چگونگی مراقبت کردن و حمل کردن نوزاد در انسان و نخستی ها(2)

زهره انواري

بخش  دوم
تحقیقاتی که در مورد تاثیر حمل بار بر گام برداشتن انجام شده است متغیرهای متفاوتی را بررسی کرده اند. دامنه این تحقیقات بنا بر کارکرد آنان بسیار متفاوت است. بعضی به حمل بار به مثابه امری که در تحول از مرحله چهار دست و پایی به مرحله بیپدالیسم در میان نخستی ها نقش داشته، می نگرند و کوتاه شدن طول دست را یکی از عوامل افزایش توانایی حمل بار در انسان مدرن نسبت به نخستی ها می دانند  و معتقدند که توانایی حمل کردن مواد با دست می تواند از دلایل اصلی تحول به سمت بایپدالیسم باشد. به عنوان مثال ونگ معتقد است توانایی حمل بار بوسیله دست در نخستی های انسانی و غیر انسانی یکسان نیست به طوری که نخستی ها می توانند باری تا حدود بیشتر از پانزده تا پنجاه درصد وزن دست هایشان را حمل کنند در حالی که این میزان در انسان مدرن بین سه تا هشت برابر افزایش یافته است(Wang,2003). بعضی نیز به شکلی کاربردی تر به حمل بار می پردازند. مانند آسیب شناسی دستگاه حرکتی در ارتباط با حمل بار و یا بهبود ساختن ابزارهای حمل بار مانند کوله پشتی با حداقل آسیب به بدن برای ورزشکارانی مانند کوهنوردان یا سربازان که مجبور به حمل بار در مدت طولانیند(lei Ren,2005).
نگاه ما در این تحقیق به حمل کردن در جهت بررسی متغیرهای سینماتیکی در هنگام حمل بچه در بابون هاست که به شکل مقایسه ای در دو حالت حمل کردن و بدون حمل کردن بچه انجام خواهد شد. برای رسیدن به این هدف ما به مطالعه مکانیزم تاثیر حمل بار بر فاکتورهای سینماتیک در هنگام قدم برداشتن می پردازیم. و به طور مشخص اندازه گیری سرعت راه رفتن، طول قدم ها، زاویه اتصالات سینماتیک و مسافت مرکز ثقل بدن (trajctoir de centre de mass) در حالت بدون حمل بچه و همچنین در حالت شکل های مختلف حمل بچه از دستاوردهای این تحقیق است.
طول قدم و سرعت راه رفتن در هنگام حمل بار:
(Holt,1996) معتقد است سیستم راه رفتن در انسان دارای خصوصیت انعطاف پذیری ست که با توجه به شرایط و موقعیت می تواند خود را سازگار کند. این سازگاری در نتیجه همکاری بین وضعیت فیزیکی و عمل اعصاب در بدن است که امکان ترکیبات متفاوتی از گام برداشتن را در شرایط مختلف ایجاد کرده و باعث سازگاری در هنگام گام برداشتن در شرایط مختلف می شود. برتمن (2005) در همین راستا با بررسی متغیرهایی مانند طول قدم و سرعت و فرکانس قدم و ترکیب این متغیرها در هنگام قدم برداشتن پرداخته است. او نیز معتقد است راه رفتن در انسان به شرایط محیطی نرمال و غیر نرمال، با همکاری ساده و با دقت  پارمترهایی فوق، پاسخ می دهد (bertman,2005).  در صورت پذیرش تحقیقات فوق می توان حمل بار و به طور خاص حمل بچه را نیز جزء شرایطی در نظر گرفت که سوژه با استفاده از پارامترهای سینماتیکی مانند تغییر زاویه اتصالات و جابه جا کردن نقطه ثقل بدن و ...در هنگام گام برداشتن خود را با وضعیت جدید سازگار می کند به طوری که فرض می کنیم با انتخاب بهترین پوزیشن حمل کردن بچه و تغییر پارامترهای سینماتیک در کارآمدتر کردن گام برداشتن در مسافت های طولانی تلاش می کند. به طوری که بتواند با کنترل گام برداشتن با وجود حمل بچه در کنار دیگر افراد سرعت خود را حفظ کرده و از دیگران جدا نماند. این عمل می تواند با تنظیم طول قدم ها کنترل شود.در این مورد نظرات متفاوت است.
 بعضی تحقیقات نشان می دهند که در هنگام حمل بار با وزن 50 درصد بیشتر از وزن بدن، در صورتی که سرعت فرد بالا باشد، طول قدم ها کاهش خواهد یافت (Martin and Nelson, 1986). ولی در سرعت های کم حمل کردن بار تاثیری بر طول قدم ها نمی گذارد Obusek et al., 1995; Harman et al., 2000).). بعضی نیز معتقدند حمل بار در راه رفتن با سرعت بالا چرخش پلویک و توراسیک، که مسئول کنترل طول قدم ها در هنگام گام برداشتن هستند را کاهش می دهد ( Kenneth et col, 2003).  
 (M. LaFiandra,2003) در تحقیقی با هدف تعیین تاثیر حمل بار و سرعت راه رفتن بر پارامترهای گام برداشتن به این نتیجه دست یافتند که حمل کردن کوله پشتی که در این تحقیق به کار گرفته شده است بر طول قدم و فرکانس قدم برداشتن تاثیر دارد به طوری که حمل بار کاهش طول قدم و افزایش فرکانس قدم برداشتن به علت کاهش چرخش پلویک، را سبب می شود ولی در کل تاثیر قابل توجهی بر سرعت حرکت نشان نداده است و در واقع سرعت ثابت باقی می ماند. فرضیه آنان این است که در مقایسه با وضعیت عدم حمل بار, حمل کردن بار، عرض لگن و چرخش (thoracique) کاهش یافته و گردش باسن افزایش می یابد که این تغییرات به همراه کاهش طول قدم و افزایش فرکانس قدم هاست.  در واقع آنان به نوعی همکاری بالاتنه در هنگام راه رفتن با حمل بار معتقد هستند که طی آن بدن در هنگام حمل بار می تواند استراتژی جدیدی از خود ارائه دهد به طوری که در موقعیت بدون حمل بار افزایش چرخش لگن در افزایش طول قدم و سرعت راه رفتن سهیم است و در هنگام حمل بار که امکان چرخش پلویک کم می شود، افزایش چرخش توراسیک و گردش باسن امکان راه رفتن بدون تغییر سرعت را فراهم می کنند. کاهش چرخش عرضی لگن یک استراتژی است که میزان گشتاور نیرو را که توسط پلویک تولید شده را کاهش می دهد (LaFiandraetal.,2002). در نهایت این هماهنگی و مشارکت سازمان یافته با کاهش دادن طول قدم و افزایش فرکانس قدم برداشتن سرعت را به شکل ثابت کنترل کرده است.
تحقیقات دیگری نیز مشابه تحقیق LaFiandra انجام شده که همگی حاکی از نوعی همکاری قسمت های مختلف سیستم اسکلتی در هنگام گام برداشتن است. مانند حرکت دست در هنگام راه رفتن که باعث ایجاد تعادل در هنگام راه رفتن می شود(witte et col, 1991) ، تمایل بازو برای حرکت به جلو همراه با تمایل پا برای حرکت   contra-latral در هنگام راه رفتن (Webb et col, 1994), همکاری  interlimbe  در هنگام راه رفتن (wagenaar et col,2000) و تصحیح کاهش حرکت زاویه ای بدن در سرعت بالا با عمل counter rotate  قسمت نیمتنه بالایی مانند سر و سینه و بازو نسبت به نیمتنه پایینی مانند پلویک و پا (legs) (stockes et col,1989)، ازین جمله اند که همگی نمایانگر سازگاری سیستم اسکلتی در موقعیت های متفاوت است. بنابراین ما پیش بینی می کنیم که در هنگام حمل بچه نیز برای حفظ قدم برداشتن با استراتژی جدیدی روبرو خواهیم شد که مطالعه طول قدم و سرعت قدم برداشتن در حالت های مختلف حمل بچه در مقایسه با یکدیگر و مقایسه با حالت بدون حمل بچه به دریافت این استراتژی کمک خواهد کرد.
زاویه اتصالات و تغییر محل مرکز ثقل بدن در هنگام حمل بار
از دیگر راهکارهای عملی برای نزدیک کردن ما به پیش بینی فوق است که پیش بینی می کنیم که از طریق آن بتوانیم به استراتژی هنگام گام برداشتن همراه با حمل بچه پی ببریم. در این زمینه نظرات متفاوتی در تحقیقات مختلف قابل مشاهده است که در همه آنها به نوعی متغیرهای سینماتیکی در خدمت ایجاد سازگاری در هنگام راه رفتن هستند. به عنوان مثال (wagenaar et col,1992)معتقدند در هنگام راه رفتن نرمال چرخش صفحه لگن در سرعت بالای 0.7 متر برثانیه بدون پایین آمدن مرکز ثقل بدن امکان بلند قدم برداشتن را فراهم می کند و فاصله مرکز ثقل دچار تغییر می شد.
علیرغم این که در زمینه بررسی زاویه اتصالات در هنگام حمل بچه چه در نخستی های غیرانسانی و چه در میان انسان ها تحقیق خاصی انجام نشده است، بررسی زاویه اتصالات در هنگام حمل بار در کنار بررسی سایر پارامترهای فیزیولوژیکی و سینماتیکی، نتایج کاربردی فراوانی به همراه داشته است. به عنوان مثال (Kenneth et col, 2003) در تحقیق خود به این نتیجه رسیدند که زاویه قوزک پا و گردش عمودی مرکز ثقل ( vertical compression) در فاز حمل بار به عنوان تابعی از سرعت افزایش می یابد.آنان در تحقیق خود از یک کوله پشتی به وزن 40 درصد وزن بدن سوژه استفاده کردند و پارامترهای سینماتیکی زانو، تغییر محل مرکز ثقل بدن و سرعت راه رفتن در ارتباط با تغییر میزان سختی چرخش زانو مورد بررسی قرار دادند. آنان در واقع عامل سازگار کننده سیستم اسکلتی در هنگام حمل بار را میزان انعطاف پذیری یا سختی اتصالات بیان می کنند. Harman et al 2000) ( نیز در همین راستا دریافتند که علیرغم کاهش انعطاف پذیری در اتصالات، تمایل به افزایش زاویه اتصالات در صفحه ساژیتال اطراف باسن، زانو و قوزک پا و گردش نقطه ثقل بدن در هنگام حمل بار مشاهده شده است به طوریکه در هنگام حمل بار افزایش ماکزیمم زاویه قوزک پا در هنگام گام برداشتن دیده می شود. البته باید به این نکته نیز اشاره کرد که تغییر در زاویه اتصالات در هنگام حمل بار در تحقیقات مختلف نتایج یکسانی نداشته است به طوری که در نقطه مقابل تحقیق فوق، (Kinoshita, 1985) معتقد به کاهش زاویه زانو و قوزک پا در هنگام حمل بار به اندازه 40 درصد وزن بدن است. در تحقیق  (Tilbury-Davis, Hooper, 1999)هیچ تغییرزاویه ای در هنگام حمل بار دیده نشده است.

منابع
-    Bertman,John.: constrained optimization in human walking: cost minimization and gait plasticity, the journal of experimental  Biology 208, 979-991, 2005.
-    Harman, E., Han, Kh., Frykman, P., Pandorf, C.: The effects of backpack weight on the biomechanics of load carriage. UnitedStates Army Research Institute of Environmental Medicine,Natick, MA. Technical Report T-00/1, 2000
-    Holt,K,G.:constraint versus choice in preferred movement patterns. Brain behave, Sci.19, 76-77, 1996.
-    Kenneth G. Holt, Robert C. Wagenaar, Michael E. LaFiandra,Masayoshi Kubo, John P. Obusek.: Increased musculoskeletal stiffness during load carriage at increasing walking speeds maintains constant vertical excursion of the body center of mass, Journal of Biomechanics 36 (2003) 465–471, 2003.
Kinoshita, H.: Effects of different load and carrying systems on selected biomechanical parameters describing walking gait. Ergonomics 28 (9), 1347–1362,1985.
-    LaFiandra, M., Wagenaar, R.C., Holt, K.G. Obusek, J.P.: How do load carriage and walking speed influence trunk coordination and and stride parameters? Journal of Biomechanics 95, 368, 2003.
-    Martin, P.E., Nelson, R.C.: The effect of carried loads on the walking patterns of men and women, Ergonomics 29 (10), 1191–1202, 1986.
-    Obusek, J.P., Harman, E.A., Frykman, P.N., Palmer, C.J., Bills, R.K.: The relationshipof backpack center of mass location to the metabolic cost of load carriage, Medicine and Science in Sports and Exercises 29 (5), S205, 1995.
-    StokesV.,Anderson, C., Forssberg,H.: rotational and translational movement feature of the pelvic and thorax during adult human locomotion. Journal of biomechanics 22(1),43-20550, 1989.
-    Tilbury-Davis, D.C., Hooper, R.H.: The kinetic and kinematic effects of increasing load carriage upon the lower limb.Human Movement Science 18, 693–700, 1999.
-    Witte,H., Rechnagel,S.,Preuschoft,H.: Human body proportions explained on the baisis of biomechanical principales, Zeitchrift fuer morphologie und anthropologie 78, 407-423,1991.
-    Webb, D.,Tuttle,R.H.,Baksh,M.: Pendular activity of human upper limbs ,during slow and normal walking, American journal of physical anthropology, 93,477-489. 1994.
-    wagnenaar,R.C. Beek,W.J.: Hemiplegic gait, a kinematic analysis using walking speed as a basis, journal of biomechanics 25.9,1007-1015, 1992.
-    Wang, W.J.  Crompton, R.H. Gunther, Y. Li, M.M.: Optimum ratio of upper to lower limb lengths in hand-carrying of a load under the assumption of frequency coordination, Journal of Biomechanics 36, 249–252, 2003.
-