Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • HUMAN NECESSITIES
    • AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
      • ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
      • PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY (methods or devices enabling invalids to operate an apparatus or a device not forming part of the body A61F4/00; electrotherapy, magnetotherapy, radiation therapy, ultrasound therapy A61N) [C9604]
Classificazione geografica
Bibliografia
Angelaki DE and Hess BJM. Inertial representation of angular motion in the vestibular system of rhesus monkeys. II. Otolith-controlled transformation that depends on an intact cerebellar nodulus. J Neurophysiol 73: 1729-1751, 1995.
Barmack NH, Errico P, Ferraresi A, Fushiki H, Pettorossi VE and Yakhnitsa V. Cerebellar nodulectomy impairs spatial memory of vestibular and optokinetic stimulation in rabbits. J Neurophysiol 87: 962-975, 2002.
Berthoz A, Vidal PP, Graf W, Richmond F The head-neck sensory motor system Oxford univerity press 1992
Bove M, Courtine G, Schieppati M (2002) Neck muscle vibration and spatial orientation during stepping in place in humans. J Neurophysiol 88: 2232-2241
Cavagna GA, Margaria R. Mechanics of walking. J Appl Physiol 21:271-278, 1966
Cavagna GA, Willems PA, Heglund NC. The role of gravity in human walking: pendular energy exchange, external work and optimal speed J Physiol 528: 657-668, 2000
Dai M, Raphan T, Cohen B Spatial orientation of the vestibular system: Dependence of Optokinetic after.nystagmus on gravity. J. Neurophysiol 66: 1422- 1439 ((1991)
De Nunzio AM, Nardone A, Grasso M, Schieppati M (2003) Visuo-proprioceptive interactions under dynamic conditions: muscle vibration and segment co-ordination in subjects standing on an antero posterior oscillating platform. Gait Posture 18: S28-S29
Diener HC, Dichgans J (1988) On the role of the vestibular, visual and somatosensory information for dynamic postural control in humans. Progr Brain Res 76: 253-261.
Dietz, V and Colombo, G Effects of body immersion on postural adjustments to voluntary arm movements in humans: role of load receptor input J Physiol 497 : 849-856, 1996
Dietz V, Trippel M, Ibrahim IK, Berger W. (1993) Human stance on a sinusoidally translating platform: balance control by feedforward and feedback mechanisms. Exp Brain Res 93:352-62.
Golberg J and Peterson BW Reflex and mechanical contributions to head stabilization J. Neurophysiol 56: 857- 875 (1986)
Grasso R, Lacquaniti F (2000b) Influence of leg muscle vibration on human walking. J Neurophysiol 84: 1737-1747.Horak FB, Shupert CL, Dietz V, Horstmann G (1994) Vestibular and somatosensory contributions to responses to head and body displacements in stance. Exp Brain Res 100: 93-106
Indovina I, Maffei V, Bosco G, Zago M, Macaluso E, and Lacquaniti F. Representation of visual gravitational motion in the human vestibular cortex. Science, 2005, in press,
Ivanenko YP, Grasso R, Zago M, Molinari M, Scivoletto G, Castellano V, Macellari V, Lacquaniti F (2003) Temporal components of the motor patterns expressed by the human spinal cord reflect foot kinematics. J Neurophysiol 90(5): 3555-3565.
Horak FB, Shupert CL, Dietz V, Horstmann G Vestibular and somatosensory contributions to responses to head and body displacements in stance. Exp Brain Res 100: 93-106 (1994) Ivanenko YP,
Kasai T, Yahagi S, Shimura K (2002) Effect of vibration-induced postural illusion on anticipatory postural adjustment of voluntary arm movement in standing humans. Gait Posture 15:94-100
Kennedy PM, Inglis JT Interaction effects of galvanic vestibular stimulation and head position on the soleous H reflex in humans. Clin Neurophysiol 113:1709-1714 (2002)
Kohn AF, Floeter MK, Hallett M. (1997) Presynaptic inhibition compared with homosynaptic depression as an explanation for soleus H-reflex depression in humans. Exp Brain Res 116:375-380
Lackner JR and DiZio P. Human orientation and movement control in weightless and artificial gravity
Lackner JR, Graybiel A Some influences of touch and pressure cues on human spatial orientation Avian Space Environ Med 49:798-804 (1978)
Lacquaniti F, Maioli C. Independent control of limb position and contact forces in cat posture. J. Neurophysiol. 72:1476-95, 1994.
Manzoni D , Pompeiano O, Bruschini L , Andre P Neck input modifies the reference frame for coding labyrinthine signals in the cerebellar vermis: a cellular analysis. Neuroscience 93: 1095-1107 (1999)
Manzoni D , Pompeiano O, Srivastava UC, Stampacchia G Responses of forelimb extensor to sinusoiadal stimulation of macular labyrinth and neck receptors Archs Ital Biol 121: 205-214 (1999)
Mergner T, Rottler G, Scheweigart G, Becker W Role of vestibular and neck inputs for the perception of subject motion in space Exp. Brain Res 89: 655-668 (1992)
Matthews PB (1964) Muscle spindles and their motor control. Physiol Rev 44: 219-288
Massion J. Movement, posture and equilibrium: interaction and coordination. Prog. Neurobiol. 38:35-56, 1992
Massion J (1994) Postural control system. Curr Opin Neurobiol 4: 877-887
McIntyre J, Zago M, Berthoz A, and Lacquaniti F. Does the brain model Newton's laws? Nat. Neurosci. 4, 693-694, 2001.
Nardone A, Giordano A, Corrà T, Schieppati M (1990) Responses of leg muscles in humans displaced while standing: effects of types of perturbation and of postural set. Brain 113: 65-84
Nardone A, Tarantola J, Miscio G, Pisano F, Schenone A, Schieppati M (2000b) Loss of large-diameter spindle afferent fibres is not detrimental to the control of body sway during upright stance: evidence from neuropathy. Exp Brain Res 135: 155-162
Nashner L, Berthoz A. (1978) Visual contribution to rapid motor responses during postural control. Brain Res 150:403-407
Nashner LM (1981) Analysis of stance posture in humans. In AL Towe and ES Luschei (Eds.) Handbook of Behavioural Neurobiology, vol. 5. Plenum New York pp. 527-561
Peterson B W, Richmond F Control of head movement . Oxford University press 1988
Pettorossi V.E., Draicchio, Errico P., Ferraresi A., Santarelli R; Asymmetries in the vertical vestibulo-collic reflex. Abstracts of IV Congresso Società Italiana di Neuroscienze, Palermo 4-7 Dicembre 1990, Neurosc. Lett. S39: S170, 1990
Pettorossi VE, Errico P, Ferraresi A and Barmack NH. Optokinetic and vestibular stimulation determines the spatial orientation of negative optokinetic afternystagmus in the rabbit. J Neurosci 19: 1524-1531, 1999
Pettorossi V.E. Errico P., Ferraresi A., Draicchio F. Gravity influence on the orientation of vestibular induced quick phases. Acta Otolaryngol, 1995, suppl. 520, 77-81.
Pettorossi V.E., Errico P., Ferraresi A. and Fedeli R., Vestibular contribution to the orientation of cervico-ocular reflex in rabbit. Brain Research, 403: 58-65, 1987.
Pozzo T, Papaxanthis C, Stapley P, Berthoz A (1998) The sensorimotor and cognitive integration of gravity. Brain Res Brain Res Rev. 28:92-101
Roll JP, Vedel JP (1982) Kinaesthetic role of muscle afferents in man, studied by tendon vibration and microneurography. Exp Brain Res 47: 177-190
Shaikh AG, Meng H, Angelaki DE Multiple reference frames for motion in the primate cerebellum The J. of Neurosci 24 4491-4497(2004)
Schieppati M, Giordano A, Nardone A (2002) Variability in a dynamic postural task attests ample flexibility in balance control mechanisms. Exp Brain Res 144: 200-210
Wade MG, Jones G. (1997) The role of vision and spatial orientation in the maintenance of posture. Phys Ther 77:619-28
Wearne S, Raphan T and Cohen B. Control of spatial orientation of the angular vestibuloocular reflex by the nodulus and uvula. J Neurophysiol 79: 2690-2715, 1998
Wilson VJ, Schor RH, Suzuki I, Park BR Spatial organization of neck and vestibular reflexes acting on the forelimbs of the decerebrate cat J. Neurophysiol 55: 514-526 (1986)
Zago M, Bosco G, Maffei V, Iosa M, Ivanenko YP, and Lacquaniti F. Internal models of target motion: expected dynamics overrides measured kinematics in timing manual interceptions. J Neurophysiol, 91: 1620-1634, 2004.
Parole Chiave
LOCOMOZIONE; EQUILIBRIO; BILANCIAMENTO; POSTURA; GRAVITÀ; PROPRIOCETTIVITÀ

Contributo della gravità, dei segnali visivi e propriocettivi nel controllo dell'equilibrio e del cammino.

Università degli Studi di Perugia
Abstract
Le tre unità che costituiscono questo progetto di ricerca hanno un interesse comune nello studiare come gli input sensoriali modellano i riferimenti interni ed esterni per l' equilibrio, la
locomozione e i riflessi posturali. Il progetto proposto sarà basato su metodologie complementari, ed integrerà i risultati di ciascun gruppo. Le domande principali a cui tentare di rispondere sono le seguenti: Come il modello interno gravito-inerziale contribuisce ad organizzare locomozione, equilibrio e riflessi posturali? Quale è il ruolo della visione, del sistema somatosensoriale e di quello propriocettivo nelle diverse strategie adottate? Come si integrano tra loro i vari sistemi afferenti e come interagiscono con il modello interno gravito-inerziale? Quali aree del cervello contribuiscono a costruire il riferimento gravito-inerziale interno e mediano l'interazione tra i diversi input sensoriali? Come avviene il riorientamento dei riflessi che stabilizzano la testa ed il corpo nello spazio, quando la testa sta oscillando in piani ortogonali al piano di evocazione del riflesso?
Tutti i gruppi ritengono che usando differenti approcci sperimentali nell'affrontare questi problemi sia possibile ottenere importanti nuove informazioni sul sistema motorio, sulla locomozione e sulla postura.
I membri del gruppo sono esperti in problemi connessi con la postura e la locomozione, ma ciascuna unità presenta specifiche competenze. Due dei proponenti hanno esperienza in >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Vito Enrico PETTOROSSI Università degli Studi di PERUGIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Tutte e tre le unità hanno il comune interesse di esaminare le complesse interazioni di vari inputs sensoriali con modelli interni di rappresentazione del corpo nell'ambiente circostante. Questo problema può essere affrontato su modelli animali usando i paradigmi sperimentali in cui le condizioni sperimentali sono relativamente semplici, come l'analisi dei riflessi, ed il coinvolgimento di livelli di integrazione è meno complesso (unità 1), oppure su modelli più complessi dove viene esplorato l'equilibrio e il cammino. I risultati ottenuti dagli esperimenti sull'animale potrebbero, infatti, essere utili per la comprensione delle varie strategie ed il ruolo degli input sensoriali nelle condizioni più complicate come quelle che si attuano negli esseri umani per il mantenimento dell'equilibrio in opposizione a perturbazioni posturali di tutto il corpo (unità 2). Un metodo sperimentale ancor più complesso è quello proposto dall'unità 3, dove la locomozione è esaminata in relazione alla rappresentazione interna della gravità e il flusso sensoriale che proviene dal contatto con il suolo.
Il progetto congiunto permetterà il confronto di metodologie complementari, e si avvantaggerà dei risultati ottenuti da ciascun gruppo. I ricercatori impegnati in questo progetto sono esperti del sistema propriocettivo, del sistema vestibolare e del sistema visivo in relazione ai loro effetti sul controllo motorio. Inoltre possiedono una buona conoscenza dei problemi connessi con il >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Base di partenza
La postura e il movimento coinvolgono tutti quei processi che ci permettono di interagire con l'ambiente. Uno degli aspetti più importanti per il mantenimento della postura è la presenza della forza di gravità di cui tiene conto il sistema nervoso centrale per produrre un tono muscolare atto a contrastarne gli effetti.
Nell'uomo, a motivo della posizione eretta e del cammino bipede, il sistema che controlla l'equilibrio e il movimento deve conoscere in modo molto preciso ciò che succede sia nell'ambiente circostante che nel proprio corpo. Inoltre, il corretto controllo implica sia aggiustamenti posturali anticipatori che risposte a feedback e richiede l'esistenza di una rappresentazione centrale dello schema corporeo. Tale rappresentazione interna è il risultato sia di organizzazioni geneticamente predeterminate che acquisizioni avvenute successivamente tramite esperienza. Lo schema corporeo include le rappresentazioni della geometria, della cinetica e dell'orientamento del corpo rispetto alla gravità (Massion 1992, 1994).
La rappresentazione della geometria dipende dalle informazioni propriocettive ed in particolare dalle afferenze primarie fusali. La vibrazione infatti dei muscoli provoca oscillazioni del centro di pressione e illusioni di movimento direttamente legate al tipo di muscolo vibrato (Ivanenko et al 1999, Roll and Vedel 1982). La catena cinematica dei propriocettori informa il sistema nervoso della posizione delle >>>