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Segnali vestibolari e postura eretta

equilibrio, postura, stazione erettaTasformazione dei segnali vestibolari per il controllo della postura eretta negli esseri umani.

Introduzione

Durante l’equilibrio in posizione eretta, i segnali vestibolari codificano il movimento del capo e vengono trasformati in coordinate rilevanti per mantenere la postura eretta dell’intero corpo. Questa trasformazione deve tener conto dell’orientamento capo – sul – corpo e delle azioni muscolari che generano la risposta posturale. In questo lavoro indaghiamo se questa trasformazione dipende dalla capacità di un muscolo di stabilizzare il corpo nella direzione di un disturbo vestibolare.

Metodi

I soggetti venivano assicurati sopra un sistema di equilibrio robotico che simulava la meccanica della stazione eretta, mentre venivano esposti a uno stimolo vestibolare elettrico che evocava un errore vestibolare craniocentrico di rotazione del capo. Il sistema di bilanciamento era limitato a muoversi su un singolo piano mentre la direzione dell’errore vestibolare veniva manipolata facendo ruotare la testa dei soggetti.

Risultati

Le risposte muscolari evocate dallo stimolo vestibolare erano maggiori quando l’errore vestibolare era allineato con la direzione dell’equilibrio e si riduceva a zero quando le due direzioni diventavano ortogonali. Ciò dimostra che i muscoli rispondono solo alla componente dell’errore che è allineata con la direzione dell’equilibrio e quindi rilevante ai fini dell’equilibrio, non alll’attività afferente cumulativa, come previsto per i circuiti dei riflessi vestibolo-spinali. Quando abbiamo invertito la relazione tra il bilanciamento dei comandi motori e il relativo feedback sensoriale vestibolare, è stata invertita anche la direzione delle risposte compensatorie della caviglia evocata dallo stimolo vestibolare. Ciò implica che il sistema nervoso riassocia rapidamente nuove relazioni tra segnali sensoriali vestibolari e comandi motori relativi al mantenimento dell’equilibrio. Questi risultati indicano che l’attività muscolare evocata dallo stimolo vestibolare è una risposta di equilibrio altamente flessibile organizzata per compensare i disturbi vestibolari.

Significato di quanto osservato

Le correzioni posturali fondamentali per l’equilibrio in posizione eretta e di traslazione si basano sulla trasformazione delle informazioni sensoriali in fotogrammi di riferimento rilevanti per le azioni motorie richieste. Gli autori dimostrano che il sistema nervoso trasforma i segnali sensoriali vestibolari del movimento della testa in base alla capacità di un muscolo di stabilizzare il corpo lungo la direzione di un disturbo evocato dall’apparato vestibolare. Manipolando la direzione del segnale vestibolare imposto rispetto all’azione di un muscolo, si vede che il contributo vestibolare all’attività muscolare è una risposta di equilibrio altamente flessibile e organizzata. Questo studio fornisce informazioni sull’integrazione neurale e l’elaborazione centrale associata a relazioni vestibolo-motorie trasformate che sono essenziali per stare in piedi.

Forbes PA, Luu BL, Van der Loos HF, Croft EA, Inglis JT, Blouin JS. Transformation of Vestibular Signals for the Control of Standing in Humans. J Neurosci. 2016 Nov 9;36(45):11510-11520.

A cura di: Francesco Ceccherelli

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