Motor synergies research in physical therapy: advantages of the uncontrolled manifold approach

Abstract

ABSTRACT Movement is central to physical therapy identity and practice. Advances in the science of movement control, motor learning and development are thus inextricably tied to professional development and clinical activity. This paper aims to describe a prominent approach to motor control with potential to greatly advance the understanding of movement dysfunction: the uncontrolled manifold (UCM). An argument is formulated for incorporating this method of data analysis in rehabilitation research. It is a narrative review of the relevant literature. Research in physical therapy could greatly benefit from investigating synergies with the theory and methods of UCM. Research should seek connections between functioning in daily life tasks and the assembling of synergies to stabilize different performance variables, the UCM variability measures, the synergy strength indexes, and the anticipatory synergy adjustments. Changes in these synergy variables should also be quantified after rehabilitation interventions. UCM can offer one solid science-based approach to inform clinical decisions on whether synergies have to be broken, rebalanced, created, or reinforced in patients with movement dysfunction.RESUMO O movimento humano é fundamental para a identidade e prática profissional da Fisioterapia. Avanços nas ciências do controle, aprendizagem e desenvolvimento motor são portanto inseparáveis do desenvolvimento da profissão e da atividade clínica. Este trabalho descreve uma abordagem importante de controle motor com grande potencial de contribuição para a investigação de disfunções de movimento: a abordagem da variedade não controlada (UCM). Argumentos para a incorporação dos métodos de investigação da UCM na pesquisa em reabilitação é apresentado. Trata-se de uma revisão narrativa da literatura relacionada. A pesquisa na Fisioterapia pode se beneficiar bastante da investigação de sinergias com a teoria e os métodos de análise de dados da UCM. A pesquisa deve investigar conexões entre atividades de vida diária e a formação de sinergias motoras para estabilizar diferentes variáveis de desempenho, assim como a distribuição de variabilidade das sinergias, sua força e seus ajustes antecipatórios. Mudanças nesses quantificadores de sinergias também devem ser investigadas após intervenções de reabilitação. A UCM é uma abordagem científica sólida para informar decisões clínicas sobre a necessidade de desfazer, reequilibrar, criar ou reforçar sinergias motoras dos pacientes com disfunção de movimento.RESUMEN El movimiento del ser humano es esencial a la identidad y práctica profesional en Fisioterapia. Los avances en las ciencias de control, del aprendizaje y del desarrollo motor son inseparables del desarrollo profesional y práctica clínica. En este estudio se intenta describir un importante abordaje de control motor que puede contribuir a los estudios sobre los trastornos del movimiento: el enfoque múltiple no controlado (UCM). Se presentan argumentos para incorporar a los métodos de estudios de la UCM en rehabilitación. Se trata de una revisión sistemática de literatura. Las investigaciones en Fisioterapia se pueden favorecer del estudio de sinergias con la teoría y los métodos de análisis de datos del UCM. Se estudian las conexiones entre las actividades de la vida diaria y la formación de sinergias motoras para estabilizar los distintos niveles de rendimiento, así como la distribución de la variabilidad de las sinergias, su fuerza y sus ajustes de anticipación. Tras las intervenciones en la rehabilitación también se deben estudiar cambios en los valores de las sinergias. El UCM es un sólido abordaje científico para informar sobre decisiones clínicas a cerca de la necesidad de deshacer, reequilibrarse, crear o fortalecer las sinergias motoras de los pacientes con trastornos de movimiento.