор поможет сохранить это состояние в течение всего дня.

Важно проследить, чтобы ремни и застежки корректора располагались ровно и не перекручивались.

Виды корректоров осанки

1. Грудные бандажи используют при искривлении позвоночника в грудном отделе. Они помогают при сутулости, при несимметричном положении лопаток, выравнивание осанки происходит за счет стягивание сзади плеч. Этот вид корректоров не рекомендуют детям, которым не исполнилось 4 года. Для остальных важно правильно подобрать размер, измерить обхват груди и длину грудного отдела. Параметры не будут соответствовать, то бандаж может даже навредить.

2. Грудные корректоры осанки имеет другую конструкцию. В его основе – алюминиевые жесткие ребра, которые расположены вдоль позвоночника. Они фиксируют грудной отдел позвоночника.

3. Реклинаторы имеют восьмиобразную форму, которая обеспечивает правильную осанку, за счет разведения плеч. При этом достигается правильное положение плечевого пояса.

Если осанке не уделять должного внимания, то при достижении определенного возраста проявляются дегенеративные процессы в межпозвонковых дисках, суставах позвоночника, связках. В результате появляется сильная стреляющая боль в области спины. Для уменьшения болевых ощущений часто используют радикулитные пояса. Пояса изготавливают из натуральной шерсти. Радикулитные пояса оказывают не только разогревающий, массажирующий эффект, но обладают фиксирующей функцией, удерживая позвоночник в области поясницы.     

Еще одно приспособление, которое призвано облегчить нагрузку на позвоночник и сформировать собственный мышечный корсет являются бандажи. Бандаж необходим для предупреждения растяжения мышц, чаще всего брюшной стенки. Их рекомендуют носить во время беременности, слабой стенке живота, в случаях, когда имеется опущение органов брюшной полости (желудка, кишечника, почек и др.).

Ношение бандажа нужно чередовать с массажем, с физическими упражнениями, чтобы мышцы выполняли свои поддерживающую функцию.

Бандажи используют для того, чтобы уменьшить чувства физической усталости, снизить переутомление, уменьшить болевые ощущения. Важно правильно подобрать размер, чтобы бандаж эффективно выполнял свою функцию.

Формирование правильной осанки у детей

Фор­ми­ро­ва­ние пра­виль­ной осан­ки у детей в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни зави­сит от окру­жа­ю­щей сре­ды. В обя­зан­но­сти роди­те­лей, а так­же сотруд­ни­ков дошколь­ных и школь­ных учре­жде­ний вхо­дит сле­дить за пра­виль­ным поло­же­ни­ем детей при сто­я­нии, сиде­нии и ходь­бе, а так­же исполь­зо­вать упраж­не­ния, раз­ви­ва­ю­щие, глав­ным обра­зом, мыш­цы спи­ны, ног и живо­та. Это нуж­но для того, что­бы у ребён­ка раз­ви­вал­ся есте­ствен­ный мышеч­ный корсет.

О позвоночнике и его изменениях

Позво­ноч­ник (позво­ноч­ный столб) явля­ет­ся основ­ной частью осе­во­го ске­ле­та чело­ве­ка и состо­ит из 33–34 позвон­ков, кото­рые соеди­не­ны меж­ду собой хря­ща­ми, связ­ка­ми и суставами.

В утро­бе мате­ри дет­ский позво­ноч­ник выгля­дит как рав­но­мер­ная дуга. При появ­ле­нии ребён­ка на свет, его позво­ноч­ник выпрям­ля­ет­ся и при­об­ре­та­ет вид прак­ти­че­ски пря­мой линии. Имен­но с момен­та рож­де­ния начи­на­ет фор­ми­ро­вать­ся осан­ка. При нали­чии навы­ка удер­жи­ва­ния голо­вы в под­ня­том состо­я­нии, в шей­ном отде­ле позво­ноч­ни­ка малы­ша посте­пен­но воз­ни­ка­ет изгиб впе­рёд, так назы­ва­е­мый, шей­ный лор­доз. Если при­шло вре­мя, когда ребё­нок уже уме­ет сидеть, в груд­ном отде­ле его позво­ноч­ни­ка так­же фор­ми­ру­ет­ся изгиб, толь­ко обра­щён­ный назад (кифоз). А если ребё­нок начи­на­ет ходить, в пояс­нич­ном отде­ле со вре­ме­нем обра­зу­ет­ся изгиб с выпук­ло­стью, кото­рая обра­ще­на впе­рёд. Это пояс­нич­ный лор­доз. Имен­но поэто­му важ­но сле­дить за даль­ней­шим пра­виль­ным фор­ми­ро­ва­ни­ем дет­ской осанки.

Об осанке и её нарушениях

Осан­кой назы­ва­ют спо­соб­ность чело­ве­ка дер­жать своё тело в раз­но­об­раз­ных поло­же­ни­ях. Она быва­ет пра­виль­ной и неправильной.

Осан­ка счи­та­ет­ся пра­виль­ной, если непри­нуж­дён­но сто­я­щий чело­век, нахо­дясь в при­выч­ной для него позе, не дела­ет лиш­них актив­ных напря­же­ний и дер­жит голо­ву и кор­пус пря­мо. Кро­ме это­го, он име­ет лёг­кую поход­ку, слег­ка опу­щен­ные и отве­дён­ные назад пле­чи, направ­лен­ную впе­рёд грудь, под­тя­ну­тый живот и ноги, разо­гну­тые в коленях.

При непра­виль­ной осан­ке чело­век не уме­ет пра­виль­но дер­жать своё тело, поэто­му, как пра­ви­ло, суту­лит­ся, сто­ит и пере­дви­га­ет­ся на полу­со­гну­тых ногах, опу­стив пле­чи и голо­ву, а так­же выста­вив впе­рёд живот. При такой осан­ке нарушает­ся нор­маль­ное функ­ци­о­ни­ро­ва­ние внут­рен­них органов.

Раз­лич­ные нару­ше­ния осан­ки, будь то суту­лость, лор­доз, кифоз или ско­ли­оз (боко­вое искрив­ле­ние позво­ноч­ни­ка) – доволь­но часто встре­ча­ют­ся у детей дошколь­но­го и школь­но­го воз­рас­тов. В основ­ном, это дети либо физи­че­ски ослаб­лен­ные, либо стра­да­ю­щие какой-либо хро­ни­че­ской болез­нью, либо уже пере­бо­лев­шие тяжё­лы­ми забо­ле­ва­ни­я­ми в ран­нем детстве.

Профилактика нарушений осанки

Про­фи­лак­ти­ка любых нару­ше­ний, свя­зан­ных с осан­кой, долж­на быть ком­плекс­ной и осно­вы­вать­ся на пред­став­лен­ных ниже принципах.

1. Пра­виль­ное питание.

Непре­рыв­но раз­ви­ва­ю­щий­ся орга­низм ребён­ка на про­тя­же­нии все­го роста нуж­да­ет­ся в полез­ных пита­тель­ных веще­ствах. Пита­ние долж­но быть пол­но­цен­ным и раз­но­об­раз­ным, так как от это­го зави­сит, насколь­ко пра­виль­ным будет раз­ви­тие мышц и костей.

2. Дви­га­тель­ная активность.

Очень важ­ны для здо­ро­вья дет­ской осан­ки заня­тия физи­че­ски­ми упраж­не­ни­я­ми, раз­лич­ны­ми вида­ми спор­та (в осо­бен­но­сти, ходь­ба на лыжах и пла­ва­ние), гим­на­сти­кой, а так­же туризм, актив­ные игры на све­жем воз­ду­хе и др. Сле­ду­ет учи­ты­вать, что при физи­че­ском раз­ви­тии не сле­ду­ет застав­лять ребён­ка совер­шать рез­ких и быст­рых нагрузок.

3. Пра­виль­ный режим дня.

Во избе­жа­ние про­блем с осан­кой необ­хо­ди­мо не толь­ко орга­ни­зо­вать пра­виль­ный режим дня (вре­мя про­гу­лок, сна, бодр­ство­ва­ния, пита­ния и др.), но и стро­го соблю­дать его, не делая ника­ких исклю­че­ний, напри­мер, по выходным.

4. Удоб­ная дет­ская комната.

4.1. Ком­на­та долж­на иметь каче­ствен­ное осве­ще­ние. Допол­ни­тель­ной настоль­ной лам­пой дол­жен быть обо­ру­до­ван дет­ский пись­мен­ный стол.

4.2. Высо­та сто­ла долж­на соот­вет­ство­вать росту ребён­ка. Суще­ству­ют так­же осо­бые пар­ты, кото­рые пред­на­зна­че­ны для кор­рек­ции осан­ки школьника.

4.3. Стул дол­жен повто­рять изги­бы тела. Прав­да, вме­сто тако­го орто­пе­ди­че­ско­го сту­ла мож­но под­кла­ды­вать за спи­ну на уровне пояс­нич­но­го отде­ла тря­пич­ный валик в допол­не­ние обыч­но­му ров­но­му сту­лу. Высо­та сту­ла в иде­а­ле долж­на быть рав­на высо­те голе­ни. Исполь­зуй­те под­став­ку для ног, если они не доста­ют до пола.

4.4. Ребё­нок дол­жен сидеть так, что­бы спи­на его опи­ра­лась на спин­ку сту­ла, а голо­ва слег­ка накло­ня­лась впе­рёд, а меж­ду телом и сто­лом лег­ко про­хо­ди­ла ладонь реб­ром. При уса­жи­ва­нии нель­зя под­ги­бать ноги под себя, так как это может при­ве­сти к искрив­ле­нию позво­ноч­ни­ка и нару­ше­нию кровообращения.

4.5. В дет­ской кро­ва­ти дол­жен быть ров­ный и твёр­дый мат­рац. Бла­го­да­ря тако­му мат­ра­цу мас­са тела ребён­ка рас­пре­де­ля­ет­ся рав­но­мер­но, а мыш­цы мак­си­маль­но рас­слаб­ля­ют­ся после вер­ти­каль­но­го поло­же­ния туло­ви­ща за весь день. Не допус­кай­те того, что­бы ребё­нок спал на мяг­кой поверх­но­сти. Это про­во­ци­ру­ет фор­ми­ро­ва­ние непра­виль­ных изги­бов позво­ноч­ни­ка во вре­мя сна. Кро­ме это­го, мяг­кий мат­рац сти­му­ли­ру­ет согре­ва­ние меж­по­зво­ноч­ных дис­ков, в свя­зи с кото­рым нару­ша­ет­ся тер­мо­ре­гу­ля­ция. Что каса­ет­ся дет­ской подуш­ки, она долж­на быть плос­кой и рас­по­ла­гать­ся исклю­чи­тель­но под голо­вой, а не под плечами.

5. Гра­мот­ная кор­рек­ция обуви.

Пра­виль­ный, точ­ный и свое­вре­мен­ный под­бор дет­ской обу­ви поз­во­ля­ет роди­те­лям избе­жать и даже устра­нить мно­гие про­бле­мы, такие как функ­ци­о­наль­ное уко­ро­че­ние конеч­но­сти, воз­ник­шее из-за нару­ше­ний осан­ки или ком­пен­са­ция дефек­тов стоп (косо­ла­пость и плос­ко­сто­пие).

6. Рав­но­мер­ное рас­пре­де­ле­ние нагрузок.

Извест­но, что чаще все­го имен­но в школь­ном воз­расте, когда у детей наблю­да­ет­ся стре­ми­тель­ный рост кост­ной и мышеч­ной мас­сы, они, к сожа­ле­нию, при­об­ре­та­ют искрив­ле­ние позво­ноч­ни­ка. Про­ис­хо­дит это по при­чине того, что в таком воз­расте позво­ноч­ник ребён­ка не при­спо­соб­лен к боль­шим нагруз­кам. Роди­те­ли долж­ны ста­рать­ся не пере­гру­жать ребён­ка при ноше­нии им ран­ца, рюк­за­ка или порт­фе­ля. Помни­те, что по стан­дар­ту вес, кото­рый раз­ре­ше­но под­ни­мать ребён­ку, состав­ля­ет 10% от общей мас­сы тела.

Спин­ка у школь­но­го ран­ца долж­на быть ров­ной и твёр­дой, шири­на его не долж­на быть боль­ше шири­ны плеч. Так­же ранец не дол­жен висеть ниже поя­са, а рем­ни на нём долж­ны быть мяг­ки­ми и широ­ки­ми, регу­ли­ро­вать­ся по длине. Недо­пу­сти­мо в тече­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни ноше­ние тяжё­лых сумок на одном из плеч, что осо­бен­но акту­аль­но для дево­чек. В этом слу­чае искрив­ле­ние позво­ноч­ни­ка для них может стать неиз­беж­ной проблемой.

 

Что каса­ет­ся пра­виль­но­го пере­но­са тяже­стей, извест­но, что накло­нить­ся, взять тяжесть и под­нять её – это огром­ная нагруз­ка на позво­ноч­ник и так делать нель­зя. Пра­виль­ным было бы сна­ча­ла при­сесть с ров­ной спи­ной, затем взять, при­жать к гру­ди, под­нять­ся и отне­сти. И в каче­стве сове­та роди­те­лям: даже если вы сами не сле­ду­е­те это­му пра­ви­лу, научи­те ему ваше­го ребёнка.

Формирование правильной осанки

Сти­му­ли­ро­вать рост и раз­ви­вать мыш­цы ребён­ка мож­но сме­ло начи­нать с момен­та его рож­де­ния. Так их рост и сила будут быст­рее раз­ви­вать­ся и пре­умно­жать­ся. Для груд­ных детей отлич­ным помощ­ни­ком в этом явля­ет­ся мас­саж (по назна­че­нию врача).

Малы­шу в воз­расте 2–3 меся­цев мож­но при­сту­пать делать упраж­не­ния на тре­ни­ров­ку мышеч­ных групп, отве­ча­ю­щих за удер­жи­ва­ние тела в пра­виль­ном поло­же­нии. Для это­го доста­точ­ным будет при помо­щи ладо­ней под­нять ребён­ка, пере­ве­дя из поло­же­ния “лёжа” в поло­же­ние “вверх”, после чего недол­го подер­жать его на весу. В этой пози­ции мыш­цы и суста­вы малы­ша будут дви­гать­ся, тре­ни­руя при этом все мышеч­ные группы.

После 1,5 лет в игро­вой фор­ме с ребён­ком мож­но начи­нать зани­мать­ся гим­на­сти­кой. Вме­сте вы може­те «колоть дро­ва», «по-коша­чьи» выги­бать спи­ну, «качать воду», ходить по нари­со­ван­ной линии, слов­но по кана­ту, катать­ся по полу, про­хо­дить поло­су пре­пят­ствий и т.п. Мож­но попро­сить ребён­ка изоб­ра­зить птич­ку: лечь на живот, “рас­ки­нуть кры­лья” (раз­ве­сти руки в сто­ро­ны) и подер­жать­ся за щико­лот­ки при­под­ня­тых ног.

Осан­ка ребён­ка фор­ми­ру­ет­ся до пери­о­да поло­во­го созре­ва­ния. Всё это вре­мя необ­хо­ди­мо сле­дить за её фор­ми­ро­ва­ни­ем. Если у ребён­ка уже воз­ник­ло опре­де­лён­ное нару­ше­ние, до наступ­ле­ния это­го пери­о­да оно может быть исправ­ле­но. Ребё­нок при этом дол­жен регу­ляр­но посе­щать вра­ча-орто­пе­да, нахо­дясь у него на дис­пан­сер­ном учё­те и про­хо­дить все доступ­ные виды лече­ния. Это может быть лечеб­ная физ­куль­ту­ра, пла­ва­ние, мас­саж, физио­те­ра­пия, ману­аль­ная тера­пия, а так­же хирур­ги­че­ское лече­ние (по показаниям).

Полезные упражнения

Для фор­ми­ро­ва­ния пра­виль­ной осан­ки у детей, а так­же про­фи­лак­ти­ки её нару­ше­ний в про­цес­се заня­тий утрен­ней гим­на­сти­кой, физи­че­ской куль­ту­рой и во вре­мя физ­культ­ми­ну­ток в домаш­них усло­ви­ях и, глав­ным обра­зом, в дошколь­ных и школь­ных учре­жде­ни­ях мож­но исполь­зо­вать раз­лич­ные полез­ные упраж­не­ния. Ниже при­ве­де­ны при­ме­ры таких упражнений.

• Ребё­нок сто­ит на одной ноге или ходит по бревну.
• Дер­жа за спи­ной обруч, ребё­нок дела­ет накло­ны в стороны.
• Дер­жа в руках гим­на­сти­че­скую пал­ку, ребё­нок при­се­да­ет, стоя на носках.
• Раз­ве­дя руки в сто­ро­ны, ребё­нок дела­ет накло­ны назад.
• Поста­вив ноги врозь и дер­жа в руках гим­на­сти­че­скую пал­ку, ребё­нок, про­гнув­шись, дела­ет накло­ны вперёд.
• Ребё­нок под­ни­ма­ет ноги вверх, лёжа на спине.
• Ребё­нок пол­за­ет на четвереньках.
• Ребё­нок, сохра­няя пра­виль­ную осан­ку, ходит, удер­жи­вая какой-либо груз на голове.
• Опу­щен­ны­ми рука­ми ребё­нок дер­жит гим­на­сти­че­скую пал­ку за кон­цы и под­ни­ма­ет руки вверх, заво­дя пал­ку за спи­ну, после чего чере­ду­ет накло­ны вле­во и вправо.
• Исполь­зуя тур­ник или швед­скую стен­ку, ребё­нок, креп­ко обхва­ты­вая рука­ми пере­кла­ди­ну, сги­ба­ет ноги под пря­мым углом и нахо­дит­ся в таком поло­же­нии в тече­ние несколь­ких секунд.
• Нахо­дясь в поло­же­нии “ноги вме­сте, руки опу­ще­ны”, ребё­нок отво­дит пра­вую ногу назад, а руки раз­во­дит в сто­ро­ны и зами­ра­ет, после чего повто­ря­ет упраж­не­ние с левой ноги.
• Лёжа на спине, ребё­нок при помо­щи ног «кру­тит педа­ли вело­си­пе­да» или изоб­ра­жа­ет «нож­ни­цы».
• Лёжа на живо­те, ребё­нок при­под­ни­ма­ет согну­тые в коле­нях ноги, обхва­ты­ва­ет лодыж­ки рука­ми и начи­на­ет пока­чи­вать­ся, как лодоч­ка на волнах.
• Стоя перед зер­ка­лом, ребё­нок, чере­дуя, сна­ча­ла нару­ша­ет, а потом исправ­ля­ет осанку.
• Ребё­нок при­сло­ня­ет­ся к стене пятью точ­ка­ми (заты­лок, лопат­ки, яго­ди­цы, икры и пят­ки). Эти точ­ки явля­ют­ся основ­ны­ми изги­ба­ми наше­го тела нару­жу и в нор­ме долж­ны сопри­ка­сать­ся со сте­ной. После это­го он выпол­ня­ет раз­лич­ные дви­же­ния, к при­ме­ру, при­се­да­ния или раз­ве­де­ние ног и рук в сто­ро­ны, напря­гая мыш­цы в сред­нем по 5 секунд.

Заключение

Доро­гие роди­те­ли, напо­ми­нать и гово­рить ребён­ку “Сядь пря­мо” или “Не сутуль­ся” конеч­но, нуж­но, но это­го всё же недо­ста­точ­но. Начи­най­те бес­по­ко­ить­ся о здо­ро­вье сво­их малы­шей ещё “с пелё­нок” и обя­за­тель­но най­ди­те вре­мя для заня­тий с ними. Важ­ным момен­том в фор­ми­ро­ва­нии пра­виль­ной осан­ки ребён­ка явля­ет­ся лич­ный при­мер. Выпол­няй­те упраж­не­ния вме­сте с ребён­ком, дер­жи­те спи­ну ров­но и будь­те здоровы!

Автор: Ека­те­ри­на Соловьева

Обра­ща­ем ваше вни­ма­ние, что инфор­ма­ция, пред­став­лен­ная на сай­те, носит озна­ко­ми­тель­ный и про­све­ти­тель­ский харак­тер и не пред­на­зна­че­на для само­ди­а­гно­сти­ки и само­ле­че­ния. Выбор и назна­че­ние лекар­ствен­ных пре­па­ра­тов, мето­дов лече­ния, а так­же кон­троль за их при­ме­не­ни­ем может осу­ществ­лять толь­ко леча­щий врач. Обя­за­тель­но про­кон­суль­ти­руй­тесь со специалистом.

формируем правильную осанку – Европейский Гимнастический Центр

11453 10 минут

Опубликовано:9марта
2017

Неправильная осанка – одна из самых распространенных ортопедических проблем детей школьного возраста. Наиболее заметной она становится в возрасте 10-12 лет и старше. Главные причины резкого ухудшения осанки детей в школе – это долгое сидение за партой в неправильной позе и слабая мускулатура. Вовремя неисправленное нарушение осанки приводит к искривлению позвоночника – сколиозу и сильным болям в спине, которые вылечить гораздо сложнее.

Осанка – это привычная поза человека в положении стоя, сидя, при ходьбе, которая вырабатывается под влиянием различных факторов.

Формирование осанки начинается с первых дней жизни ребенка. Поэтому с самого рождения врачи советуют родителям придерживаться следующих рекомендаций:

1) Для укрепления мышц спины, живота и конечностей малышам лучше надевать свободную одежду, не ограничивающую движения, чем тесно пеленать.

2) Чтобы избежать ассиметричного мышечного тонуса, неправильного положения туловища и головы, ребенок должен лежать на разных боках, родители должны смотреть на него с разных сторон и носить на разных руках.

3) Раньше времени категорически нельзя насильно сажать и ставить ребенка на ноги.

4) Очень важно делать массаж, который поможет снять тонус мышц и будет способствовать гармоничному развитию опорно-двигательного аппарата.

Как только ребенок научится уверенно стоять, уже можно оценить его осанку. С этого возраста рекомендуется больше гулять, а с 1, 5 лет начинать занятия развивающей гимнастикой в Европейском Гимнастическом Центре.

Правила воспитания осанки

Нарушение осанки происходит из-за неправильных поз в положении сидя, стоя, лежа. Привычку сохранять правильную осанку нужно формировать с самого детства, для этого необходимо придерживаться следующих правил:

— Правильно стоять

Этот навык следует начинать тренировать с 2-3 лет. При стоянии ребенок должен равномерно опираться на обе ноги, голову и туловище держать прямо, грудную клетку развернуть, плечевые суставы отвести назад, живот втянуть.

— Правильно ходить

При ходьбе стопы должны ставиться параллельно на расстоянии 5-6 см и разворачиваться наружу на 15-20 градусов. Спина прямая, голова поднята, взгляд вперед. Руки должны двигаться в такт ходьбе (шаг правой ногой — вперед выносится левая рука, шаг левой ногой — вперед выносится правая рука).

— Правильно сидеть за столом

Для ребенка важно правильно подобрать высоту стула и стола. Стул желательно должен быть со спинкой.

Высота стула должна позволять сидящему на нем ребенку полностью опираться стопами на пол. При сидении он должен держать спину ровно и опираться на спинку стула. Голова должна располагаться ровно или с небольшим наклоном вперед. При письме и рисовании обе руки должны лежать на столе, а плечи быть на одном горизонтальном уровне.

— Делать активные перерывы во время уроков

Во время сидения за партой ребенок утомляется, мышцы затекают, осанка портится, поэтому каждый час следует делать активные перерывы на 15-20 минут.

— Не носить одной рукой тяжелые предметы

В школьном возрасте ребенку приходится носить много учебников, поэтому важно выбрать хороший портфель с твердой спинкой, чтобы нагрузка на позвоночник была симметричной. Недопустимо ношение сумки на одном плече.

— Положение лежа

Важно, чтобы поверхность кровати была ровной и полужесткой, не должно быть провисаний в центре матраца или с концов. Подушка должна быть плотно-эластичной.

— Физические нагрузки

Регулярные занятия спортом – это важнейшее требование при формировании правильной осанки, поскольку крепкие мышцы плечевого пояса, живота, спины, ягодиц удерживают позвоночник в правильной позе, и он не подвергается воздействию вредной нагрузки.

Ребенку следует выполнять укрепляющие физические упражнения с раннего детства, как только он начинает активно двигаться.

Как правильно выбрать вид спорта?

К выбору вида спорта нужно подходить очень внимательно, учитывая специфику нагрузок в каждом из них и особенности осанки ребенка. Самое главное требование – симметричные нагрузки, гармоничное развитие и укрепление всех групп мышц.

Так, например, в занятиях теннисом, бадминтоном, волейболом преобладает нагрузка на одну сторону, поскольку ребенок играет одной рукой. В этих видах спорта есть склонность к ухудшению осанки, и неравномерному развитию сторон тела.

Занятия тяжелой атлетикой вредны для людей с увеличенными естественными изгибами позвоночника – лордозом и кифозом. Но и в целом такая нагрузка негативно влияет на позвоночник и способствует его сдавливанию.

Также бытует мнение, что батут и акробатика тоже плохо воздействуют на позвоночник.

А в художественной гимнастике чрезмерные скручивающие движения.

В плавании преобладает нагрузка на руки, спину. Но мышцы ног тоже играют немалую роль в формировании осанки.

В футболе и хоккее, наоборот, основная нагрузка на ноги, в отличие от плечевого пояса.

Следует отметить, что минусы для формирования правильной осанки можно найти в любом виде спорта. Но в каждом из них существуют свои требования к возрасту, здоровью и физическому развитию ребенка, при которых разрешено выполнять те или иные нагрузки. Более того, занятия любым видом спорта начинаются с общеукрепляющей подготовки, которая по мере адаптации организма переходит в специальную подготовку, то есть с наличием элементов конкретного вида спорта.

Если говорить о теннисе, бадминтоне, где преобладает несимметричная нагрузка, то детей туда следует отдавать в старшем возрасте и при наличии крепкой мускулатуры.

Лучшим видом спорта для детей с раннего детства является развивающая гимнастика.

Она обеспечивает отличное физическое развитие, формирует правильную осанку и является хорошей подготовкой к любому другому виду спорта.

В развивающей гимнастике нагрузка постоянно варьируется и плавно распределяется на все группы мышц. Благодаря этому они быстро укрепляются и выравнивают позвоночник, уменьшают увеличенный лордоз и кифоз (естественные изгибы позвоночника).

Так, например, силовые упражнения на гимнастических снарядах (брусьях, кольцах, перекладине, канате, шведской стенке, акробатических стоялках), силовые гимнастические упражнения (отжимания, планка, стойка на руках, березка и др.) отлично тренируют мышцы спины, рук, живота.

Упражнения на полосе препятствий, батуте, бревне, надувной акробатической дорожке, на полу с предметами (скакалка, прыжки в обручи, тактильные круги), в поролоновой яме эффективно тренируют мышцы ног.

Умеренная растяжка также полезна для формирования осанки, поскольку она помогает сделать мышцы более эластичными и увеличивает амплитуду движений. Так, например, для осанки очень важна ровная спина, развернутые плечи, прямые ноги, развернутые наружу стопы. Все эти требования достигаются не только за счет укрепления мышц, но и во многом благодаря растяжке.

Кроме того, растяжка помогает снять усталость и напряжение в мышцах после силовой тренировки. Растяжка спины также важна после выполнения прыжков на ногах, чтобы растянуть позвоночник.

Упражнения для дома:

В формировании осанки участвуют мышцы спины, груди, живота, ягодиц, ног. Упражнения для укрепления этих групп мышц можно выполнять в домашних условиях.

1) Руки в сторону, стоя на ногах (с 1,5 лет). Исходное положение: ноги вместе, спина прямая, лопатки соединить, живот втянуть, голову держать ровно, поднять натянутые руки в стороны. В этом положении стоять 30 секунд.

2) Равновесие на одной ноге (с 1,5 лет). Исходное положение: руки держать на поясе, спину прямой, с места сходить нельзя, глазами смотреть в одну точку перед собой. Выполняем по 10 секунд на каждой ноге.

3) Разворот стоп (с 3 лет). Исходное положение: стоя лицом к опоре, ноги вместе, руками держаться за опору на уровне живота, спина прямая, смотреть вперед. Развернуть стопы наружу до максимально возможного уровня ( по — балетному в первую позицию), пятки прижаты друг к другу, колени прямые. Стоя в этом положении 10 секунд, 3 подхода.

4) Ходьба с прямой спиной (с 1,5 лет). Исходное положение: стоя ноги вместе, стопы немного развернуты в сторону, пятки вместе, спина прямая, плечи развернуты, живот втянут, руки вытянуты вдоль туловища. Начинаем делать шаги вперед, сохраняя исходные положения спины, плеч, головы. Стопы при каждом шаге разворачиваются на 15-20 градусов. Руки должны двигаться в такт ходьбе (шаг правой ногой — вперед выносится левая рука, шаг левой ногой — вперед выносится правая рука).

5) Планка (с 1,5 лет). Исходное положение: упор, лежа на полу, т.е. упереться прямыми руками и ногами в пол, так чтобы тело было параллельно полу, плечи стояли точно над ладонями, спина немного округлена, ноги вместе. Зафиксировать это положение на 20-30 секунд и следить за тем, чтобы положение тела не изменялось. Повторить задание несколько подходов.

6) Отжимания от пола (с 3 лет). Исходное положение: упор, лежа на полу, т.е. упереться прямыми руками и ногами в пол, так чтобы тело было параллельно полу, плечи стояли точно над ладонями, спина немного округлена, ноги вместе. Выполнить отжимание, согнув руки и стараясь носом коснуться пола, затем выпрямить руки и вернуться в упор лежа. Следить за тем, чтобы положение тела не изменялось во время отжиманий.

Первое время ребенку будет тяжело выполнять отжимания, поэтому вам следует его немного придерживать за живот, помогая правильно сгибать, а затем выпрямлять руки и сохранять правильное положение тела. Начните с 3-5 отжиманий по 2-3 подхода, постепенно увеличивая количество по мере возможностей ребенка.

7) «Лодочка на животе» (с 1,5 лет). Исходное положение: лежа на животе, руки вытянуты вверх, ноги вместе. Одновременно оторвать от пола руки и ноги примерно на 30 градусов. Обязательно руки поднять чуть выше головы, глазами смотреть на ладони, ноги держать вместе. Выполнить лодочку 10 секунд по 2 подхода с небольшим интервалом отдыха.

«Лодочка на спине» (с 3 лет). Исходное положение: лежа на спине, руки вытянуты наверх. Одновременно оторвать от пола на 30 градусов голову с руками и ноги, держать 10 секунд по 2 подхода. При выполнении упражнения ноги и руки держать натянутыми вместе, поясница должна быть прижата к полу.

8) Упражнение для пресса/спины (с 1,5 лет). Исходное положение: сидя на полу, ноги одной рукой должны зафиксировать родители, второй рукой взять вытянутые вперед руки ребенка и тянуть его к себе. Медленно опуститься на спину, держа все время голову на груди, а затем подняться в исходное положение –15-20 раз.

Затем ребенок переворачивается на живот, ноги фиксируют родители, а ладони ребенок держит на затылке. Затем выполняет поднимание спины наверх. Если ребенку тяжело, то родители помогают ему подниматься, держа за локоть – 15-20 раз.

9) Поднимание ног на спине (с 1,5 лет). Исходное положение: лежа на спине, руки поднять наверх и держаться за руки родителей. Поднять прямые ноги наверх над головой, затем опустить вниз – 15 раз.

10) Приседания (с 1,5 лет). Исходное положение: ноги вместе, руки подняты вперед, сделать 15 приседаний вниз-вверх.

11) Складка на полу ноги вместе/врозь (с 1,5 лет). Исходное положение: сидя на полу, ноги вместе и вытянуты вперед, сделать наклон вперед и потянуться руками к носочкам, при этом колени держать прямыми (10 раз). То же самое повторить ноги врозь.

12) Шпагат на правую, а затем на левую ногу (с 3 лет). Лучше это упражнение выполнять по полосе. Спереди нога должна быть прямая и стоять точно на пятке, а задняя нога стоять на колене, пятка обязательно смотрит в потолок. Руки стоят по бокам. Следите за тем, чтобы ребенок не разворачивался и не заваливался на одну сторону. Помогайте ему сохранять правильное положение, при этом немного надавливая на переднюю ногу на колено, и на заднюю на бедро. Выполнять шпагат 30 секунд на каждую ногу по 2-3 подхода.

Прямой шпагат (с 3 лет). Это упражнение также стоит выполнять на полосе или прижавшись спиной к стене. Исходное положение: стоя ноги врозь, прямыми руками упираться в пол рядом с ногами. Постепенно разводить прямые ноги в сторону до максимально терпимого уровня, после чего зафиксировать положение на 30 секунд. В этом положении обязательно нужно следить за тем, чтобы ноги были прямыми, стояли точно по полосе, и ребенок не уползал вперед. Родители должны помогать ребенку сохранять правильное положение, и при этом немного надавливать на бедра. Выполнять шпагат 30 секунд на каждую ногу по 2-3 подхода.

13) «Корзиночка» (с 1,5 лет). Исходное положение: лежа на животе, руками потянуться назад к ногам и поймать их с наружной стороны за голеностоп. Затем прогнуться в спине, поднять плечи и голову наверх, а ноги постараться немного выпрямить в потолок. При этом их необходимо все время крепко держать руками за ноги. Зафиксировать такое положение на несколько секунд, затем опуститься на пол и после отдыха снова повторить упражнение.

14) «Колечко» (с 1,5 лет). Исходное положение: лежа на животе, упереться на прямые руки, которые стоят близко к животу, и потянуться головой наверх. Затем согнуть ноги и потянуться носочками к затылку, стараясь его коснуться. Продержаться в этом положении 5 секунд, затем отдохнуть и повторить еще раз.

15) «Мостик» (с 3 лет). Исходное положение: лежа на спине, руки поставить рядом с ушами, ладони смотрят в сторону пяток, ноги согнуть и упереться стопами в пол. Затем выпрямляем руки и ноги, спину прогибаем, смотрим на руки. Зафиксировать положение «мостик» на 3-5 секунд. Выполняем 5 раз.

Если у Вас остались вопросы можете проконсультироваться с нашими специалистами по телефону +7 (495) 477 32 69 или оставив заявку на бесплатное пробное занятие.

Все статьи

Формирование правильной осанки физическими упражнениями у детей дошкольного возраста Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 796.012.62

ФОРМИРОВАНИЕ ПРАВИЛЬНОЙ ОСАНКИ ФИЗИЧЕСКИМИ УПРАЖНЕНИЯМИ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Г.Н. Богданова, П.Ф. Шевлякова, Р.Ф. Богданова

Определено влияние физических упражнений на формирование правильной осанки. Дана оценка эффективности физических упражнений при нарушениях осанки в детском возрасте.

Ключевые слова: нарушение осанки, детский возраст, физические упражнения, дошкольные учреждения, занятия в бассейне

По данным статистики 15-17 % дошкольников имеют нарушения осанки, в 7-9 лет — у каждого третьего ребенка, а среди школьников процент возрастает до 80 %. Значение правильной осанки трудно переоценить. Она формируется в процессе физического развития и становления статико-динамических функций ребенка и легко изменяется под действием позитивных или негативных факторов

Цель исследования: изучить влияние физических упражнений на формирование правильной осанки у детей.

Задачи работы:

1. Определить влияние физических упражнений на формирование правильной осанки.

2. Оценить эффективность физических упражнений при нарушениях осанки в детском возрасте.

Основой правильной осанки является здоровый позвоночник -именно он опора всего организма. Нарушение осанки постепенно приводит к снижению подвижности грудной клетки, диафрагмы, ухудшению рессорной функции позвоночника, что в свою очередь негативно влияет на деятельность основных систем организма: центральную нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, органы пищеварения, мышечный и связочный аппарат всего организма [1, 3, 4].

Осанка — привычная непринужденная поза человека в покое и при движениях, которую он принимает без излишнего мышечного напряжения.

Правильная осанка характеризуется вертикальным положением головы и остистых отростков, горизонтальным уровнем надплечий, симметричным расположением углов лопаток, симметричными треугольниками талии, физиологическими изгибами позвоночника, правильной формой грудной клетки и живота, наклоном таза, одинаковой длиной нижних конечностей и правильной постановкой стоп. Поддержание осанки обеспечивается за счет напряжения мышц шеи, пояса верхних конечностей, туловища, пояса нижних конечностей и ног, а также

эластических свойств хрящевых и капсульно-связочных структур позвоночника, таза и суставов нижних конечностей [1, 2].

Причины нарушения правильной осанки у детей:

— слабость естественного мышечного корсета ребенка;

— снижение двигательной активности;

— несоответствие мебели весо-ростовым показателям ребенка;

— увлечение компьютерными играми;

— длительное сидячее положение;

— плохая организация рабочего и игрового пространства.

В подведомственных дошкольных учреждениях проведен углубленный медосмотр 8814 детей. Отставание в физическом развитии выявлено у 205 (2,34 %) детей, нарушение осанки у 324 (3,67 %) дошкольников.

В детском саду коррекционного вида были дети с различными отклонениями в состоянии здоровья. Нами оценивалось физическое развитие детей подготовительной группы методами наружного осмотра и антропометрических измерений. При наружном осмотре оценивались осанка, формы костного скелета: грудная клетка, спина, живот, нижние конечности, состояние мускулатуры, кожных покровов и жироотложения. У четырех детей подготовительной группы выявлены нарушения осанки. У трех детей была сутуловатость и у одного ребенка — сколиоз грудного отдела позвоночника. У других детей были изменения формы спины: круглая, плоская.

Нарушения осанки у детей были вызваны слабым физическим развитием и отсутствием навыка правильной осанки, а не следствием обменных заболеваний или ортопедической патологии. Функциональные нарушения относительно легко поддаются коррекции. Поэтому при составлении комплексов лечебной гимнастики и физкультурного занятия в них включались общеразвивающие упражнения и упражнения корригирующего характера.

Наиболее эффективным средством профилактики нарушений осанки являются систематические занятия физической культурой. Задачи ЛФК при нарушениях осанки: 1) обучение навыкам правильной осанки и систематическое закрепление этого навыка. 2) укрепление мышц туловища и конечностей. 3) нормализация трофических процессов в мышцах туловища. 4) целенаправленная коррекция имеющихся нарушений осанки.

В основе применения ЛФК лежат три основных направления -корригирующая, симметричная и асимметричная гимнастика.

Применялись следующие упражнения: дыхательные упражнения, общеразвивающие упражнения (бег, прыжки, подвижные игры), упражнения на тренажерах или упражнения на равновесие, упражнения с использованием различных видов снарядов (флажки, мячи, кубики, кегли,

массажеры).

Такие упражнения и физкультминутки рекомендуются при длительных педагогических занятиях или длительной умственной деятельности. Перерывы хорошо делать каждые 45-60 минут, в которых необходимо выполнять простые физические упражнения, упражнения для туловища, спины, кистей рук и упражнения для глаз [2, 3, 4].

Для исправления дефектов осанки использовались определенные упражнения, которые подбирались в соответствии с видами нарушения осанки. Дыхательные и общеразвивающие упражнения использовались при всех видах нарушений осанки. Они способствуют улучшению дыхания, органов кровообращения, трофических процессов. Упражнения выполнялись из различных исходных положений, для всех мышечных групп, с предметами или без них.

Для профилактики и коррекции сутулости (кифоза) применялись: прогибание спины назад с отведением рук вверх назад; ходьба на носках с наклоном спины; растягивание мышц спины, сидя на стуле (скамейке) с потягиванием; вытягивание сцепленных рук назад; прогибание спины в положении лежа с упором на локти; укрепление мышц спины стоя на четвереньках и коленях; наклоны назад с отведением рук в стороны.

При боковом искривлении позвоночника (С- и 8-образный сколиоз): подбирались специальные упражнения для мобилизации позвоночника, упражнения для коррекции деформации и удержания коррекции. Пружинящие наклоны вправо и влево; поднимание левой руки вверх с отведением правой назад и наоборот.

Исходное положение лежа на животе. Голова в упоре на подбородок, руки в позе коррекции: левая вверх, правая в сторону ладонью к полу, левая нога отведена до угла 15 градусов. Приподнимаем голову, плечи, руки, левую ногу, кисти рук сжаты в кулак. Удерживаем положение с напряжением на 4 счета 6-8 раз. Выполняем медленно и следим за дыханием. Сгибание спины с отведением левой руки вверх в положении лежа на животе, затем то же с отведением правой руки; прогибание спины из положения стоя на четвереньках с подниманием левой руки вверх, затем то же для правой руки. Лежа на спине. Руки в позе коррекции: левая -вверх, правая — в сторону. Сгибание и разгибание левой ноги в тазобедренном и коленном суставах на 6 счетов («насос») 6-8 раз.

Упражнения, выполняемые лежа на спине, животе разгружают позвоночник, способствуют увеличению подвижности пораженного сегмента, укрепляют мышечный корсет. Активно использовались упражнения на равновесие: ласточка, перешагивание через препятствия, «бой на бревне», ножницы и велосипедные упражнения.

Эффективность ЛФК заключается в целенаправленной коррекции, имеющегося нарушения осанки, укреплении мышечного корсета и

нормализации трофических процессов в мышцах. Хороший эффект коррекции осанки был получен у детей, занимающихся в плавательном бассейне. Также специально подбирали комплекс упражнений с учетом степени деформации позвоночника. При кифозе необходимо больше плавать на спине. Широко использовались упражнения оказывающие легкое вытягивающее воздействие на позвоночник, способствующие укреплению мышц живота и спины, вызывающие расширение грудной клетки и улучшающие жизненную емкость легких и тренирующих дыхательный аппарат. Температура воды в бассейне была комфортной, не ниже 28-30 градусов. Организация лечебно-оздоровительных занятий проводилась с сентября по июнь и предусматривала решение задач по периодам.

Задачи подготовительного периода: 1) повышение уровня физического развития; 2) выработка правильной осанки, приобретение навыков держаться на воде, выполнять специальные упражнения.

Задачи основного периода: 1) укрепление мышечного корсета;

2) стабилизация деформации позвоночника, грудной клетки путем дозированных плавательных нагрузок и специальных упражнений в воде;

3) совершенствование техники плавания, выполнение специальных упражнений.

Задачи заключительного периода: 1) стойкое закрепление результатов лечения и оздоровления; 2) повышение функциональных возможностей организма и общего уровня физического развития, 3) поддержание хорошего уровня физического развития и функциональных способностей, приобретенных в основном периоде.

При оценке эффективности занятий использованы пробы Ромберга, Штанге, Генча, тесты на силовую выносливость, тест Адамса, тест на гибкость позвоночника.

Все дети, обучающиеся в плавательном бассейне улучшили свое физическое развитие, добились поддержания позвоночника в правильном положении, правильной осанки, хорошо укрепили мышечно-связочный аппарат, значительно улучшили функциональное состояние дыхательной, сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы. Занятия в бассейне позволили эффективно выполнять самые различные упражнения с нагрузкой на позвоночник для улучшения осанки в сочетании с приобретением навыков плавания.

Различные варианты нарушений осанки, установленные у воспитанников детских учреждений, не требуют выделения этих детей в какую-либо специальную группу. Для формирования навыков правильной осанки необходимо соблюдать ряд условий: правильное чередование занятий и отдыха, правильное рациональное питание, хорошее развитие силы, гибкости, выносливости, систематическое развитие и укрепление

мускулатуры спины, брюшного пресса. Обязательно следить за правильной осанкой не только вовремя занятий ЛФК, играх на компьютерах, но и во время приема пищи, сидя за столом при рисовании, уроках письма.

Работу по формированию правильной осанки следует постоянно вести со всеми детьми, а не только с теми, у которых выявлены какие-либо отклонения. В процессе занятий следует напоминать детям о правильной рабочей позе и требовать сохранения её, оберегать их от непосильных нагрузок.

Необходимо использовать комплекс физических упражнений: утренняя гимнастика, дыхательные, корригирующие, общеразвивающие упражнения и подвижные игры в работе с детьми. Обязательно обучать педагогический коллектив детских садов, самих родителей и детей систематическому применению комплекса специальных гимнастических упражнений, занятий в бассейне, необходимости внедрения физической культуры для укрепления здоровья, улучшения осанки и повышения иммунитета.

Выводы. Раннее выявление и коррекция нарушений осанки в детском возрасте приносит более заметные успехи при выполнении комплекса физических упражнений, регулярных занятий в бассейне. Занятия физическими упражнениями значительно улучшили осанку, повысили физическую активность и сопротивляемость организма детей к различным заболеваниям.

Список литературы

1. Волков И.П., Букреев А.П. Правильная осанка человека — ключ к здоровью и долголетию. Минск: Полымя, 2004. 172 с.

2. Забалуева Т.В. Закономерности формирования осанки средствами физической культуры // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. 2006. № 4. С. 51-54.

3. Кашин А.Д. Сколиоз и нарушение осанки: лечебная физическая культура в системе медицинской реабилитации: учеб. пособие. Минск: НМ Центр, 2000. 240 с.

4. Котешева И. А. Нарушение осанки. Лечение и профилактика. М.: Эксмо, 2004. 208 с.

Богданова Галия Нагимовна, д-р мед. наук, проф., е1епааП-712@уапёех.ги, Уфа, Башкирский институт физической культуры,

Шевлякова Полина Феодосиевна, зав. отделением, е1епаат1- 712@уапйех. ги, Уфа, дет. поликлиника № 2,

Богданова Регина Флюровна, аспирантка, е1епааП- 712@уапёех. ги, Уфа, Башкирский медицинский университет

FORMA TION OF CORRECT POSTURE PHYSICAL EXERCISES IN PRESCHOOL

CHILDREN

G.N. Bogdanova, P.F. Shevlyakova, R.F. Bogdanova

The effect of exercise on the formation of correct posture. The estimation of the effectiveness of exercise in violation ofposture in children.

Key words: violation of posture, children, exercise, preschool, classes in the pool

Bogdanova Galiya Nagimovna, doctor of medical Sciences, elenaart-7l2@yandex. ru, UFA, Bashkirian Institute of Physical Culture,

Shevlyakova Polina Feodosievna, mad of the Department, elenaart- 7l2@yandex. ru, UFA, children’s polyclinic № 2,

Bogdanova Regina Flurovna, graduate student, elenaart- 7l2@yandex. ru, UFA, Bashkir Medical University

УДК 796.011

ТЕХНОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЗДОРОВЬЯ СТУДЕНТОВ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ВУЗОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В.П. Губа, В.Н. Егоров, Е.Д. Грязева

Рассмотрена динамика физического развития и физической подготовленности студентов вузов города Тулы и Смоленска, которые позволяют судить о здоровье современной молодежи. Представлены росто-весовые, обхватные и тотальные данные физического развития студентов, а также результаты развития физических качеств, являющихся фундаментом физической подготовленности и функционального состояния студентов.

Ключевые слова: здоровье, здоровый стиль жизни, физическое воспитание, студенческая молодежь, мониторинг.

Одна из центральных проблем физического воспитания в системе высшего образования — повышение здоровья занимающихся и создание механизма по формированию стиля жизни, который позволяет эффективно решать профессиональные задачи будущих специалистов [1, 2].

Теоретический и практический аспекты рассмотрения и анализа системы физического воспитания в высшей школе обычно ограничивается вопросами контроля физической и функциональной подготовленности, не образуя эту концепцию как фундаментальный подход. Безусловно, проблема повышения физической и функциональной подготовленности представляют важный, а подчас, кардинальный интерес при рассмотрении тенденций развития феномена «здоровый стиль жизни». Важной составляющей при формировании новой парадигмы в физическом

Формируем правильную осанку нашим детям

Каждый родитель желает, чтобы их ребенок был здоровым, умным, красивым, успешным. Поэтому многие прилагают немалые усилия по воспитанию и обучению. Не стоит забывать и о физическом воспитании, особенно уделить много внимания необходимо позвоночнику ребенка. Осанка малыша достаточно неустойчива, легко изменяется под действием различных негативных факторов. Критический и важный момент наступает в дошкольном и школьном возрасте, когда ребенок начинает больше времени проводить за занятиями на стуле. Однако и другие положения – стоя, лежа, ходьба и игра могут проявить слабость мышечного корсета. Родителям нужно больше внимания обращать на позы ребенка, убрав отрицательное воздействие на позвоночник.

Что нарушает осанку ребенка?

1. Не подходящая по росту и потребностям мебель – стол, стул, кровать.
2. Высокая подушка.
3. Мягкий и неудобный матрас.
4. Несбалансированное питание.
5. Стрессы, плохое самочувствие.

Еще один фактор нарушения осанки – это врожденная деформация позвоночника. У детей до 7 лет она очень сложно диагностируется. Поэтому если вы переживаете за нормальное развитие ребенка и замечаете малейшие отклонения в осанке – обращайтесь к специалистам, проводите обаятельный ежегодный медосмотр, а по надобности – еще чаще.  

Рекомендации по формированию осанки у ребенка

1. Сидячее положение. При выборе парты для дома и кресла для школьника, учитывайте их функциональные качества. Отличным вариантом будет стол с регулировками по высоте, чтобы по мере роста фиксировать нужные настройки. Кресло или стул должны быть такими, чтобы в сидячем положении ребенок ступнями мог полностью касаться пола, а ноги были согнуты в коленях под прямым углом. При этом нужно следить,  чтобы ребенок сидел прямо, опирался на обе руки, плечи были расправлены, локти не свисали со стола. Каждые полчаса необходимо менять положение тела, по возможности – немного пройтись.
2. Лежачее положение. Неправильное положение во время сна плохо для осанки. Если ваш ребенок часто спит калачиком на боку, возможно, ему надо сменить подушку или матрас. Ведь в такой позе позвоночник прогибается, вызывая сколиоз. Детский матрас должен быть жестким или средней жесткости, с плотным материалом, имеющим ортопедические свойства. Подушку берите невысокую, с качественным наполнителем.
3. Ходьба. Походка ребенка играет немаловажную роль в формировании осанки. Следите за тем, чтобы ребенок не размахивал руками, не шаркал, не разводил носки в стороны, не горбился, не раскачивался при ходьбе.  Ведь при  этом будет увеличиваться напряжение на мышцы, вызывая быстрое утомление.  Ведя малыша в садик или школу, родители часто опаздывают и тянут детей за руку. Данный факт может привести к дисбалансу мышечного корсета и нарушить осанку. Поэтому старайтесь выходить раньше и идти неспешным шагом.
4. Физические упражнения. Гимнастика и зарядка каждое утро являются обязательными  в дошкольных учреждениях.  Не забывайте о них и в школьном возрасте. Регулярные умеренные нагрузки положительным образом развивают мышцы спины, влияют на подвижность суставов.

 

Отзывы покупателей

Упражнения для формирования правильной осанки у детей

Правильную осанку надо начинать формировать с детства, хотя маленьким сорванцам трудно объяснить, что хорошая осанка является не только залогом здорового образа жизни, но и показателем красоты и эстетики. Родителям следует обращать внимание на искривленность позвоночника, наблюдать за положением спины ребенка во время занятий или отдыха. Нужно отметить, что дети с неровной спиной чаще других болеют простудными заболеваниями, гастритами и запорами. Все эти признаки говорят о возможных проблемах работы легких и сердца. Чтобы предотвратить нежелательные возможные последствия искривления осанки, Вы, как заботливые родители, можете еще до посещения поликлиники выявить признаки развития нарушения осанки у ребенка.

Обратите внимание на следующие показатели:

• ежедневная переутомляемость;
• характерные неуклюжие телодвижения;
• нежелание принимать участие в подвижных играх;
• жалобы на то, что «ломит» конечности после долгих прогулок;
• частые головные боли;
• болезненные ощущения в области шеи;
• ребенок сидит на табурете, опираясь на локти;
• малыш не может много времени находиться сидя в одном положении тела;
• характерные звуки «хрустящих» суставов.

В случае, если наблюдая за жизнедеятельностью ребенка, Вы заметили какие-либо признаки и симптомы, описанные выше, рекомендовано обратиться в ближайшее время к доктору. Врач обследует ребенка и назначит необходимое лечение, которое будет включать употребление соответствующих препаратов и выполнение некоторых процедур, все зависит от степени искривления осанки. Весьма результативным будет посещение оздоровительной специальной гимнастики, массажа, гидропроцедур.

Для того чтобы у ребенка с детства не было проблем с осанкой, надо прививать ему любовь к физической активности – проводить профилактику возможных нарушений.  Систематически выполняйте с малышом некоторые упражнения, и у Вас и Вашего ребенка будет всегда красивая осанка.

1. Станьте прямо, ноги должны быть на уровне ширины плеч:

• руки – на поясе, вдыхайте воздух, и одновременно разводите локоточки, пока лопатки не сойдутся. Выдыхайте воздух, возвращаясь в изначальное позицию. Повторяйте это упражнение пять и более раз.
• разведите руки по сторонам, делайте поступательные движения по кругу, дышите произвольно. Периодичность движений – не менее десяти раз.

2. Ноги ставим шире плеч, кисти рук прижмите к плечевым суставам. На выдохе наклоняйтесь вперед, а на вдохе – назад на начальную позу. Важно, держите спину прямолинейно. Выполняйте по пять-шесть подходов.
3. Наклоны вперед с соединенными руками за спиной, повторяйте пять-шесть раз.
4. Работа с гимнастической палочкой:

• возьмите ее в выпрямленные перед собой руки, приседайте на выдохе, а на вдохе – вернитесь на изначальную позицию. Отрабатывается по четыре-пять приседания только с прямой спиной.
• со спортивной палкой в руке на вдохе потягивайтесь вперед и вверх, после чего, вернитесь в изначальный вид. Сделайте так 4-5 раз.

5. Займите положение лежа на спине, руки – вдоль туловища. Поднимайте поочередно ноги вверх и возвращайте обратно (3-4 раза).
6. Лягте на живот:

• оставляя руки на поясе, приподнимайте свое тело вверх, при это делай вдох, и опускайте на пол, выдыхая. Делайте 3-4 подхода.

7. Держа руки на талии выполняйте прыжки вверх, чередуя с ходьбой.
8. В конце комплекса упражнений, разводите руки на выдохе, и соединяйте их на вдохе.

Существуют также специальные полезные упражнения для упрочнения работы мышц спины. Систематическое выполнение полного комплекса укрепляет весь организм, работа над каждым упражнением не требует много времени – от нескольких секунд до трех минут.

Возьмите себе на заметку следующую тренировку:

1. Лежа на спине делайте круги ногами, изображая езду на велосипеде.
2. Выполняйте махи прямыми ногами, лежа на полу. Сам процесс напоминает «ножницы» — скрещивание ног.
3. Лежите на полу на спине, разместив руки вдоль корпуса, ноги должны быть согнуты в коленях. Приподнимите таз от пола насколько сможете вверх, удерживая его в таком положении несколько секунд, после чего – вернитесь в начальную позу.
4. Продолжайте лежать на спине, ногами пытайтесь достать пол над головой, аккуратно возвращая ноги обратно.
5. Сидя на полу, обхватите руками колени, после чего выполните катание на спине по горизонтальной поверхности, пытаясь возвращаться в изначальную позицию.
6. Лежа на животе удерживайте лодыжки, в таком виде потянитесь вверх. Одновременное делайте поднятие вверх ног и рук, фиксируя их в одном положении на какое-то время.
7. Упритесь в пол реками и коленями, прогните спину вниз, поднимая голову вверх.
8. Следующее физическое упражнение выполняйте с ребенком: пусть малыш упрется руками в пол, пока мама или папа возьмет его за лодыжки. В таком положении «ходите» на руках несколько минут.

Вышеперечисленных упражнений будет достаточно для формирования хорошей и правильной осанки. Если же уже требуется исправлять имеющиеся нарушения, то тут потребуется соответствующий функциональный перечень упражнений.

Как исправить спину при уже имеющемся искривлении?

Вам потребуется периодически выполнять с ребенком следующие физические упражнения:

1. Позиция – лежа: соедините руки за затылком, разводите и сводите локти на выдохе и вдохе соответственно.

• в таком же положении приподнимайте плечи и голову, не двигая тело.
• на выдохе подтягивайте колени к животу, на вдохе возвращаясь в исходное положение (3-5 раз).

2. Лежа на животе:

• ладони смотрят вниз, переменно поднимайте ноги, поднимая корпус тела. Повторяйте 3-4 раза.
• руки под подбородком, после поднятия головы и плеч, переместите руки на пояс, прогибаясь – соединяйте лопатки. 10 подходов.

4. Опираясь на руки и колени:

• поднимайте правую руку и левую ногу одновременно, меняя соответствующие руки и ноги. Повторяйте не менее пяти раз.
• в этом же положении, сгибайте руки до грудной клетки в пол.

5. В конце – пройдитесь на носках, а также на наружных краях стоп около половины минуты.

Помните — каждый ребенок индивидуален и к каждому требуется свой подход и определенный комплекс физических нагрузок. Выполняя то или иное упражнение, учитывайте возраст ребенка, а также характерные особенности его организма, и, если Вы сами не врач, не следует перегружать ребенка физической активностью, не проконсультировавшись со специалистами. Обратитесь к врачу, и после обследования он Вам назначит определенный перечень необходимых задач для выполнения Вашим ребенком.

Дошкольники характеризуются не только высокой активностью, но и быстрой утомляемостью. Так у них устроена сердечно-сосудистая система. У маленьких проказников, возрастной категории до семи лет, кровообращение быстрее, чем у взрослых, поэтому может наблюдаться нарушение ритма сердца.

Грамотно и правильно составить план по физической активности дошкольника не так легко, ведь нельзя перегружать ребенка, но и необходимо достичь результата в поставленных задачах. Для выполнения упражнений надо распланировать время, и лучше, когда ребенок их делает утром или днем, а не вечером, это поможет избежать перевозбуждения малыша. Также, нужно учитывать, что и для отдыха такому спортсмену требуется немного времени – в среднем 15 минут.

Школьникам, по результатам исследований медиков, необходима более интенсивная тренировка. Если Ваш ребенок еще не достиг десяти лет, то ему надо около 4,5 часа физической активности в день. Организм его тратит около 3 000 килокалорий. У старшеклассников другие показатели, им требуется три или четыре часа в день заниматься спортом, и сжигать 4 000 килокалорий. Подростковый организм требует сложных поставленных задач, но за непродолжительный период времени.

Помните, сколько бы Вам ни было лет, правильная осанка – это залог здорового образа жизни. Иметь красивую ровную спину никогда не поздно. Но, если Вы не хотите думать о своей осанке, считаете, что Вам уже поздно что-либо менять, подумайте о своих детях, позаботьтесь об их спинах, а они, в свою очередь, порадуют Вас высокой выносливостью и здоровьем. Даже если Вы уже заметили у своего чада искривления, не переживайте, главное, не оставляйте без внимания, все еще можно исправить.

Развитие координации между позой и ручным управлением

Abstract

Исследования показали, что правильный контроль осанки необходим для развития достижения. Однако мало исследований изучали развитие координации между позой и ручным управлением в детстве. Мы исследовали координацию между осанкой и ручным управлением у детей 7 и 10 лет и взрослых во время выполнения задачи точной подгонки, поскольку ограничения задачи стали более трудными.Участники вставляли блок через отверстие во время сбора данных о кинематике руки, кинематике туловища и центре давления. Во время подгонки были изменены точность, постуральные и визуальные ограничения задачи. Маленькие дети приняли стратегию, при которой они сначала двигают туловище к отверстию, а затем стабилизируют туловище (фиксируют степени свободы) по мере выполнения точного ручного задания. Напротив, взрослые и дети старшего возраста совершают компенсирующие движения туловища во время выполнения задания.10-летние дети были похожи на взрослых при выполнении менее ограниченных задач, но походили на 7-летних детей при выполнении более сложных задач. Способность либо подавлять, либо допускать колебания позы на основе ограничений супра-постуральной задачи начинает развиваться примерно в десятилетнем возрасте. После развития эта способность позволяет детям изучать определенные сегментарные движения, необходимые для выполнения задачи в контексте окружающей среды.

Ключевые слова: Развитие, ручной контроль, постуральный контроль, координация

Введение

Люди обычно не стоят ради того, чтобы стоять.Скорее, стойка на двух ногах дает возможность другого целенаправленного поведения, такого как достижение объектов и манипулирование ими. Следовательно, правильная двигательная функция требует, чтобы постуральная система была интегрирована и скоординирована с другими целенаправленными формами поведения таким образом, чтобы можно было выполнять определенные задачи при сохранении баланса (Gardner et al., 2001; Riccio & Stoffregen, 1988).

У взрослых движения туловища объединены с движениями рук и рук. Ма и Фельдман (1995) определили две функциональные синергии, используемые для выполнения задачи по достижению ствола.Первая, называемая «синергия достижения», отвечает за транспортировку руки к цели. Вторая, компенсирующая синергия, перемещает туловище и руки, не влияя на траекторию движения руки. Компенсаторная синергия допускает колебания туловища без отрицательного влияния на траекторию движения кисти и руки. Эти колебания туловища важны, потому что они помогают поддерживать гибкую систему, которая способна ослаблять возмущения, которые могут возникнуть во время движения.

Система позы также сильно интегрирована с целенаправленным поведением и будет регулировать колебания позы в соответствии с ограничениями одновременно выполняемой задачи.При выполнении мануальных действий (например, тянуться и указывать) центр масс (ЦМ) часто переводится в основу опоры (упреждающим или координированным по времени образом), чтобы помочь в выполнении ручного задания (Поццо, Стэпли, & Papaxanthis, 2002; Patron, Stapley & Pozzo, 2005; Stapley, Pozzo, Cheron, & Grishin, 1999; Kaminski & Simpkins, 2001). Однако при выполнении действий, требующих большей точности (например, стоя и чтения), колебания позы минимизируются для выполнения задачи (Stoffregen et al., 1999; Барди и др., 1999).

Координация развития осанки и ручного контроля в младенчестве

Развитие многих моторных вех, таких как достижение (Bertenthal & Clifton, 1998) и локомоция (Adolph, 2000), в значительной степени зависит от координации между позой и целью. направленное поведение (Bertenthal & Clifton, 1998; von Hofsten, 1993). Два независимых направления исследований — развитие упреждающего контроля позы и влияние стабилизации позы на развитие при достижении — предположили, что осанка начинает интегрироваться с целенаправленным поведением в раннем младенчестве.

Опережающие постуральные реакции, при которых постуральные мышцы активируются раньше, чем мышцы-движители, масштабируются в соответствии с движением и позволяют поддерживать стабильность во время выполнения задачи (Aruin, Forrest, & Latash, 1998). В 8-месячном возрасте младенцы начинают активировать постуральные мышцы в соответствии с конкретной задачей (van der Fits et al., 1999; von Hofsten, 1993). Вскоре после этого при достижении активируются постуральные мышцы туловища с латентностью, подобной таковой у взрослых (von Hofsten & Woollacott, 1989).Несколько месяцев спустя, когда ребенок приближается к годовалому возрасту и обретает способность к независимой стойке, стратегии упреждающей позы используются для управления ЦМ в рамках гораздо более узкой базы поддержки (Forssberg & Nashner, 1982) и адаптируются на основе о цели или контексте движения (van der Fits et al., 1999).

Незрелая система осанки замедляет развитие многих моторных вех. В частности, такие задачи, как достижение и захват, невозможно выполнить без должного уровня контроля позы (Bertenthal & Clifton, 1998; Gibson & Pick, 2000; von Hofsten, 1993).Например, спонтанные движения рук, наблюдаемые у новорожденных, становятся более точными, когда обеспечивается постуральная поддержка (von Hofsten, 1993). Даже после развития досягаемости шестимесячные дети производят более зрелые досягаемости, когда им предоставляется внешняя постуральная поддержка (Hopkins & Rönnqvist, 2001). Интересно, что младенцы, кажется, чувствительны к собственным недостаткам осанки и меньше достигают, когда предметы находятся за пределами вытянутой руки (McKenzie et al., 1993). Этот общий результат также наблюдался в визуально сложной среде (когда комната темная), где 6-месячные младенцы не тянутся к звучащим объектам, выходящим за пределы их возможностей (Clifton et al., 1991). Примерно в то время, когда появляется возможность самостоятельного сидения, младенцы начинают использовать туловище, чтобы опираться и хвататься за предметы, находящиеся за пределами вытянутой руки. (Yonas et al., 1993; Rochat & Goubert, 1995).

Развитие координации между осанкой и ручным контролем

Дети демонстрируют кинематические профили достижения взрослого к 2-летнему возрасту (Berthier & Keen, 2006). Однако постуральная система продолжает развиваться в детстве. В возрасте от 4 до 6 лет постуральная система находится в переходном периоде, когда начинают проявляться более взрослые постуральные реакции (Shumway-Cook & Woolacott, 1985).Этот переходный период откладывается примерно до 10-летнего возраста, когда дети исследуются в более сложных (по сравнению с традиционной спокойной позой) парадигмах, например, при реагировании на сенсорные конфликты, динамическую визуальную информацию или во время выполнения задач ручной точной подгонки (Baumberger и др. 2004; Спарто и др. 2006; Хаддад и др. 2008).

Исследование охвата младенцев обычно проводится, когда ребенок надежно прикреплен к модифицированному стульчику для кормления или закреплен на коленях родителя. Поэтому важность позы в этих парадигмах сводится к минимуму, потому что равновесие никогда не нарушается.На сегодняшний день лишь в нескольких исследованиях изучается поведение детей младшего возраста, когда туловище (сегмент, участвующий как в вытягивании, так и в позе) либо не закреплен, либо является необходимой степенью свободы для выполнения задачи (Haddad, Claxton & Keen, 2005 ; Роша и Губе, 1995; Йонас и Хартман, 1993). В этих исследованиях было замечено, что скоординированные движения с вовлечением сегмента туловища появляются примерно в 12-месячном возрасте. Однако эта координация является незрелой по сравнению со взрослыми, что позволяет предположить, что при более сложных ограничениях задачи время достижения может быть отложено.Лишь в возрасте 8–10 лет дети демонстрируют взрослую координацию движений туловища и рук (Schneiberg, Sveistrup, McFadyen, McKinley & Levin, 2002).

Несмотря на то, что существует множество исследований, изучающих достижение у младенцев и детей при отсутствии каких-либо постуральных возмущений, и множество исследований, изучающих постуральную систему при отсутствии каких-либо надпостуральных задач, существует мало информации относительно точного хода времени и механизмов, лежащих в основе координации развития между ними. осанка и мануальный контроль у детей.Таким образом, целью данной статьи было изучить координацию между позой и ручным управлением у 7- и 10-летних детей и взрослых, поскольку ограничения (расстояние, точность и зрение) задачи точной подгонки систематически манипулировались. Задача подгонки требовала, чтобы участники встали и вставили блок через большое или маленькое отверстие, которое размещалось либо на расстоянии вытянутой руки, либо на расстоянии 1,33 руки; длина от корпуса. Движение примерки было разделено на три фазы; ускорение, замедление и регулировка.Фаза ускорения и замедления движения представляет собой время, когда блок перемещается к отверстию. Фаза регулировки движения представляет собой время, когда блок проходит через отверстие.

Были рассмотрены три конкретные гипотезы. Во-первых, была выдвинута гипотеза, что дети будут укреплять свой сегмент туловища (демонстрировать снижение скорости туловища по мере того, как блок перемещается к отверстию, и повышенный коэффициент прямолинейности туловища) при выполнении движения с точной подгонкой.Не было предсказано, что ограничения задачи повлияют на перемещение фитинга во время транспортировки объекта. Стратегия повышения жесткости туловища увеличивает коэффициент прямолинейности туловища, потому что во время движения присутствует небольшое смещение туловища вперед. Замораживание магистрального сегмента упростило бы межсегментную координацию, необходимую для выполнения задачи. Однако эта стратегия ограничит способность ребенка адаптировать свои движения к изменяющимся ограничениям задачи. Таким образом, стратегия замораживания туловища предполагает, что дети еще не имеют возможности использовать более адаптивные стратегии управления при выполнении ручного задания на точность стоя.Прогнозируется, что более адаптивный контроль туловища появится как функция развития.

Вторая гипотеза заключалась в том, что способность стабилизировать тело, когда блок проходит через отверстие (во время фазы настройки движения), будет улучшаться по мере развития. В отличие от фазы транспортировки при перемещении фитинга, корпус должен стабилизироваться, когда блок проходит через отверстие. Любые неконтролируемые колебания тела могут нарушить работу руки и снизить точность мануальной обработки. Учитывая точный характер задачи, определенные ограничения задачи также были предсказаны, чтобы повлиять на стабилизацию тела в каждой возрастной группе во время фазы адаптации движения.Скорость туловища и центр давления (ЦД) во время фазы настройки использовались для решения второй гипотезы.

Третья гипотеза заключается в том, что координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления во время всего движения подгонки улучшится по мере развития. Координация между этими переменными отражает то, как тела с несколькими степенями свободы координируются и управляются во время ручной работы. Поскольку более сложные движения обычно развиваются позже, чем более простые, было предсказано, что 10-летние дети будут демонстрировать координацию, подобную взрослым, только при менее сложных ограничениях задач (например.г. установка блока через большое отверстие или на близком расстоянии)

Три возрастные группы были выбраны, потому что предыдущая работа показала, что дети начинают переходить к более взрослым уровням контроля осанки примерно в 7 лет при выполнении статических задач и около 10 лет при выполнении более сложных задач. Таким образом, считалось, что эти возрасты отражают основные периоды постурального перехода. Хотя предыдущие исследования в основном изучали координацию между позой и ручным управлением с использованием задачи наведения или захвата, мы выбрали подходящую задачу стоя.Считалось, что ограничения и требования к устойчивости задачи на точность стоя будут акцентированы по сравнению с парадигмой хватания или указания сидя.

Метод

Участники

Было набрано 57 участников, разделенных на три возрастные группы. Группа 1 состояла из 7-летних детей (n = 19, среднее = 7 лет, 36 дней; SD = 80 дней). В группу 2 вошли дети 10 лет (n = 19, среднее = 10 лет, 18 дней; SD = 153 дня). Группа 3 состояла из взрослых студентов колледжа (n = 19, среднее = 20 лет, 29 дней; SD = 2 года, 157 дней).Методики и форма согласия были утверждены Советом по институциональной проверке Массачусетского университета. Участники 7- и 10-летнего возраста были идентифицированы из государственных записей о рождении. Затем родителям было отправлено письмо о приеме на работу, после чего последовал телефонный звонок. Информированное согласие подписали родители детей 7 и 10 лет. Детям объяснили процедуры на понятном им языке и дали устное согласие. Взрослые участники были набраны из университетского сообщества студентов и не имели патологий, которые, как известно, влияли на нормальную осанку или контроль движений.

Процедура

Трехмерные кинематические данные (с использованием двух трекеров движения VZ4000 от Phoenix Technologies; Бернаби, Британская Колумбия) и кинетические данные (с использованием одной силовой платформы AMTI; Уотертаун, Массачусетс) были собраны при 100 Гц. Активные инфракрасные маркеры помещали на плечо, локоть и запястье доминирующей руки участника. Четыре маркера также были прикреплены к твердому телу и закреплены на туловище участника (между лопатками). Доминирование руки было определено как рука, которую участник использует, чтобы дотянуться до объекта.Каждая экспериментальная сессия записывалась цифровой видеокамерой, которая синхронизировалась с кинематическими и кинетическими данными. Перед началом сбора данных были измерены и записаны длина руки, высота плеча, длина стопы и ширина стопы. Затем участников попросили встать на силовую пластину, расставив ноги на ширине плеч. Затем были закреплены все инфракрасные маркеры. На силовую пластину перед ногами участников помещалась небольшая штанга, чтобы они не выходили вперед во время испытаний.

Участники должны были вставить блок (90 × 90 мм) в доску для размещения объектов стоя. Доска для размещения предметов содержала отверстие в центре, выровненное по средней линии участника. Доска для размещения была спроектирована таким образом, чтобы ее высота, размер отверстия и расстояние относительно участника можно было легко регулировать.

В каждом испытании участники вставляли блок в большое (130 мм) или маленькое (100 мм) отверстие, которое размещалось либо на близком расстоянии (на расстоянии вытянутой руки), либо на большом расстоянии (1.33 на расстоянии вытянутой руки). Ближайшие и дальние испытания были заблокированы, а порядок участников уравновешивался. В каждом ближнем и дальнем блоке размер проема (большой, маленький) и визуальные манипуляции (свет включен, темнота) были рандомизированы. В темноте в комнате было совершенно темно. В испытательной комнате не было окон, все освещение было выключено, а вся электроника была закрыта. Видны были только блок и периметр проема (окрашенные светящейся в темноте краской). Во время каждого условия участников просили вставить блок в проем, не касаясь сторон проема.Экспериментатор (который стоял за доской для размещения предметов) брал блок после того, как он полностью проходил через отверстие, и затем клал его на стол (подогнанный по высоте талии) перед участником. Затем участник извлекал блок и снова вставлял его в отверстие. Эта последовательность повторялась до тех пор, пока не было выполнено пять успешных подгонок. Подгоночная плата была оснащена акселерометром, чтобы компьютер издавал звонкий звук, если блок ударялся о доску, когда он проходил через отверстие.Участника попросили повторить испытания, в которых блок контактировал с доской при прохождении через отверстие.

Анализ данных

Были проанализированы пять попыток точной подгонки, выполненных в каждом из условий (неточные испытания подгонки в дальнейшем не анализировались). Из всех временных рядов, получаемых в результате каждого испытания, для последующего анализа использовалась только фаза, на которой субъект вставлял блок через отверстие. Эта фаза была определена как время между моментом, когда блок впервые подняли со стола, и тем, когда блок впервые сломал плоскость проема.Таким образом, данные, собранные до того, как участник схватил блок, и после того, как блок прошел через отверстие, в дальнейшем не анализировались.

Три основные фазы наблюдались в профиле скорости запястья во время ручной настройки (). Во время первых двух фаз подгонки (фазы ускорения и замедления) блок перемещался к отверстию подгоночной доски. Третий этап, этап корректировки, происходил, когда рука вносила небольшие корректировки (или корректировки) конечных точек в рамках подготовки к выполнению подгонки.. При установке через большое отверстие (условие неточности) этап регулировки обычно был очень небольшим. Поскольку требования к задаче варьировались в зависимости от фазы движения подгонки, некоторые кинематические и постуральные переменные были рассчитаны в течение периодов времени, когда запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки подгонки.

Пример трехфазного профиля скорости маркера на запястье при установке через небольшое отверстие. Первая фаза (ускорение) была определена как период времени между моментом, когда блок впервые начал двигаться (как определено синхронизированной записью DV), до момента, когда запястье достигло максимальной скорости (обозначено первой вертикальной пунктирной линией).Вторая фаза (замедляющая) была определена как период времени между максимальной скоростью и моментом, когда скорость запястья упала ниже 100 мм / с (обозначена второй вертикальной пунктирной линией). Фазы ускорения и замедления представляют собой транспортировку руки к открытию. Последняя фаза досягаемости, фаза настройки, заключалась в том, что были сделаны небольшие настройки руки при подготовке к вставке блока через отверстие. Начало фазы настройки было определено как момент времени, когда скорость запястья впервые упала ниже 100 мм / с.Смещение фазы настройки было определено как момент времени, когда блок нарушил плоскость проема (как определено синхронизированной записью DV). Аналогичный профиль наблюдался при установке через большое отверстие, за исключением того, что продолжительность фазы настройки была намного короче.

Кинематические данные были собраны с маркеров, размещенных на крепежной руке и сегменте туловища. По маркерам, размещенным на стволе, рассчитывалась средняя скорость ствола на трех этапах вылета и прямолинейность траектории ствола.Скорость рассчитывалась с использованием первого метода центральной разности. Прямолинейность траектории ствола рассчитывалась как общее расстояние, пройденное стволом, деленное на расстояние по прямой (Berthier & Keen, 2006). Увеличение коэффициента прямолинейности использовалось, чтобы указать, что движение туловища менее прямолинейно во время досягаемости.

Положение центра давления (CoP) — точечное расположение вектора вертикальной силы реакции опоры — было рассчитано как в передне-заднем (AP), так и в медиально-боковом (ML) направлениях на основе исходных данных силовой пластины с использованием уравнений 1 и 2.

CoP (AP) = [My + (Zoff ∗ Fx) Fz] ∗ — 1

(1)

CoP (ML) = [Mx + (Zoff ∗ Fy) Fz]

(2)

Где: Fx , Fy и Fz — линейные силы вдоль переднезадней (AP), медиально-латеральной (ML) и вертикальной осей соответственно. Mx и My — моменты относительно осей AP и ML соответственно, а Z off — вертикальное смещение от вершины пластины до начала системы координат силовой пластины. Данные CoP использовались для оценки постуральных движений всего тела во время каждого испытания.По данным AP и ML CoP оценивалась средняя скорость сетевого CoP и скорость сетевого CoP на трех этапах охвата. Все данные были рассчитаны с использованием специально написанного программного обеспечения Matlab (Mathworks Inc., Natick MA).

Временная координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления (ЦД) оценивалась как время между достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища (координация запястья и туловища) и достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища. CoP (запястье — координация CoP).

По всем переменным, смешанный четырехфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) между возрастом (7-летние, 10-летние и взрослые) и на расстоянии (далеко, близко), размером (большой, маленький) и свет (свет включен, темно) использовался для оценки возможных различий между зависимыми переменными. При обнаружении значимости для оценки различий между возрастными группами использовался апостериорный тест Тьюки. Из-за количества проведенных сравнений консервативный альфа-уровень 0,01 был установлен в качестве порога значимости.

Результаты

Во всех переменных сообщаются только основные эффекты взаимодействия групп и групп по задачам. Основные эффекты ограничений задачи и взаимодействия между ограничениями задачи (расстояние, размер и свет) не сообщаются, поскольку они не нужны для рассмотрения заявленных гипотез развития. Средняя скорость туловища во время фазы ускорения и замедления посадки и коэффициент прямолинейности туловища были исследованы для решения гипотезы 1. Средняя скорость туловища и центра давления во время фазы регулировки посадки была исследована для решения гипотезы 2. .Временная координация между запястьем и практикующим врачом и запястьем и туловищем была исследована для решения гипотезы 3.

Trunk Kinematics

Средняя скорость туловища (поскольку запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки) и коэффициент прямолинейности туловища во время примерочные движения были рассчитаны. Основное влияние возраста и любых взаимодействий между возрастом и ограничениями задачи указывало на возрастные различия в управлении туловищем во время выполнения задачи точной подгонки.

7-летние дети показали значительно более высокую среднюю скорость туловища во время фазы ускорения движения фитинга ( M = 173.5 мм / с) по сравнению с 10-летними ( M = 113,6 мм / с) и взрослыми ( M = 116,7 мм / с), F (2, 54) = 9,76, p <0,001, ηp ² = 0,217. Существенных различий между 10-летними и взрослыми не наблюдалось. Никаких взаимодействий между возрастом и любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось во время фазы ускорения подгоночного движения (). Во время фазы замедления подгонки наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и размером отверстия.Средняя скорость туловища была значительно выше у 7-летних ( M = 89,0 мм / с) по сравнению с 10-летними (M = 71,1 мм / с) и взрослыми ( M = 68,1 мм / с). ) при установке через небольшое отверстие. Не было различий между 7-летними ( M = 98,1), 10-летними ( M = 86,14) и взрослыми ( M = 93,3 мм / с) при прохождении через большое отверстие; F (2,54) = 4,91, p = 0,001, ηp ² =.170. Никаких взаимодействий между возрастом или любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось ни во время замедляющей фазы подгоночного движения ().

Средняя скорость туловища, когда запястье находилось в фазе ускорения (2a, 2b), замедления (2c, 2d) и настройки (2e, 2f) приспособительного движения. В левом столбце представлены данные о состоянии ближней цели, а в правом столбце — данные о состоянии дальней цели для малых и больших отверстий. Данные сворачиваются по испытаниям в светлых и темных испытаниях.

Во время фазы настройки движения фитинга наблюдалось трехстороннее взаимодействие: возраст × расстояние × размер. Взрослые особи, как правило, демонстрируют наименьшую скорость туловища в фазе настройки при примерке на близком расстоянии (). 7-летние дети, однако, демонстрировали самую низкую скорость туловища при установке на большом расстоянии (), но это было только в случае большого отверстия, F (2,54) = 7,703, p = 0,001, ηp ² = 0,243.

Значительное взаимодействие возраста × подходящего расстояния наблюдалось в отношении прямолинейности туловища, F (2,54) = 4.36, p = 0,004, ηp ² = 0,192. Когда постуральные ограничения задачи подгонки усложнялись (дальнее состояние), взрослые демонстрировали больший коэффициент прямолинейности (). Повышенный коэффициент прямолинейности указывает на менее плавный вылет.

Контроль осанки: центр давления

Во время фазы настройки посадки изменения положения туловища и запястья были очень незначительными. Таким образом, средняя скорость CoP во время этой фазы подгонки представляет собой постуральные движения, не связанные с перемещением руки.Скорее, скорость CoP во время фазы настройки подгонки представляет собой движения позы, которые производятся, когда рука выполняет задачу по точности. По сравнению с детьми обеих групп, взрослые смогли лучше стабилизировать свою осанку, поскольку рука совершала точное движение. В частности, средняя скорость ЦС во время фазы адаптации была ниже у взрослых ( M = 39,7 мм / с) по сравнению как с 10- ( M, = 57,0 мм / с), так и с 7-летними детьми ( M = 61.7 мм / с), F (2,54) = 12,274, p <0,000; ηp ² = 0,353. Никаких взаимодействий между возрастом и какими-либо ограничениями задачи не наблюдалось.

Координация между запястьем и центром давления

В координации между временем, когда запястье и практикующий врач достигли максимальной скорости, наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и расстоянием, F (2,54) = 10,81; p = 0,001, ηp ² = 0,247 (). На ближней дистанции пиковая скорость запястья и ПС произошла в пределах 50 мс во всех возрастных группах.На дальнем расстоянии пиковая скорость CoP произошла за 235 мс, 153 мс и 87 мс до пиковой скорости запястья у взрослых, 10- и 7-летних детей соответственно. Апостериорный анализ показал, что 7-летние дети значительно отличались от взрослых ( p = 0,009).

Коэффициент прямолинейности ствола для а) малого и б) большого проема на ближнем и дальнем расстоянии. Данные свернуты в светлых и темных условиях. Более высокие числа представляют менее прямой путь.

Координация между запястьем и туловищем

Во всех возрастных группах и условиях пиковая скорость туловища и запястья была в пределах 250 мс друг от друга.Было обнаружено взаимодействие возраст × расстояние × размер ( F (2,54) = 11,67; p <0,0001, ηp ² = 0,275). При прохождении через небольшое отверстие в состоянии, близком к цели, 10-летние и взрослые, по-видимому, продемонстрировали временную синхронизацию (задержка по времени в среднем 32 мс) между туловищем и рукой на близком расстоянии (). Временная координация у 7-летних была не такой сильной и в среднем превышала 100 мс. Однако в условиях дальней цели все возрастные группы сходились и, по-видимому, демонстрировали временную синхронизацию, когда туловище и запястье достигли максимальной скорости в пределах 50 мс друг от друга ().

Временная координация между моментом, когда туловище достигло максимальной скорости относительно запястья при установке через а) маленькое отверстие и б) большое отверстие. Данные свернуты в светлых и темных условиях.

При прохождении через большое отверстие наблюдалась сильная синхронизация на ближнем расстоянии во всех возрастных группах (). Однако вдали возрастные группы разошлись. У 7-летних пиковая скорость туловища была достигнута примерно через 125 мс после запястья.Однако пиковая скорость туловища была достигнута раньше максимальной скорости запястья как у 10-летних (75 мс), так и у взрослых (200 мс).

Обсуждение

В текущем исследовании изучалась координация движений туловища, запястий и позы (CoP) во время подгонки у детей разного возраста и взрослых при изменении расстояния, точности и визуальных ограничений. Наблюдалось три основных вывода. Во-первых, по сравнению со взрослыми, дети, похоже, используют совершенно разные стратегии для координации и управления своим туловищем и руками при выполнении точного ручного задания.Во-вторых, стратегии стабилизации блока на этапе корректировки подгоночного задания различаются у детей и взрослых. В-третьих, даже к 10-летнему возрасту у детей все еще не развиты взрослые уровни координации и контроля при выполнении более сложных ручных заданий стоя.

Изменения в развитии контроля туловища во время перестановки

Для решения гипотезы 1 были исследованы средняя скорость туловища во время фаз ускорения и замедления (время, когда блок перемещается к проему) и коэффициент прямолинейности туловища. .Была выдвинута гипотеза, что 7-летние дети заморозили бы сегмент туловища (более низкая скорость ствола и более высокий коэффициент прямолинейности), когда блок перемещался к отверстию. Кинематические данные не подтвердили эту гипотезу. В частности, 7-летние дети демонстрировали повышенную скорость туловища во время фазы ускорения посадки и во время фазы замедления посадки при примерке через небольшое отверстие. Повышенная скорость туловища у детей младшего возраста несколько противоречит здравому смыслу, поскольку это может двигать их центр масс приближается к границам базы опоры, что потенциально может угрожать равновесию.

Различия в развитии также были выявлены при изучении пути, по которому прошел ствол (оцениваемый по соотношению прямолинейности ствола). В частности, 7-летние дети имели более низкий коэффициент прямолинейности по сравнению с 10-летними и взрослыми в условиях дальней цели. Повышенная прямолинейность предполагает, что при достижении дальних целей маленькие дети демонстрируют меньше движений вне прямого пути туловища. Взрослые и дети старшего возраста могут иметь пониженную прямолинейность туловища, потому что они производят больше компенсирующих движений туловища для стабилизации руки, когда они готовятся вставить блок через отверстие.

Эти результаты показывают, что, когда ограничения задачи подбора были более трудными, 7-летние дети приняли стратегию двигаться и стабилизировать . При использовании этой стратегии ствол быстро перемещается, чтобы можно было выполнить ручную задачу (более высокие ускоряющие и замедляющие скорости ствола). Однако любые движения, не связанные с целенаправленной ручной задачей, ослабляются, поэтому они не повлияют на траекторию конечной точки. По мере развития стратегия перемещения и стабилизации заменяется более устойчивой и адаптируемой стратегией перемещения и модуляции .В соответствии с этой стратегией двойные постуральные и двигательные функции туловища выполняются параллельно, а не последовательно. То есть, когда туловище перемещается для выполнения ручного поведения, одновременные компенсирующие движения корректируются с учетом потенциальных ошибок конечной точки аналогично тому, как описано Ма и Фельдманом (1995).

Хотя потенциально менее адаптируемая стратегия движения и стабилизации, наблюдаемая у маленьких детей, может быть формой моторного обучения, при которой степени свободы изначально заморожены, но затем, с практикой и возрастом, высвобождаются.С высвобождением этих степеней свободы движения становятся более опытными (Bernstein, 1967; Vereijken, van Emmerik, Whiting, & Newell, 1992), и возможности действий могут быть дополнительно исследованы (Bertenthal, 1999; Berthier, Rosenstein & Barto, 2005). ). Вторая причина, по которой кажется, что дети демонстрируют стратегию движения и стабилизации, может быть связана с гипотезой, первоначально предложенной Schneiberg et al. (2002), предполагая, что дети демонстрируют недостаток контроля прямой связи при включении туловища в целенаправленные движения.Взрослые, с другой стороны, заранее планируют движения на основе системы координат, продиктованной конечной точкой (Flash & Hogan, 1985).

Стабилизация конечной точки во время движения точной подгонки

По мере того, как блок проходит через проем (фаза уравнивания), стабилизация конечной точки (блока) становится важной. Если ориентация и регулировка позы всего тела не сводятся к минимуму и не контролируются должным образом, рука может быть нарушена, а точность движения или равновесия может снизиться (Riccio & Stoffregen, 1988).Таким образом, чтобы обратиться к Гипотезе 2, были исследованы средние скорости ствола и ПС на этапе корректировки подгонки. Фаза регулировки — это время во время движения фитинга, когда рука должна совершать очень точные движения, чтобы успешно пройти блок через отверстие. Было высказано предположение, что дети будут менее способны стабилизировать как туловище, так и центр давления по сравнению со взрослыми. Кроме того, была выдвинута гипотеза, что стабилизация ствола и ЦС улучшится в зависимости от развития.Интересно, что эта гипотеза была поддержана лишь частично. Скорее, похоже, что дети младшего возраста и взрослые используют разные стратегии для стабилизации конечной точки.

Во время фазы корректировки посадки скорость туловища была ниже у 7-летних, когда постуральные ограничения задачи были усложнены (приспособление на большом расстоянии) по сравнению со взрослыми. Однако скорость CoP была выше как у 7-, так и у 10-летних детей. Таким образом, взрослые, по-видимому, контролируют конечную точку, минимизируя движения CoP, в то время как дети контролируют конечную точку, уменьшая движения туловища.Стратегия стабилизации CoP может быть лучше с точки зрения точности, поскольку принимается и поддерживается стабильное динамическое взаимодействие с опорной поверхностью (Riccio, 1993). Следовательно, возмущения (внешние или самоиндуцированные) могут быть легко обнаружены и компенсированы сдвигами в CoP. Стратегию туловища, которую демонстрируют дети, может быть немного легче контролировать (например, легче просто заморозить туловище, чтобы контролировать точность рук). Однако любые возмущения, особенно возникающие снаружи или в нижней конечности, легко передаются через «более жесткий» туловище и могут повлиять на точность выполнения задачи.Новоприбывшие младенцы в основном генерируют движения рук, используя туловище и плечевой сустав. Однако с опытом младенцы начинают включать движения дистальных суставов рук в досягаемость (Berthier, Clifton, McCall & Robin, 1999). Интересно, что похоже, что то же самое созревание от проксимального до дистального, наблюдаемое у младенцев, продолжается и у детей старшего возраста, поскольку они учатся выполнять более сложные задачи, требующие координации многих степеней свободы тела (Berthier et al. 1999).

Изучение того, как управлять ориентацией и регулировкой позы на основе ограничений супра-постуральных задач, может быть основным фактором, определяющим развитие двигательных способностей в детстве. Маленькие дети могут начать осознавать области допустимого постурального колебания (пороги движения, которые все еще позволяют выполнять определенные супра-постуральные задачи) для различных движений, что позволяет развивать различные двигательные вехи (Adolph, 2002). Затем, по мере взросления детей, они совершенствуют свою способность модулировать постуральную динамику в соответствии с целями супра-постуральной задачи.

Различные стратегии, используемые для стабилизации блока при его прохождении через отверстие, действительно влияли на точность подгонки. В целом точность подгонки улучшалась с возрастом. В частности, точность подгонки через маленькое отверстие составила 47%, 62% и 90% для 7- и 10-летних детей и взрослых участников соответственно. При прохождении через большое отверстие все участники были точны в 100% случаев.

Изменения в развитии координации осанки и ручного управления

Для решения гипотезы 3 координация между кистью и туловищем, кистью и CoP оценивалась в течение всего движения подгонки.Было высказано предположение, что дети будут демонстрировать более слабую координацию по сравнению со взрослыми. Кроме того, была высказана гипотеза, что координация улучшится в зависимости от развития.

Предыдущие исследования показали, что в сидячих позах временная координация между туловищем и рукой достигает уровня взрослых к 4-5 годам (Bard, Hay & Fleury, 1990; Scheinberg et al., 2002). Наши данные, однако, указывают на гораздо более позднее время. Рассмотренные меры координации показали, что даже 7-летние дети не достигли взрослого контроля.Напротив, было обнаружено, что 10-летние дети находятся в регионе, в котором они переходят к более взрослым уровням контроля. Например, временная координация между постуральным (CoP) и ручным (запястьем) контролем, а также кинематикой запястья и туловища показала, что все возрастные группы демонстрировали одинаковую координацию, когда ограничения задачи не были такими сложными. Однако, когда ограничения задачи стали более трудными, у 7-летних детей наблюдались более незрелые модели координации..

Интересно, хотя паттерны координации височного запястья и запястья и ЦП и запястья у 10-летних напоминают взрослые; как обсуждалось выше, 10-летние дети все еще не могли свести к минимуму перемещения CoP до того же уровня, что и взрослые, во время фазы корректировки охвата. Основываясь на результатах ЦС и кинематического анализа туловища, кажется, что имеет место прогрессия развития от проксимального к дистальному, когда движения туловища 10-летних детей достигают уровня взрослого человека до того, как ПС регулирует осанку всего тела.Взятые вместе, эти результаты предполагают, что во время выполнения задач, требующих изменения степени точности и конфигурации осанки, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, когда их системы управления осанкой и ручным управлением начинают интегрироваться в уровни, подобные взрослым (но еще не достигли этого уровня). совсем в тот момент). Таким образом, точная траектория развития позы — мануальная координация в большой степени зависит от одновременно выполняемой надпостуральной задачи. Утверждения относительно того, когда у детей достигается осанка или мануальный контроль, достигают уровня взрослых, необходимо принимать во внимание характер и сложность задачи.

Резюме и выводы

В этом исследовании было обнаружено, что у детей не наблюдается такой же синергии рук с помощью туловища, как у взрослых. В частности, дети старшего возраста и взрослые, как правило, применяют стратегию «двигай и изменяй», тогда как маленькие дети, кажется, используют стратегию «двигай и стабилизируй». Также было обнаружено, что маленькие дети стабилизируют ручную точность и контролируют ее, замораживая туловище. Однако взрослые, как правило, стабилизируют и контролируют точность, контролируя колебания осанки всего тела (минимизируя CoP).В целом изменения в вышеупомянутых стратегиях предполагают, что у маленьких детей есть менее адаптируемые стратегии для управления степенями свободы тела при выполнении точных ручных движений. Наконец, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, и начинают проявляться все более взрослые способы координации.

Развитие координации между позой и ручным контролем

Abstract

Исследования показали, что правильный контроль осанки необходим для развития достижения.Однако мало исследований изучали развитие координации между позой и ручным управлением в детстве. Мы исследовали координацию между осанкой и ручным управлением у детей 7 и 10 лет и взрослых во время выполнения задачи точной подгонки, поскольку ограничения задачи стали более трудными. Участники вставляли блок через отверстие во время сбора данных о кинематике руки, кинематике туловища и центре давления. Во время подгонки были изменены точность, постуральные и визуальные ограничения задачи.Маленькие дети приняли стратегию, при которой они сначала двигают туловище к отверстию, а затем стабилизируют туловище (фиксируют степени свободы) по мере выполнения точного ручного задания. Напротив, взрослые и дети старшего возраста совершают компенсирующие движения туловища во время выполнения задания. 10-летние дети были похожи на взрослых при выполнении менее ограниченных задач, но походили на 7-летних детей при выполнении более сложных задач. Способность либо подавлять, либо допускать колебания позы на основе ограничений супра-постуральной задачи начинает развиваться примерно в десятилетнем возрасте.После развития эта способность позволяет детям изучать определенные сегментарные движения, необходимые для выполнения задачи в контексте окружающей среды.

Ключевые слова: Развитие, ручной контроль, постуральный контроль, координация

Введение

Люди обычно не стоят ради того, чтобы стоять. Скорее, стойка на двух ногах дает возможность другого целенаправленного поведения, такого как достижение объектов и манипулирование ими. Следовательно, правильная двигательная функция требует, чтобы постуральная система была интегрирована и скоординирована с другими целенаправленными формами поведения таким образом, чтобы можно было выполнять определенные задачи при сохранении баланса (Gardner et al., 2001; Риччио и Стоффреген, 1988).

У взрослых движения туловища объединены с движениями рук и рук. Ма и Фельдман (1995) определили две функциональные синергии, используемые для выполнения задачи по достижению ствола. Первая, называемая «синергия достижения», отвечает за транспортировку руки к цели. Вторая, компенсирующая синергия, перемещает туловище и руки, не влияя на траекторию движения руки. Компенсаторная синергия допускает колебания туловища без отрицательного влияния на траекторию движения кисти и руки.Эти колебания туловища важны, потому что они помогают поддерживать гибкую систему, которая способна ослаблять возмущения, которые могут возникнуть во время движения.

Система позы также сильно интегрирована с целенаправленным поведением и будет регулировать колебания позы в соответствии с ограничениями одновременно выполняемой задачи. При выполнении мануальных действий (например, тянуться и указывать) центр масс (ЦМ) часто переводится в основу опоры (упреждающим или координированным по времени образом), чтобы помочь в выполнении ручного задания (Поццо, Стэпли, & Papaxanthis, 2002; Patron, Stapley & Pozzo, 2005; Stapley, Pozzo, Cheron, & Grishin, 1999; Kaminski & Simpkins, 2001).Однако при выполнении действий, требующих большей точности (например, стоя и чтения), колебания позы минимизируются для выполнения задачи (Stoffregen et al., 1999; Bardy et al., 1999).

Координация развития осанки и ручного контроля в младенчестве

Развитие многих моторных вех, таких как достижение (Bertenthal & Clifton, 1998) и локомоция (Adolph, 2000), в значительной степени зависит от координации между позой и целью. направленное поведение (Bertenthal & Clifton, 1998; von Hofsten, 1993).Два независимых направления исследований — развитие упреждающего контроля позы и влияние стабилизации позы на развитие при достижении — предположили, что осанка начинает интегрироваться с целенаправленным поведением в раннем младенчестве.

Опережающие постуральные реакции, при которых постуральные мышцы активируются раньше, чем мышцы-движители, масштабируются в соответствии с движением и позволяют поддерживать стабильность во время выполнения задачи (Aruin, Forrest, & Latash, 1998). В возрасте 8 месяцев младенцы начинают активировать постуральные мышцы в соответствии с конкретной задачей (van der Fits et al., 1999; фон Хофстен, 1993). Вскоре после этого при достижении активируются постуральные мышцы туловища с латентностью, подобной таковой у взрослых (von Hofsten & Woollacott, 1989). Несколько месяцев спустя, когда ребенок приближается к годовалому возрасту и обретает способность к независимой стойке, стратегии упреждающей позы используются для управления ЦМ в рамках гораздо более узкой базы поддержки (Forssberg & Nashner, 1982) и адаптируются на основе о цели или контексте движения (van der Fits et al., 1999).

Незрелая система осанки замедляет развитие многих моторных вех. В частности, такие задачи, как достижение и захват, невозможно выполнить без должного уровня контроля позы (Bertenthal & Clifton, 1998; Gibson & Pick, 2000; von Hofsten, 1993). Например, спонтанные движения рук, наблюдаемые у новорожденных, становятся более точными, когда обеспечивается постуральная поддержка (von Hofsten, 1993). Даже после развития досягаемости шестимесячные дети производят более зрелые досягаемости, когда им предоставляется внешняя постуральная поддержка (Hopkins & Rönnqvist, 2001).Интересно, что младенцы, кажется, чувствительны к собственным недостаткам осанки и меньше достигают, когда предметы находятся за пределами вытянутой руки (McKenzie et al., 1993). Это общее открытие также наблюдалось в среде с плохим зрением (в темной комнате), где 6-месячные младенцы не тянутся к звучащим объектам, выходящим за пределы их досягаемости (Clifton et al., 1991). Примерно в то время, когда появляется возможность самостоятельного сидения, младенцы начинают использовать туловище, чтобы опираться и хвататься за предметы, находящиеся за пределами вытянутой руки.(Yonas et al., 1993; Rochat & Goubert, 1995).

Развитие координации между осанкой и ручным контролем

Дети демонстрируют кинематические профили достижения взрослого к 2-летнему возрасту (Berthier & Keen, 2006). Однако постуральная система продолжает развиваться в детстве. В возрасте от 4 до 6 лет постуральная система находится в переходном периоде, когда начинают проявляться более взрослые постуральные реакции (Shumway-Cook & Woolacott, 1985). Этот переходный период откладывается примерно до 10-летнего возраста, когда дети исследуются в более сложных (по сравнению с традиционной спокойной позой) парадигмах, например, при реагировании на сенсорные конфликты, динамическую визуальную информацию или во время выполнения задач ручной точной подгонки (Baumberger и другие.2004; Sparto et al. 2006; Haddad et al. 2008 г.).

Исследование охвата младенцев обычно проводится, когда ребенок надежно прикреплен к модифицированному стульчику для кормления или закреплен на коленях родителя. Поэтому важность позы в этих парадигмах сводится к минимуму, потому что равновесие никогда не нарушается. На сегодняшний день лишь в нескольких исследованиях изучается поведение детей младшего возраста, когда туловище (сегмент, участвующий как в вытягивании, так и в позе) либо не закреплен, либо является необходимой степенью свободы для выполнения задачи (Haddad, Claxton & Keen, 2005 ; Роша и Губе, 1995; Йонас и Хартман, 1993).В этих исследованиях было замечено, что скоординированные движения с вовлечением сегмента туловища появляются примерно в 12-месячном возрасте. Однако эта координация является незрелой по сравнению со взрослыми, что позволяет предположить, что при более сложных ограничениях задачи время достижения может быть отложено. Лишь в возрасте 8–10 лет дети демонстрируют взрослую координацию движений туловища и рук (Schneiberg, Sveistrup, McFadyen, McKinley & Levin, 2002).

Несмотря на то, что существует множество исследований, изучающих достижение у младенцев и детей при отсутствии каких-либо постуральных возмущений, и множество исследований, изучающих постуральную систему при отсутствии каких-либо надпостуральных задач, существует мало информации относительно точного хода времени и механизмов, лежащих в основе координации развития между ними. осанка и мануальный контроль у детей.Таким образом, целью данной статьи было изучить координацию между позой и ручным управлением у 7- и 10-летних детей и взрослых, поскольку ограничения (расстояние, точность и зрение) задачи точной подгонки систематически манипулировались. Задача подгонки требовала, чтобы участники встали и вставили блок через большое или маленькое отверстие, которое размещалось либо на расстоянии вытянутой руки, либо на расстоянии 1,33 руки; длина от корпуса. Движение примерки было разделено на три фазы; ускорение, замедление и регулировка.Фаза ускорения и замедления движения представляет собой время, когда блок перемещается к отверстию. Фаза регулировки движения представляет собой время, когда блок проходит через отверстие.

Были рассмотрены три конкретные гипотезы. Во-первых, была выдвинута гипотеза, что дети будут укреплять свой сегмент туловища (демонстрировать снижение скорости туловища по мере того, как блок перемещается к отверстию, и повышенный коэффициент прямолинейности туловища) при выполнении движения с точной подгонкой.Не было предсказано, что ограничения задачи повлияют на перемещение фитинга во время транспортировки объекта. Стратегия повышения жесткости туловища увеличивает коэффициент прямолинейности туловища, потому что во время движения присутствует небольшое смещение туловища вперед. Замораживание магистрального сегмента упростило бы межсегментную координацию, необходимую для выполнения задачи. Однако эта стратегия ограничит способность ребенка адаптировать свои движения к изменяющимся ограничениям задачи. Таким образом, стратегия замораживания туловища предполагает, что дети еще не имеют возможности использовать более адаптивные стратегии управления при выполнении ручного задания на точность стоя.Прогнозируется, что более адаптивный контроль туловища появится как функция развития.

Вторая гипотеза заключалась в том, что способность стабилизировать тело, когда блок проходит через отверстие (во время фазы настройки движения), будет улучшаться по мере развития. В отличие от фазы транспортировки при перемещении фитинга, корпус должен стабилизироваться, когда блок проходит через отверстие. Любые неконтролируемые колебания тела могут нарушить работу руки и снизить точность мануальной обработки. Учитывая точный характер задачи, определенные ограничения задачи также были предсказаны, чтобы повлиять на стабилизацию тела в каждой возрастной группе во время фазы адаптации движения.Скорость туловища и центр давления (ЦД) во время фазы настройки использовались для решения второй гипотезы.

Третья гипотеза заключается в том, что координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления во время всего движения подгонки улучшится по мере развития. Координация между этими переменными отражает то, как тела с несколькими степенями свободы координируются и управляются во время ручной работы. Поскольку более сложные движения обычно развиваются позже, чем более простые, было предсказано, что 10-летние дети будут демонстрировать координацию, подобную взрослым, только при менее сложных ограничениях задач (например.г. установка блока через большое отверстие или на близком расстоянии)

Три возрастные группы были выбраны, потому что предыдущая работа показала, что дети начинают переходить к более взрослым уровням контроля осанки примерно в 7 лет при выполнении статических задач и около 10 лет при выполнении более сложных задач. Таким образом, считалось, что эти возрасты отражают основные периоды постурального перехода. Хотя предыдущие исследования в основном изучали координацию между позой и ручным управлением с использованием задачи наведения или захвата, мы выбрали подходящую задачу стоя.Считалось, что ограничения и требования к устойчивости задачи на точность стоя будут акцентированы по сравнению с парадигмой хватания или указания сидя.

Метод

Участники

Было набрано 57 участников, разделенных на три возрастные группы. Группа 1 состояла из 7-летних детей (n = 19, среднее = 7 лет, 36 дней; SD = 80 дней). В группу 2 вошли дети 10 лет (n = 19, среднее = 10 лет, 18 дней; SD = 153 дня). Группа 3 состояла из взрослых студентов колледжа (n = 19, среднее = 20 лет, 29 дней; SD = 2 года, 157 дней).Методики и форма согласия были утверждены Советом по институциональной проверке Массачусетского университета. Участники 7- и 10-летнего возраста были идентифицированы из государственных записей о рождении. Затем родителям было отправлено письмо о приеме на работу, после чего последовал телефонный звонок. Информированное согласие подписали родители детей 7 и 10 лет. Детям объяснили процедуры на понятном им языке и дали устное согласие. Взрослые участники были набраны из университетского сообщества студентов и не имели патологий, которые, как известно, влияли на нормальную осанку или контроль движений.

Процедура

Трехмерные кинематические данные (с использованием двух трекеров движения VZ4000 от Phoenix Technologies; Бернаби, Британская Колумбия) и кинетические данные (с использованием одной силовой платформы AMTI; Уотертаун, Массачусетс) были собраны при 100 Гц. Активные инфракрасные маркеры помещали на плечо, локоть и запястье доминирующей руки участника. Четыре маркера также были прикреплены к твердому телу и закреплены на туловище участника (между лопатками). Доминирование руки было определено как рука, которую участник использует, чтобы дотянуться до объекта.Каждая экспериментальная сессия записывалась цифровой видеокамерой, которая синхронизировалась с кинематическими и кинетическими данными. Перед началом сбора данных были измерены и записаны длина руки, высота плеча, длина стопы и ширина стопы. Затем участников попросили встать на силовую пластину, расставив ноги на ширине плеч. Затем были закреплены все инфракрасные маркеры. На силовую пластину перед ногами участников помещалась небольшая штанга, чтобы они не выходили вперед во время испытаний.

Участники должны были вставить блок (90 × 90 мм) в доску для размещения объектов стоя. Доска для размещения предметов содержала отверстие в центре, выровненное по средней линии участника. Доска для размещения была спроектирована таким образом, чтобы ее высота, размер отверстия и расстояние относительно участника можно было легко регулировать.

В каждом испытании участники вставляли блок в большое (130 мм) или маленькое (100 мм) отверстие, которое размещалось либо на близком расстоянии (на расстоянии вытянутой руки), либо на большом расстоянии (1.33 на расстоянии вытянутой руки). Ближайшие и дальние испытания были заблокированы, а порядок участников уравновешивался. В каждом ближнем и дальнем блоке размер проема (большой, маленький) и визуальные манипуляции (свет включен, темнота) были рандомизированы. В темноте в комнате было совершенно темно. В испытательной комнате не было окон, все освещение было выключено, а вся электроника была закрыта. Видны были только блок и периметр проема (окрашенные светящейся в темноте краской). Во время каждого условия участников просили вставить блок в проем, не касаясь сторон проема.Экспериментатор (который стоял за доской для размещения предметов) брал блок после того, как он полностью проходил через отверстие, и затем клал его на стол (подогнанный по высоте талии) перед участником. Затем участник извлекал блок и снова вставлял его в отверстие. Эта последовательность повторялась до тех пор, пока не было выполнено пять успешных подгонок. Подгоночная плата была оснащена акселерометром, чтобы компьютер издавал звонкий звук, если блок ударялся о доску, когда он проходил через отверстие.Участника попросили повторить испытания, в которых блок контактировал с доской при прохождении через отверстие.

Анализ данных

Были проанализированы пять попыток точной подгонки, выполненных в каждом из условий (неточные испытания подгонки в дальнейшем не анализировались). Из всех временных рядов, получаемых в результате каждого испытания, для последующего анализа использовалась только фаза, на которой субъект вставлял блок через отверстие. Эта фаза была определена как время между моментом, когда блок впервые подняли со стола, и тем, когда блок впервые сломал плоскость проема.Таким образом, данные, собранные до того, как участник схватил блок, и после того, как блок прошел через отверстие, в дальнейшем не анализировались.

Три основные фазы наблюдались в профиле скорости запястья во время ручной настройки (). Во время первых двух фаз подгонки (фазы ускорения и замедления) блок перемещался к отверстию подгоночной доски. Третий этап, этап корректировки, происходил, когда рука вносила небольшие корректировки (или корректировки) конечных точек в рамках подготовки к выполнению подгонки.. При установке через большое отверстие (условие неточности) этап регулировки обычно был очень небольшим. Поскольку требования к задаче варьировались в зависимости от фазы движения подгонки, некоторые кинематические и постуральные переменные были рассчитаны в течение периодов времени, когда запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки подгонки.

Пример трехфазного профиля скорости маркера на запястье при установке через небольшое отверстие. Первая фаза (ускорение) была определена как период времени между моментом, когда блок впервые начал двигаться (как определено синхронизированной записью DV), до момента, когда запястье достигло максимальной скорости (обозначено первой вертикальной пунктирной линией).Вторая фаза (замедляющая) была определена как период времени между максимальной скоростью и моментом, когда скорость запястья упала ниже 100 мм / с (обозначена второй вертикальной пунктирной линией). Фазы ускорения и замедления представляют собой транспортировку руки к открытию. Последняя фаза досягаемости, фаза настройки, заключалась в том, что были сделаны небольшие настройки руки при подготовке к вставке блока через отверстие. Начало фазы настройки было определено как момент времени, когда скорость запястья впервые упала ниже 100 мм / с.Смещение фазы настройки было определено как момент времени, когда блок нарушил плоскость проема (как определено синхронизированной записью DV). Аналогичный профиль наблюдался при установке через большое отверстие, за исключением того, что продолжительность фазы настройки была намного короче.

Кинематические данные были собраны с маркеров, размещенных на крепежной руке и сегменте туловища. По маркерам, размещенным на стволе, рассчитывалась средняя скорость ствола на трех этапах вылета и прямолинейность траектории ствола.Скорость рассчитывалась с использованием первого метода центральной разности. Прямолинейность траектории ствола рассчитывалась как общее расстояние, пройденное стволом, деленное на расстояние по прямой (Berthier & Keen, 2006). Увеличение коэффициента прямолинейности использовалось, чтобы указать, что движение туловища менее прямолинейно во время досягаемости.

Положение центра давления (CoP) — точечное расположение вектора вертикальной силы реакции опоры — было рассчитано как в передне-заднем (AP), так и в медиально-боковом (ML) направлениях на основе исходных данных силовой пластины с использованием уравнений 1 и 2.

CoP (AP) = [My + (Zoff ∗ Fx) Fz] ∗ — 1

(1)

CoP (ML) = [Mx + (Zoff ∗ Fy) Fz]

(2)

Где: Fx , Fy и Fz — линейные силы вдоль переднезадней (AP), медиально-латеральной (ML) и вертикальной осей соответственно. Mx и My — моменты относительно осей AP и ML соответственно, а Z off — вертикальное смещение от вершины пластины до начала системы координат силовой пластины. Данные CoP использовались для оценки постуральных движений всего тела во время каждого испытания.По данным AP и ML CoP оценивалась средняя скорость сетевого CoP и скорость сетевого CoP на трех этапах охвата. Все данные были рассчитаны с использованием специально написанного программного обеспечения Matlab (Mathworks Inc., Natick MA).

Временная координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления (ЦД) оценивалась как время между достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища (координация запястья и туловища) и достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища. CoP (запястье — координация CoP).

По всем переменным, смешанный четырехфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) между возрастом (7-летние, 10-летние и взрослые) и на расстоянии (далеко, близко), размером (большой, маленький) и свет (свет включен, темно) использовался для оценки возможных различий между зависимыми переменными. При обнаружении значимости для оценки различий между возрастными группами использовался апостериорный тест Тьюки. Из-за количества проведенных сравнений консервативный альфа-уровень 0,01 был установлен в качестве порога значимости.

Результаты

Во всех переменных сообщаются только основные эффекты взаимодействия групп и групп по задачам. Основные эффекты ограничений задачи и взаимодействия между ограничениями задачи (расстояние, размер и свет) не сообщаются, поскольку они не нужны для рассмотрения заявленных гипотез развития. Средняя скорость туловища во время фазы ускорения и замедления посадки и коэффициент прямолинейности туловища были исследованы для решения гипотезы 1. Средняя скорость туловища и центра давления во время фазы регулировки посадки была исследована для решения гипотезы 2. .Временная координация между запястьем и практикующим врачом и запястьем и туловищем была исследована для решения гипотезы 3.

Trunk Kinematics

Средняя скорость туловища (поскольку запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки) и коэффициент прямолинейности туловища во время примерочные движения были рассчитаны. Основное влияние возраста и любых взаимодействий между возрастом и ограничениями задачи указывало на возрастные различия в управлении туловищем во время выполнения задачи точной подгонки.

7-летние дети показали значительно более высокую среднюю скорость туловища во время фазы ускорения движения фитинга ( M = 173.5 мм / с) по сравнению с 10-летними ( M = 113,6 мм / с) и взрослыми ( M = 116,7 мм / с), F (2, 54) = 9,76, p <0,001, ηp ² = 0,217. Существенных различий между 10-летними и взрослыми не наблюдалось. Никаких взаимодействий между возрастом и любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось во время фазы ускорения подгоночного движения (). Во время фазы замедления подгонки наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и размером отверстия.Средняя скорость туловища была значительно выше у 7-летних ( M = 89,0 мм / с) по сравнению с 10-летними (M = 71,1 мм / с) и взрослыми ( M = 68,1 мм / с). ) при установке через небольшое отверстие. Не было различий между 7-летними ( M = 98,1), 10-летними ( M = 86,14) и взрослыми ( M = 93,3 мм / с) при прохождении через большое отверстие; F (2,54) = 4,91, p = 0,001, ηp ² =.170. Никаких взаимодействий между возрастом или любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось ни во время замедляющей фазы подгоночного движения ().

Средняя скорость туловища, когда запястье находилось в фазе ускорения (2a, 2b), замедления (2c, 2d) и настройки (2e, 2f) приспособительного движения. В левом столбце представлены данные о состоянии ближней цели, а в правом столбце — данные о состоянии дальней цели для малых и больших отверстий. Данные сворачиваются по испытаниям в светлых и темных испытаниях.

Во время фазы настройки движения фитинга наблюдалось трехстороннее взаимодействие: возраст × расстояние × размер. Взрослые особи, как правило, демонстрируют наименьшую скорость туловища в фазе настройки при примерке на близком расстоянии (). 7-летние дети, однако, демонстрировали самую низкую скорость туловища при установке на большом расстоянии (), но это было только в случае большого отверстия, F (2,54) = 7,703, p = 0,001, ηp ² = 0,243.

Значительное взаимодействие возраста × подходящего расстояния наблюдалось в отношении прямолинейности туловища, F (2,54) = 4.36, p = 0,004, ηp ² = 0,192. Когда постуральные ограничения задачи подгонки усложнялись (дальнее состояние), взрослые демонстрировали больший коэффициент прямолинейности (). Повышенный коэффициент прямолинейности указывает на менее плавный вылет.

Контроль осанки: центр давления

Во время фазы настройки посадки изменения положения туловища и запястья были очень незначительными. Таким образом, средняя скорость CoP во время этой фазы подгонки представляет собой постуральные движения, не связанные с перемещением руки.Скорее, скорость CoP во время фазы настройки подгонки представляет собой движения позы, которые производятся, когда рука выполняет задачу по точности. По сравнению с детьми обеих групп, взрослые смогли лучше стабилизировать свою осанку, поскольку рука совершала точное движение. В частности, средняя скорость ЦС во время фазы адаптации была ниже у взрослых ( M = 39,7 мм / с) по сравнению как с 10- ( M, = 57,0 мм / с), так и с 7-летними детьми ( M = 61.7 мм / с), F (2,54) = 12,274, p <0,000; ηp ² = 0,353. Никаких взаимодействий между возрастом и какими-либо ограничениями задачи не наблюдалось.

Координация между запястьем и центром давления

В координации между временем, когда запястье и практикующий врач достигли максимальной скорости, наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и расстоянием, F (2,54) = 10,81; p = 0,001, ηp ² = 0,247 (). На ближней дистанции пиковая скорость запястья и ПС произошла в пределах 50 мс во всех возрастных группах.На дальнем расстоянии пиковая скорость CoP произошла за 235 мс, 153 мс и 87 мс до пиковой скорости запястья у взрослых, 10- и 7-летних детей соответственно. Апостериорный анализ показал, что 7-летние дети значительно отличались от взрослых ( p = 0,009).

Коэффициент прямолинейности ствола для а) малого и б) большого проема на ближнем и дальнем расстоянии. Данные свернуты в светлых и темных условиях. Более высокие числа представляют менее прямой путь.

Координация между запястьем и туловищем

Во всех возрастных группах и условиях пиковая скорость туловища и запястья была в пределах 250 мс друг от друга.Было обнаружено взаимодействие возраст × расстояние × размер ( F (2,54) = 11,67; p <0,0001, ηp ² = 0,275). При прохождении через небольшое отверстие в состоянии, близком к цели, 10-летние и взрослые, по-видимому, продемонстрировали временную синхронизацию (задержка по времени в среднем 32 мс) между туловищем и рукой на близком расстоянии (). Временная координация у 7-летних была не такой сильной и в среднем превышала 100 мс. Однако в условиях дальней цели все возрастные группы сходились и, по-видимому, демонстрировали временную синхронизацию, когда туловище и запястье достигли максимальной скорости в пределах 50 мс друг от друга ().

Временная координация между моментом, когда туловище достигло максимальной скорости относительно запястья при установке через а) маленькое отверстие и б) большое отверстие. Данные свернуты в светлых и темных условиях.

При прохождении через большое отверстие наблюдалась сильная синхронизация на ближнем расстоянии во всех возрастных группах (). Однако вдали возрастные группы разошлись. У 7-летних пиковая скорость туловища была достигнута примерно через 125 мс после запястья.Однако пиковая скорость туловища была достигнута раньше максимальной скорости запястья как у 10-летних (75 мс), так и у взрослых (200 мс).

Обсуждение

В текущем исследовании изучалась координация движений туловища, запястий и позы (CoP) во время подгонки у детей разного возраста и взрослых при изменении расстояния, точности и визуальных ограничений. Наблюдалось три основных вывода. Во-первых, по сравнению со взрослыми, дети, похоже, используют совершенно разные стратегии для координации и управления своим туловищем и руками при выполнении точного ручного задания.Во-вторых, стратегии стабилизации блока на этапе корректировки подгоночного задания различаются у детей и взрослых. В-третьих, даже к 10-летнему возрасту у детей все еще не развиты взрослые уровни координации и контроля при выполнении более сложных ручных заданий стоя.

Изменения в развитии контроля туловища во время перестановки

Для решения гипотезы 1 были исследованы средняя скорость туловища во время фаз ускорения и замедления (время, когда блок перемещается к проему) и коэффициент прямолинейности туловища. .Была выдвинута гипотеза, что 7-летние дети заморозили бы сегмент туловища (более низкая скорость ствола и более высокий коэффициент прямолинейности), когда блок перемещался к отверстию. Кинематические данные не подтвердили эту гипотезу. В частности, 7-летние дети демонстрировали повышенную скорость туловища во время фазы ускорения посадки и во время фазы замедления посадки при примерке через небольшое отверстие. Повышенная скорость туловища у детей младшего возраста несколько противоречит здравому смыслу, поскольку это может двигать их центр масс приближается к границам базы опоры, что потенциально может угрожать равновесию.

Различия в развитии также были выявлены при изучении пути, по которому прошел ствол (оцениваемый по соотношению прямолинейности ствола). В частности, 7-летние дети имели более низкий коэффициент прямолинейности по сравнению с 10-летними и взрослыми в условиях дальней цели. Повышенная прямолинейность предполагает, что при достижении дальних целей маленькие дети демонстрируют меньше движений вне прямого пути туловища. Взрослые и дети старшего возраста могут иметь пониженную прямолинейность туловища, потому что они производят больше компенсирующих движений туловища для стабилизации руки, когда они готовятся вставить блок через отверстие.

Эти результаты показывают, что, когда ограничения задачи подбора были более трудными, 7-летние дети приняли стратегию двигаться и стабилизировать . При использовании этой стратегии ствол быстро перемещается, чтобы можно было выполнить ручную задачу (более высокие ускоряющие и замедляющие скорости ствола). Однако любые движения, не связанные с целенаправленной ручной задачей, ослабляются, поэтому они не повлияют на траекторию конечной точки. По мере развития стратегия перемещения и стабилизации заменяется более устойчивой и адаптируемой стратегией перемещения и модуляции .В соответствии с этой стратегией двойные постуральные и двигательные функции туловища выполняются параллельно, а не последовательно. То есть, когда туловище перемещается для выполнения ручного поведения, одновременные компенсирующие движения корректируются с учетом потенциальных ошибок конечной точки аналогично тому, как описано Ма и Фельдманом (1995).

Хотя потенциально менее адаптируемая стратегия движения и стабилизации, наблюдаемая у маленьких детей, может быть формой моторного обучения, при которой степени свободы изначально заморожены, но затем, с практикой и возрастом, высвобождаются.С высвобождением этих степеней свободы движения становятся более опытными (Bernstein, 1967; Vereijken, van Emmerik, Whiting, & Newell, 1992), и возможности действий могут быть дополнительно исследованы (Bertenthal, 1999; Berthier, Rosenstein & Barto, 2005). ). Вторая причина, по которой кажется, что дети демонстрируют стратегию движения и стабилизации, может быть связана с гипотезой, первоначально предложенной Schneiberg et al. (2002), предполагая, что дети демонстрируют недостаток контроля прямой связи при включении туловища в целенаправленные движения.Взрослые, с другой стороны, заранее планируют движения на основе системы координат, продиктованной конечной точкой (Flash & Hogan, 1985).

Стабилизация конечной точки во время движения точной подгонки

По мере того, как блок проходит через проем (фаза уравнивания), стабилизация конечной точки (блока) становится важной. Если ориентация и регулировка позы всего тела не сводятся к минимуму и не контролируются должным образом, рука может быть нарушена, а точность движения или равновесия может снизиться (Riccio & Stoffregen, 1988).Таким образом, чтобы обратиться к Гипотезе 2, были исследованы средние скорости ствола и ПС на этапе корректировки подгонки. Фаза регулировки — это время во время движения фитинга, когда рука должна совершать очень точные движения, чтобы успешно пройти блок через отверстие. Было высказано предположение, что дети будут менее способны стабилизировать как туловище, так и центр давления по сравнению со взрослыми. Кроме того, была выдвинута гипотеза, что стабилизация ствола и ЦС улучшится в зависимости от развития.Интересно, что эта гипотеза была поддержана лишь частично. Скорее, похоже, что дети младшего возраста и взрослые используют разные стратегии для стабилизации конечной точки.

Во время фазы корректировки посадки скорость туловища была ниже у 7-летних, когда постуральные ограничения задачи были усложнены (приспособление на большом расстоянии) по сравнению со взрослыми. Однако скорость CoP была выше как у 7-, так и у 10-летних детей. Таким образом, взрослые, по-видимому, контролируют конечную точку, минимизируя движения CoP, в то время как дети контролируют конечную точку, уменьшая движения туловища.Стратегия стабилизации CoP может быть лучше с точки зрения точности, поскольку принимается и поддерживается стабильное динамическое взаимодействие с опорной поверхностью (Riccio, 1993). Следовательно, возмущения (внешние или самоиндуцированные) могут быть легко обнаружены и компенсированы сдвигами в CoP. Стратегию туловища, которую демонстрируют дети, может быть немного легче контролировать (например, легче просто заморозить туловище, чтобы контролировать точность рук). Однако любые возмущения, особенно возникающие снаружи или в нижней конечности, легко передаются через «более жесткий» туловище и могут повлиять на точность выполнения задачи.Новоприбывшие младенцы в основном генерируют движения рук, используя туловище и плечевой сустав. Однако с опытом младенцы начинают включать движения дистальных суставов рук в досягаемость (Berthier, Clifton, McCall & Robin, 1999). Интересно, что похоже, что то же самое созревание от проксимального до дистального, наблюдаемое у младенцев, продолжается и у детей старшего возраста, поскольку они учатся выполнять более сложные задачи, требующие координации многих степеней свободы тела (Berthier et al. 1999).

Изучение того, как управлять ориентацией и регулировкой позы на основе ограничений супра-постуральных задач, может быть основным фактором, определяющим развитие двигательных способностей в детстве. Маленькие дети могут начать осознавать области допустимого постурального колебания (пороги движения, которые все еще позволяют выполнять определенные супра-постуральные задачи) для различных движений, что позволяет развивать различные двигательные вехи (Adolph, 2002). Затем, по мере взросления детей, они совершенствуют свою способность модулировать постуральную динамику в соответствии с целями супра-постуральной задачи.

Различные стратегии, используемые для стабилизации блока при его прохождении через отверстие, действительно влияли на точность подгонки. В целом точность подгонки улучшалась с возрастом. В частности, точность подгонки через маленькое отверстие составила 47%, 62% и 90% для 7- и 10-летних детей и взрослых участников соответственно. При прохождении через большое отверстие все участники были точны в 100% случаев.

Изменения в развитии координации осанки и ручного управления

Для решения гипотезы 3 координация между кистью и туловищем, кистью и CoP оценивалась в течение всего движения подгонки.Было высказано предположение, что дети будут демонстрировать более слабую координацию по сравнению со взрослыми. Кроме того, была высказана гипотеза, что координация улучшится в зависимости от развития.

Предыдущие исследования показали, что в сидячих позах временная координация между туловищем и рукой достигает уровня взрослых к 4-5 годам (Bard, Hay & Fleury, 1990; Scheinberg et al., 2002). Наши данные, однако, указывают на гораздо более позднее время. Рассмотренные меры координации показали, что даже 7-летние дети не достигли взрослого контроля.Напротив, было обнаружено, что 10-летние дети находятся в регионе, в котором они переходят к более взрослым уровням контроля. Например, временная координация между постуральным (CoP) и ручным (запястьем) контролем, а также кинематикой запястья и туловища показала, что все возрастные группы демонстрировали одинаковую координацию, когда ограничения задачи не были такими сложными. Однако, когда ограничения задачи стали более трудными, у 7-летних детей наблюдались более незрелые модели координации..

Интересно, хотя паттерны координации височного запястья и запястья и ЦП и запястья у 10-летних напоминают взрослые; как обсуждалось выше, 10-летние дети все еще не могли свести к минимуму перемещения CoP до того же уровня, что и взрослые, во время фазы корректировки охвата. Основываясь на результатах ЦС и кинематического анализа туловища, кажется, что имеет место прогрессия развития от проксимального к дистальному, когда движения туловища 10-летних детей достигают уровня взрослого человека до того, как ПС регулирует осанку всего тела.Взятые вместе, эти результаты предполагают, что во время выполнения задач, требующих изменения степени точности и конфигурации осанки, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, когда их системы управления осанкой и ручным управлением начинают интегрироваться в уровни, подобные взрослым (но еще не достигли этого уровня). совсем в тот момент). Таким образом, точная траектория развития позы — мануальная координация в большой степени зависит от одновременно выполняемой надпостуральной задачи. Утверждения относительно того, когда у детей достигается осанка или мануальный контроль, достигают уровня взрослых, необходимо принимать во внимание характер и сложность задачи.

Резюме и выводы

В этом исследовании было обнаружено, что у детей не наблюдается такой же синергии рук с помощью туловища, как у взрослых. В частности, дети старшего возраста и взрослые, как правило, применяют стратегию «двигай и изменяй», тогда как маленькие дети, кажется, используют стратегию «двигай и стабилизируй». Также было обнаружено, что маленькие дети стабилизируют ручную точность и контролируют ее, замораживая туловище. Однако взрослые, как правило, стабилизируют и контролируют точность, контролируя колебания осанки всего тела (минимизируя CoP).В целом изменения в вышеупомянутых стратегиях предполагают, что у маленьких детей есть менее адаптируемые стратегии для управления степенями свободы тела при выполнении точных ручных движений. Наконец, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, и начинают проявляться все более взрослые способы координации.

Развитие координации между позой и ручным контролем

Abstract

Исследования показали, что правильный контроль осанки необходим для развития достижения.Однако мало исследований изучали развитие координации между позой и ручным управлением в детстве. Мы исследовали координацию между осанкой и ручным управлением у детей 7 и 10 лет и взрослых во время выполнения задачи точной подгонки, поскольку ограничения задачи стали более трудными. Участники вставляли блок через отверстие во время сбора данных о кинематике руки, кинематике туловища и центре давления. Во время подгонки были изменены точность, постуральные и визуальные ограничения задачи.Маленькие дети приняли стратегию, при которой они сначала двигают туловище к отверстию, а затем стабилизируют туловище (фиксируют степени свободы) по мере выполнения точного ручного задания. Напротив, взрослые и дети старшего возраста совершают компенсирующие движения туловища во время выполнения задания. 10-летние дети были похожи на взрослых при выполнении менее ограниченных задач, но походили на 7-летних детей при выполнении более сложных задач. Способность либо подавлять, либо допускать колебания позы на основе ограничений супра-постуральной задачи начинает развиваться примерно в десятилетнем возрасте.После развития эта способность позволяет детям изучать определенные сегментарные движения, необходимые для выполнения задачи в контексте окружающей среды.

Ключевые слова: Развитие, ручной контроль, постуральный контроль, координация

Введение

Люди обычно не стоят ради того, чтобы стоять. Скорее, стойка на двух ногах дает возможность другого целенаправленного поведения, такого как достижение объектов и манипулирование ими. Следовательно, правильная двигательная функция требует, чтобы постуральная система была интегрирована и скоординирована с другими целенаправленными формами поведения таким образом, чтобы можно было выполнять определенные задачи при сохранении баланса (Gardner et al., 2001; Риччио и Стоффреген, 1988).

У взрослых движения туловища объединены с движениями рук и рук. Ма и Фельдман (1995) определили две функциональные синергии, используемые для выполнения задачи по достижению ствола. Первая, называемая «синергия достижения», отвечает за транспортировку руки к цели. Вторая, компенсирующая синергия, перемещает туловище и руки, не влияя на траекторию движения руки. Компенсаторная синергия допускает колебания туловища без отрицательного влияния на траекторию движения кисти и руки.Эти колебания туловища важны, потому что они помогают поддерживать гибкую систему, которая способна ослаблять возмущения, которые могут возникнуть во время движения.

Система позы также сильно интегрирована с целенаправленным поведением и будет регулировать колебания позы в соответствии с ограничениями одновременно выполняемой задачи. При выполнении мануальных действий (например, тянуться и указывать) центр масс (ЦМ) часто переводится в основу опоры (упреждающим или координированным по времени образом), чтобы помочь в выполнении ручного задания (Поццо, Стэпли, & Papaxanthis, 2002; Patron, Stapley & Pozzo, 2005; Stapley, Pozzo, Cheron, & Grishin, 1999; Kaminski & Simpkins, 2001).Однако при выполнении действий, требующих большей точности (например, стоя и чтения), колебания позы минимизируются для выполнения задачи (Stoffregen et al., 1999; Bardy et al., 1999).

Координация развития осанки и ручного контроля в младенчестве

Развитие многих моторных вех, таких как достижение (Bertenthal & Clifton, 1998) и локомоция (Adolph, 2000), в значительной степени зависит от координации между позой и целью. направленное поведение (Bertenthal & Clifton, 1998; von Hofsten, 1993).Два независимых направления исследований — развитие упреждающего контроля позы и влияние стабилизации позы на развитие при достижении — предположили, что осанка начинает интегрироваться с целенаправленным поведением в раннем младенчестве.

Опережающие постуральные реакции, при которых постуральные мышцы активируются раньше, чем мышцы-движители, масштабируются в соответствии с движением и позволяют поддерживать стабильность во время выполнения задачи (Aruin, Forrest, & Latash, 1998). В возрасте 8 месяцев младенцы начинают активировать постуральные мышцы в соответствии с конкретной задачей (van der Fits et al., 1999; фон Хофстен, 1993). Вскоре после этого при достижении активируются постуральные мышцы туловища с латентностью, подобной таковой у взрослых (von Hofsten & Woollacott, 1989). Несколько месяцев спустя, когда ребенок приближается к годовалому возрасту и обретает способность к независимой стойке, стратегии упреждающей позы используются для управления ЦМ в рамках гораздо более узкой базы поддержки (Forssberg & Nashner, 1982) и адаптируются на основе о цели или контексте движения (van der Fits et al., 1999).

Незрелая система осанки замедляет развитие многих моторных вех. В частности, такие задачи, как достижение и захват, невозможно выполнить без должного уровня контроля позы (Bertenthal & Clifton, 1998; Gibson & Pick, 2000; von Hofsten, 1993). Например, спонтанные движения рук, наблюдаемые у новорожденных, становятся более точными, когда обеспечивается постуральная поддержка (von Hofsten, 1993). Даже после развития досягаемости шестимесячные дети производят более зрелые досягаемости, когда им предоставляется внешняя постуральная поддержка (Hopkins & Rönnqvist, 2001).Интересно, что младенцы, кажется, чувствительны к собственным недостаткам осанки и меньше достигают, когда предметы находятся за пределами вытянутой руки (McKenzie et al., 1993). Это общее открытие также наблюдалось в среде с плохим зрением (в темной комнате), где 6-месячные младенцы не тянутся к звучащим объектам, выходящим за пределы их досягаемости (Clifton et al., 1991). Примерно в то время, когда появляется возможность самостоятельного сидения, младенцы начинают использовать туловище, чтобы опираться и хвататься за предметы, находящиеся за пределами вытянутой руки.(Yonas et al., 1993; Rochat & Goubert, 1995).

Развитие координации между осанкой и ручным контролем

Дети демонстрируют кинематические профили достижения взрослого к 2-летнему возрасту (Berthier & Keen, 2006). Однако постуральная система продолжает развиваться в детстве. В возрасте от 4 до 6 лет постуральная система находится в переходном периоде, когда начинают проявляться более взрослые постуральные реакции (Shumway-Cook & Woolacott, 1985). Этот переходный период откладывается примерно до 10-летнего возраста, когда дети исследуются в более сложных (по сравнению с традиционной спокойной позой) парадигмах, например, при реагировании на сенсорные конфликты, динамическую визуальную информацию или во время выполнения задач ручной точной подгонки (Baumberger и другие.2004; Sparto et al. 2006; Haddad et al. 2008 г.).

Исследование охвата младенцев обычно проводится, когда ребенок надежно прикреплен к модифицированному стульчику для кормления или закреплен на коленях родителя. Поэтому важность позы в этих парадигмах сводится к минимуму, потому что равновесие никогда не нарушается. На сегодняшний день лишь в нескольких исследованиях изучается поведение детей младшего возраста, когда туловище (сегмент, участвующий как в вытягивании, так и в позе) либо не закреплен, либо является необходимой степенью свободы для выполнения задачи (Haddad, Claxton & Keen, 2005 ; Роша и Губе, 1995; Йонас и Хартман, 1993).В этих исследованиях было замечено, что скоординированные движения с вовлечением сегмента туловища появляются примерно в 12-месячном возрасте. Однако эта координация является незрелой по сравнению со взрослыми, что позволяет предположить, что при более сложных ограничениях задачи время достижения может быть отложено. Лишь в возрасте 8–10 лет дети демонстрируют взрослую координацию движений туловища и рук (Schneiberg, Sveistrup, McFadyen, McKinley & Levin, 2002).

Несмотря на то, что существует множество исследований, изучающих достижение у младенцев и детей при отсутствии каких-либо постуральных возмущений, и множество исследований, изучающих постуральную систему при отсутствии каких-либо надпостуральных задач, существует мало информации относительно точного хода времени и механизмов, лежащих в основе координации развития между ними. осанка и мануальный контроль у детей.Таким образом, целью данной статьи было изучить координацию между позой и ручным управлением у 7- и 10-летних детей и взрослых, поскольку ограничения (расстояние, точность и зрение) задачи точной подгонки систематически манипулировались. Задача подгонки требовала, чтобы участники встали и вставили блок через большое или маленькое отверстие, которое размещалось либо на расстоянии вытянутой руки, либо на расстоянии 1,33 руки; длина от корпуса. Движение примерки было разделено на три фазы; ускорение, замедление и регулировка.Фаза ускорения и замедления движения представляет собой время, когда блок перемещается к отверстию. Фаза регулировки движения представляет собой время, когда блок проходит через отверстие.

Были рассмотрены три конкретные гипотезы. Во-первых, была выдвинута гипотеза, что дети будут укреплять свой сегмент туловища (демонстрировать снижение скорости туловища по мере того, как блок перемещается к отверстию, и повышенный коэффициент прямолинейности туловища) при выполнении движения с точной подгонкой.Не было предсказано, что ограничения задачи повлияют на перемещение фитинга во время транспортировки объекта. Стратегия повышения жесткости туловища увеличивает коэффициент прямолинейности туловища, потому что во время движения присутствует небольшое смещение туловища вперед. Замораживание магистрального сегмента упростило бы межсегментную координацию, необходимую для выполнения задачи. Однако эта стратегия ограничит способность ребенка адаптировать свои движения к изменяющимся ограничениям задачи. Таким образом, стратегия замораживания туловища предполагает, что дети еще не имеют возможности использовать более адаптивные стратегии управления при выполнении ручного задания на точность стоя.Прогнозируется, что более адаптивный контроль туловища появится как функция развития.

Вторая гипотеза заключалась в том, что способность стабилизировать тело, когда блок проходит через отверстие (во время фазы настройки движения), будет улучшаться по мере развития. В отличие от фазы транспортировки при перемещении фитинга, корпус должен стабилизироваться, когда блок проходит через отверстие. Любые неконтролируемые колебания тела могут нарушить работу руки и снизить точность мануальной обработки. Учитывая точный характер задачи, определенные ограничения задачи также были предсказаны, чтобы повлиять на стабилизацию тела в каждой возрастной группе во время фазы адаптации движения.Скорость туловища и центр давления (ЦД) во время фазы настройки использовались для решения второй гипотезы.

Третья гипотеза заключается в том, что координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления во время всего движения подгонки улучшится по мере развития. Координация между этими переменными отражает то, как тела с несколькими степенями свободы координируются и управляются во время ручной работы. Поскольку более сложные движения обычно развиваются позже, чем более простые, было предсказано, что 10-летние дети будут демонстрировать координацию, подобную взрослым, только при менее сложных ограничениях задач (например.г. установка блока через большое отверстие или на близком расстоянии)

Три возрастные группы были выбраны, потому что предыдущая работа показала, что дети начинают переходить к более взрослым уровням контроля осанки примерно в 7 лет при выполнении статических задач и около 10 лет при выполнении более сложных задач. Таким образом, считалось, что эти возрасты отражают основные периоды постурального перехода. Хотя предыдущие исследования в основном изучали координацию между позой и ручным управлением с использованием задачи наведения или захвата, мы выбрали подходящую задачу стоя.Считалось, что ограничения и требования к устойчивости задачи на точность стоя будут акцентированы по сравнению с парадигмой хватания или указания сидя.

Метод

Участники

Было набрано 57 участников, разделенных на три возрастные группы. Группа 1 состояла из 7-летних детей (n = 19, среднее = 7 лет, 36 дней; SD = 80 дней). В группу 2 вошли дети 10 лет (n = 19, среднее = 10 лет, 18 дней; SD = 153 дня). Группа 3 состояла из взрослых студентов колледжа (n = 19, среднее = 20 лет, 29 дней; SD = 2 года, 157 дней).Методики и форма согласия были утверждены Советом по институциональной проверке Массачусетского университета. Участники 7- и 10-летнего возраста были идентифицированы из государственных записей о рождении. Затем родителям было отправлено письмо о приеме на работу, после чего последовал телефонный звонок. Информированное согласие подписали родители детей 7 и 10 лет. Детям объяснили процедуры на понятном им языке и дали устное согласие. Взрослые участники были набраны из университетского сообщества студентов и не имели патологий, которые, как известно, влияли на нормальную осанку или контроль движений.

Процедура

Трехмерные кинематические данные (с использованием двух трекеров движения VZ4000 от Phoenix Technologies; Бернаби, Британская Колумбия) и кинетические данные (с использованием одной силовой платформы AMTI; Уотертаун, Массачусетс) были собраны при 100 Гц. Активные инфракрасные маркеры помещали на плечо, локоть и запястье доминирующей руки участника. Четыре маркера также были прикреплены к твердому телу и закреплены на туловище участника (между лопатками). Доминирование руки было определено как рука, которую участник использует, чтобы дотянуться до объекта.Каждая экспериментальная сессия записывалась цифровой видеокамерой, которая синхронизировалась с кинематическими и кинетическими данными. Перед началом сбора данных были измерены и записаны длина руки, высота плеча, длина стопы и ширина стопы. Затем участников попросили встать на силовую пластину, расставив ноги на ширине плеч. Затем были закреплены все инфракрасные маркеры. На силовую пластину перед ногами участников помещалась небольшая штанга, чтобы они не выходили вперед во время испытаний.

Участники должны были вставить блок (90 × 90 мм) в доску для размещения объектов стоя. Доска для размещения предметов содержала отверстие в центре, выровненное по средней линии участника. Доска для размещения была спроектирована таким образом, чтобы ее высота, размер отверстия и расстояние относительно участника можно было легко регулировать.

В каждом испытании участники вставляли блок в большое (130 мм) или маленькое (100 мм) отверстие, которое размещалось либо на близком расстоянии (на расстоянии вытянутой руки), либо на большом расстоянии (1.33 на расстоянии вытянутой руки). Ближайшие и дальние испытания были заблокированы, а порядок участников уравновешивался. В каждом ближнем и дальнем блоке размер проема (большой, маленький) и визуальные манипуляции (свет включен, темнота) были рандомизированы. В темноте в комнате было совершенно темно. В испытательной комнате не было окон, все освещение было выключено, а вся электроника была закрыта. Видны были только блок и периметр проема (окрашенные светящейся в темноте краской). Во время каждого условия участников просили вставить блок в проем, не касаясь сторон проема.Экспериментатор (который стоял за доской для размещения предметов) брал блок после того, как он полностью проходил через отверстие, и затем клал его на стол (подогнанный по высоте талии) перед участником. Затем участник извлекал блок и снова вставлял его в отверстие. Эта последовательность повторялась до тех пор, пока не было выполнено пять успешных подгонок. Подгоночная плата была оснащена акселерометром, чтобы компьютер издавал звонкий звук, если блок ударялся о доску, когда он проходил через отверстие.Участника попросили повторить испытания, в которых блок контактировал с доской при прохождении через отверстие.

Анализ данных

Были проанализированы пять попыток точной подгонки, выполненных в каждом из условий (неточные испытания подгонки в дальнейшем не анализировались). Из всех временных рядов, получаемых в результате каждого испытания, для последующего анализа использовалась только фаза, на которой субъект вставлял блок через отверстие. Эта фаза была определена как время между моментом, когда блок впервые подняли со стола, и тем, когда блок впервые сломал плоскость проема.Таким образом, данные, собранные до того, как участник схватил блок, и после того, как блок прошел через отверстие, в дальнейшем не анализировались.

Три основные фазы наблюдались в профиле скорости запястья во время ручной настройки (). Во время первых двух фаз подгонки (фазы ускорения и замедления) блок перемещался к отверстию подгоночной доски. Третий этап, этап корректировки, происходил, когда рука вносила небольшие корректировки (или корректировки) конечных точек в рамках подготовки к выполнению подгонки.. При установке через большое отверстие (условие неточности) этап регулировки обычно был очень небольшим. Поскольку требования к задаче варьировались в зависимости от фазы движения подгонки, некоторые кинематические и постуральные переменные были рассчитаны в течение периодов времени, когда запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки подгонки.

Пример трехфазного профиля скорости маркера на запястье при установке через небольшое отверстие. Первая фаза (ускорение) была определена как период времени между моментом, когда блок впервые начал двигаться (как определено синхронизированной записью DV), до момента, когда запястье достигло максимальной скорости (обозначено первой вертикальной пунктирной линией).Вторая фаза (замедляющая) была определена как период времени между максимальной скоростью и моментом, когда скорость запястья упала ниже 100 мм / с (обозначена второй вертикальной пунктирной линией). Фазы ускорения и замедления представляют собой транспортировку руки к открытию. Последняя фаза досягаемости, фаза настройки, заключалась в том, что были сделаны небольшие настройки руки при подготовке к вставке блока через отверстие. Начало фазы настройки было определено как момент времени, когда скорость запястья впервые упала ниже 100 мм / с.Смещение фазы настройки было определено как момент времени, когда блок нарушил плоскость проема (как определено синхронизированной записью DV). Аналогичный профиль наблюдался при установке через большое отверстие, за исключением того, что продолжительность фазы настройки была намного короче.

Кинематические данные были собраны с маркеров, размещенных на крепежной руке и сегменте туловища. По маркерам, размещенным на стволе, рассчитывалась средняя скорость ствола на трех этапах вылета и прямолинейность траектории ствола.Скорость рассчитывалась с использованием первого метода центральной разности. Прямолинейность траектории ствола рассчитывалась как общее расстояние, пройденное стволом, деленное на расстояние по прямой (Berthier & Keen, 2006). Увеличение коэффициента прямолинейности использовалось, чтобы указать, что движение туловища менее прямолинейно во время досягаемости.

Положение центра давления (CoP) — точечное расположение вектора вертикальной силы реакции опоры — было рассчитано как в передне-заднем (AP), так и в медиально-боковом (ML) направлениях на основе исходных данных силовой пластины с использованием уравнений 1 и 2.

CoP (AP) = [My + (Zoff ∗ Fx) Fz] ∗ — 1

(1)

CoP (ML) = [Mx + (Zoff ∗ Fy) Fz]

(2)

Где: Fx , Fy и Fz — линейные силы вдоль переднезадней (AP), медиально-латеральной (ML) и вертикальной осей соответственно. Mx и My — моменты относительно осей AP и ML соответственно, а Z off — вертикальное смещение от вершины пластины до начала системы координат силовой пластины. Данные CoP использовались для оценки постуральных движений всего тела во время каждого испытания.По данным AP и ML CoP оценивалась средняя скорость сетевого CoP и скорость сетевого CoP на трех этапах охвата. Все данные были рассчитаны с использованием специально написанного программного обеспечения Matlab (Mathworks Inc., Natick MA).

Временная координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления (ЦД) оценивалась как время между достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища (координация запястья и туловища) и достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища. CoP (запястье — координация CoP).

По всем переменным, смешанный четырехфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) между возрастом (7-летние, 10-летние и взрослые) и на расстоянии (далеко, близко), размером (большой, маленький) и свет (свет включен, темно) использовался для оценки возможных различий между зависимыми переменными. При обнаружении значимости для оценки различий между возрастными группами использовался апостериорный тест Тьюки. Из-за количества проведенных сравнений консервативный альфа-уровень 0,01 был установлен в качестве порога значимости.

Результаты

Во всех переменных сообщаются только основные эффекты взаимодействия групп и групп по задачам. Основные эффекты ограничений задачи и взаимодействия между ограничениями задачи (расстояние, размер и свет) не сообщаются, поскольку они не нужны для рассмотрения заявленных гипотез развития. Средняя скорость туловища во время фазы ускорения и замедления посадки и коэффициент прямолинейности туловища были исследованы для решения гипотезы 1. Средняя скорость туловища и центра давления во время фазы регулировки посадки была исследована для решения гипотезы 2. .Временная координация между запястьем и практикующим врачом и запястьем и туловищем была исследована для решения гипотезы 3.

Trunk Kinematics

Средняя скорость туловища (поскольку запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки) и коэффициент прямолинейности туловища во время примерочные движения были рассчитаны. Основное влияние возраста и любых взаимодействий между возрастом и ограничениями задачи указывало на возрастные различия в управлении туловищем во время выполнения задачи точной подгонки.

7-летние дети показали значительно более высокую среднюю скорость туловища во время фазы ускорения движения фитинга ( M = 173.5 мм / с) по сравнению с 10-летними ( M = 113,6 мм / с) и взрослыми ( M = 116,7 мм / с), F (2, 54) = 9,76, p <0,001, ηp ² = 0,217. Существенных различий между 10-летними и взрослыми не наблюдалось. Никаких взаимодействий между возрастом и любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось во время фазы ускорения подгоночного движения (). Во время фазы замедления подгонки наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и размером отверстия.Средняя скорость туловища была значительно выше у 7-летних ( M = 89,0 мм / с) по сравнению с 10-летними (M = 71,1 мм / с) и взрослыми ( M = 68,1 мм / с). ) при установке через небольшое отверстие. Не было различий между 7-летними ( M = 98,1), 10-летними ( M = 86,14) и взрослыми ( M = 93,3 мм / с) при прохождении через большое отверстие; F (2,54) = 4,91, p = 0,001, ηp ² =.170. Никаких взаимодействий между возрастом или любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось ни во время замедляющей фазы подгоночного движения ().

Средняя скорость туловища, когда запястье находилось в фазе ускорения (2a, 2b), замедления (2c, 2d) и настройки (2e, 2f) приспособительного движения. В левом столбце представлены данные о состоянии ближней цели, а в правом столбце — данные о состоянии дальней цели для малых и больших отверстий. Данные сворачиваются по испытаниям в светлых и темных испытаниях.

Во время фазы настройки движения фитинга наблюдалось трехстороннее взаимодействие: возраст × расстояние × размер. Взрослые особи, как правило, демонстрируют наименьшую скорость туловища в фазе настройки при примерке на близком расстоянии (). 7-летние дети, однако, демонстрировали самую низкую скорость туловища при установке на большом расстоянии (), но это было только в случае большого отверстия, F (2,54) = 7,703, p = 0,001, ηp ² = 0,243.

Значительное взаимодействие возраста × подходящего расстояния наблюдалось в отношении прямолинейности туловища, F (2,54) = 4.36, p = 0,004, ηp ² = 0,192. Когда постуральные ограничения задачи подгонки усложнялись (дальнее состояние), взрослые демонстрировали больший коэффициент прямолинейности (). Повышенный коэффициент прямолинейности указывает на менее плавный вылет.

Контроль осанки: центр давления

Во время фазы настройки посадки изменения положения туловища и запястья были очень незначительными. Таким образом, средняя скорость CoP во время этой фазы подгонки представляет собой постуральные движения, не связанные с перемещением руки.Скорее, скорость CoP во время фазы настройки подгонки представляет собой движения позы, которые производятся, когда рука выполняет задачу по точности. По сравнению с детьми обеих групп, взрослые смогли лучше стабилизировать свою осанку, поскольку рука совершала точное движение. В частности, средняя скорость ЦС во время фазы адаптации была ниже у взрослых ( M = 39,7 мм / с) по сравнению как с 10- ( M, = 57,0 мм / с), так и с 7-летними детьми ( M = 61.7 мм / с), F (2,54) = 12,274, p <0,000; ηp ² = 0,353. Никаких взаимодействий между возрастом и какими-либо ограничениями задачи не наблюдалось.

Координация между запястьем и центром давления

В координации между временем, когда запястье и практикующий врач достигли максимальной скорости, наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и расстоянием, F (2,54) = 10,81; p = 0,001, ηp ² = 0,247 (). На ближней дистанции пиковая скорость запястья и ПС произошла в пределах 50 мс во всех возрастных группах.На дальнем расстоянии пиковая скорость CoP произошла за 235 мс, 153 мс и 87 мс до пиковой скорости запястья у взрослых, 10- и 7-летних детей соответственно. Апостериорный анализ показал, что 7-летние дети значительно отличались от взрослых ( p = 0,009).

Коэффициент прямолинейности ствола для а) малого и б) большого проема на ближнем и дальнем расстоянии. Данные свернуты в светлых и темных условиях. Более высокие числа представляют менее прямой путь.

Координация между запястьем и туловищем

Во всех возрастных группах и условиях пиковая скорость туловища и запястья была в пределах 250 мс друг от друга.Было обнаружено взаимодействие возраст × расстояние × размер ( F (2,54) = 11,67; p <0,0001, ηp ² = 0,275). При прохождении через небольшое отверстие в состоянии, близком к цели, 10-летние и взрослые, по-видимому, продемонстрировали временную синхронизацию (задержка по времени в среднем 32 мс) между туловищем и рукой на близком расстоянии (). Временная координация у 7-летних была не такой сильной и в среднем превышала 100 мс. Однако в условиях дальней цели все возрастные группы сходились и, по-видимому, демонстрировали временную синхронизацию, когда туловище и запястье достигли максимальной скорости в пределах 50 мс друг от друга ().

Временная координация между моментом, когда туловище достигло максимальной скорости относительно запястья при установке через а) маленькое отверстие и б) большое отверстие. Данные свернуты в светлых и темных условиях.

При прохождении через большое отверстие наблюдалась сильная синхронизация на ближнем расстоянии во всех возрастных группах (). Однако вдали возрастные группы разошлись. У 7-летних пиковая скорость туловища была достигнута примерно через 125 мс после запястья.Однако пиковая скорость туловища была достигнута раньше максимальной скорости запястья как у 10-летних (75 мс), так и у взрослых (200 мс).

Обсуждение

В текущем исследовании изучалась координация движений туловища, запястий и позы (CoP) во время подгонки у детей разного возраста и взрослых при изменении расстояния, точности и визуальных ограничений. Наблюдалось три основных вывода. Во-первых, по сравнению со взрослыми, дети, похоже, используют совершенно разные стратегии для координации и управления своим туловищем и руками при выполнении точного ручного задания.Во-вторых, стратегии стабилизации блока на этапе корректировки подгоночного задания различаются у детей и взрослых. В-третьих, даже к 10-летнему возрасту у детей все еще не развиты взрослые уровни координации и контроля при выполнении более сложных ручных заданий стоя.

Изменения в развитии контроля туловища во время перестановки

Для решения гипотезы 1 были исследованы средняя скорость туловища во время фаз ускорения и замедления (время, когда блок перемещается к проему) и коэффициент прямолинейности туловища. .Была выдвинута гипотеза, что 7-летние дети заморозили бы сегмент туловища (более низкая скорость ствола и более высокий коэффициент прямолинейности), когда блок перемещался к отверстию. Кинематические данные не подтвердили эту гипотезу. В частности, 7-летние дети демонстрировали повышенную скорость туловища во время фазы ускорения посадки и во время фазы замедления посадки при примерке через небольшое отверстие. Повышенная скорость туловища у детей младшего возраста несколько противоречит здравому смыслу, поскольку это может двигать их центр масс приближается к границам базы опоры, что потенциально может угрожать равновесию.

Различия в развитии также были выявлены при изучении пути, по которому прошел ствол (оцениваемый по соотношению прямолинейности ствола). В частности, 7-летние дети имели более низкий коэффициент прямолинейности по сравнению с 10-летними и взрослыми в условиях дальней цели. Повышенная прямолинейность предполагает, что при достижении дальних целей маленькие дети демонстрируют меньше движений вне прямого пути туловища. Взрослые и дети старшего возраста могут иметь пониженную прямолинейность туловища, потому что они производят больше компенсирующих движений туловища для стабилизации руки, когда они готовятся вставить блок через отверстие.

Эти результаты показывают, что, когда ограничения задачи подбора были более трудными, 7-летние дети приняли стратегию двигаться и стабилизировать . При использовании этой стратегии ствол быстро перемещается, чтобы можно было выполнить ручную задачу (более высокие ускоряющие и замедляющие скорости ствола). Однако любые движения, не связанные с целенаправленной ручной задачей, ослабляются, поэтому они не повлияют на траекторию конечной точки. По мере развития стратегия перемещения и стабилизации заменяется более устойчивой и адаптируемой стратегией перемещения и модуляции .В соответствии с этой стратегией двойные постуральные и двигательные функции туловища выполняются параллельно, а не последовательно. То есть, когда туловище перемещается для выполнения ручного поведения, одновременные компенсирующие движения корректируются с учетом потенциальных ошибок конечной точки аналогично тому, как описано Ма и Фельдманом (1995).

Хотя потенциально менее адаптируемая стратегия движения и стабилизации, наблюдаемая у маленьких детей, может быть формой моторного обучения, при которой степени свободы изначально заморожены, но затем, с практикой и возрастом, высвобождаются.С высвобождением этих степеней свободы движения становятся более опытными (Bernstein, 1967; Vereijken, van Emmerik, Whiting, & Newell, 1992), и возможности действий могут быть дополнительно исследованы (Bertenthal, 1999; Berthier, Rosenstein & Barto, 2005). ). Вторая причина, по которой кажется, что дети демонстрируют стратегию движения и стабилизации, может быть связана с гипотезой, первоначально предложенной Schneiberg et al. (2002), предполагая, что дети демонстрируют недостаток контроля прямой связи при включении туловища в целенаправленные движения.Взрослые, с другой стороны, заранее планируют движения на основе системы координат, продиктованной конечной точкой (Flash & Hogan, 1985).

Стабилизация конечной точки во время движения точной подгонки

По мере того, как блок проходит через проем (фаза уравнивания), стабилизация конечной точки (блока) становится важной. Если ориентация и регулировка позы всего тела не сводятся к минимуму и не контролируются должным образом, рука может быть нарушена, а точность движения или равновесия может снизиться (Riccio & Stoffregen, 1988).Таким образом, чтобы обратиться к Гипотезе 2, были исследованы средние скорости ствола и ПС на этапе корректировки подгонки. Фаза регулировки — это время во время движения фитинга, когда рука должна совершать очень точные движения, чтобы успешно пройти блок через отверстие. Было высказано предположение, что дети будут менее способны стабилизировать как туловище, так и центр давления по сравнению со взрослыми. Кроме того, была выдвинута гипотеза, что стабилизация ствола и ЦС улучшится в зависимости от развития.Интересно, что эта гипотеза была поддержана лишь частично. Скорее, похоже, что дети младшего возраста и взрослые используют разные стратегии для стабилизации конечной точки.

Во время фазы корректировки посадки скорость туловища была ниже у 7-летних, когда постуральные ограничения задачи были усложнены (приспособление на большом расстоянии) по сравнению со взрослыми. Однако скорость CoP была выше как у 7-, так и у 10-летних детей. Таким образом, взрослые, по-видимому, контролируют конечную точку, минимизируя движения CoP, в то время как дети контролируют конечную точку, уменьшая движения туловища.Стратегия стабилизации CoP может быть лучше с точки зрения точности, поскольку принимается и поддерживается стабильное динамическое взаимодействие с опорной поверхностью (Riccio, 1993). Следовательно, возмущения (внешние или самоиндуцированные) могут быть легко обнаружены и компенсированы сдвигами в CoP. Стратегию туловища, которую демонстрируют дети, может быть немного легче контролировать (например, легче просто заморозить туловище, чтобы контролировать точность рук). Однако любые возмущения, особенно возникающие снаружи или в нижней конечности, легко передаются через «более жесткий» туловище и могут повлиять на точность выполнения задачи.Новоприбывшие младенцы в основном генерируют движения рук, используя туловище и плечевой сустав. Однако с опытом младенцы начинают включать движения дистальных суставов рук в досягаемость (Berthier, Clifton, McCall & Robin, 1999). Интересно, что похоже, что то же самое созревание от проксимального до дистального, наблюдаемое у младенцев, продолжается и у детей старшего возраста, поскольку они учатся выполнять более сложные задачи, требующие координации многих степеней свободы тела (Berthier et al. 1999).

Изучение того, как управлять ориентацией и регулировкой позы на основе ограничений супра-постуральных задач, может быть основным фактором, определяющим развитие двигательных способностей в детстве. Маленькие дети могут начать осознавать области допустимого постурального колебания (пороги движения, которые все еще позволяют выполнять определенные супра-постуральные задачи) для различных движений, что позволяет развивать различные двигательные вехи (Adolph, 2002). Затем, по мере взросления детей, они совершенствуют свою способность модулировать постуральную динамику в соответствии с целями супра-постуральной задачи.

Различные стратегии, используемые для стабилизации блока при его прохождении через отверстие, действительно влияли на точность подгонки. В целом точность подгонки улучшалась с возрастом. В частности, точность подгонки через маленькое отверстие составила 47%, 62% и 90% для 7- и 10-летних детей и взрослых участников соответственно. При прохождении через большое отверстие все участники были точны в 100% случаев.

Изменения в развитии координации осанки и ручного управления

Для решения гипотезы 3 координация между кистью и туловищем, кистью и CoP оценивалась в течение всего движения подгонки.Было высказано предположение, что дети будут демонстрировать более слабую координацию по сравнению со взрослыми. Кроме того, была высказана гипотеза, что координация улучшится в зависимости от развития.

Предыдущие исследования показали, что в сидячих позах временная координация между туловищем и рукой достигает уровня взрослых к 4-5 годам (Bard, Hay & Fleury, 1990; Scheinberg et al., 2002). Наши данные, однако, указывают на гораздо более позднее время. Рассмотренные меры координации показали, что даже 7-летние дети не достигли взрослого контроля.Напротив, было обнаружено, что 10-летние дети находятся в регионе, в котором они переходят к более взрослым уровням контроля. Например, временная координация между постуральным (CoP) и ручным (запястьем) контролем, а также кинематикой запястья и туловища показала, что все возрастные группы демонстрировали одинаковую координацию, когда ограничения задачи не были такими сложными. Однако, когда ограничения задачи стали более трудными, у 7-летних детей наблюдались более незрелые модели координации..

Интересно, хотя паттерны координации височного запястья и запястья и ЦП и запястья у 10-летних напоминают взрослые; как обсуждалось выше, 10-летние дети все еще не могли свести к минимуму перемещения CoP до того же уровня, что и взрослые, во время фазы корректировки охвата. Основываясь на результатах ЦС и кинематического анализа туловища, кажется, что имеет место прогрессия развития от проксимального к дистальному, когда движения туловища 10-летних детей достигают уровня взрослого человека до того, как ПС регулирует осанку всего тела.Взятые вместе, эти результаты предполагают, что во время выполнения задач, требующих изменения степени точности и конфигурации осанки, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, когда их системы управления осанкой и ручным управлением начинают интегрироваться в уровни, подобные взрослым (но еще не достигли этого уровня). совсем в тот момент). Таким образом, точная траектория развития позы — мануальная координация в большой степени зависит от одновременно выполняемой надпостуральной задачи. Утверждения относительно того, когда у детей достигается осанка или мануальный контроль, достигают уровня взрослых, необходимо принимать во внимание характер и сложность задачи.

Резюме и выводы

В этом исследовании было обнаружено, что у детей не наблюдается такой же синергии рук с помощью туловища, как у взрослых. В частности, дети старшего возраста и взрослые, как правило, применяют стратегию «двигай и изменяй», тогда как маленькие дети, кажется, используют стратегию «двигай и стабилизируй». Также было обнаружено, что маленькие дети стабилизируют ручную точность и контролируют ее, замораживая туловище. Однако взрослые, как правило, стабилизируют и контролируют точность, контролируя колебания осанки всего тела (минимизируя CoP).В целом изменения в вышеупомянутых стратегиях предполагают, что у маленьких детей есть менее адаптируемые стратегии для управления степенями свободы тела при выполнении точных ручных движений. Наконец, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, и начинают проявляться все более взрослые способы координации.

Развитие координации между позой и ручным контролем

Abstract

Исследования показали, что правильный контроль осанки необходим для развития достижения.Однако мало исследований изучали развитие координации между позой и ручным управлением в детстве. Мы исследовали координацию между осанкой и ручным управлением у детей 7 и 10 лет и взрослых во время выполнения задачи точной подгонки, поскольку ограничения задачи стали более трудными. Участники вставляли блок через отверстие во время сбора данных о кинематике руки, кинематике туловища и центре давления. Во время подгонки были изменены точность, постуральные и визуальные ограничения задачи.Маленькие дети приняли стратегию, при которой они сначала двигают туловище к отверстию, а затем стабилизируют туловище (фиксируют степени свободы) по мере выполнения точного ручного задания. Напротив, взрослые и дети старшего возраста совершают компенсирующие движения туловища во время выполнения задания. 10-летние дети были похожи на взрослых при выполнении менее ограниченных задач, но походили на 7-летних детей при выполнении более сложных задач. Способность либо подавлять, либо допускать колебания позы на основе ограничений супра-постуральной задачи начинает развиваться примерно в десятилетнем возрасте.После развития эта способность позволяет детям изучать определенные сегментарные движения, необходимые для выполнения задачи в контексте окружающей среды.

Ключевые слова: Развитие, ручной контроль, постуральный контроль, координация

Введение

Люди обычно не стоят ради того, чтобы стоять. Скорее, стойка на двух ногах дает возможность другого целенаправленного поведения, такого как достижение объектов и манипулирование ими. Следовательно, правильная двигательная функция требует, чтобы постуральная система была интегрирована и скоординирована с другими целенаправленными формами поведения таким образом, чтобы можно было выполнять определенные задачи при сохранении баланса (Gardner et al., 2001; Риччио и Стоффреген, 1988).

У взрослых движения туловища объединены с движениями рук и рук. Ма и Фельдман (1995) определили две функциональные синергии, используемые для выполнения задачи по достижению ствола. Первая, называемая «синергия достижения», отвечает за транспортировку руки к цели. Вторая, компенсирующая синергия, перемещает туловище и руки, не влияя на траекторию движения руки. Компенсаторная синергия допускает колебания туловища без отрицательного влияния на траекторию движения кисти и руки.Эти колебания туловища важны, потому что они помогают поддерживать гибкую систему, которая способна ослаблять возмущения, которые могут возникнуть во время движения.

Система позы также сильно интегрирована с целенаправленным поведением и будет регулировать колебания позы в соответствии с ограничениями одновременно выполняемой задачи. При выполнении мануальных действий (например, тянуться и указывать) центр масс (ЦМ) часто переводится в основу опоры (упреждающим или координированным по времени образом), чтобы помочь в выполнении ручного задания (Поццо, Стэпли, & Papaxanthis, 2002; Patron, Stapley & Pozzo, 2005; Stapley, Pozzo, Cheron, & Grishin, 1999; Kaminski & Simpkins, 2001).Однако при выполнении действий, требующих большей точности (например, стоя и чтения), колебания позы минимизируются для выполнения задачи (Stoffregen et al., 1999; Bardy et al., 1999).

Координация развития осанки и ручного контроля в младенчестве

Развитие многих моторных вех, таких как достижение (Bertenthal & Clifton, 1998) и локомоция (Adolph, 2000), в значительной степени зависит от координации между позой и целью. направленное поведение (Bertenthal & Clifton, 1998; von Hofsten, 1993).Два независимых направления исследований — развитие упреждающего контроля позы и влияние стабилизации позы на развитие при достижении — предположили, что осанка начинает интегрироваться с целенаправленным поведением в раннем младенчестве.

Опережающие постуральные реакции, при которых постуральные мышцы активируются раньше, чем мышцы-движители, масштабируются в соответствии с движением и позволяют поддерживать стабильность во время выполнения задачи (Aruin, Forrest, & Latash, 1998). В возрасте 8 месяцев младенцы начинают активировать постуральные мышцы в соответствии с конкретной задачей (van der Fits et al., 1999; фон Хофстен, 1993). Вскоре после этого при достижении активируются постуральные мышцы туловища с латентностью, подобной таковой у взрослых (von Hofsten & Woollacott, 1989). Несколько месяцев спустя, когда ребенок приближается к годовалому возрасту и обретает способность к независимой стойке, стратегии упреждающей позы используются для управления ЦМ в рамках гораздо более узкой базы поддержки (Forssberg & Nashner, 1982) и адаптируются на основе о цели или контексте движения (van der Fits et al., 1999).

Незрелая система осанки замедляет развитие многих моторных вех. В частности, такие задачи, как достижение и захват, невозможно выполнить без должного уровня контроля позы (Bertenthal & Clifton, 1998; Gibson & Pick, 2000; von Hofsten, 1993). Например, спонтанные движения рук, наблюдаемые у новорожденных, становятся более точными, когда обеспечивается постуральная поддержка (von Hofsten, 1993). Даже после развития досягаемости шестимесячные дети производят более зрелые досягаемости, когда им предоставляется внешняя постуральная поддержка (Hopkins & Rönnqvist, 2001).Интересно, что младенцы, кажется, чувствительны к собственным недостаткам осанки и меньше достигают, когда предметы находятся за пределами вытянутой руки (McKenzie et al., 1993). Это общее открытие также наблюдалось в среде с плохим зрением (в темной комнате), где 6-месячные младенцы не тянутся к звучащим объектам, выходящим за пределы их досягаемости (Clifton et al., 1991). Примерно в то время, когда появляется возможность самостоятельного сидения, младенцы начинают использовать туловище, чтобы опираться и хвататься за предметы, находящиеся за пределами вытянутой руки.(Yonas et al., 1993; Rochat & Goubert, 1995).

Развитие координации между осанкой и ручным контролем

Дети демонстрируют кинематические профили достижения взрослого к 2-летнему возрасту (Berthier & Keen, 2006). Однако постуральная система продолжает развиваться в детстве. В возрасте от 4 до 6 лет постуральная система находится в переходном периоде, когда начинают проявляться более взрослые постуральные реакции (Shumway-Cook & Woolacott, 1985). Этот переходный период откладывается примерно до 10-летнего возраста, когда дети исследуются в более сложных (по сравнению с традиционной спокойной позой) парадигмах, например, при реагировании на сенсорные конфликты, динамическую визуальную информацию или во время выполнения задач ручной точной подгонки (Baumberger и другие.2004; Sparto et al. 2006; Haddad et al. 2008 г.).

Исследование охвата младенцев обычно проводится, когда ребенок надежно прикреплен к модифицированному стульчику для кормления или закреплен на коленях родителя. Поэтому важность позы в этих парадигмах сводится к минимуму, потому что равновесие никогда не нарушается. На сегодняшний день лишь в нескольких исследованиях изучается поведение детей младшего возраста, когда туловище (сегмент, участвующий как в вытягивании, так и в позе) либо не закреплен, либо является необходимой степенью свободы для выполнения задачи (Haddad, Claxton & Keen, 2005 ; Роша и Губе, 1995; Йонас и Хартман, 1993).В этих исследованиях было замечено, что скоординированные движения с вовлечением сегмента туловища появляются примерно в 12-месячном возрасте. Однако эта координация является незрелой по сравнению со взрослыми, что позволяет предположить, что при более сложных ограничениях задачи время достижения может быть отложено. Лишь в возрасте 8–10 лет дети демонстрируют взрослую координацию движений туловища и рук (Schneiberg, Sveistrup, McFadyen, McKinley & Levin, 2002).

Несмотря на то, что существует множество исследований, изучающих достижение у младенцев и детей при отсутствии каких-либо постуральных возмущений, и множество исследований, изучающих постуральную систему при отсутствии каких-либо надпостуральных задач, существует мало информации относительно точного хода времени и механизмов, лежащих в основе координации развития между ними. осанка и мануальный контроль у детей.Таким образом, целью данной статьи было изучить координацию между позой и ручным управлением у 7- и 10-летних детей и взрослых, поскольку ограничения (расстояние, точность и зрение) задачи точной подгонки систематически манипулировались. Задача подгонки требовала, чтобы участники встали и вставили блок через большое или маленькое отверстие, которое размещалось либо на расстоянии вытянутой руки, либо на расстоянии 1,33 руки; длина от корпуса. Движение примерки было разделено на три фазы; ускорение, замедление и регулировка.Фаза ускорения и замедления движения представляет собой время, когда блок перемещается к отверстию. Фаза регулировки движения представляет собой время, когда блок проходит через отверстие.

Были рассмотрены три конкретные гипотезы. Во-первых, была выдвинута гипотеза, что дети будут укреплять свой сегмент туловища (демонстрировать снижение скорости туловища по мере того, как блок перемещается к отверстию, и повышенный коэффициент прямолинейности туловища) при выполнении движения с точной подгонкой.Не было предсказано, что ограничения задачи повлияют на перемещение фитинга во время транспортировки объекта. Стратегия повышения жесткости туловища увеличивает коэффициент прямолинейности туловища, потому что во время движения присутствует небольшое смещение туловища вперед. Замораживание магистрального сегмента упростило бы межсегментную координацию, необходимую для выполнения задачи. Однако эта стратегия ограничит способность ребенка адаптировать свои движения к изменяющимся ограничениям задачи. Таким образом, стратегия замораживания туловища предполагает, что дети еще не имеют возможности использовать более адаптивные стратегии управления при выполнении ручного задания на точность стоя.Прогнозируется, что более адаптивный контроль туловища появится как функция развития.

Вторая гипотеза заключалась в том, что способность стабилизировать тело, когда блок проходит через отверстие (во время фазы настройки движения), будет улучшаться по мере развития. В отличие от фазы транспортировки при перемещении фитинга, корпус должен стабилизироваться, когда блок проходит через отверстие. Любые неконтролируемые колебания тела могут нарушить работу руки и снизить точность мануальной обработки. Учитывая точный характер задачи, определенные ограничения задачи также были предсказаны, чтобы повлиять на стабилизацию тела в каждой возрастной группе во время фазы адаптации движения.Скорость туловища и центр давления (ЦД) во время фазы настройки использовались для решения второй гипотезы.

Третья гипотеза заключается в том, что координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления во время всего движения подгонки улучшится по мере развития. Координация между этими переменными отражает то, как тела с несколькими степенями свободы координируются и управляются во время ручной работы. Поскольку более сложные движения обычно развиваются позже, чем более простые, было предсказано, что 10-летние дети будут демонстрировать координацию, подобную взрослым, только при менее сложных ограничениях задач (например.г. установка блока через большое отверстие или на близком расстоянии)

Три возрастные группы были выбраны, потому что предыдущая работа показала, что дети начинают переходить к более взрослым уровням контроля осанки примерно в 7 лет при выполнении статических задач и около 10 лет при выполнении более сложных задач. Таким образом, считалось, что эти возрасты отражают основные периоды постурального перехода. Хотя предыдущие исследования в основном изучали координацию между позой и ручным управлением с использованием задачи наведения или захвата, мы выбрали подходящую задачу стоя.Считалось, что ограничения и требования к устойчивости задачи на точность стоя будут акцентированы по сравнению с парадигмой хватания или указания сидя.

Метод

Участники

Было набрано 57 участников, разделенных на три возрастные группы. Группа 1 состояла из 7-летних детей (n = 19, среднее = 7 лет, 36 дней; SD = 80 дней). В группу 2 вошли дети 10 лет (n = 19, среднее = 10 лет, 18 дней; SD = 153 дня). Группа 3 состояла из взрослых студентов колледжа (n = 19, среднее = 20 лет, 29 дней; SD = 2 года, 157 дней).Методики и форма согласия были утверждены Советом по институциональной проверке Массачусетского университета. Участники 7- и 10-летнего возраста были идентифицированы из государственных записей о рождении. Затем родителям было отправлено письмо о приеме на работу, после чего последовал телефонный звонок. Информированное согласие подписали родители детей 7 и 10 лет. Детям объяснили процедуры на понятном им языке и дали устное согласие. Взрослые участники были набраны из университетского сообщества студентов и не имели патологий, которые, как известно, влияли на нормальную осанку или контроль движений.

Процедура

Трехмерные кинематические данные (с использованием двух трекеров движения VZ4000 от Phoenix Technologies; Бернаби, Британская Колумбия) и кинетические данные (с использованием одной силовой платформы AMTI; Уотертаун, Массачусетс) были собраны при 100 Гц. Активные инфракрасные маркеры помещали на плечо, локоть и запястье доминирующей руки участника. Четыре маркера также были прикреплены к твердому телу и закреплены на туловище участника (между лопатками). Доминирование руки было определено как рука, которую участник использует, чтобы дотянуться до объекта.Каждая экспериментальная сессия записывалась цифровой видеокамерой, которая синхронизировалась с кинематическими и кинетическими данными. Перед началом сбора данных были измерены и записаны длина руки, высота плеча, длина стопы и ширина стопы. Затем участников попросили встать на силовую пластину, расставив ноги на ширине плеч. Затем были закреплены все инфракрасные маркеры. На силовую пластину перед ногами участников помещалась небольшая штанга, чтобы они не выходили вперед во время испытаний.

Участники должны были вставить блок (90 × 90 мм) в доску для размещения объектов стоя. Доска для размещения предметов содержала отверстие в центре, выровненное по средней линии участника. Доска для размещения была спроектирована таким образом, чтобы ее высота, размер отверстия и расстояние относительно участника можно было легко регулировать.

В каждом испытании участники вставляли блок в большое (130 мм) или маленькое (100 мм) отверстие, которое размещалось либо на близком расстоянии (на расстоянии вытянутой руки), либо на большом расстоянии (1.33 на расстоянии вытянутой руки). Ближайшие и дальние испытания были заблокированы, а порядок участников уравновешивался. В каждом ближнем и дальнем блоке размер проема (большой, маленький) и визуальные манипуляции (свет включен, темнота) были рандомизированы. В темноте в комнате было совершенно темно. В испытательной комнате не было окон, все освещение было выключено, а вся электроника была закрыта. Видны были только блок и периметр проема (окрашенные светящейся в темноте краской). Во время каждого условия участников просили вставить блок в проем, не касаясь сторон проема.Экспериментатор (который стоял за доской для размещения предметов) брал блок после того, как он полностью проходил через отверстие, и затем клал его на стол (подогнанный по высоте талии) перед участником. Затем участник извлекал блок и снова вставлял его в отверстие. Эта последовательность повторялась до тех пор, пока не было выполнено пять успешных подгонок. Подгоночная плата была оснащена акселерометром, чтобы компьютер издавал звонкий звук, если блок ударялся о доску, когда он проходил через отверстие.Участника попросили повторить испытания, в которых блок контактировал с доской при прохождении через отверстие.

Анализ данных

Были проанализированы пять попыток точной подгонки, выполненных в каждом из условий (неточные испытания подгонки в дальнейшем не анализировались). Из всех временных рядов, получаемых в результате каждого испытания, для последующего анализа использовалась только фаза, на которой субъект вставлял блок через отверстие. Эта фаза была определена как время между моментом, когда блок впервые подняли со стола, и тем, когда блок впервые сломал плоскость проема.Таким образом, данные, собранные до того, как участник схватил блок, и после того, как блок прошел через отверстие, в дальнейшем не анализировались.

Три основные фазы наблюдались в профиле скорости запястья во время ручной настройки (). Во время первых двух фаз подгонки (фазы ускорения и замедления) блок перемещался к отверстию подгоночной доски. Третий этап, этап корректировки, происходил, когда рука вносила небольшие корректировки (или корректировки) конечных точек в рамках подготовки к выполнению подгонки.. При установке через большое отверстие (условие неточности) этап регулировки обычно был очень небольшим. Поскольку требования к задаче варьировались в зависимости от фазы движения подгонки, некоторые кинематические и постуральные переменные были рассчитаны в течение периодов времени, когда запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки подгонки.

Пример трехфазного профиля скорости маркера на запястье при установке через небольшое отверстие. Первая фаза (ускорение) была определена как период времени между моментом, когда блок впервые начал двигаться (как определено синхронизированной записью DV), до момента, когда запястье достигло максимальной скорости (обозначено первой вертикальной пунктирной линией).Вторая фаза (замедляющая) была определена как период времени между максимальной скоростью и моментом, когда скорость запястья упала ниже 100 мм / с (обозначена второй вертикальной пунктирной линией). Фазы ускорения и замедления представляют собой транспортировку руки к открытию. Последняя фаза досягаемости, фаза настройки, заключалась в том, что были сделаны небольшие настройки руки при подготовке к вставке блока через отверстие. Начало фазы настройки было определено как момент времени, когда скорость запястья впервые упала ниже 100 мм / с.Смещение фазы настройки было определено как момент времени, когда блок нарушил плоскость проема (как определено синхронизированной записью DV). Аналогичный профиль наблюдался при установке через большое отверстие, за исключением того, что продолжительность фазы настройки была намного короче.

Кинематические данные были собраны с маркеров, размещенных на крепежной руке и сегменте туловища. По маркерам, размещенным на стволе, рассчитывалась средняя скорость ствола на трех этапах вылета и прямолинейность траектории ствола.Скорость рассчитывалась с использованием первого метода центральной разности. Прямолинейность траектории ствола рассчитывалась как общее расстояние, пройденное стволом, деленное на расстояние по прямой (Berthier & Keen, 2006). Увеличение коэффициента прямолинейности использовалось, чтобы указать, что движение туловища менее прямолинейно во время досягаемости.

Положение центра давления (CoP) — точечное расположение вектора вертикальной силы реакции опоры — было рассчитано как в передне-заднем (AP), так и в медиально-боковом (ML) направлениях на основе исходных данных силовой пластины с использованием уравнений 1 и 2.

CoP (AP) = [My + (Zoff ∗ Fx) Fz] ∗ — 1

(1)

CoP (ML) = [Mx + (Zoff ∗ Fy) Fz]

(2)

Где: Fx , Fy и Fz — линейные силы вдоль переднезадней (AP), медиально-латеральной (ML) и вертикальной осей соответственно. Mx и My — моменты относительно осей AP и ML соответственно, а Z off — вертикальное смещение от вершины пластины до начала системы координат силовой пластины. Данные CoP использовались для оценки постуральных движений всего тела во время каждого испытания.По данным AP и ML CoP оценивалась средняя скорость сетевого CoP и скорость сетевого CoP на трех этапах охвата. Все данные были рассчитаны с использованием специально написанного программного обеспечения Matlab (Mathworks Inc., Natick MA).

Временная координация между запястьем и туловищем и запястьем и центром давления (ЦД) оценивалась как время между достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища (координация запястья и туловища) и достижением запястьями максимальной скорости относительно туловища. CoP (запястье — координация CoP).

По всем переменным, смешанный четырехфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) между возрастом (7-летние, 10-летние и взрослые) и на расстоянии (далеко, близко), размером (большой, маленький) и свет (свет включен, темно) использовался для оценки возможных различий между зависимыми переменными. При обнаружении значимости для оценки различий между возрастными группами использовался апостериорный тест Тьюки. Из-за количества проведенных сравнений консервативный альфа-уровень 0,01 был установлен в качестве порога значимости.

Результаты

Во всех переменных сообщаются только основные эффекты взаимодействия групп и групп по задачам. Основные эффекты ограничений задачи и взаимодействия между ограничениями задачи (расстояние, размер и свет) не сообщаются, поскольку они не нужны для рассмотрения заявленных гипотез развития. Средняя скорость туловища во время фазы ускорения и замедления посадки и коэффициент прямолинейности туловища были исследованы для решения гипотезы 1. Средняя скорость туловища и центра давления во время фазы регулировки посадки была исследована для решения гипотезы 2. .Временная координация между запястьем и практикующим врачом и запястьем и туловищем была исследована для решения гипотезы 3.

Trunk Kinematics

Средняя скорость туловища (поскольку запястье находилось в фазе ускорения, замедления и регулировки) и коэффициент прямолинейности туловища во время примерочные движения были рассчитаны. Основное влияние возраста и любых взаимодействий между возрастом и ограничениями задачи указывало на возрастные различия в управлении туловищем во время выполнения задачи точной подгонки.

7-летние дети показали значительно более высокую среднюю скорость туловища во время фазы ускорения движения фитинга ( M = 173.5 мм / с) по сравнению с 10-летними ( M = 113,6 мм / с) и взрослыми ( M = 116,7 мм / с), F (2, 54) = 9,76, p <0,001, ηp ² = 0,217. Существенных различий между 10-летними и взрослыми не наблюдалось. Никаких взаимодействий между возрастом и любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось во время фазы ускорения подгоночного движения (). Во время фазы замедления подгонки наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и размером отверстия.Средняя скорость туловища была значительно выше у 7-летних ( M = 89,0 мм / с) по сравнению с 10-летними (M = 71,1 мм / с) и взрослыми ( M = 68,1 мм / с). ) при установке через небольшое отверстие. Не было различий между 7-летними ( M = 98,1), 10-летними ( M = 86,14) и взрослыми ( M = 93,3 мм / с) при прохождении через большое отверстие; F (2,54) = 4,91, p = 0,001, ηp ² =.170. Никаких взаимодействий между возрастом или любыми другими ограничивающими переменными задачи не наблюдалось ни во время замедляющей фазы подгоночного движения ().

Средняя скорость туловища, когда запястье находилось в фазе ускорения (2a, 2b), замедления (2c, 2d) и настройки (2e, 2f) приспособительного движения. В левом столбце представлены данные о состоянии ближней цели, а в правом столбце — данные о состоянии дальней цели для малых и больших отверстий. Данные сворачиваются по испытаниям в светлых и темных испытаниях.

Во время фазы настройки движения фитинга наблюдалось трехстороннее взаимодействие: возраст × расстояние × размер. Взрослые особи, как правило, демонстрируют наименьшую скорость туловища в фазе настройки при примерке на близком расстоянии (). 7-летние дети, однако, демонстрировали самую низкую скорость туловища при установке на большом расстоянии (), но это было только в случае большого отверстия, F (2,54) = 7,703, p = 0,001, ηp ² = 0,243.

Значительное взаимодействие возраста × подходящего расстояния наблюдалось в отношении прямолинейности туловища, F (2,54) = 4.36, p = 0,004, ηp ² = 0,192. Когда постуральные ограничения задачи подгонки усложнялись (дальнее состояние), взрослые демонстрировали больший коэффициент прямолинейности (). Повышенный коэффициент прямолинейности указывает на менее плавный вылет.

Контроль осанки: центр давления

Во время фазы настройки посадки изменения положения туловища и запястья были очень незначительными. Таким образом, средняя скорость CoP во время этой фазы подгонки представляет собой постуральные движения, не связанные с перемещением руки.Скорее, скорость CoP во время фазы настройки подгонки представляет собой движения позы, которые производятся, когда рука выполняет задачу по точности. По сравнению с детьми обеих групп, взрослые смогли лучше стабилизировать свою осанку, поскольку рука совершала точное движение. В частности, средняя скорость ЦС во время фазы адаптации была ниже у взрослых ( M = 39,7 мм / с) по сравнению как с 10- ( M, = 57,0 мм / с), так и с 7-летними детьми ( M = 61.7 мм / с), F (2,54) = 12,274, p <0,000; ηp ² = 0,353. Никаких взаимодействий между возрастом и какими-либо ограничениями задачи не наблюдалось.

Координация между запястьем и центром давления

В координации между временем, когда запястье и практикующий врач достигли максимальной скорости, наблюдалась значительная взаимосвязь между возрастом и расстоянием, F (2,54) = 10,81; p = 0,001, ηp ² = 0,247 (). На ближней дистанции пиковая скорость запястья и ПС произошла в пределах 50 мс во всех возрастных группах.На дальнем расстоянии пиковая скорость CoP произошла за 235 мс, 153 мс и 87 мс до пиковой скорости запястья у взрослых, 10- и 7-летних детей соответственно. Апостериорный анализ показал, что 7-летние дети значительно отличались от взрослых ( p = 0,009).

Коэффициент прямолинейности ствола для а) малого и б) большого проема на ближнем и дальнем расстоянии. Данные свернуты в светлых и темных условиях. Более высокие числа представляют менее прямой путь.

Координация между запястьем и туловищем

Во всех возрастных группах и условиях пиковая скорость туловища и запястья была в пределах 250 мс друг от друга.Было обнаружено взаимодействие возраст × расстояние × размер ( F (2,54) = 11,67; p <0,0001, ηp ² = 0,275). При прохождении через небольшое отверстие в состоянии, близком к цели, 10-летние и взрослые, по-видимому, продемонстрировали временную синхронизацию (задержка по времени в среднем 32 мс) между туловищем и рукой на близком расстоянии (). Временная координация у 7-летних была не такой сильной и в среднем превышала 100 мс. Однако в условиях дальней цели все возрастные группы сходились и, по-видимому, демонстрировали временную синхронизацию, когда туловище и запястье достигли максимальной скорости в пределах 50 мс друг от друга ().

Временная координация между моментом, когда туловище достигло максимальной скорости относительно запястья при установке через а) маленькое отверстие и б) большое отверстие. Данные свернуты в светлых и темных условиях.

При прохождении через большое отверстие наблюдалась сильная синхронизация на ближнем расстоянии во всех возрастных группах (). Однако вдали возрастные группы разошлись. У 7-летних пиковая скорость туловища была достигнута примерно через 125 мс после запястья.Однако пиковая скорость туловища была достигнута раньше максимальной скорости запястья как у 10-летних (75 мс), так и у взрослых (200 мс).

Обсуждение

В текущем исследовании изучалась координация движений туловища, запястий и позы (CoP) во время подгонки у детей разного возраста и взрослых при изменении расстояния, точности и визуальных ограничений. Наблюдалось три основных вывода. Во-первых, по сравнению со взрослыми, дети, похоже, используют совершенно разные стратегии для координации и управления своим туловищем и руками при выполнении точного ручного задания.Во-вторых, стратегии стабилизации блока на этапе корректировки подгоночного задания различаются у детей и взрослых. В-третьих, даже к 10-летнему возрасту у детей все еще не развиты взрослые уровни координации и контроля при выполнении более сложных ручных заданий стоя.

Изменения в развитии контроля туловища во время перестановки

Для решения гипотезы 1 были исследованы средняя скорость туловища во время фаз ускорения и замедления (время, когда блок перемещается к проему) и коэффициент прямолинейности туловища. .Была выдвинута гипотеза, что 7-летние дети заморозили бы сегмент туловища (более низкая скорость ствола и более высокий коэффициент прямолинейности), когда блок перемещался к отверстию. Кинематические данные не подтвердили эту гипотезу. В частности, 7-летние дети демонстрировали повышенную скорость туловища во время фазы ускорения посадки и во время фазы замедления посадки при примерке через небольшое отверстие. Повышенная скорость туловища у детей младшего возраста несколько противоречит здравому смыслу, поскольку это может двигать их центр масс приближается к границам базы опоры, что потенциально может угрожать равновесию.

Различия в развитии также были выявлены при изучении пути, по которому прошел ствол (оцениваемый по соотношению прямолинейности ствола). В частности, 7-летние дети имели более низкий коэффициент прямолинейности по сравнению с 10-летними и взрослыми в условиях дальней цели. Повышенная прямолинейность предполагает, что при достижении дальних целей маленькие дети демонстрируют меньше движений вне прямого пути туловища. Взрослые и дети старшего возраста могут иметь пониженную прямолинейность туловища, потому что они производят больше компенсирующих движений туловища для стабилизации руки, когда они готовятся вставить блок через отверстие.

Эти результаты показывают, что, когда ограничения задачи подбора были более трудными, 7-летние дети приняли стратегию двигаться и стабилизировать . При использовании этой стратегии ствол быстро перемещается, чтобы можно было выполнить ручную задачу (более высокие ускоряющие и замедляющие скорости ствола). Однако любые движения, не связанные с целенаправленной ручной задачей, ослабляются, поэтому они не повлияют на траекторию конечной точки. По мере развития стратегия перемещения и стабилизации заменяется более устойчивой и адаптируемой стратегией перемещения и модуляции .В соответствии с этой стратегией двойные постуральные и двигательные функции туловища выполняются параллельно, а не последовательно. То есть, когда туловище перемещается для выполнения ручного поведения, одновременные компенсирующие движения корректируются с учетом потенциальных ошибок конечной точки аналогично тому, как описано Ма и Фельдманом (1995).

Хотя потенциально менее адаптируемая стратегия движения и стабилизации, наблюдаемая у маленьких детей, может быть формой моторного обучения, при которой степени свободы изначально заморожены, но затем, с практикой и возрастом, высвобождаются.С высвобождением этих степеней свободы движения становятся более опытными (Bernstein, 1967; Vereijken, van Emmerik, Whiting, & Newell, 1992), и возможности действий могут быть дополнительно исследованы (Bertenthal, 1999; Berthier, Rosenstein & Barto, 2005). ). Вторая причина, по которой кажется, что дети демонстрируют стратегию движения и стабилизации, может быть связана с гипотезой, первоначально предложенной Schneiberg et al. (2002), предполагая, что дети демонстрируют недостаток контроля прямой связи при включении туловища в целенаправленные движения.Взрослые, с другой стороны, заранее планируют движения на основе системы координат, продиктованной конечной точкой (Flash & Hogan, 1985).

Стабилизация конечной точки во время движения точной подгонки

По мере того, как блок проходит через проем (фаза уравнивания), стабилизация конечной точки (блока) становится важной. Если ориентация и регулировка позы всего тела не сводятся к минимуму и не контролируются должным образом, рука может быть нарушена, а точность движения или равновесия может снизиться (Riccio & Stoffregen, 1988).Таким образом, чтобы обратиться к Гипотезе 2, были исследованы средние скорости ствола и ПС на этапе корректировки подгонки. Фаза регулировки — это время во время движения фитинга, когда рука должна совершать очень точные движения, чтобы успешно пройти блок через отверстие. Было высказано предположение, что дети будут менее способны стабилизировать как туловище, так и центр давления по сравнению со взрослыми. Кроме того, была выдвинута гипотеза, что стабилизация ствола и ЦС улучшится в зависимости от развития.Интересно, что эта гипотеза была поддержана лишь частично. Скорее, похоже, что дети младшего возраста и взрослые используют разные стратегии для стабилизации конечной точки.

Во время фазы корректировки посадки скорость туловища была ниже у 7-летних, когда постуральные ограничения задачи были усложнены (приспособление на большом расстоянии) по сравнению со взрослыми. Однако скорость CoP была выше как у 7-, так и у 10-летних детей. Таким образом, взрослые, по-видимому, контролируют конечную точку, минимизируя движения CoP, в то время как дети контролируют конечную точку, уменьшая движения туловища.Стратегия стабилизации CoP может быть лучше с точки зрения точности, поскольку принимается и поддерживается стабильное динамическое взаимодействие с опорной поверхностью (Riccio, 1993). Следовательно, возмущения (внешние или самоиндуцированные) могут быть легко обнаружены и компенсированы сдвигами в CoP. Стратегию туловища, которую демонстрируют дети, может быть немного легче контролировать (например, легче просто заморозить туловище, чтобы контролировать точность рук). Однако любые возмущения, особенно возникающие снаружи или в нижней конечности, легко передаются через «более жесткий» туловище и могут повлиять на точность выполнения задачи.Новоприбывшие младенцы в основном генерируют движения рук, используя туловище и плечевой сустав. Однако с опытом младенцы начинают включать движения дистальных суставов рук в досягаемость (Berthier, Clifton, McCall & Robin, 1999). Интересно, что похоже, что то же самое созревание от проксимального до дистального, наблюдаемое у младенцев, продолжается и у детей старшего возраста, поскольку они учатся выполнять более сложные задачи, требующие координации многих степеней свободы тела (Berthier et al. 1999).

Изучение того, как управлять ориентацией и регулировкой позы на основе ограничений супра-постуральных задач, может быть основным фактором, определяющим развитие двигательных способностей в детстве. Маленькие дети могут начать осознавать области допустимого постурального колебания (пороги движения, которые все еще позволяют выполнять определенные супра-постуральные задачи) для различных движений, что позволяет развивать различные двигательные вехи (Adolph, 2002). Затем, по мере взросления детей, они совершенствуют свою способность модулировать постуральную динамику в соответствии с целями супра-постуральной задачи.

Различные стратегии, используемые для стабилизации блока при его прохождении через отверстие, действительно влияли на точность подгонки. В целом точность подгонки улучшалась с возрастом. В частности, точность подгонки через маленькое отверстие составила 47%, 62% и 90% для 7- и 10-летних детей и взрослых участников соответственно. При прохождении через большое отверстие все участники были точны в 100% случаев.

Изменения в развитии координации осанки и ручного управления

Для решения гипотезы 3 координация между кистью и туловищем, кистью и CoP оценивалась в течение всего движения подгонки.Было высказано предположение, что дети будут демонстрировать более слабую координацию по сравнению со взрослыми. Кроме того, была высказана гипотеза, что координация улучшится в зависимости от развития.

Предыдущие исследования показали, что в сидячих позах временная координация между туловищем и рукой достигает уровня взрослых к 4-5 годам (Bard, Hay & Fleury, 1990; Scheinberg et al., 2002). Наши данные, однако, указывают на гораздо более позднее время. Рассмотренные меры координации показали, что даже 7-летние дети не достигли взрослого контроля.Напротив, было обнаружено, что 10-летние дети находятся в регионе, в котором они переходят к более взрослым уровням контроля. Например, временная координация между постуральным (CoP) и ручным (запястьем) контролем, а также кинематикой запястья и туловища показала, что все возрастные группы демонстрировали одинаковую координацию, когда ограничения задачи не были такими сложными. Однако, когда ограничения задачи стали более трудными, у 7-летних детей наблюдались более незрелые модели координации..

Интересно, хотя паттерны координации височного запястья и запястья и ЦП и запястья у 10-летних напоминают взрослые; как обсуждалось выше, 10-летние дети все еще не могли свести к минимуму перемещения CoP до того же уровня, что и взрослые, во время фазы корректировки охвата. Основываясь на результатах ЦС и кинематического анализа туловища, кажется, что имеет место прогрессия развития от проксимального к дистальному, когда движения туловища 10-летних детей достигают уровня взрослого человека до того, как ПС регулирует осанку всего тела.Взятые вместе, эти результаты предполагают, что во время выполнения задач, требующих изменения степени точности и конфигурации осанки, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, когда их системы управления осанкой и ручным управлением начинают интегрироваться в уровни, подобные взрослым (но еще не достигли этого уровня). совсем в тот момент). Таким образом, точная траектория развития позы — мануальная координация в большой степени зависит от одновременно выполняемой надпостуральной задачи. Утверждения относительно того, когда у детей достигается осанка или мануальный контроль, достигают уровня взрослых, необходимо принимать во внимание характер и сложность задачи.

Резюме и выводы

В этом исследовании было обнаружено, что у детей не наблюдается такой же синергии рук с помощью туловища, как у взрослых. В частности, дети старшего возраста и взрослые, как правило, применяют стратегию «двигай и изменяй», тогда как маленькие дети, кажется, используют стратегию «двигай и стабилизируй». Также было обнаружено, что маленькие дети стабилизируют ручную точность и контролируют ее, замораживая туловище. Однако взрослые, как правило, стабилизируют и контролируют точность, контролируя колебания осанки всего тела (минимизируя CoP).В целом изменения в вышеупомянутых стратегиях предполагают, что у маленьких детей есть менее адаптируемые стратегии для управления степенями свободы тела при выполнении точных ручных движений. Наконец, 10-летние дети, по-видимому, находятся в переходном периоде, и начинают проявляться все более взрослые способы координации.

Советы по улучшению осанки вашего ребенка

Прямое и высокое положение не только помогает вашему ребенку выглядеть более уверенно, но и помогает уменьшить мышечное напряжение, боли в спине и шее.Развитие правильной осанки по мере роста вашего ребенка имеет долгосрочные преимущества, которые окупятся на протяжении всей его жизни.

Какая правильная осанка у ребенка?

В сидячем положении спина ребенка должна быть прямой, плечи назад. Ягодицы должны быть полностью откинуты в кресло. Это сидячее положение должно позволить позвоночнику вашего ребенка принять естественное положение S. Верх спины и плеч будет изгибаться вперед, а нижняя часть спины образует провал.

«Обращение внимания на положение сидя может помочь улучшить осанку вашего ребенка и, в конечном итоге, уменьшить боли в спине», — говорит Кристофер Редман, M.D., детский хирург-ортопед Института ортопедии и спортивной медицины им. Эндрюса.

В положении стоя вес ребенка должен равномерно распределяться на бедра и ступни. Спина должна быть прямой, плечи отведены назад, подбородок поднят. Голова, плечи, бедра, колени и лодыжки должны составлять одну прямую линию.

Имеет ли значение хорошая осанка?

«Неправильная осанка может привести к увеличению нагрузки на мышцы, связки, суставы и кости», — говорит д-р.Красный человек. «Когда ребенок растет, неправильная осанка может привести к неправильному положению, ненормальному росту позвоночника и, в конечном итоге, к усилению артрита в более позднем возрасте».

Растяжение суставов позвоночника может вызвать дегенерацию суставов и артрит позвоночника. Правильная осанка помогает расслабить мышцы спины, снимая усталость, боли в спине и другие боли. Он также выравнивает суставы и кости позвоночника, дополнительно снижая риск дегенерации и артрита.

Как я могу улучшить осанку моего ребенка?

Чтобы исправить осанку вашего ребенка, убедитесь, что он знает, что такое хорошая осанка.Покажите им, как правильно сидеть и стоять, и подайте пример, исправив свою осанку. Если вы заметили, что у вашего ребенка плохая осанка, мягко напомните. Слова похвалы, когда ваш ребенок правильно сидит или стоит, могут иметь большое значение.

Укрепление мышц спины и плеч с помощью физических нагрузок и постоянные попытки улучшить положение сидя и стоя со временем улучшат осанку. По мере того, как мышцы спины у детей становятся сильнее, они смогут дольше сохранять правильную осанку и с меньшим количеством напоминаний.

Поощряйте ребенка делать частые перерывы от использования экранов компьютера или просмотра телевизора, чтобы растянуть уставшие мышцы. Покупка стула детского размера также может помочь ребенку правильно сидеть.

Что, если моему ребенку сложно стоять и сидеть прямо?

Имейте в виду, что плохая осанка — не признак того, что ваш ребенок ленив. Это может быть вызвано многими факторами, в том числе:

• Прибавка в весе
• Генетические условия
• Слабые мышцы спины
• Не поддерживающие матрасы
• Рюкзаки тяжелые
• Плохое положение сидя

Большинству детей не нужно обращаться к врачу или физиотерапевту для улучшения осанки.Однако, если ваш ребенок испытывает боль в спине или его позвоночник не может стоять прямо и вертикально, поговорите с педиатром вашего ребенка. Некоторым детям с очень плохой осанкой или другими заболеваниями могут быть полезны программы физиотерапии, направленные на укрепление их спины и плеч.

В редких случаях у ребенка может быть что-то неправильно сформированное в позвоночнике, что называется аномалией позвоночника. Эти состояния можно лечить с помощью спинного корсета или иногда с помощью корректирующей хирургии.

Узнать больше

Если вас беспокоит осанка вашего ребенка, обратитесь в Центр лечения позвоночника в Children’s Health Andrews Institute.

Зарегистрироваться

Следите за новостями о здоровье, которые важны для ваших детей. Подпишитесь на рассылку новостей здоровья детей и получайте больше советов прямо на ваш почтовый ящик.

Как осанка может повлиять на развитие ребенка — Pyramid Early Learning Center

Я знаю, что многие родители обеспокоены языковыми навыками своих детей, но большинство родителей могут не осознавать, насколько на развитие речи влияют другие области развития ребенка.Например, плохая осанка у ребенка может повлиять на его концентрацию внимания, игровые навыки, социальные навыки … что, в свою очередь, может помешать ребенку развить необходимые коммуникативные навыки. Как терапевт, занимающийся развитием, я провожу глобальную оценку программы раннего вмешательства, и меня чаще всего вызывают из-за опасений по поводу задержки речи. Однако многие дети, у которых наблюдается значительная задержка речи, также демонстрируют общую черту, которая часто упускается из виду, которая влияет на развитие языковых навыков, — плохую осанку.

Когда я приезжаю, я могу увидеть ребенка, который не говорит или не слушает … который часто разбрасывает или бросает игрушки … который не любит выходить из положения сидя или не может сидеть на месте … который постоянно «сидит» или никогда не ползал, или предпочитает стоять. Во многих случаях я вижу нечто, что связывает все эти поведения — плохую стабильность ядра.

Почему стабильность стержня так важна для развития ребенка?

Безопасность в движении : Ребенок должен чувствовать себя стабильно, чтобы чувствовать себя комфортно и исследовать свой мир.Мир не может вращаться вокруг него… он должен двигаться в нем и уметь контролировать движение. Когда ребенок переносит вес с одной руки на другую, чтобы ползти вперед, его мозг записал ценный урок — и, повторяя это упражнение, он узнает, как сознательно активировать свои мышцы, чтобы изменить свое положение, не теряя равновесия. Ползание учит ребенка уверенно ориентироваться в своем мире и позволяет ему оглядываться и сосредотачиваться на интересных вещах в этом мире.

Атипичные позы : Признаки нетипичной или плохой осанки могут наблюдаться, когда ребенок начинает «сидеть» или сгибать пальцы ног, вытягивает руку, поднимает плечо или приподнимает подбородок. Этот ребенок учится компенсировать слабую устойчивость стержня, но точно так же, как строительные блоки — если нижний ряд нестабилен, здание может подняться только на такую ​​высоту, прежде чем упасть. В этом суть философии пирамиды развития.

Игровые навыки и познание : Родители всегда спрашивают меня: «Мой ребенок правша или левша?» Честно говоря, меня больше беспокоит то, как ребенок использует обеими руками .Почему? Потому что очень важная когнитивная веха называется «реляционной игрой» и означает целенаправленное объединение двух объектов. Может показаться глупым настаивать на том, чтобы ребенок научился соединять два кубика вместе. Но когда он это делает, он может заметить, что эти два объекта выглядят или ощущаются по-разному, и он может попытаться увидеть, что произойдет, когда он сложит их вместе. Бинго! Его мозг только что зарегистрировал возникающие концепции пространственного осознания. Между тем, в процессе совместного использования мышц кисти и руки по обе стороны своего тела, он только что научился эффективно использовать обе стороны своего мозга для эффективной совместной работы для выполнения задачи — важного неврологического процесса. функциональные коммуникативные навыки.Если у ребенка плохая осанка и ему необходимо вытянуть руку для стабилизации, велика вероятность, что у него возникнут проблемы с совместным использованием обеих рук, и ему будет сложно играть более чем с одной игрушкой одновременно. В результате он избежит этих проблем и, в конечном итоге, окажется, что у него задержка когнитивных функций, хотя это может быть просто легко корректируемое предпочтение мелкой моторики.

Поведение, общение и социальные навыки : Плохая стабильность может повлиять на комфорт ребенка при его взаимодействии с окружающей средой, особенно социальных взаимодействиях.Обмен людьми чрезвычайно динамичен! Если у ребенка плохая стабильность, эти динамические обмены могут быть стрессовыми, дезориентирующими и чрезмерно стимулирующими. Плохие коммуникативные навыки еще больше усугубят его дискомфорт и заставят его полностью избегать их. Когда ребенок избегает социальных взаимодействий, он теряет ценные уроки социального общения и социальных ожиданий. Если ребенок не может выразить свои потребности, он легко разочаровывается и может обнаружить, что удары или укусы немедленно привлекают к нему внимание — и именно это внимание для него важно.

Связь : Давайте вместе попробуем выполнить упражнение, пока вы читаете эту статью. Опустите плечи вперед, попробуйте сделать глубокий вдох, а затем сильно выдохните, производя громкий чистый звук. Это ведь непросто? Развивающемуся ребенку нужен сильный корпус — ему необходимо развить достаточно сильные мышцы живота, чтобы поддерживать диафрагму, чтобы он мог координировать свое дыхание и иметь возможность делать достаточно глубокие вдохи и выдохи, чтобы издавать звуки. Речь идет о координации дыхания и выдоха.

Один из самых ранних коммуникативных сигналов можно наблюдать, когда родитель протягивает руку, чтобы поднять ребенка, на что ребенок отвечает, протягивая свои руки. Этот сигнал сильно усиливается, когда ребенок сам протягивает руки, чтобы подать сигнал, что он хочет, чтобы его подняли, и его родитель автоматически отвечает, поднимая его. Когда я оцениваю ребенка с плохой устойчивостью корпуса, я спрашиваю о его жестах — поднимает ли он руки, чтобы подать сигнал родителю?… Машет ли он рукой?… Жестом ли он указывает или указывает на желаемую игрушку? Обычно ответ — «нет.«На развитие коммуникативных сигналов у ребенка может повлиять, если он не получает этого раннего подкрепления сигналов, потому что он просто не может их инициировать.

Видение — Как ребенок видит свой мир : Вас беспокоит зрительный контакт ребенка? Сначала проверьте его глаза … может, он просто плохо видит. Во-вторых, проверьте его осанку. Мои наблюдения за детьми с нестабильностью ядра часто показывают, что у них есть предпочтительное поле зрения с последующими ограничениями.Специалисты по зрению говорят нам, что ребенок рождается с доминирующим периферическим зрением, но постепенно его фокусное зрение берет верх, поскольку он устанавливает зрительный контакт, а затем начинает наблюдать за окружающим миром. Развитие фокусного зрения является неотъемлемой частью способности ребенка к социальному взаимодействию — это видно, когда ребенок впервые устанавливает с вами зрительный контакт. Если ребенок не поддерживает зрительный контакт, возможно, он неправильно использует зрение. Плохие визуальные навыки могут повлиять на то, как ребенок может взаимодействовать и как он изучает язык и социальные сигналы из этих типов взаимодействий.Ваш ребенок любит играть на полу? Он выстраивает объекты? Такое визуальное поведение может дать вам ключ к пониманию того, как он видит мир. Из-за пониженной стабильности детям становится сложнее правильно использовать свое зрение для общения с людьми.

Чем мы можем помочь?

Терапевты, занимающиеся развитием, оценивают ГЛОБАЛЬНОЕ развитие ребенка, чтобы выявить любые конкретные потребности, такие как внутренняя нестабильность, которые могут повлиять на способность ребенка приобретать навыки в любой области развития.Пока эти конкретные потребности не будут удовлетворены, ребенок может приобрести навыки, но будет продолжать сталкиваться с трудностями в процессе обучения. Если вы считаете, что вашему ребенку может быть полезна оценка развития, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону (312) 458-9865 или посетите нашу контактную страницу здесь.

Развитие постурального контроля у здоровых детей: функциональный подход

Из серии экспериментальных исследований, показывающих, как межсегментарная координация развивается в детстве при выполнении различных постурокинетических задач, мы создали репертуар равновесных стратегий в ходе онтогенеза.Экспериментальные данные показывают, что первой системой отсчета, используемой для организации контроля равновесия при движении, является таз, особенно у детей раннего возраста. Стабилизация головы во время постурокинетической активности, особенно при движении, представляет собой сложный двигательный навык, требующий длительного развития в детстве. При изучении появления постуральных стратегий важно различать результаты, которые можно объяснить строго биомеханическими причинами, и те, которые отражают созревание центральной нервной системы (ЦНС).Чтобы решить эту проблему, мы изучали наших юных испытуемых в ситуациях, требующих различных типов адаптации. Исследования, посвященные адаптации постуральных стратегий, нацелены на тестирование краткосрочной и долгосрочной адаптационной способности ЦНС во время наложенных временных внешних биомеханических ограничений у здоровых детей и во время хронических внутренних ограничений у детей с патологиями скелета.