儿童动态姿势控制中本体感觉与视觉运动检测敏锐度的关键作用

《Scientific Reports》：Proprioceptive and visual motion detection acuity contribute to children’s dynamic postural control

本研究针对儿童姿势控制发展机制，通过视觉运动检测测试(VMDT)和踝关节位置感觉测试(aJPST)评估25名5-12岁典型发育儿童的感官敏锐度，结合运动评估量表(MABC-2)和静态姿势图分析发现：感官敏锐度与动态平衡能力显著相关(rVMDT=0.60, p=0.003；raJPST=-0.47, p=0.02)，而与静态站立稳定性(sdCoPAP)无显著关联，提示感官敏锐度对动态姿势控制具有特异性作用，为发育性协调障碍(DCD)的早期识别提供了新视角。

　　

当我们观察孩子们在游乐场上奔跑、跳跃、保持平衡时，很少会思考背后复杂的神经机制。然而，这种看似简单的动作能力，实际上依赖于大脑对视觉、本体感觉和前庭信号的精密整合。在儿童发育过程中，姿势控制能力的发展至关重要，它不仅是运动技能发展的基础，更关系到日常活动参与和社会融入。然而，目前科学界对感官敏锐度在儿童姿势控制中具体作用的认识仍存在显著空白，特别是针对动态平衡与静态平衡的差异化影响机制尚未明确。

以往研究表明，中枢神经系统并非固定依赖某种"感官主导"层级，而是通过感官重加权(sensory reweighting)过程，根据环境条件动态调整不同感官输入的权重。儿童与成人的姿势控制策略存在明显差异，感官系统的成熟速度也不一致。例如，4-6岁儿童主要依赖视觉输入维持站立平衡，而7-10岁儿童的本体感觉和前庭整合能力才逐渐接近成人水平。这种发育特点使得研究儿童感官敏锐度与姿势控制的关系变得尤为迫切，特别是对于发育性协调障碍(Developmental Coordination Disorder, DCD)等神经发育障碍的理解具有重要意义。DCD影响约5-6%的学龄儿童，其特征包括运动能力差、学习新运动技能困难以及静态和动态平衡缺陷。

为了解决这一科学问题，由Antonella lannotta领衔的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果，旨在明确典型发育儿童姿势稳定性在多大程度上依赖于两种对平衡维持特别重要的感官敏锐度：视觉运动检测敏锐度和踝关节本体感觉敏锐度。研究团队假设，较差的视觉运动检测敏锐度和踝关节本体感觉敏锐度将与较差的运动表现相关，特别是在姿势稳定性方面。

研究团队招募了25名5-12岁的典型发育儿童，采用多维度评估方法：通过视觉运动检测测试(Visual Motion Detection Test, VMDT)评估视觉运动敏锐度，使用踝关节位置感觉测试(ankle Joint Position Sense Test, aJPST)评估本体感觉敏锐度，通过基于测力板的姿势图(posturography)量化静态站立平衡稳定性（以踝关节前后方向压力中心的标准差sdCoP_AP为指标），并采用儿童运动评估量表第二版(Movement Assessment Battery for Children-Second edition, MABC-2)评估动态平衡及其他运动技能。

主要技术方法

研究采用横断面设计，对25名5-12岁典型发育儿童（来自比利时布鲁塞尔地区）进行多项评估。视觉运动检测测试(VMDT)通过两下/一上阶梯程序测量参与者识别黑白Gabor斑块垂直运动方向的能力；踝关节位置感觉测试(aJPST)通过定制装置评估踝关节位置重现误差；静态平衡通过测力板在四种条件（睁眼硬面、睁眼泡沫、闭眼硬面、闭眼泡沫）下记录压力中心波动；运动能力通过MABC-2标准化评估。数据分析采用相关分析和线性混合模型。

感官敏锐度与运动能力的关系

研究发现，即使在典型发育儿童群体中，运动表现也存在显著变异性。MABC-2得分百分位数为：手部灵巧度41±28%、瞄准和接球47±27%、平衡能力61±22%、总分48±25%。两名参与者总分处于"风险区域"（百分位16），提示即使在非临床群体中也可能存在轻微运动困难。

感官敏锐度在儿童间差异显著，视觉运动检测测试(VMDT)的变异系数为76.8%（平均移位周期32.5±24.9秒），踝关节位置感觉测试(aJPST)的变异系数为64.5%（平均相对误差52.2±33.7%）。

相关性分析显示，视觉运动检测敏锐度与MABC-2平衡分数(r=0.60, p=0.003)和总分(r=0.49, p=0.018)显著相关；踝关节本体感觉敏锐度与平衡分数显著相关(r=-0.47, p=0.02)。然而，感官敏锐度与MABC-2的其他两个分量（手部灵巧度、瞄准和接球）无显著相关性。

姿势图评估的稳定性

姿势图分析显示，姿势稳定性随条件复杂性增加而显著降低(χ2(3)=87.1, p<0.0001)，最难条件（闭眼泡沫）下稳定性最差。年龄对sdCoP_AP有显著影响(χ2(1)=4.96, p=0.02)，随着年龄增长，所有条件下姿势摇摆均减少，表明稳定性提高。

稳定性与感官敏锐度的关系

线性混合模型分析未发现感官敏锐度对sdCoP_AP有显著影响（视觉运动检测测试：χ2(1)=2.09, p=0.14；踝关节位置感觉测试：χ2(1)=1.03, p=0.30），感官敏锐度与条件的交互作用也不显著。

稳定性与MABC-2的关系

MABC-2平衡分数对sdCoP_AP有显著影响(χ2(1)=3.67, p=0.05)，但与条件的交互作用不显著。MABC-2平衡分数与sdCoP_AP在所有条件下均呈负相关，但仅在闭眼硬面条件下显著(r=-0.42; p=0.04)。

研究结论与意义

本研究揭示了感官敏锐度在儿童姿势控制中的特异性作用：视觉运动检测敏锐度和踝关节本体感觉敏锐度与动态平衡能力（MABC-2评估）显著相关，而与静态平衡（姿势图评估）无显著关联。这一发现强调了感官敏锐度对动态姿势控制的重要性，支持了动态平衡比静态平衡更依赖感官反馈的理论。

研究表明，动态平衡任务中，神经系统需要持续感官输入来更新内部模型并产生及时的运动校正，因此准确的感官信息对有效的动态平衡控制至关重要。相比之下，静态平衡通常更多依赖前馈控制机制，可能对持续感官输入的依赖较少。这解释了为什么感官敏锐度能预测MABC-2表现而不能预测摇摆幅度。

尽管研究存在一定局限性（如未控制注意力因素、未评估前庭功能、感官敏锐度评估范围有限），但研究结果对理解发育性协调障碍(DCD)的机制具有重要意义。研究发现提示，感官敏锐度受损可能是比内部模型缺陷更基本的问题，这种缺陷可能损害准确内部模型的发育，从而导致DCD中观察到的运动困难。

从临床角度看，研究支持将感官敏锐度评估（特别是视觉运动检测测试和踝关节位置感觉测试）作为潜在临床工具，用于早期识别运动缺陷。未来研究应确定这些测试在DCD及其他以感觉知觉损伤为特征的神经发育状况（如脑瘫、自闭症谱系障碍）中的附加诊断价值。

总之，本研究为儿童姿势控制的感官机制提供了新见解，强调了动态与静态平衡的不同机制，为发育性运动障碍的评估和干预策略提供了重要理论基础。