دوره 12، شماره 3 - ( 9-1405 )                   جلد 12 شماره 3 صفحات 436-416 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Elhami M, Yazdani S, Eskandar Nezhad M. Comparative Analysis of Dual-Task Effects on EMG Activity During Walking in Individuals with Hemiplegic Cerebral Palsy and Healthy Controls. J Sport Biomech 2026; 12 (3) :416-436
URL: http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-471-fa.html
الهامی مبارکه، یزدانی شیرین، اسکندرنژاد مهتا. ارزیابی مقایسه‌ای انواع تکلیف‌ دوگانه بر فعالیت الکترومایوگرافی حین راه‌رفتن در افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک. مجله بیومکانیک ورزشی. 1405; 12 (3) :416-436

URL: http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-471-fa.html


1- گروه رفتار حرکتی، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
متن کامل [PDF 1825 kb]   (153 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (454 مشاهده)
متن کامل:   (105 مشاهده)
مقدمه
مطالعه حرکت و جابه‌جایی انسان، به‌ویژه در چارچوب تکالیف دوگانه، از اهمیت ویژه‌ای در حوزه‌های کنترل حرکتی و بیومکانیک ورزشی برخوردار است. راه‌رفتن یک فعالیت حرکتی کم‌برخورد، با مصرف انرژی پایین و یکی از اصلی‌ترین شیوه‌های جابه‌جایی انسان است. این فعالیت به هماهنگی حرکات اندام‌های فوقانی، اندام‌های تحتانی و تنه نیاز دارد و با الگویی تکرارشونده و دوپایی مشخص می‌شود که بدن را به‌صورت کنترل‌شده و کارآمد به جلو هدایت می‌کند (1). راه‌رفتن به‌عنوان یک فعالیت حرکتی بنیادی و پیچیده، به یکپارچگی مؤثر سامانه‌های شناختی، حرکتی و بینایی وابسته است (2). در افراد سالم، این یکپارچگی به‌صورت خودکار و کارآمد انجام می‌شود، اما در افراد مبتلا به اختلالات عصبی مانند فلج مغزی همی‌پلژیک، این فرایند به‌طور قابل‌توجهی مختل می‌شود.
فلج مغزی شایع‌ترین اختلال حرکتی دوران کودکی است و میزان بروز آن در اروپا حدود یک مورد در هر هزار تولد زنده گزارش شده است (3). حدود یک‌سوم افراد مبتلا به فلج مغزی دچار نقص حرکتی یک‌طرفه یا فلج مغزی همی‌پلژیک هستند که شایع‌ترین زیرگروه این بیماری در هنگام تولد محسوب می‌شود (4). فلج مغزی همی‌پلژیک چالش‌های ویژه‌ای در مکانیک راه‌رفتن، کنترل تعادل و اجرای فعالیت‌های دوگانه ایجاد می‌کند. این افراد معمولاً دچار اسپاستیسیته، ضعف عضلانی و اختلال در هماهنگی حرکتی هستند که در نتیجه آن، به دلیل کنترل پاسچر ضعیف و اختلال در تعادل پویا، بیشتر در معرض زمین‌خوردن قرار دارند (5). همچنین، این افراد الگوهای غیرطبیعی راه‌رفتن، کاهش سرعت راه‌رفتن، کوتاه‌تر شدن طول گام، افزایش عرض گام (6، 7) و کاهش پایداری راه‌رفتن را نشان می‌دهند (8). افزون بر این، بیش از 65 درصد کودکان مبتلا به فلج مغزی دچار نقص در پردازش دیداری ـ فضایی، توجه و یادگیری هستند و تغییراتی در فعالیت قشر حسی ـ حرکتی، کاهش اتصال ماده سفید مسیرهای حسی و عملکرد ضعیف در آزمون‌های بالینی حسی مشاهده می‌شود (9، 10). این اختلالات، دشواری انجام فعالیت‌های دوگانه را بیش از پیش افزایش می‌دهند. تکالیف دوگانه، که شامل اجرای هم‌زمان یک تکلیف حرکتی با یک تکلیف شناختی یا بینایی هستند، بار بیشتری را بر سامانه‌های حسی و حرکتی این افراد تحمیل می‌کنند (11). در مقایسه با راه‌رفتن عادی، راه‌رفتن همراه با تکلیف دوگانه موجب تغییر بیشتر در شاخص‌های زمانی ـ مکانی راه‌رفتن مانند سرعت، عرض گام و طول گام در افراد مبتلا به فلج مغزی می‌شود که این امر با افت بیشتر عملکرد راه‌رفتن و تعادل همراه بوده و برای حفظ پایداری به تلاش بیشتری نیاز دارد (11). همچنین، کودکان مبتلا به فلج مغزی که در کارکردهای اجرایی مانند حفظ و تقسیم توجه دچار مشکل هستند (7)، هنگام انجام تکالیف دوگانه شناختی ـ حرکتی و بینایی ـ حرکتی با نیاز بیشتری به پردازش اطلاعات حسی و حس عمقی مواجه می‌شوند (12). 
اختلالات حرکتی در فلج مغزی، از جمله کاهش سرعت راه‌رفتن و کوتاه شدن طول گام، ارتباط نزدیکی با فعالیت غیرطبیعی قشر حسی ـ پیکری دارند (10). همچنین، وابستگی بیش از حد به اطلاعات بینایی هنگام ایستادن با راهبردهای غیرطبیعی حفظ تعادل (13) و افزایش خطر تأخیر در کنترل پاسچر، آگاهی فضایی و رشد حرکتی همراه است (14). اطلاعات بینایی نقش بسیار مهمی در حفظ پایداری پاسچر در افراد مبتلا به فلج مغزی ایفا می‌کند (15). به دلیل اختلال در پردازش اطلاعات حسی ـ پیکری و حس عمقی، این افراد هنگام انجام حرکات اندام‌های فوقانی و تحتانی و نیز در فعالیت‌های ایستادن، بیش از بازخوردهای حس عمقی به اطلاعات بینایی متکی هستند (15، 16). سامانه بینایی همچنین در حفظ پایداری و برنامه‌ریزی مسیر حرکت هنگام راه‌رفتن نقش اساسی دارد (17). در اجرای مهارت‌های حرکتی، تمرین‌های شناختی و توجهی متناسب با تکلیف می‌توانند استفاده مؤثرتر از اطلاعات بینایی را در حین اجرای مهارت بهینه کنند. به‌طور کلی، ترکیب نقص‌های حسی، الگوهای غیرطبیعی فعالیت قشری، وابستگی بیش از حد به بینایی و محدودیت‌های حرکتی در افراد مبتلا به فلج مغزی، موجب کاهش کارایی برنامه‌ریزی و اجرای حرکات در شرایط تکلیف دوگانه می‌شود (10، 13). در نتیجه، به دلیل رقابت بر سر منابع محدود شناختی، انجام هم‌زمان چند تکلیف برای این افراد دشوارتر خواهد بود (7). با وجود این، تمرین‌های مبتنی بر تکلیف دوگانه هنگام راه‌رفتن در کاهش عوارض ثانویه ناشی از افت عملکرد و بهبود پیامدهای حرکتی در این گروه امیدوارکننده بوده‌اند. مطالعات پیشین در جمعیت‌های مختلف نشان داده‌اند که تمرین‌های تکلیف دوگانه می‌توانند تعادل و کیفیت راه‌رفتن افراد مبتلا به فلج مغزی را بهبود بخشند (11، 18). همچنین، این مداخلات موجب بهبود مکانیک راه‌رفتن و تعادل در این افراد شده‌اند (19، 20). با وجود این یافته‌ها، سازوکارهای زیربنایی این بهبودها و پاسخ‌های اختصاصی عصبی ـ عضلانی عضلات مختلف در شرایط گوناگون تکلیف دوگانه (شناختی، حرکتی و بینایی) همچنان به‌خوبی شناخته نشده‌اند. این خلأ دانشی، توسعه برنامه‌های توان‌بخشی بهینه و متناسب با نیازهای افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک را با محدودیت مواجه کرده است. 
الکترومایوگرافی یکی از روش‌های مؤثر برای بررسی سازگاری‌های عصبی ـ عضلانی و راهبردهای جبرانی هنگام راه‌رفتن در شرایط تکلیف دوگانه است. شناخت دقیق‌تر الگوهای فعالیت عضلات منتخب اندام تحتانی و تنه در حین اجرای تکالیف دوگانه می‌تواند درک ارزشمندی از سازوکارهای اختلالات راه‌رفتن و نقص‌های تعادلی در افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک فراهم کند و اهداف مناسبی را برای مداخلات درمانی پیشنهاد دهد. ازاین‌رو، هدف پژوهش حاضر بررسی تأثیر شرایط مختلف تکلیف دوگانه بر فعالیت الکترومایوگرافی عضلات منتخب اندام تحتانی و تنه هنگام راه‌رفتن در افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک و مقایسه آن با افراد سالم بود. این پژوهش می‌تواند به درک بهتر سازوکارهای کنترل حرکتی در فلج مغزی همی‌پلژیک کمک کرده و زمینه‌ای برای طراحی راهبردهای توان‌بخشی مبتنی بر شواهد به‌منظور بهبود تحرک عملکردی و ارتقای کیفیت زندگی این افراد فراهم آورد.
روش شناسی
شرکت‌کنندگان
جامعه آماری این پژوهش را افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک سمت چپ در شهر تبریز تشکیل دادند. از میان این افراد، 12 نفر به‌صورت داوطلبانه به‌عنوان نمونه پژوهش انتخاب شدند. همچنین، 12 فرد سالم همسان از نظر سن، قد و وزن به‌عنوان گروه کنترل در مطالعه شرکت کردند. جدول 1 میانگین سن، قد، وزن و شاخص توده بدنی شرکت‌کنندگان دو گروه را نشان می‌دهد. پیش از آغاز پژوهش، اهداف، مراحل اجرا و شرایط مطالعه به‌طور کامل برای تمامی شرکت‌کنندگان و والدین آن‌ها توضیح داده شد و رضایت‌نامه آگاهانه کتبی به‌منظور مشارکت داوطلبانه در پژوهش از آنان اخذ گردید. این پژوهش با کد اخلاق IR.TABRIZU.REC.1399.005  به تأیید کمیته اخلاق دانشگاه تبریز رسید. 
معیارهای ورود به گروه فلج مغزی شامل ابتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک یک‌طرفه سمت چپ (21)، توانایی درک و اجرای دستورات کلامی، توانایی راه‌رفتن مستقل، برخورداری از تعادل کافی، توانایی حمل یک جعبه و نداشتن اختلال شناختی قابل‌توجه بود. معیارهای خروج شامل ناتوانی در حفظ تعادل، ناتوانی در راه‌رفتن مستقل، عدم همکاری کودک یا والدین، وجود اختلال شناختی، کم‌توانی ذهنی و مشکلات بینایی یا شنوایی بود. گروه کنترل نیز شامل افراد سالمی بود که سابقه جراحی یا هرگونه اختلال عصبی ـ عضلانی، بینایی، شنوایی یا حرکتی نداشتند.
ثبت فعالیت الکترومایوگرافی
فعالیت الکترومایوگرافی سطحی عضلات راست‌کننده ستون فقرات در سطح مهره کمری سوم، دوسر رانی و راست رانی با استفاده از دستگاه الکترومایوگرافی USB2+ ساخت ایتالیا و با فرکانس نمونه‌برداری 1000 هرتز ثبت شد. برای ثبت سیگنال‌ها از الکترودهای سطحی ژلی دوقطبی با فاصله بین‌الکترودی 7/1 سانتی‌متر استفاده شد. پیش از نصب الکترودها، پوست مطابق دستورالعمل اروپایی SENIAM آماده‌سازی شد. این آماده‌سازی شامل تراشیدن موهای محل نصب الکترود، پاک‌سازی پوست با الکل و حذف سلول‌های مرده سطح پوست به‌منظور کاهش امپدانس بود. الکترودها مطابق دستورالعمل‌های استاندارد SENIAM و به‌صورت موازی با جهت تارهای عضلانی نصب شدند. برای عضله راست‌کننده ستون فقرات در سطح مهره کمری سوم، الکترودها در فاصله 3 سانتی‌متری از کنار زائده خاری مهره کمری سوم قرار گرفتند (22). برای عضله راست رانی، الکترودها در نقطه میانی بین خار خاصره‌ای قدامی فوقانی و کشکک زانو نصب شدند (23). برای عضله دوسر رانی نیز الکترودها در نقطه میانی بین تکمه ایسکیوم و اپی‌کندیل خارجی استخوان ران قرار گرفتند (24). تمامی مراحل نصب الکترودها مطابق توصیه‌های انجمن اروپایی SENIAM  انجام شد (25).
روش اجرا
پس از نصب الکترودها، تمامی الکترودها با استفاده از چسب ضدحساسیت و باند محکم شدند تا آثار ناشی از حرکت الکترودها به حداقل برسد. همچنین، کابل‌ها به‌صورت مجتمع روی بدن ثابت شدند تا نویز سیگنال کاهش یابد. الکترودها به‌صورت دوطرفه روی عضلات نصب شدند و الکترود مرجع روی مچ دست قرار گرفت. شرکت‌کنندگان آزمون راه‌رفتن را در طول مسیر 10 متری و تحت سه شرایط تکلیف دوگانه شامل تکلیف حرکتی، تکلیف شناختی و تکلیف بینایی اجرا کردند. هر یک از شرایط شش بار تکرار شد و برای تعیین چرخه راه‌رفتن از کلید پایی استفاده گردید. در شرایط تکلیف حرکتی، شرکت‌کنندگان جعبه‌ای معادل 10 درصد وزن بدن خود را حمل می‌کردند. در شرایط تکلیف شناختی، افراد ضمن راه‌رفتن، از عدد 20 تا صفر به‌صورت معکوس شمارش کرده و تنها اعداد زوج (20، 18، 16 و ...) را با صدای بلند بیان می‌کردند (26). در شرایط تکلیف بینایی، نشانگرهایی با فواصل مشخص در طول مسیر نصب شده بود و از شرکت‌کنندگان خواسته شد هنگام راه‌رفتن، پای خود را دقیقاً روی این نشانگرها قرار دهند. پس از اجرای آزمون‌های راه‌رفتن، برای نرمال‌سازی داده‌های الکترومایوگرافی، انقباض ارادی ایزومتریک بیشینه عضلات راست‌کننده ستون فقرات، راست رانی و دوسر رانی ثبت شد. برای ثبت انقباض ارادی ایزومتریک بیشینه عضله راست‌کننده ستون فقرات، آزمودنی در وضعیت سورنسن قرار گرفت؛ به‌گونه‌ای که به حالت دمر روی تخت دراز کشید و قسمت فوقانی تنه از سطح تخت و در ناحیه مفصل ران خارج از لبه تخت قرار گرفت، در حالی که اندام‌های تحتانی ثابت شده بودند. از شرکت‌کنندگان خواسته شد تنه را در وضعیت افقی (زاویه صفر درجه) حفظ کرده و در برابر نیروی اعمال‌شده مقاومت کنند (22، 27). برای ثبت انقباض ارادی ایزومتریک بیشینه عضله راست رانی، آزمودنی در وضعیت نشسته قرار گرفت و زانو ثابت شد. سپس از وی خواسته شد در حالی که مفصل ران در زاویه 90 درجه خم شده بود، حداکثر نیروی بازکنندگی زانو را در برابر مقاومت اعمال کند (24). برای ثبت انقباض ارادی ایزومتریک بیشینه عضله دوسر رانی نیز آزمودنی در وضعیت دمر قرار گرفت، در حالی که لگن و ران ثابت شده بودند و از وی خواسته شد حداکثر نیروی خم‌کنندگی زانو را در برابر مقاومت خارجی اعمال کند (28).
پردازش داده‌ها و تحلیل آماری
سیگنال‌های الکترومایوگرافی با استفاده از نرم‌افزار OT BioLab پردازش شدند. برای پالایش سیگنال‌ها از فیلتر میان‌گذر 10 تا 350 هرتز و فیلتر ناچ 50 هرتز استفاده شد. سپس مقدار ریشه میانگین مربعات سیگنال‌ها برای تحلیل استخراج گردید. به‌منظور نرمال‌سازی، مقادیر ریشه میانگین مربعات به‌دست‌آمده در طی تکالیف راه‌رفتن بر مقادیر متناظر حاصل از انقباض ارادی ایزومتریک بیشینه هر عضله تقسیم و به‌صورت درصد بیان شدند. تجزیه‌وتحلیل آماری داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 22 انجام شد. برای توصیف داده‌ها از آمار توصیفی و برای آزمون فرضیه‌ها از آمار استنباطی استفاده گردید. طبیعی بودن توزیع داده‌ها با آزمون شاپیرو–ویلک بررسی شد. برای مقایسه بین گروه‌ها و همچنین مقایسه شرایط مختلف درون هر گروه، به‌ترتیب از تحلیل واریانس و تحلیل واریانس با اندازه‌گیری‌های مکرر استفاده شد. سطح معنی‌داری آزمون‌ها 05/0 >p  در نظر گرفته شد.
نتایج
جدول 2 نتایج مربوط به‌شدت فعالیت همسان‌سازی عضلات L3، BF و RF افراد مبتلا به فلج مغزی و گروه کنترل را در هنگام راه رفتن عادی نشان می‌دهد. همان‌طور که در این جدول مشاهده می‌شود، هنگام راه رفتن عادی شدت فعالیت الکتریکی عضله RF و L3 سمت راست بیماران فلج مغزی به‌طور معنی‌داری بیشتر از افراد سالم بود (0.027= p و 0.001= p). در سمت چپ بدن نیز شدت فعالیت الکتریکی عضلات L3، BF و RF بیماران فلج مغزی به‌طور معنی‌داری به ترتیب در حدود 2.48، 1.88 و 2.47 برابر افراد سالم بود (0.001= p و 0.002= p و 0.022= p). نتایج مربوط به‌شدت فعالیت همسان‌سازی شده عضلات L3، BF و RF افراد مبتلا به فلج مغزی و گروه کنترل هنگام راه رفتن با تکلیف دوگانه حرکتی در جدول 3 خلاصه شده است. نتایج نشان دادند که هنگام راه رفتن با تکلیف دوگانه حرکتی شدت فعالیت عضله L3 و RF سمت راست بیماران فلج مغزی به ترتیب در حدود 54/1 و 65/1 برابر بیشتر از افراد سالم است (00.001=p و 0.006=p). همچنین هنگام راه رفتن با تکلیف دوگانه حرکتی فعالیت عضلات L3، BF و RF سمت چپ بیماران فلج مغزی به ترتیب در حدود 2.53، 2.21 و 1.74 برابر بیشتر از افراد سالم بود (0.001= p و 0.009= p و 0.005= p).
 

طبق جدول 4 که شدت فعالیت همسان‌سازی عضلات L3، BF و RF افراد مبتلا به فلج مغزی و گروه کنترل هنگام راه رفتن با تکلیف دوگانه شناختی را نشان می¬دهد، شدت فعالیت عضله L3 سمت راست بیماران CP حدود 38/1 برابر افراد سالم بود. همچنین شدت فعالیت عضلات L3 و BF سمت چپ بیماران CP به‌طور معنی‌داری بیشتر از افراد سالم بود (0.001= p و 0.027= p). نتایج به‌دست‌آمده در جدول 5 نشان داد شدت فعالیت همسان‌سازی شده عضلات L3 و BF سمت راست بیماران CP حین راه رفتن با تکلیف دوگانه بینایی حدود 1.52 و 1.81 برابر بیشتر از افراد سالم بود. همچنین عضلات L3،  BF و RF سمت چپ این بیماران به‌طور معنی‌داری بیشتر از افراد سالم بود (0.001= p و 0.001= p و 0.014= p). اثر نوع تکلیف دوگانه بر شدت فعالیت عضلات در دو گروه بیمار فلج مغزی و سالم متفاوت بود و وظایف حرکتی دوگانه حرکتی و بینایی در دو گروه بیمار فلج مغزی و سالم متفاوت بود و وظایف حرکتی دوگانه بینایی و حرکتی در دو گروه CP نسبت به گروه سالم اثر بیشتری نسبت به شناختی داشت و همان¬طور که در شکل 1 نشان داده شده است بین دو عامل گروه و تکلیف حرکتی تأثیر متقابل معنی‌داری مشاهده شد (0.001 = p).  همچنین الگوی تغییر شدت فعالیت عضلانی در دو گروه سالم و بیمار، در عضلات مختلف حین وظایف حرکتی مختلف متفاوت بود (شکل 2) و بین سه عامل عضله، گروه و وظایف حرکتی تأثیر متقابل معنی‌داری وجود داشت (0.020 = p). 
 

از طرفی وظایف حرکتی بر شدت فعالیت عضلات L3 BF, و RF در دو گروه سالم و بیمار اثر متفاوتی داشت (0.001 = p). بر اساس نتایج تحلیل عاملی مشخص گردید که اثر سمت بدن در دو گروه متفاوت بود (0.001 = p) و سمت چپ بیماران مبتلا به فلج مغزی بیشتر از سمت راستشان دچار تنش شده بود (0.002 = p) (شکل 3).
 

 

بحث
هدف از پژوهش حاضر بررسی تأثیر شرایط مختلف تکلیف دوگانه شامل تکالیف حرکتی، شناختی و بینایی بر فعالیت الکترومایوگرافی عضلات راست‌کننده ستون فقرات در سطح مهره کمری سوم، دوسر رانی و راست رانی هنگام راه‌رفتن بود. نتایج نشان داد که به‌جز در شرایط راه‌رفتن عادی و تکلیف دوگانه حرکتی که در عضله دوسر رانی سمت راست اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد، فعالیت تمامی عضلات بررسی‌شده در سمت راست و چپ بدن افراد مبتلا به فلج مغزی در مقایسه با افراد سالم، در تمامی شرایط به‌طور معنی‌داری بیشتر بود.
این یافته‌ها با نتایج مطالعات پیشین همسو است (29-32) که افزایش فعالیت الکترومایوگرافی عضلات هنگام راه‌رفتن در افراد مبتلا به فلج مغزی را گزارش کرده‌اند. همچنین، افزایش فعالیت الکتریکی عضلات مایل داخلی و مایل خارجی شکم در حالت استراحت نیز در این افراد گزارش شده است (33). پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند که افراد مبتلا به فلج مغزی در مقایسه با افراد سالم از کنترل تعادل ضعیف‌تر، نوسان پاسچر بیشتر، پایداری پاسچر کمتر و راهبردهای کنترل حرکتی متفاوتی برخوردارند (34). علاوه بر این، کاهش سرعت راه‌رفتن، کوتاه شدن طول گام، افزایش عرض گام، کاهش دامنه حرکتی مفصل ران، افزایش زمان اتکای دوگانه (35) و کاهش پایداری راه‌رفتن (8، 34) از جمله ویژگی‌های رایج این افراد به شمار می‌روند. بنابراین، افزایش فعالیت عضلات در افراد مبتلا به فلج مغزی را می‌توان به‌عنوان یک راهبرد جبرانی برای حفظ پایداری پاسچر در شرایط ایستا و پویا تفسیر کرد. از سوی دیگر، ضعف عضلانی که معمولاً در این افراد مشاهده می‌شود (36)، می‌تواند با افزایش فراخوانی واحدهای حرکتی هنگام راه‌رفتن به‌عنوان یک راهبرد جبرانی همراه باشد و در نتیجه فعالیت الکترومایوگرافی عضلات را افزایش دهد. در مجموع، افزایش فعالیت عضلانی در افراد مبتلا به فلج مغزی نسبت به افراد سالم را می‌توان ناشی از نیاز بیشتر به جبران نقص کنترل پاسچر و همچنین کاهش کارایی عصبی ـ عضلانی ناشی از ضعف عضلانی دانست. بررسی دقیق‌تر نتایج نشان داد که فعالیت عضله راست‌کننده ستون فقرات در سطح مهره کمری سوم در افراد مبتلا به فلج مغزی بیشتر از افراد سالم بود. این افزایش فعالیت احتمالاً با افزایش چرخش لگن هنگام راه‌رفتن در این افراد مرتبط است. مطالعات کینماتیکی پیشین نیز افزایش چرخش لگن را در افراد مبتلا به فلج مغزی نسبت به همسالان سالم گزارش کرده‌اند (37). در نتیجه، افزایش حرکات لگن می‌تواند کینماتیک ستون فقرات را تغییر داده و برای حفظ پایداری تنه در حین راه‌رفتن، فعالیت بیشتری را از عضلات راست‌کننده ستون فقرات در سطح مهره کمری سوم طلب کند. همچنین، فعالیت عضله راست رانی در افراد مبتلا به فلج مغزی بیشتر از افراد سالم بود. مطالعات پیشین بی‌ثباتی مفصل زانو و تمایل به خم شدن یا فروریختن زانو را در این افراد گزارش کرده‌اند (34). بنابراین، افزایش فعالیت عضله راست رانی را می‌توان به‌عنوان راهبردی جبرانی برای افزایش پایداری مفصل زانو و کاهش احتمال فروریختن آن هنگام راه‌رفتن در نظر گرفت (38). فعالیت عضله دوسر رانی نیز در افراد مبتلا به فلج مغزی بیشتر از افراد سالم بود. این عضله از طریق انقباضات برون‌گرا و درون‌گرا نقش مهمی در کنترل خم و باز شدن مفصل ران ایفا می‌کند (39). با توجه به وجود بی‌ثباتی مفصل ران و تغییرات مکانیک راه‌رفتن در افراد مبتلا به فلج مغزی (35)، افزایش فعالیت عضله دوسر رانی می‌تواند به‌عنوان راهبردی جبرانی برای جلوگیری از ناپایداری مفصل ران عمل کند. علاوه بر این، به دلیل وضعیت خم‌شده مفصل ران که معمولاً در این افراد مشاهده می‌شود (38)، برای ایجاد حرکت باز شدن ران نیروی بیشتری مورد نیاز است که این امر با افزایش فعالیت عضلات بازکننده ران، از جمله عضله دوسر رانی، همراه خواهد بود. همچنین، افزایش تون عضلانی ناشی از اسپاستیسیته در اندام مبتلا نیز می‌تواند در افزایش فعالیت الکترومایوگرافی این عضلات نقش داشته باشد (40).
نتایج پژوهش حاضر نشان داد که فعالیت عضلات هنگام راه‌رفتن همراه با تکلیف دوگانه حرکتی و تکلیف دوگانه بینایی در افراد مبتلا به فلج مغزی بیشتر از شرایط راه‌رفتن همراه با تکلیف دوگانه شناختی و نیز راه‌رفتن عادی بود. افراد مبتلا به فلج مغزی در پردازش اطلاعات حسی ـ پیکری و حس عمقی دچار اختلال هستند؛ ازاین‌رو، هنگام انجام فعالیت‌های حرکتی، از جمله راه‌رفتن، وابستگی بیشتری به اطلاعات بینایی نسبت به بازخوردهای حس عمقی دارند. مطالعات پیشین نیز نشان داده‌اند که این افراد در مقایسه با افراد سالم، برای کنترل راه‌رفتن بیشتر به اطلاعات بینایی متکی هستند (21). همچنین، گزارش شده است که تکالیف بینایی می‌توانند تعادل پاسچر را تحت تأثیر منفی قرار دهند (2). شارما (11) نیز نشان داد که در شرایط تکلیف دوگانه بینایی، در مقایسه با راه‌رفتن ساده یا تکالیف دوگانه شنیداری و شناختی، افراد مبتلا به فلج مغزی افزایش سرعت راه‌رفتن، طول گام و عرض گام را نشان می‌دهند. این تغییرات در شاخص‌های زمانی ـ مکانی راه‌رفتن می‌تواند الگوهای فعالیت عضلانی را تحت تأثیر قرار داده و افزایش فعالیت الکترومایوگرافی مشاهده‌شده در پژوهش حاضر را توجیه کند. در شرایط تکلیف دوگانه حرکتی، مانند راه‌رفتن همراه با حمل بار، هر دو تکلیف به‌طور هم‌زمان برای استفاده از منابع توجه با یکدیگر رقابت می‌کنند و در نتیجه کنترل تعادل بیش از پیش مختل می‌شود. در چنین شرایطی، فرد برای حفظ پایداری ناچار است تلاش بیشتری انجام داده و از سازوکارهای حسی و حس عمقی بیشتری استفاده کند. مطالعات پیشین نشان داده‌اند که اجرای هم‌زمان دو تکلیف موجب کاهش ظرفیت توجه و ایجاد تداخل بین تکالیف می‌شود (41، 42) و در نتیجه، هزینه شناختی ـ حرکتی در افراد مبتلا به فلج مغزی نسبت به افراد سالم افزایش می‌یابد (43). این یافته از این دیدگاه حمایت می‌کند که برای جبران اختلالات راه‌رفتن در افراد مبتلا به فلج مغزی، منابع توجه و سازوکارهای کنترل قشری نقش مهمی ایفا می‌کنند (44). یافته‌های پژوهش حاضر همچنین با نتایج یزدانی (45) و هونگ (46) همسو است که افزایش فعالیت عضلات را هنگام حمل بار گزارش کرده‌اند. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد که در افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک، الگوی فعالیت عضلات بین سمت مبتلا و سمت سالم بدن متقارن نیست و فعالیت عضلات در سمت مبتلا بیشتر از سمت سالم است. با توجه به اینکه تمامی شرکت‌کنندگان مبتلا به همی‌پلژی سمت چپ بودند، افزایش تون عضلانی و فعالیت عصبی ـ عضلانی در سمت مبتلا می‌تواند علت این عدم تقارن باشد. این یافته با نتایج فرانتس و میوسن همخوانی دارد که نشان دادند انتقال اطلاعات بین دو نیمکره مغز از طریق جسم پینه‌ای، که در هماهنگی بین دو اندام نقش دارد، در افراد مبتلا به همی‌پلژی دچار اختلال شده و بر تقارن عملکرد اندام‌ها تأثیر می‌گذارد (47). همچنین، پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند که الگوهای فعالیت عضلات در افراد مبتلا به فلج مغزی بسیار فردمحور هستند و ناهنجاری‌های کینماتیکی همواره متناسب با الگوهای فعالیت عضلانی نیستند (48). با این حال، این نتایج با یافته‌های کولمالا (49) که تفاوت معنی‌داری در فعالیت عضلات بازکننده مچ پا و زانو بین اندام مبتلا و سالم هنگام راه‌رفتن گزارش نکرد، همخوانی ندارد. این پژوهش دارای محدودیت‌هایی بود که باید در تفسیر نتایج مورد توجه قرار گیرد. در این مطالعه نیروهای عکس‌العمل زمین و متغیرهای سینتیکی مفاصل اندازه‌گیری نشدند. بنابراین، پیشنهاد می‌شود در پژوهش‌های آینده، متغیرهای سینتیکی نیز هنگام راه‌رفتن همراه با تکلیف دوگانه بررسی شوند تا درک جامع‌تری از مکانیک راه‌رفتن در افراد مبتلا به فلج مغزی حاصل شود. همچنین، این پژوهش صرفاً بر الگوهای فعالیت عضلات در افراد مبتلا به فلج مغزی همی‌پلژیک متمرکز بود؛ بنابراین، تعمیم نتایج به سایر گروه‌های بالینی یا فعالیت‌های عملکردی دیگر باید با احتیاط انجام گیرد.
نتیجه‌گیری نهایی
نتایج این پژوهش نشان داد که افراد مبتلا به فلج مغزی هنگام راه‌رفتن، در مقایسه با افراد سالم، فعالیت عضلانی بیشتری دارند. به نظر می‌رسد این افزایش فعالیت عضلانی، راهبردی جبرانی برای حفظ تعادل و کنترل پاسچر و نیز جبران ضعف عضلانی زمینه‌ای در این افراد باشد. همچنین، هر دو شرایط تکلیف دوگانه حرکتی و بینایی موجب افزایش فعالیت عضلات مورد بررسی در هر دو گروه شدند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که تکالیف دوگانه، نیازهای عصبی ـ عضلانی بیشتری را هنگام راه‌رفتن بر سیستم حرکتی تحمیل می‌کنند. بر این اساس، به‌کارگیری تمرین‌های مبتنی بر تکلیف دوگانه می‌تواند به افزایش فعالیت عصبی ـ عضلانی در افراد مبتلا به فلج مغزی کمک کرده و در بهبود عملکرد حرکتی و توانایی تقسیم توجه مؤثر باشد. بنابراین، پیشنهاد می‌شود شرایط تکلیف دوگانه در ارزیابی راه‌رفتن و همچنین در طراحی برنامه‌های توان‌بخشی و تمرینی افراد مبتلا به فلج مغزی مورد توجه قرار گیرد.

ملاحظات اخلاقی 
پیروی از اصول اخلاق پژوهش

این پژوهش مطابق با اصول اخلاقی کمیته‌های پژوهشی ذی‌صلاح و مفاد بیانیه هلسینکی انجام شد. تمامی شرکت‌کنندگان به‌صورت داوطلبانه در پژوهش شرکت کردند و پیش از ورود به مطالعه، رضایت‌نامه آگاهانه کتبی از آنان اخذ شد. پروتکل پژوهش با کد اخلاق IR.TABRIZU.REC.1399.005  به تأیید کمیته اخلاق دانشگاه تبریز رسید.
حامی مالی
این پژوهش هیچ‌گونه حمایت مالی ویژه‌ای از سازمان‌های دولتی، تجاری یا مؤسسات غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمامی نویسندگان در مفهوم‌پردازی، جمع‌آوری داده‌ها، تحلیل داده‌ها و نگارش مقاله مشارکت داشته‌اند. همچنین، تمامی نویسندگان نسخه نهایی مقاله را مطالعه و تأیید کرده‌اند. 
تعارض 
نویسندگان اعلام می‌کنند که هیچ‌گونه تعارض منافعی در ارتباط با این پژوهش ندارند.
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1404/9/2 | پذیرش: 1405/3/26 | انتشار: 1405/3/28

فهرست منابع
1. Winter DA. Biomechanics and motor control of human movement. Hoboken (NJ): John Wiley & Sons; 2009. [DOI:10.1002/9780470549148]
2. Carvalho JP, Bento-Torres J, da Silva DJ, et al. Cognitive and visual interactions in the decline of postural stability in healthy older adults. Brazilian Journal of Physical Therapy. 2024;28:100806. [DOI:10.1016/j.bjpt.2024.100806]
3. Stavsky M, Mor O, Mastrolia SA, Greenbaum S, Than NG, Erez O. Cerebral palsy-trends in epidemiology and recent development in prenatal mechanisms of disease, treatment, and prevention. Frontiers in Pediatrics. 2017;5:21. [DOI:10.3389/fped.2017.00021]
4. Kulak W, Sobaniec W. Comparisons of right and left hemiparetic cerebral palsy. Pediatric Neurology. 2004;31(2):101-108. [DOI:10.1016/j.pediatrneurol.2004.01.009]
5. Gordon AM, Charles J, Wolf SL. Efficacy of constraint-induced movement therapy on involved upper-extremity use in children with hemiplegic cerebral palsy is not age-dependent. Pediatrics. 2006;117(3):e363-e373. [DOI:10.1542/peds.2005-1009]
6. Galli M, Cimolin V, Rigoldi C, Tenore N, Albertini G. Gait patterns in hemiplegic children with cerebral palsy: comparison of right and left hemiplegia. Research in Developmental Disabilities. 2010;31(6):1340-1345. [DOI:10.1016/j.ridd.2010.07.007]
7. Carcreff L, Bonnefoy-Mazure A, Valenza N, Allali G, Fluss J, Armand S. Influence of cognitive-motor interference on gait spatiotemporal parameters in children and adolescents with cerebral palsy: a preliminary study. Gait & Posture. 2016;49:1-5. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2016.07.084]
8. Cimolin V, Galli MA, Tenore NU, Albertini GI, Crivellini M. Gait strategy of uninvolved limb in children with spastic hemiplegia. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 2007;43(3):303-310.
9. Hoon AH Jr, Stashinko EE, Nagae LM, Lin DD, Keller J, Bastian AM, et al. Sensory and motor deficits in children with cerebral palsy born preterm correlate with diffusion tensor imaging abnormalities in thalamocortical pathways. Developmental Medicine & Child Neurology. 2009;51(9):697-704. [DOI:10.1111/j.1469-8749.2009.03306.x]
10. Kurz MJ, Heinrichs-Graham E, Becker KM, Wilson TW. The magnitude of somatosensory cortical activity is related to mobility and strength impairments in children with cerebral palsy. Journal of Neurophysiology. 2015;113(9):3143-3150. [DOI:10.1152/jn.00602.2014]
11. Sharma A, Saxena A, Thakur K. The effect of single and dual task on spatiotemporal gait parameters in children with spastic cerebral palsy. Journal of Society of Indian Physiotherapists. 2024;8(1):14-19. [DOI:10.4103/jsip.jsip_95_23]
12. Houwink A, Aarts PB, Geurts AC, Steenbergen B. A neurocognitive perspective on developmental disregard in children with hemiplegic cerebral palsy. Research in Developmental Disabilities. 2011;32(6):2157-2163. [DOI:10.1016/j.ridd.2011.07.012]
13. Yu Y, Tucker CA, Lauer RT, Keshner EA. Influence of visual dependence on intersegmental coordination during upright stance in cerebral palsy. Journal of Motor Behavior. 2020;52(3):249-261. [DOI:10.1080/00222895.2019.1610860]
14. Sonksen PM, Dale N. Visual impairment in infancy: impact on neurodevelopmental and neurobiological processes. Developmental Medicine & Child Neurology. 2002;44(11):782-791. [DOI:10.1111/j.1469-8749.2002.tb00287.x]
15. Lidbeck C, Bartonek Å, Yadav P, et al. The role of visual stimuli on standing posture in children with bilateral cerebral palsy. BMC Neurology. 2016;16:1-9. [DOI:10.1186/s12883-016-0676-2]
16. Sansare A, Reimann H, Bodt B, et al. Reliance on vision for walking balance is related to somatosensory deficits in individuals with cerebral palsy. medRxiv. 2024. [DOI:10.1101/2024.02.07.24302467]
17. Hallemans A, Ortibus E, Meire F, Aerts P. Low vision affects dynamic stability of gait. Gait & Posture. 2010;32(4):547-551. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2010.07.018]
18. Afzal MT, Tariq S, Khan MS, et al. Effects of additional functional strength training on mobility in children with hemiplegic cerebral palsy. Rehabilitation Journal. 2023;7(4):14-19. [DOI:10.52567/trehabj.v7i04.8]
19. Uysal İ, Özden F, Tümtürk İ, İmerci A. The effectiveness of dual-task exercise training on balance, mobility, physical performance, and quality of life in children with cerebral palsy: a single-blind randomized controlled trial. Irish Journal of Medical Science. 2024;193(2):813-821. [DOI:10.1007/s11845-023-03530-3]
20. Hall JB, Chole D, Thomas J, Guess T. A novel multimodal platform detects gait and balance dual-task interference in unilateral cerebral palsy. Proceedings of the Combined Sections Meeting (CSM), USA; 2025.
21. Sansare A, Arcodia M, Lee SC, Jeka J, Reimann H. Individuals with cerebral palsy show altered responses to visual perturbations during walking. Frontiers in Human Neuroscience. 2022;16:977032. [DOI:10.3389/fnhum.2022.977032]
22. de Sèze MP, Cazalets JR. Anatomical optimization of skin electrode placement to record electromyographic activity of erector spinae muscles. Surgical and Radiologic Anatomy. 2008;30(2):137-143. [DOI:10.1007/s00276-007-0289-y]
23. Maffiuletti NA, Lepers R. Quadriceps femoris torque and EMG activity in seated versus supine position. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2003;35(9):1511-1516. [DOI:10.1249/01.MSS.0000084426.03247.93]
24. Padulo J, Tiloca A, Powell D, et al. EMG amplitude of the biceps femoris during jumping compared to landing movements. SpringerPlus. 2013;2:1-7. [DOI:10.1186/2193-1801-2-520]
25. Hermens HJ, Freriks B, Disselhorst-Klug C, Rau G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2000;10(5):361-375. [DOI:10.1016/S1050-6411(00)00027-4]
26. Haakana P, Nurminen J, Kulmala JP, et al. Effects of cognitive and motor dual-task on gait parameters in children and adolescents with cerebral palsy. Gait & Posture. 2020;81:130-135. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2020.07.099]
27. Schmid AB, Dyer L, Böni T, et al. Paraspinal muscle activity during symmetrical and asymmetrical weight training in idiopathic scoliosis. Journal of Sport Rehabilitation. 2010;19(3):315-327. [DOI:10.1123/jsr.19.3.315]
28. Konrad P. The ABC of EMG: a practical introduction to kinesiological electromyography. Scottsdale (AZ): Noraxon Inc.; 2005.
29. Prosser LA, Lee SC, Barbe MF, et al. Trunk and hip muscle activity in early walkers with and without cerebral palsy: a frequency analysis. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2010;20(5):851-859. [DOI:10.1016/j.jelekin.2010.04.005]
30. Romkes J, Brunner R. An electromyographic analysis of obligatory and voluntary unilateral toe-walking. Gait & Posture. 2007;26(4):577-586. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2006.12.010]
31. Patikas D, Wolf SI, Döderlein L. Electromyographic evaluation of the sound and involved side during gait of spastic hemiplegic children with cerebral palsy. European Journal of Neurology. 2005;12(9):691-699. [DOI:10.1111/j.1468-1331.2005.01047.x]
32. Adjenti SK, Louw G, Jelsma J, Unger M. Electromyographic study of abdominal muscle activity in children with spastic cerebral palsy. South African Journal of Physiotherapy. 2017;73(1):341. [DOI:10.4102/sajp.v73i1.341]
33. Sharifmoradi K, Farahpour N. Range of motion and lower limb muscle activity in Parkinson's disease and elderly individuals. Journal of Sport Biomechanics. 2017;3(1):25-36.
34. Bruijn SM, Millard M, Van Gestel L, et al. Gait stability in children with cerebral palsy. Research in Developmental Disabilities. 2013;34(5):1689-1699. [DOI:10.1016/j.ridd.2013.02.011]
35. Armand S, Decoulon G, Bonnefoy-Mazure A. Gait analysis in children with cerebral palsy. EFORT Open Reviews. 2016;1(12):448-460. [DOI:10.1302/2058-5241.1.000052]
36. Gharib NM, Abd-El Maksoud GM, Eldin S, Elsayed B. Efficacy of concurrent cognitive-motor training on gait in hemiparetic cerebral palsy: a randomized controlled trial. International Journal of Physiotherapy and Research. 2017;5(1):1852-1862. [DOI:10.16965/ijpr.2016.206]
37. Winters TF, Gage JR, Hicks R. Gait patterns in spastic hemiplegia in children and young adults. Journal of Bone and Joint Surgery (American Volume). 1987;69(3):437-441. [DOI:10.2106/00004623-198769030-00016]
38. Ferdjallah M, Harris GF, Smith P, Wertsch JJ. Analysis of postural control synergies during quiet standing in healthy children and children with cerebral palsy. Clinical Biomechanics. 2002;17(3):203-210. [DOI:10.1016/S0268-0033(01)00121-8]
39. Charles J, Gordon AM. A critical review of constraint-induced movement therapy and forced use in children with hemiplegia. Neural Plasticity. 2005;12(2-3):245-261. [DOI:10.1155/NP.2005.245]
40. Zehr EP, Fujita K, Stein RB. Reflexes from the superficial peroneal nerve during walking in stroke subjects. Journal of Neurophysiology. 1998;79(2):848-858. [DOI:10.1152/jn.1998.79.2.848]
41. Kahneman D. Attention and effort. Englewood Cliffs (NJ): Prentice-Hall; 1973.
42. Azadian E, Taheri Torbati H. Muscle activity during dual-task walking in elderly with balance impairments. Journal of Sport Biomechanics. 2016;2(2):5-15.
43. Lima CR, Pavão SL, da Silva BR, et al. Cognitive-motor dual-task costs on postural sway during sit-to-stand movement in children with cerebral palsy. Physiotherapy. 2023;103(4):pzad016. [DOI:10.1093/ptj/pzad016]
44. Piitulainen H, Kulmala JP, Mäenpää H, et al. Gait is less stable in children with cerebral palsy in dual-task conditions. Journal of Biomechanics. 2021;117:110244. [DOI:10.1016/j.jbiomech.2021.110244]
45. Yazdani S, Farahpour N, Delavar A, Farahmand F. Electromyographical activity of erector spinae and gluteus medius muscles in patients with adolescent idiopathic scoliosis during gait. Medical Journal of Tabriz University of Medical Sciences. 2016;38(6):84-92.
46. Hung YC, Meredith GS. Influence of dual-task constraints on gait performance and bimanual coordination during walking in children with unilateral cerebral palsy. Research in Developmental Disabilities. 2014;35(4):755-760. [DOI:10.1016/j.ridd.2014.01.024]
47. Johnson-Frey SH (ed.). Taking action: cognitive neuroscience perspectives on intentional acts. Cambridge (MA): MIT Press; 2003. [DOI:10.7551/mitpress/6614.001.0001]
48. Syczewska M, Święcicka A. Electromyographic patterns during gait in spastic cerebral palsy. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 2016;18(3):-.
49. Kulmala JP, Haakana P, Nurminen J, et al. Effort equalization hypothesis in children with cerebral palsy. PLoS One. 2022;17(1):e0262042. [DOI:10.1371/journal.pone.0262042]

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به فصلنامه بیومکانیک ورزشی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2026 CC BY 4.0 | Journal of Sport Biomechanics

Designed & Developed by : Yektaweb