A Therapeutic Approach based on Theories of Motor Control

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Abstract
Summary Rehabilitation programmes concerned with functional recovery of patients with central nervous system (CNS) lesions may be in need of developing processes more consistent with prevailing concepts of motor control and of behavioural requirements by the CNS for motor learning. Both central and peripheral factors can play important roles in providing for finely orchestrated and relatively accurate learned motor performance. The relative influence of each of these factors on motor recovery is determined, in part, by the actions observed, i.e. control of body (“mid-line”) and/or limb (“peripheral”) position, by the interaction between two principal features of the control system, fixation (stability) and motion, by the inherent plasticity of structures, and by the ability of cerebral mechanisms to code, store and recall information with minimal error and time delay. A functional theory for governing spatial and temporal components of motor performance is presented; this is based upon three attributes: (a) attainment of control of fixation and motion of midline (eye-head-trunk) and peripheral structures in developmental order: (b) organization of serial fixation-motion steps in the guidance-manipulation functions of limbs, and (c) provision for coding spatial and temporal information related to both fixation and motion. Résumé Les programmes de rééducation relatifs au rétablissement fonctionnel des patients souffrant de lésions du système nerveux central peuvent nécessiter des processus plus consistants avec des concepts prédominants quant au contrôle moteur et aux besoins comportementaux du SNC dans un apprentissage moteur. Des facteurs centraux comme périphériques peuvent jouer un rôle important en facilitant l'acquisition de performances moteur relativement précises et très bien orchestrées. L'influence relative de chacun de ces facteurs sur le rétablissement moteur est en partie déterminée par l'observation d'actions tels que le contrôle du corps (“ligne médiane”) et/ou la position (“périphérique”) des membres par une interaction des deux caractéristiques principales du système nerveux, la fixation (stabilité) et le mouvement, par la souplesse inhérente des structures et par la capacité de mécanismes cérébraux à coder, stocker des informations et de s'en souvenir avec un minimum d'erreurs et de retard. Un théorie fonctionnelle pour diriger les composants spatiaux et temporels de la performance moteur est présentée, basée sur trois attributs: (a) obtention d'un contrôle de fixation et de mouvement des structures “médiane” (oeil-těte-tronc) et périphérique selon l'ordre dans lequel le développement s'effectue: (b) organisaiton d'une série d'étapes fixation-mouvement dans la fonction de guidage-manipulation des membres: (c) apport nécessaire pour coder les informations spatiales et temporelles liées au processus de fixation et de mouvement. Zusammenfassung Rehabilitationsprogramme, die sich mit der Funktionswiederherstellung bei Patienten mit ZNS-Verletzung beschäftigen, haben wahrscheinlich Bedarf an Entwicklungsprozessen, die mit vorherrschenden Konzepten über motorische Kontrolle und den zum motorischen Lernen verhaltensspezifischen Anforderungen des ZNS mehr im Einklang stehen. Beides, zentrale und peripherale Faktoren, spielen eine wichtige Rolle zur Vermittlung feinst orchestrierter und relativ präziser motorischer Funktionserfahrung. Der relative Einfluss jeder dieser Faktoren im motorischen Wiederaufbau wird teils von beobachteten Bewegungen, z. B. Körperkontrolle (mid-line = Mittellinie) und/oder Gliedmassen-(peripherale) Position, von der Wechselwirkung zweier Hauptcharakteristiken des Kontrollsystems, Fixierung (Stabilität) und Bewegung, von der innewohnenden Plastizität der Strukturen und von der Fähigkeit des zerebralen Mechanismus, Information mit minimalem Fehlschalten und Zeitverzögerung zu kodieren, aufzubewahren und abzuberufen, bestimmt. Eine funktionsfähige Theorie zur Regelung spatialer und temporaler Komponenten der motorischen Funktion wird vorgestellt; sie liegt drei Eigenschaften zu Grunde: (a) Zielsetzung einer Fixierungs- und Bewegungskontrolle in der Mittellinie (Aug-Kopf-Oberkörper) und peripherale Strukturen in Reihenfolge der Entwicklung; (b) Organisation einer Serie von Fixierungs- und Bewegungsstufen in der Führungs- und Manipulations-funktion der Gliedmassen, und (c) Massregelung zur Kodierung von spatialer und temporaler Information in bezug auf beides, Fixierung und Bewegung.