Principech Strhávání

V roce 1666, holandský fyzik Christian Huygens objevil, že kyvadlo frekvence dvě hodiny namontovány na stejné zdi nebo desky se stal synchronizovány s navzájem. Domníval se, že vibrace molekul vzduchu přenášejí malé množství energie z jednoho kyvadla do druhého a synchronizují je se společnou frekvencí. Při nastavení na různé povrchy však efekt zmizel. Vysílacím médiem byla vlastně Vibrační deska nebo stěna. U vibrací molekul vzduchu by v procesu přenosu energie bylo příliš mnoho tlumení, jak bylo později objeveno. Účinek byl následně potvrzen mnoha dalšími experimenty a byl nazýván strháváním. Při strhávání různá množství energie přenášená mezi pohybujícími se tělesy v důsledku asynchronních period pohybu způsobují negativní zpětnou vazbu. Tato zpětná vazba řídí proces přizpůsobování, v němž různé energetické částky jsou postupně eliminovány na nulu, dokud obě pohybujících se těles se pohybují v rezonanční frekvenci nebo synchrony. Silnější „oscilátor“ uzamkne slabší do své frekvence. Když oba oscilační těla stejně silná energie, oba systémy se pohybují směrem k sobě: čím rychleji se systém zpomalí a pomalejší systém, zrychluje, dokud se zámek do společného hnutí, období (Pantaleone, 2002).

technicky se strhávání ve fyzice týká frekvenčního blokování dvou oscilačních těles, tj., těla, která se mohou pohybovat ve stabilních periodických nebo rytmických cyklech. Mají různé frekvence nebo období pohybu, když se pohybují nezávisle, ale při interakci předpokládají společné období. Mimochodem, Huygensova kyvadla ve skutečnosti předpokládala společné období 180°mimo fázi, které nazval “ zvláštní sympatie.“Nyní je známo,že k strhávání může dojít v různých fázových vztazích pohybových sad oscilačních těles. Stabilní fázový vztah je dosažen, když obě těla začínají a zastavují své období pohybu současně. To však není nezbytným předpokladem pro strhávání. Rozhodujícím faktorem pro strhávání je společné období oscilačních pohybů obou těl. Na společné období strhávání je velmi důležité pro klinické aplikace rytmické strhávání jako časové cue v motoru rehabilitace (Kugler a Turvey, 1987; Thaut et al., 1998a). Společné období strhávání stanoví, že rytmická narážka poskytuje nepřetržitý časový odkaz po celou dobu trvání pohybu, který má být regulován.

Sluchového Systému a Vnímání Času

význam sluchového systému v řízení pohybu byla tradičně věnována mnohem menší pozornost v řízení motoru teorie a výzkumu, než vizuální nebo propriocepční systém. Proto, sluchové rytmus a složitější sluchové časové struktury spojené s hudebními vzory byly nedá moc funkční hodnota v motorické učení nebo motorické rehabilitace. V důsledku toho aplikace na motorické terapie nehrála v tradiční muzikoterapii žádnou roli. Hudbě byla přidělena převážně motivační role pro pohybový výkon (Thaut, 2005).

základní neurofyziologie a biofyzika senzomotorické konektivity však vždy vykazovaly zajímavé interakce mezi sluchovým a motorickým systémem. Schopnost sluchového systému rychle vytvářet stabilní Časové šablony je dobře známa (viz přehled: Thaut a Kenyon, 2003). Sluchový systém je skvěle konstruován pro detekci spánkové vzory ve sluchové signály s extrémní přesností a rychlostí, jak to vyžaduje charakter zvuku jako jediný existující v časové vibrační vzory (Moore, 2003). V těchto úkolech je sluchový systém rychlejší a přesnější než vizuální a hmatové systémy (Shelton a Kumar, 2010). Od zvukových vln, které jsou nejvíce důležité pro řeč a hudbu a další percepční úkoly jsou založeny na pravidelné pohyby, které se opakují v pravidelně se opakující cykly, sluchového systému je také smyslově zaměřena na detekci a konstrukci rytmické zvukové vzory. Konečně mnoho studií nyní ukázalo, že sluchové rytmické narážky mohou strhávat motorické reakce. Například Thaut a kol. (1998b) ukazují, že prst a pohyby paží okamžitě strhává k období rytmické stimulace (např. metronom porazil) a zůstat uzamčeny, aby metronom frekvence, i když jemné změny tempa jsou indukované do metronom, které jsou vědomě nevnímá. Tato zjištění byla potvrzena jinými studiemi (cf, Large et al., 2002).

neurální strhávání

neurální základ pro sluchově-motorické strhávání je méně chápán. Dvě časné elektrofyziologické studie (Paltsev a Elner, 1967; Rossignol a Melville Jones, 1976) ukázal, jak zvukové signály a rytmické hudby mohou prime a časové aktivaci svalů prostřednictvím reticulospinal cesty. To je nyní zjištěno, že sluchový systém má bohatě distribuovány vlákniny připojení k motoru centra z míchy vzhůru na mozkový kmen, subkortikální a kortikální úrovni (Koziol a Budding, 2009; Schmahmann a Pandya, 2009; Felix et al., 2011). I když konkrétní základě neuronové strhávání mechanismy, stále není plně prozkoumána, několik studií alespoň podařilo propojit nervové oscilace vzory ve sluchovém systému v časové a frekvenční dynamiku rytmické zvukové podněty. Fujioka et al. (2012) ukázala, modulace v neuromagnetic beta oscilace související s rytmickou stimulační frekvence v sluchové oblasti, motorické oblasti (motorické kůry, suplementární motorická oblast), stejně jako nižší frontálním laloku a mozečku. Tierney a Kraus (2013) prokázala konzistentní nervové reakce v colliculus inferior (IC) synchronizovaný rytmický sluchový podnět (slabika „da“). IC je rané jádro sluchové dráhy v mozkovém kmeni s bohatou projekce do mozečku přes dorzolaterální pontine jádra. Vzhledem k tomu, že mozeček je aktivován v senzomotorických synchronizačních úlohách (srov. Stephan et al., 2002; Grahn a kol., 2011) a aktivace v odlišných cerebelárních oblastech odpovídají různým aspektům Časové dynamiky rytmické synchronizace (Thaut et al ., 2009b; Konoike a kol., 2012) – jako vzor detekci nebo sledování změn v rytmickém intervalu trvání – zastoupení načasování informace v IC může být důležitou funkci v sluchové-na-motor transformace během rytmické strhávání. Nakonec studie MEG Tecchio et al. (2000) ukázal, amplituda změny v M100 složkou sluchové evokované potenciální pole lineárně unášen změny v rytmické interval trvání, tj. delší intervaly byly spojeny s vyšší M100 intenzity a naopak. Tento vzorec strhávání byl také pozorovatelný během podprahové změny trvání ve 2% absolutního trvání intervalu. Přesné mechanismy nervového přenosu ze sluchových do motorických center však nebyly plně prozkoumány.

největší význam v souvislosti s motorickou rehabilitací bylo zjištění, že poškozený mozek může skutečně přistupovat k rytmickým mechanismům strhávání. Rané studie tréninku chůze v rehabilitaci hemiparetické mrtvice (Thaut et al., 1993, 1997), Parkinsonova choroba (Thaut et al., 1996; McIntosh et al., 1997), traumatické poranění mozku (Hurt et al., 1998) a mozková obrna (Thaut et al., 1998) potvrdila behaviorálně existenci rytmických strhávacích procesů v klinických populacích. Studie rozšiřující strhávání na rehabilitaci hemiparetického ramene pečlivě sledovaly (Whitall et al ., 2000; Thaut a kol., 2002).

rytmické strhávání zavedlo první testovatelnou motorickou teorii pro roli sluchového rytmu a hudby v terapii. Následné studie vedly k potřebě kodifikovat a standardizovat rytmické hudební aplikace pro motorová rehabilitace (Thaut, 2005; Thaut a Hoemberg, 2014). Tyto techniky se staly počátečním základem klinického repertoáru neurologické muzikoterapie.

Načasování Založené Hnutí Optimalizace

komplexní účinek rytmické strhávání na řízení motoru vyvolává některé důležité teoretické otázky, jak na modulační mechanismy těchto změn. Víme, že rychlost střelby sluchových neuronů, vyvolaná sluchovým rytmem a hudbou, strhává palebné vzorce motorických neuronů, čímž řídí motorický systém do různých frekvenčních úrovní. Existují dva další mechanismy mají velký klinický význam, pokud jde o strhávání. První je, že sluchová stimulace připravuje motorický systém ve stavu připravenosti k pohybu. Základní nátěr zvyšuje následnou kvalitu odezvy.

druhý, konkrétnější aspekt strhávání se týká změn v plánování motorů a provádění motorů, které vytváří. Rytmické podněty vytvářejí stabilní předběžné Časové stupnice nebo šablony. Předvídání je kritickým prvkem při zlepšování kvality pohybu. Rytmus poskytuje přesné předběžné Časové podněty pro mozek plánovat dopředu a být připraven. Kromě toho je úspěšné předvídání pohybu založeno na znalosti doby trvání cue periody. Během strhávání se dva pohybové oscilátory – v našem případě neurálně založené – různých období unášejí do společného období. Při sluchovém strhávání se motorické období strhává do období sluchového rytmu. Entrainment je vždy řízen frekvence nebo doba strhávání – to je společný období může nebo nemusí být v ideální fázi zámek (tj. nástup motoru, reakce by být dokonale synchronizovány, aby sluchového porazit). Strhávání beatů je běžně nepochopený koncept. Strhávání není definována porazit nebo fáze uvolnění – je definován období strhávání (Large et al., 2002; Thaut a Kenyon, 2003; Nozaradan et al., 2011).

Doba strhávání nabízí řešení, proč sluchové rytmus také změny v prostorové kinematické a dynamické síly opatření svalové aktivace, např., o čemž svědčí vyhlazení rychlosti a zrychlení profily. Informovanost trvání pohybu období změny výpočetně všechno v plánování motoru pro mozek. Rychlost a zrychlení jsou matematické Časové derivace polohy pohybu. Za to, že pohyb cyklu, např. zápěstí kloubu pro dosažení pohybu, se skládá z konečného počtu pozice souřadnic (x,y,z) každá spojena s konkrétní čas (t) hodnoty během období hnutí. Pokud vezmeme v úvahu, pro zjednodušení, pozice souřadnic x (t) musí být kontinuální, spíše než diskrétní funkce z následujících tvrzení lze popsat matematicky vztah mezi polohy, rychlosti a zrychlení, aniž by do matematické rovnice detail:

• rychlost v(t) v libovolném čase t je první časové derivace polohy x(t) a je rovno numerické hodnotě sklon polohy křivky v čase t.

• zrychlení a(t) v libovolném čase t je druhé časové derivace polohy x(t), první časové derivace rychlosti v(t) a je rovno numerické hodnotě sklon rychlost křivky v čase t.

• pozice x a v libovolném čase t je číselně rovna ploše pod velocity-time křivka mezi nulou a t.

• rychlost v v libovolném čase t je číselně rovna ploše pod zrychlení-čas křivka mezi nulou a t.

Vzhledem k této základní informace a pomocí optimalizační kritéria, např., jako je minimalizace maximální zrychlení, můžeme nyní ukázat, že pohyb trajektorie jako funkci času v trojrozměrném prostoru je zcela určen jako důsledek optimalizace stavu, tj. celý pohybový cyklus je stanovena v době vzhledem k období strhávání. Skutečnost, že předpokládané časové omezení na pohyb období (dán podnět období) výsledky v kinematický dobře definovaný problém optimalizace umožňuje matematické analýzy, ukazující kompletní specifikace tří-dimenzionální souřadnice končetiny trajektorii. Jinými slovy, snížení trajektorie variabilitu ruku při dosažení pohybu nebo koleno během kroku cyklu je přirozený výsledek rytmické časové omezení.

V klinických jazyk, fixovat pohyb čase prostřednictvím rytmické interval mozku, vnitřní časoměřiče teď má další externě spouštěné časoměřič s přesným referenčním intervalu, spojitý referenční čas (CTR). Toto časové období představuje časové informace do mozku v jakékoli fázi pohybu. Mozek ví v každém bodě pohybu, kolik času uplynulo a kolik času zbývá, což umožňuje vylepšené předvídavé mapování a škálování optimálních parametrů rychlosti a zrychlení v intervalu pohybu. Mozek se nyní snaží optimalizovat pohyb tím, že jej přizpůsobí dané šabloně. Tento proces bude mít za následek nejen změny rychlosti pohybu, ale také plynulejší a méně variabilní trajektorie pohybu a nábor svalů. Lze konstatovat, že sluchový rytmus prostřednictvím fyziologického období strhávání motorického systému působí jako nutící funkce pro optimalizaci všech aspektů řízení motoru. Rytmus nejen ovlivňuje pohyb načasování – čas jako centrální koordinační jednotka řízení motoru – ale také moduluje vzory svalové aktivace a ovládání pohybu v prostoru (Thaut et al., 1999). Rytmické podněty poskytují mozku komplexní informace o optimalizaci pro přeprogramování pohybu.

S tímto pochopením základních mechanismů strhávání je klinicky méně důležité, pokud pacienti synchronizovat své motorické reakce přesně do rytmu – to je důležité, že se sladit rytmické období, protože období šablona obsahuje důležité informace pro optimalizaci plánování motoru a motor provedení. Výzkum skutečně ukázal, že načasování motorické odpovědi vzhledem k porazit může kolísat vzhledem k tomu, že hnutí období rozproudí velmi rychle a přesně na rytmické a období strhávání je udržována během změny frekvence v rytmické stimulace interval (Thaut et al., 1998b).

Klinické Aplikace Strhávání

postřehy z rytmické sluchové-motor studií vedla ke kompletní re-konceptualizace role složité sluchové podněty, jako je hudba pro terapii a rehabilitaci. Tradičně, role hudby v terapii byla z modelů společenských věd považována za podnět k osobní interpretaci, pokud jde o pohodu, emoční reakce, a sociální vztah. I když tyto vlastnosti hudby jsou také důležité pro terapeutické funkce, nové objevy, se opět zaměřil na roli hudby jako terapeutického podnět na jeho strukturální vlastnosti utváření smyslové vnímání spojené s funkcí motoru (de l ‚ etoile, 2010; Altenmueller a Schlaug, 2013).

časných klinických zjištění byla replikována a rozšířena o řadu dalších výzkumných skupin dokládající existenci rytmické sluchové-motorové obvody pro strhávání v hemiparetic chůze rehabilitace (Ford et al., 2007; Roerdink a kol., 2007, 2011; Thaut et al., 2007; Spaulding a kol., 2013). Velké množství studií RAS replikovalo a rozšířilo prospěšné použití RAS pro mobilitu u Parkinsonovy choroby (viz přehled: deDreu et al ., 2012).

po úspěšných experimentech strhávajících endogenní biologické rytmy neurálních oscilátorů chůze se objevila nová otázka. Lze rytmické strhávání aplikovat také na zachycení pohybů celého těla, zejména pohybů paží a rukou, které nejsou poháněny základními biologickými rytmy? Odpověď byla nalezena otočením funkční horní končetiny pohyby, které jsou obvykle diskrétní a non-rytmické, do opakující se cyklický pohyb jednotek, který nyní může být uzavřeno na rytmické čas a podněty. Několik klinických výzkumných studií úspěšně zkoumalo rytmické cuing pro horní končetinu pro koordinaci celého těla, zejména při rehabilitaci hemiparetické mrtvice (Luft et al ., 2004; McCombe-Waller et al., 2006; Schneider a kol., 2007; Altenmueller et al., 2009; Malcolm et al., 2009; Grau-Sanchez et al., 2013) a u dětí s dětskou mozkovou obrnou (Peng et al., 2010; Wang a kol., 2013).

zlepšení rehabilitace ramene mrtvice byla srovnatelná s údaji z výzkumu v terapii indukované omezeními (CIT; Massie et al. , 2009).

více klinických aplikací strhávání

rytmické strhávání přesahuje motorickou kontrolu. Rozvíjející se výzkum ukazuje, že rychlost řeči kontrolu ovlivňující srozumitelnost, ústní řízení motoru, artikulace, hlasu, a respirační síla může značně těžit z rytmické strhávání pomocí rytmu a hudby (Pilon et al., 1998; Wambaugh a Martinez, 2000; Thaut a kol., 2001; Natke et al., 2003; Lim et al., 2013). Nedávné nálezy v afázie rehabilitaci naznačují, že rytmické složky v melodické intonace terapie může být stejně důležité jako aktivace neporušené právo polokulovité řeč obvod přes zpěv (Stahl et al., 2011).

A konečně, potenciál časového strhávání kognitivní funkce se teprve nedávno ukázal jako důležitý hnací motor terapeutické změny. Uznání, že načasování a sekvenování mají také kritickou funkci v kognitivních schopnostech (Conway et al., 2009) vedl k výzkumu zkoumajícímu potenciální roli hudby a rytmu jako techniky kognitivní rehabilitace. Zvuk hudby je ve své podstatě časové a sekvenční a mohou sloužit jako „lešení“ pro bootstrap zastoupení časové sekvenční vzory v kognitivních funkcí jako je paměť (Conway et al., 2009). Bootstrapping non-hudební informace na rytmické-melodické vzory hudební „lešení“ může nabídnout několik výhod pro zvýšení hluboké kódování při získávání a vyhledávání v paměti školení. Hudba může narážet na časové pořadí a sekvenování informací. Rytmicko-melodický obrys může vytvořit strukturu vzoru, do které lze mapovat informační jednotky. Fráze struktura hudebních vzorů může segmentovat celkové informační jednotky do menší sady velkých bloků nebo zastřešujících jednotek, čímž se snižuje zatížení paměti (Wallace, 1994). Tento poslední bod může představovat zvláštní výhodu v hudbě, protože hudební mnemonika, jako jsou krátké písně, jsou obvykle složeny malou abecedou hřišť a rytmických motivů (Snyder, 2000). Velké informační jednotky sestavené z velkých abeced (např. word seznamy, číslo tabulky) mohou být mapovány na malé hřiště a rytmus abecedu, která je organizována do redundantní, opakované, a anticipační „paměťové jednotky“ snížení zatížení paměti a zvyšuje hluboké kódování (Thaut et al., 2009a).

od strhávání ke složitosti

neurologické muzikoterapeutické techniky v kognitivní a řečové/jazykové rehabilitaci se do značné míry spoléhají na roli načasování v hudbě a rytmu. Nicméně objev, že hudební prvek, jako je rytmus může být velmi efektivní řidič terapeutické učení a vzdělávání, vedl k nový pohled, aby zvážila, terapeutický potenciál všech hudebních prvků v rámci vnímání hudby a přehrávání hudby. Jinými slovy, rytmické strhávání otevřelo dveře přechodu od převážně interpretačních modelů hudby v terapii k percepčním modelům. Interpretační aplikace hudby v terapii zůstávají důležité, zejména když se funkční zaměření terapie stávají psychosociální, afektivní/expresivní nebo asociativní cíle dlouhodobé paměti. Výzkum však nyní ukázal, jak lze celou složitost hudebních prvků formovat do funkční terapie. Percepční cvičení postavené na melodické a harmonické vzory v hudbě může být použita k vlaku trvalé, selektivní, rozdělená, se zaměřil, a střídavé pozornosti v klinické nastavení (Gardiner a Thaut, 2014). Hudba jako komplexní sluchový jazyk byla aplikována na rekvalifikaci deficitů sluchového vnímání a zlepšení vnímání řeči (Tierney a Kraus, 2013; Mertel, 2014). U uživatelů kochleárních implantátů byly použity speciální aplikace hudebního tréninku sluchového vnímání (Mertel, 2014). U pacientů s hemi-prostorovým vizuálním zanedbáváním se ukázalo, že terapeutická cvičení využívající poslech hudby a hraní na Nástroje, která zdůrazňují sluchové a vizuální zaměření na stranu zanedbávání, jsou úspěšná při snižování zanedbávání (Hommel et al ., 1990; Abiru et al., 2007; Soto et al., 2009; Bodak a kol., 2014). Závěrem jsou řízená elementární kompozice a improvizační cvičení v hudbě s důrazem na komplexnost myšlení, rozhodování, řešení problémů, uvažování, afektivní hodnocení, sebeorganizaci, porozumění atd. bylo prokázáno, že jsou úspěšné při zlepšování výkonné funkce u osob s traumatickým poraněním mozku (Thaut et al ., 2009b; Hegde, 2014).

Hranice pro Neurologické Hudební Terapie

objev strhávání pro léčebné účely v časných 1990 vedlo k silné tělo výzkumu důkaz, že periodicita sluchové, rytmické vzory by mohly zlepšit vzorce pohybu u pacientů s poruchami hybnosti. Motor teorie řízení a motoriky neurofyziologie navrhnout změny v motorické vzory jsou vzhledem k naplnění pohybového systému a předpokládané rytmické šablony v mozku, které umožňují optimální očekávání, motor plánování a provedení s externím rytmické cue. Možnost pro mozek používat strhávání re-program výkonu motoru vzor učinil rytmické strhávání důležitým nástrojem v motoru rehabilitace (Thaut a Abiru, 2010; Thaut a McIntosh, 2014). Více nedávno, časové rytmické strhávání byla prodloužena do aplikací v kognitivní rehabilitace a řeč a jazyk rehabilitace, s novými důkazy, že mechanismy rytmické strhávání může být základním nástrojem pro rehabilitaci ve všech oblastech neurologické muzikoterapie (Thaut, 2010; Thaut a Hoemberg, 2014). Časová struktura hudby zůstává ústředním prvkem terapie a rehabilitace. Nicméně, objev rytmické strhávání má také otevřel dveře ke zkoumání terapeutické mechanismy jinými prvky hudby, jako jsou melodie a harmonie, a konečně ve struktuře struktura hudby jako komplexní sluchové jazyk stimulovat a (re)-vlak komplexní kognitivní funkce. Neurologická muzikoterapie jako kodifikovaný a standardizovaný model léčby, který v současné době zahrnuje 20 technik v motorické, řečové / jazykové a kognitivní rehabilitaci, se objevil a byl lékařsky přijat poměrně rychle za posledních 15 let. Nicméně, protože NMT byl postaven na stávajících výzkumných datech, budoucí tvar NMT bude dynamicky poháněn pokračujícím výzkumem. Jednou z největších oblastí terapeutické potřeby je psychiatrická rehabilitace. Rozvíjející se názory na povahu duševní nemoci, a to díky nové poznatky z neuropsychiatrického výzkumu, může umožnit cílenější rozšíření NMT techniky v oblastech výkonné a psychosociální funkce, pozornost a paměť přispět k psychiatrické léčbě.

Prohlášení o střetu zájmů

autoři prohlašují, že výzkum byl proveden bez jakýchkoli obchodních nebo finančních vztahů, které by mohly být vykládány jako potenciální střet zájmů.