Misurazione della stabilità spaziale nell'impugnatura di precisione

Il controllo della forza è la base fondamentale dell’impugnatura di precisione. Rispetto all’impugnatura di potenza, l’impugnatura di precisione valuta l’uscita di forza minima che riflette la capacità di manipolare un oggetto. Più sistemi sensorimotori contribuiscono all’aderenza di precisione. Ad esempio, durante un’attività di presa e sollevamento, le informazioni visive consentono la percezione delle dimensioni e della forma dell’oggetto. Dopo che le dita toccano l’oggetto, i segnali tattili vengono consegnati alla corteccia somatosensoriale per regolare la forza di presa di precisione. La forza di presa (GF) viene generata quando la punta delle dita entra in contatto con l’oggetto e aumenta durante la fase di^{sollevamento 1}. Quando un oggetto si avvicina all’altezza obiettivo nell’aria, i giovani adulti sani producono il GF minimo per ottimizzare l’input cutaneo dalle polpe delle dita e risparmiare energia. D’altra parte, gli adulti più anziani usano una grande forza di presa per evitare di lasciare scivolare l’oggetto dalla loro^{presa 2}. Nei pazienti con ictus, l’insorgenza della forza di presa è ritardata e la capacità di regolare il margine di sicurezza è compromessa a causa di deficit sensoriali e motori. La forza di presa esagerata è considerata una risposta strategica per compensare i deficit sensoriali e motori^3.

Il protocollo standard per misurare il controllo GF nell’impugnatura di precisione è stato suggerito da Johansson e Westling negli anni ’80^4. Hanno sviluppato un dispositivo per monitorare simultaneamente sia le forze di carico che di presa. Da allora, l’ampiezza gf e la sua regolazione temporale sono state utilizzate come parametri cinetici tipici in numerosi studi sull’impugnatura di precisione. Un altro parametro cinetico è la direzione di forza⁵. La direzione della forza deriva da una combinazione di forze di presa e sollevamento. Al fine di mantenere una presa di precisione stabile, è necessario generare forze di presa e sollevamento correttamente dirette tra il pollice e l’indice e la direzione della forza deviata può causare instabilità spaziale. Sebbene vari strumenti di direzione della forza di tipo cella di carico siano utilizzati negli studi di presa, questi strumenti hanno una limitazione in termini di monitoraggio del controllo della forza di presa nella manipolazione di oggetti di diverse dimensioni e forme utilizzati nella vita quotidiana. Pertanto, un sensore flessibile e collegabile è essenziale per indagare le relazioni tra il controllo della forza di presa e le funzioni quotidiane.

Lo scopo di questo protocollo è quello di valutare indirettamente la direzione della forza delle dita durante la manipolazione di un oggetto in base alla relazione biomeccanica in cui la direzione della forza deviata causa la sostituzione del Centro di Pressione (COP). Il COP è il centro di tutte le forze e rappresenta il modo in cui le forze sono bilanciate sul foglio del sensore. L’uso della COP per valutare il controllo della forza di presa è stato suggerito per la prima volta da Augurelle et^al. Hanno monitorato lo spostamento della COP per indagare sul ruolo del feedback cutaneo e hanno scoperto che la COP deviata si è verificata dopo l’anestesia digitale. Tuttavia, lo spostamento della COP è stato monitorato solo verticalmente nel loro studio; pertanto, lo spostamento cop in uno spazio tridimensionale non è stato adeguatamente valutato. Per risolvere questa limitazione è stato utilizzato un foglio sensore di pressione a pressione spaziale sottile, flessibile e ad^altarisoluzione spaziale per misurareil COP. Questo documento descrive la procedura sperimentale e discute come la COP delle dita contribuisca alla comprensione della fisiologia e della fisiopatologia della presa.