Oppervlakkige en diepe nekspieren reageren verschillend op instabiele motorische taken

Er wordt over het algemeen aangenomen dat de verschillende spierlagen in de nek ook verschillende functies hebben afhankelijk van de anatomische locatie en morfologische eigenschappen. De diepe spieren kunnen op een segmentaal niveau stabiliteit bieden waar de grotere nekspieren de nek als een blok kunnen bewegen en stabiliseren. Onder statische omstandigheden is dit onderscheid ook in onderzoek aangetoond. In de cervicale spieren is in rustpositie en tijdens isometrische aanspanning in ligpositie een hogere stijfheid gevonden van de diepgelegen multifidus en semispinalis cervicis ten opzichte van de meer oppervlakkige semispinalis capitis, splenius capitis en de trapezius pars descendens.

Dit sensomotorische systeem is onderhevig aan dynamische uitdagingen in het dagelijks leven. Aangezien dit onvoorspelbaar is kan het centrale zenuwstelsel niet afhankelijk zijn van een feedback of feedforward-mechanisme. Als consequentie zien we vaak een toegenomen cocontractie van antagonistische spieren om de stabiliteit en robuustheid te creëren.

De specifieke effecten van dynamische uitdagingen voor de nek op de activatie van diepe en oppervlakkige nekmusculatuur is tot op heden nog niet onderzocht. Meer kennis hierover is van belang om een begrip te ontwikkelen voor het neuromusculaire controlesysteem van de cervicale wervelkolom bij de individuele patiënt.

Methode

Een sample van negen gezonde recreatief actieve participanten deed mee aan dit onderzoek. Door middel van EMG werden de metingen uitgevoerd. Elektroden werden geplaatst op vier oppervlakkige (rectus capitis posterior major, obliquus inferior, multifidus, semispinalis cervicis) en vier diepe nekspieren (splenius capitis, sternocleidomastoideus, scalenus anterior, trapezius pars descendens).

Door middel van een plaat op het hoofd met een bal werden de motorische taken uitgevoerd. Door middel van twee spiegels was de participant op de hoogte van de locatie van de bal op de plaat (zie onderstaande afbeelding). Met vijf verschillende ondergronden op de plaat konden de onderzoekers de mate van weerstand bepalen en daarmee de moeilijkheidsgraad beïnvloeden. De participanten waren al bekend met de procedure voordat de daadwerkelijke meting plaatsvond. De participanten moesten de bal vanuit een startpositie proberen naar het midden van de plaat te bewegen.

Resultaten

De zichtbare trend die opgemaakt kan worden uit de resultaten is dat naarmate de moeilijkheidsgraad omhoog ging, de oppervlakkige musculatuur een meer gelijkwaardige stapsgewijze trend omhoog laat zien. De diepe cervicale musculatuur laat hierin een minder duidelijke trend zien. Bij zowel de oppervlakkige musculatuur als de diepgelegen musculatuur was er sprake van een stijging van de EMG-activiteit naarmate de taken uitdagender werden. Uit de data-analyses bleek dat alle spieren op ongeveer dezelfde manier reageerde op de stijgende moeilijkheidsgraad.

Conclusie

Het centrale zenuwstelsel gebruikt verschillende strategieën voor de diepe en oppervlakkige nekmusculatuur bij instabiele beweegtaken. De diepe cervicale musculatuur activeerde méér bij een subtiele toename van de instabiliteit van de taak, echter was er geen tot weinig verschil in activiteit tussen de stijgende moeilijkheidsgraden. De oppervlakkige nekmusculatuur vertoonde een meer trapsgewijze toename van activiteit wanneer de moeilijkheidsgraad steeg. Deze onderzoeken zouden in de toekomst ook uitgevoerd moeten worden bij mensen met nekpijn om het neuromusculaire mechanisme in kaart te brengen.

Opmerkingen samenvatter

Uit dit onderzoek komt naar voren dat er een duidelijk onderscheid is tussen verschillende spiergroepen wanneer de nek te maken krijgt met instabiele bewegingen. Dit onderzoek brengt mooi in kaart hoe dit er bij gezonde participanten uit ziet. De hypothese van de auteurs dat de spieren in activiteit toenamen bij moeilijkere taken, werd in dit onderzoek bevestigd.

Dit is het eerste onderzoek dat op deze manier naar de nek heeft gekeken, echter hebben eerdere onderzoeken in vergelijkbare settings gekeken naar de lage rug en daar vergelijkbare resultaten gevonden met betrekking tot de activiteit van de rompmusculatuur.

De resultaten van dit onderzoek komen overeen met de biomechanische functie van de musculatuur van de nek; de diepgelegen musculatuur dient als stabilisator van de cervicale wervelkolom op segmentaal, waar de grotere oppervlakkige musculatuur met grotere hefboomwerkingen de capaciteit te hebben om de belasting van het hoofd te controleren en de cervicale wervelkolom als blok te stabiliseren om krachten en perturbaties van buitenaf adequaat op te vangen. Deze strategieën zijn ook weer terug te vinden in studies die kijken naar de lage rug.

Er zijn meerdere limitaties aan deze studie die terecht worden aangekaart door de auteurs. Er vond geen randomisatie plaats van de stijgende moeilijkheidsgraad, waardoor spiervermoeidheid de EMG-activiteit kan doen stijgen naarmate de test langer duurt. Daarnaast werd de romp niet gefixeerd waardoor compensatie mogelijk was, echter werd dit wel visueel in de gaten gehouden. De elektrodes die aangebracht zijn kunnen oncomfortabel zijn, daarom zijn ze unilateraal aangebracht waardoor er geen uitspraak gedaan kan worden over verschillen tussen links en rechts. De studie heeft een beperkte sample die daarnaast geen klachten heeft en geen historie met nekpijn. Daarnaast was de verdeling man/vrouw niet gelijk en was de spreiding van leeftijd breed (20-60 jaar).

De auteurs pleiten om dit onderzoek nu te vertalen naar een meer homogene groep patiënten met nekpijn. De verwachting is uiteraard dat mensen met nekpijn andere beweegstrategieën laten zien, waar ik verwacht dat de oppervlakkige nekmusculatuur een snellere toename van activiteit laat zien wanneer de moeilijkheidsgraad stijgt.

Bron: Röijezon U, Jull G, Djupsjöbacka M, Salomoni SE, Hodges PW. Deep and superficial cervical muscles respond differently to unstable motor skill tasks. Hum Mov Sci. 2021 Dec;80:102893. doi: 10.1016/j.humov.2021.102893. Epub 2021 Nov 9. PMID: 34763288.

Foto bij artikel door geogif /iStock.