< Terug naar vorige pagina

Project

De neurale basis van lumbosacrale proprioceptieve stoornissen bij recidiverende lagerugpijn.

</> 
De neurale basis van complexe posturale taken </>
in personen met en zonder a-specifieke lage rugpijn</></>
</></> 
Sensorimotorische controle is de integratie van sensorische en motorische signalen in het centraal zenuwstelstel om een motorische output te genereren die aangepast is aan alle interne en externe omgevingsfactoren. Hiervoor is het belangrijk dat er een efficiënte overdracht en verwerking van de sensorische en motorische signalen plaatsvindtin de hersenen. Dit proces van sensorimotorische controle is cruciaal in het dagelijks leven, zoals bij het handhaven van de houding en het uitvoeren van gecontroleerde en vloeiende bewegingen.
 
Het handhaven van de houding, door zich aan te passen aan alle externe (bv. onstabiele ondergrond) en/of interne (bv. verminderd zicht) omgevingsfactoren, wordt ook wel posturale controle genoemd. De capaciteit om, afhankelijk van de omgevingsfactoren, de juiste sensorische signalen van het visueel, vestibulair en proprioceptief systeem te selecteren en wegen is cruciaal voor een optimale posturale controle. Proprioceptie is een van de belangrijkste input-signalen voor deze posturale controle en kan gedefinieerd worden als de onbewuste perceptie van beweging en de ruimtelijke oriëntatie die tot stand komt door stimuli in het lichaam. Wanneer de  omgevingsfactoren veranderen, moet het centraal zenuwstelsel vertrouwen op de proprioceptieve signalen die de meest betrouwbare informatie verschaffen. Deze herweging tussen de verschillende locaties van proprioceptieve informatie is belangrijk wanneer de proprioceptieve signalen van bepaalde lichaamsdelen als minder betrouwbaar worden beschouwd. Wanneer een persoon bijvoorbeeld op een onstabiele ondergrond staat, worden de proprioceptieve signalen van de enkel-regio als minder betrouwbaarbeschouwd. Dit komt doordat de enkelhoek niet recht evenredig verandertmet de lichaamssway. Optimale posturale controle is daarom afhankelijk van de centrale identificatie en integratie van de meest relevante en betrouwbare sensorische signalen om zo een motorische output te kunnen genereren die aangepast is aan de situatie.
 
Voorgaand onderzoek richtte zich met name op posturale controle tijdens het zitten en/of het staan. Maar optimale posturale controle is ook nodig voor de coördinatie van vloeiende bewegingen. Eén van deze bewegingen, die zowel sensorimotoriek als posturale controle vereist, is het van zit tot stand komen en terug. Deze beweging vereist een optimale posturale controle tijdens de gecoördineerde verticale en horizontale verplaatsing van het lichaamszwaartepunt. Het uitvoeren van deze zit-stand-zit beweging op onstabieleondergrond voegt nog een extra moeilijkheid aan deze taak toe doordat een bijkomende herweging van de proprioceptieve signalen nodig is ten gevolge van de vermindere betrouwbaarheid van de proprioceptieve signalen van de enkel-regio in deze situatie. De zit-stand-zit taak is dus een complexe posturale taak die een optimale identificatieen integratie van sensorimotorische informatie in de hersenen vereist.
 
Veranderingen in de posturale controle, die bijvoorbeeld tot uiting kunnen komen in de capaciteit om proprioceptieve signalen te herwegen en in de capaciteit om de zit-stand-zit beweging uit te voeren, zijn onderzocht als mogelijke onderliggende mechanismen voor het ontstaan en in stand houden van a-specifieke lage rugpijn. Lage rugpijn is een bekend en belangrijk gezondheidsprobleem in de Westerse samenleving wat zich momenteel zelfs wereldwijd lijkt uit te breiden. Ondanks vele pogingen om goede behandelmethoden te ontwikkelen blijven de resultaten van de huidige interventies teleurstellend. Daarom is het onderzoeken van de onderliggende mechanismen en oorzaken van a-specifieke lage rugpijn momenteel een van de prioriteiten in het lage rugpijn onderzoek. Verschillende studies in dit domein hebben de motorische aspecten van deze potentiële onderliggende mechanismen onderzocht. Echter, optimale sensorimotorische controle is afhankelijk van de coactivatie van verschillende hersengebieden, die als een gecoördineerd netwerk moeten samenwerken om tot een optimale uitvoering van de posturale taak te komen. 
 
Het doel van dit doctoraatsproject was om de neurale basis van complexe posturale taken te onderzoeken in personen met en zonder a-specifieke lage rugpijn. Meer specifiek, de relatie tussen de hersen-karakteristieken en de prestatie op posturale controle taken werd bestudeerd. Daarnaast werd onderzocht of de structurele en functionele hersen-karakteristieken verschilden tussen personen met en zonder a-specifieke lage rugpijn. Dit werd onderzocht in vier verschillende studies.
 
In hoofdstuk 1 werd de associatietussen de proprioceptieve wegingscapaciteit en de integriteit van de verschillende witte banen onderzocht. Daarnaast werden eventuele verschillen in de microstructuur van de witte massa geëvalueerd tussen personen met a-specifieke lage rugpijn en gezonde personen. De resultaten toonden dat, binnen de groep van personen met a-specifieke lage rugpijn, een verminderde integriteit van de bovenste cerebellaire pedunkel geassocieerd was met een verminderde capaciteit om proprioceptieve signalen te wegen.Daarnaast was er een tendens naar een verminderde integriteit in de bovenste cerebellaire pedunkel aan de linkerkant bij personen met a-specifieke lage rugpijn in vergelijking met personen zonder lage rugpijn. Deze bevindingen suggereren dat de bovenste cerebellaire pedunkel een belangrijke baan is voor proprioceptieve signalen in de hersenen van personen met a-specifieke lage rugpijn. Dit was de eerste studie die de neurale basis van deze proprioceptieve wegingscapaciteit bij personen met a-specifieke lagrugpijn onderzocht.
 
De volgende hoofdstukken onderzochten de meer dynamische posturale taak, meer specifiek, de capaciteit om vijf opeenvolgende zit-stand-zit bewegingen uit te voeren. De personen met a-specifieke lage rugpijn hadden, zowel op stabiele als op onstabiele ondergrond, significant meer tijd nodig om deze zit-stand-zit taak uit te voeren. In hoofdstuk 2 werden de regionale en globale karakteristieken van het totale hersennetwerk onderzocht. Zowel de globale als de regionale kenmerken van het hersennetwerk bleken geassocieerd te zijn met de uitvoering van de zit-stand-zit taak in de totale groep van personen met en zonder a-specifieke lage rugpijn. Een verminderde connectiviteits- degree van het hersennetwerk was geassocieerd met een langere duur om vijf maal de zit-stand-zit bewegingen uit te voeren. Daarnaast was eenkleiner aantal connecties met de rechter calcarine gyrus en een lagere locale efficiënte van de linker nucleus caudatus geassocieerd met een langere tijd om de zit-stand-zit taak op onstabiele ondergrond uit te voeren. Deze bevindingen suggereren dat een optimale connectiviteit van het hersennetwerk cruciaal is voor posturale controle. Hierbij blijken bovendien hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor het verwerken van sensorische signalen een speciale rol te spelen.
 
In tegenstelling tot de eerste twee hoofdstukken die zich richtten op veranderingen in de witte massa, worden in hoofstuk 3 structurele karakteristieken van de grijze massa onderzocht. Een slechtere zit-stand-zit prestatie op onstabiele ondergrond was gecorreleerd met de corticale oppervlakte van de bovenste parietale regio en de frontale pool in de totale groep van personen met en zonder a-specifieke lage rugpijn. De corticale dikte van de rostrale anterieure cingulate cortex was gecorreleerd met een slechtere zit-stand-zit prestatie op stabiele ondergrond. Daarnaast waren enkel decorticale diktes van bepaalde hersengebieden gecorreleerd met de pijn-intensiteit van de personen met a-specifieke lage rugpijn. Dit suggereertdat corticale oppervlakte en corticale dikte op een verschillende manier met posturale controle en pijn correleren. Verder benadrukt dit dat het belangrijk is om deze parameters, naast het corticale volume, te evalueren om een completer beeld te verkrijgen van complexe posturale taken.
 
Hoofdstuk 4 richtte zich, in tegenstelling tot de eerste drie hoofstukken, op functionele veranderingen in het sensorimotorische hersennetwerk. In vergelijking met gezonde personen, vertoonden de personen met a-specifieke lage rugpijn tijdens rust een andere functionele connectiviteit in hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor de integratie van sensorische en motorische signalen. Met name verminderingen in de functionele connectiviteit van deze sensorimotorische gebieden werden aangetoond. Deze bevindingen suggereren een reorganisatie van het sensorimotorische netwerk tijdens rust in de personen met a-specifieke lage rugpijn in vergelijking met gezonde personen. 
 
De resultaten van dit doctoraatsproject tonen dat hersengebieden, betrokken bij de integratie van sensorimotorische informatie (bijvoorbeeld somatosensorische en visuele informatie) en cognitieve informatie, zijn geassocieerd met de uitvoering van complexe posturale taken. Dit suggereert dat de capaciteit om dezesignalen centraal te verwerken cruciaal is voor optimale posturale controle. Deze conclusies zijn gebaseerd op zowel karakteristieken van individuele hersengebieden als op netwerk gerelateerde maten, dit benadrukt dat zowel de integriteit van de individuele hersengebieden als de samenwerkingen tussen de verschillende hersengebieden belangrijk is. Opmerkelijk is dat de meeste hersengebieden die geassocieerd zijn met de posturale taken, verantwoordelijk zijn voor de verwerking van sensorische signalen alvorens een motorische output is gegenereerd. Dit benadrukt dat sensorische signalen belangrijk zijn voor een optimale posturale controle. Daarnaast, werden subtiele groepsverschillen aangetoond in de hersengebieden die de verwerking van sensorimotorische informatie (waaronder somatosensorische en visuele informatie) en cognitieve informatieverzorgen. Concluderend, de bevindingen in dit project leveren inzicht in de neurale basis van complexe posturale taken in personen met a-specifieke lage rugpijn en gezonde personen. Daarnaast is meer onderzoek nodig om de huidige bevindingen te bevestigen en om de centrale mechanismen van posturale controle en a-specifieke lage rugpijn verder te onderzoeken.
 
Datum:1 jan 2011 →  12 feb 2015
Trefwoorden:Low back pain, Plasticity, Cortical reorganization, Functional magnetic resonance imaging, Postural control, Proprioception
Disciplines:Orthopedie, Humane bewegings- en sportwetenschappen, Revalidatiewetenschappen
Project type:PhD project