Matematisk modellering strategi integrerer eksterne faktorer i limb bevægelse


Matematisk modellering strategi integrerer eksterne faktorer i limb bevægelse

De neurale kommandoer, der sendes af hjernen til armen, når de når ud til et objekt, blev for nylig modelleret ved hjælp af en teori om, at de koordineres for at minimere energiforbruget ifølge en undersøgelse udgivet den 23. oktober 2008 i open access journal PLoS Computational Biology.

Neuroscientists har studeret mange aspekter af hvordan handlinger koordineres af hjernen. For nylig er brugen af ​​computermodeller blevet vigtig, da teorier har avanceret, idet hjernen fungerer som en optimal controller, ifølge visse specifikke kriterier. De fleste modeller bruger et bestemt kriterium til denne analyse, modelleret og derefter sammenlignet med eksperimentelle modeller. Imidlertid undlader de fleste af disse at tage højde for det ydre pres, som lemmerne oplever.

Gravitation er en begrænsning, som levende organismer skal tage højde for hele tiden. Selv enkle vertikale armbevægelser er blevet observeret eksperimentelt for at have forskellige styresystemer, når de bevæger sig opad end at bevæge sig nedad. Ifølge forfatterne kan dette tyde på, at hjernen udnytter gravitationsstyrken, når det er muligt under bevægelse, for at optimere energiforbruget i lemmerne.

Således modellerede forfatterne denne biologiske regel ved hjælp af en hypotetisk deduktiv matematisk model, der inkorporerer korte perioder med muskel inaktivering med retningsafhængige håndkinematik. Endvidere blev modellen verificeret eksperimentelt med mennesker, og det har vist sig at være både nødvendigt og tilstrækkeligt til optimal armkontrol.

Hjernen planlægger bevægelser ifølge forfatterne som en integration af biologiske og miljømæssige begrænsninger, i en metode, der, hvis det forstås, kunne have værdi for at forstå motoriske dysfunktioner og udvikle effektive rehabiliteringsprogrammer. Derudover fremhæves det potentialet for matematikere og neuroscientists at arbejde sammen for at gøre stærke konklusioner om biologiske organismer.

Inaktiveringsprincippet: Matematiske løsninger Minimering af det absolutte arbejde og de biologiske implikationer til planlægning af armbevægelser.

Berret B, Darlot C, Jean F, Pozzo T, Papaxanthis C, et al.

PLoS Comput Biol 4 (10): e1000194.

doi: 10,1371 / journal.pcbi.1000194

Klik her for fuld længde artikel

Part 1 - The Time Machine Audiobook by H. G. Wells (Chs 01-06) (Video Medicinsk Og Professionel 2020).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom