DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2026.1878271
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42638740
تاريخ النشر: 2026-08-10
المؤلف: Julian Madrid وآخرون
الموضوع الرئيسي: التوازن، والمشي، والوقاية من السقوط
نظرة عامة
تستقصي الدراسة أنماط المشي المتعلقة بالدوران لدى الأفراد المصابين بمرض باركنسون (PD) وتقارنها مع كبار السن الأصحاء. على وجه التحديد، تفحص الفروق في معلمات المشي الزمانية والمكانية خلال الدوران بين ثلاث مجموعات: ضوابط كبار السن الأصحاء، والمرضى المصابين بمرض باركنسون بدون تجمد في المشي (FOG-P)، والمرضى المصابين بمرض باركنسون مع تاريخ من تجمد المشي (FOG-P). باستخدام التقاط الحركة البصرية، قام الباحثون بتحليل المشاركين أثناء أداء دورانات بدرجات متفاوتة (90°، 180°، و360°) واستخدموا نماذج خطية بايزيانية عامة لتحليل البيانات.
كشفت النتائج عن خصائص مشي مميزة: أظهر المشاركون في مجموعة PD-P انخفاضًا في عرض الخطوة للساق الداخلية وزيادة في عرض الخطوة للساق الخارجية، بينما أظهر المشاركون في مجموعة FOG-P أطوال خطوات وخطوات أقصر. استخدمت كلا المجموعتين من PD استراتيجيات دوران مختلطة أو خطوة للخارج واحتاجت إلى مزيد من الوقت والخطوات للدورانات الأكبر. من الجدير بالذكر أن الفروق في معلمات المشي تشير إلى أن المشاركين في مجموعة PD-P كان لديهم تغييرات أكثر وضوحًا في موضع القدم الجانبي، بينما أظهرت مجموعة FOG-P انخفاضات كبيرة في أطوال الخطوات والخطوات الأمامية والخلفية. تسلط النتائج الضوء على الحاجة إلى مزيد من البحث مع عينات أكبر لاستكشاف العجز المحدد بالدوران في PD وFOG، حيث تشمل قيود الدراسة الحالية حجم العينة الصغيرة وتفاوت شدة الحركة بين المجموعات.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث مرض باركنسون (PD)، وهو اضطراب عصبي تنكسي تدريجي يتميز بأعراض حركية وغير حركية، مع تركيز خاص على اضطرابات المشي مثل تجمد المشي (FOG). يتميز FOG بفترات من الحركة المتوقفة أو المنخفضة بشكل كبير للأمام، وغالبًا ما تحدث خلال مواقف معينة مثل بدء المشي أو الدوران، مما يؤدي إلى زيادة خطر السقوط وانخفاض جودة الحياة. يتم تسليط الضوء على تعقيد الدوران كمهارة حركية، مما يبرز الحاجة إلى تعديلات وضعية استباقية وتنسيق حسي حركي، والتي تتعرض للخطر في PD بسبب عوامل مثل تصلب المحور وضعف الأوتوماتيكية.
تشير الورقة إلى أن الدراسات السابقة وثقت الفروق في استراتيجيات الدوران والمعلمات الزمانية والمكانية بين مرضى PD وضوابط الأصحاء، خاصة فيما يتعلق بـ FOG. ومع ذلك، لا تزال متغيرات هذه المعلمات أثناء الدوران، خاصة عبر سعات الدوران المختلفة (90°، 180°، و360°)، غير مستكشفة بشكل كافٍ. تهدف الدراسة إلى وصف هذه المعلمات الزمانية والمكانية المستمدة من المشي وتفاوتها في ثلاث مجموعات: ضوابط كبار السن الأصحاء، ومرضى PD بدون FOG (PD-P)، ومرضى PD مع FOG (FOG-P). من خلال استبعاد التجارب التي تحتوي على حلقات FOG المرئية، تركز الدراسة على أنماط الدوران بين الحلقات، مع فرضية أن الفروق الكبيرة في المعلمات الزمانية والمكانية ستكون واضحة عبر المجموعات وستختلف مع سعة الدوران.
طرق
يحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. يتم وصف المنهجية بطريقة منهجية، مع تسليط الضوء على البروتوكولات لجمع البيانات، والتحليل، وأي طرق إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات عن الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، والمدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. بشكل عام، يعد هذا القسم مكونًا حاسمًا من البحث، حيث يوفر الإطار الضروري لفهم كيفية الحصول على النتائج وضمان إمكانية تكرار الدراسة من قبل باحثين آخرين في هذا المجال.
نتائج
يقدم قسم النتائج النتائج الديموغرافية والسريرية، مع مقارنات مفصلة بين ثلاث مجموعات: ضوابط كبار السن الأصحاء، ومرضى مرض باركنسون بدون تجمد في المشي (PD-P)، وأولئك الذين يعانون من تجمد في المشي (FOG-P). من الجدير بالذكر أنه تم استبعاد حلقتين من FOG من التحليل، مما يضمن أن النتائج المبلغ عنها تتعلق بالدوران بين الحلقات. تشير النتائج إلى وجود فروق كبيرة في معلمات المشي المتعلقة بالدوران، مع الإبلاغ عن أحجام تأثير معيارية كقيمة كوهين مع فترات موثوقة بنسبة 95%.
على وجه التحديد، أظهر PD-P طول خطوة أقصر للساق الخارجية عند دوران 360° مقارنةً بالضوابط الأصحاء (قيمة كوهين = -2.46، 95% CI [-4.21، -0.69]). بالإضافة إلى ذلك، أظهر PD-P انخفاضًا في عرض الخطوة للساق الداخلية عبر جميع سعات الدوران (قيم كوهين: 90° = -4.02، 180° = -4.42، 360° = -4.58). على النقيض من ذلك، لوحظ زيادة في عرض الخطوة للساق الخارجية في PD-P لجميع ظروف الدوران (قيم كوهين: 90° = 3.52، 180° = 3.62، 360° = 3.73). ومع ذلك، لم يتم العثور على فروق كبيرة بين PD-P وضوابط كبار السن الأصحاء فيما يتعلق بالمعلمات الزمنية أو تفاوت المعلمات الزمانية والمكانية. تتوفر تفاصيل إحصائية شاملة، بما في ذلك التقديرات اللاحقة وعوامل بايز، في المواد التكميلية.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تحليل المعلمات الزمانية والمكانية للمشي أثناء الدوران بين الحلقات بين ثلاث مجموعات: ضوابط كبار السن الأصحاء، ومرضى باركنسون (PD) بدون تجمد في المشي (PD-P)، ومرضى PD مع تجمد في المشي (FOG-P). كشفت النتائج عن فروق مكانية كبيرة، حيث أظهر PD-P تغييرات في موضع القدم الجانبي، تتميز بانخفاض عرض الخطوة للساق الداخلية وزيادة عرض الخطوة للساق الخارجية. على النقيض من ذلك، أظهر FOG-P انخفاضًا في التقدم الأمامي والخلفي، كما يتضح من أطوال خطوات وخطوات أقصر، وأوقات دوران أبطأ، وعدد أكبر من الخطوات المطلوبة للدورانات 360°. تتماشى هذه النتائج مع الأدبيات السابقة التي تسلط الضوء على الشذوذات في المشي في PD وFOG-P أثناء مهام الدوران.
كما لاحظت الدراسة أن سعة الدوران أثرت على الفروق الملحوظة، حيث حدثت أكبر الفروق في طول الخطوة والخطوات أثناء الدورانات 90°، مما يشير إلى أن الدورانات الأصغر قد تكون مؤشراً خاصاً على عجز التقدم الأمامي والخلفي. من الجدير بالذكر أن تفاوت طول الخطوة للساق الخارجية كان أقل في FOG-P مقارنةً بـ PD-P أثناء الدورانات 180°، وهو اكتشاف يستدعي تفسيرًا حذرًا. بشكل عام، تؤكد النتائج على التوقيعات الزمانية والمكانية المميزة للدوران مقارنةً بالمشي في خط مستقيم في PD، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف الآليات العصبية الفسيولوجية الأساسية واستراتيجيات إعادة التأهيل المحتملة التي تستهدف هذه العجز المحدد بالدوران.
قيود
تقدم الدراسة عدة قيود يجب الاعتراف بها. أولاً، بينما قامت بتحديد معلمات المشي الزمانية والمكانية المستمدة من المشي أثناء الدوران، لم تشمل الديناميات الشاملة للدوران أو آليات التحكم الحركي، مثل تنسيق الرأس والجذع والحوض، والصلابة المحورية، والاستقرار الديناميكي. تم تعديل الطرق المستخدمة لاكتشاف أحداث المشي من تحليل المشي في خط مستقيم ولم يتم التحقق منها بشكل محدد للأفراد المصابين بمرض باركنسون (PD) وتجمد المشي (FOG)، مما قد يؤثر على دقة اكتشاف الأحداث والتقديرات اللاحقة للمعلمات بسبب وجود التزحلق، والتسرع، وغيرها من الشذوذات.
ثانيًا، كان حجم العينة محدودًا إلى 10 مشاركين لكل مجموعة، مما، على الرغم من التجارب المتكررة التي تعزز التقديرات داخل المشاركين، لم يزيد من عدد الملاحظات المستقلة. هذه القيود، إلى جانب استخدام إطار بايزي لتقدير عدم اليقين، تجعل النتائج استكشافية. بالإضافة إلى ذلك، قد تكون المقارنات بين المجموعات مشوشة بالفروق السريرية، مثل ارتفاع درجات UPDRS III في مجموعة FOG-P، والاختلافات المنهجية، بما في ذلك استراتيجيات الدوران المختارة ذاتيًا. تم تحليل المعلمات المكانية بوحدات مطلقة بدلاً من أن تكون موحدة على ارتفاع الجسم أو طول الساق، مما قد يقدم تشويشًا أنثروبومتريًا، خاصةً لقياسات الخطوات والخطوات. أخيرًا، لم تقيم الدراسة بشكل منهجي استجابة ليفودوبا، أو نمط FOG، أو الأداء المعرفي، ولم يتم استخدام تقنيات تقليل البيانات بسبب حجم العينة الصغيرة. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى مجموعات أكبر وتدمج تقييمات شاملة لمعالجة هذه القيود.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2026.1878271
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42638740
Publication Date: 2026-08-10
Author(s): Julian Madrid et al.
Primary Topic: Balance, Gait, and Falls Prevention
Overview
The study investigates turning-related gait patterns in individuals with Parkinson’s disease (PD) and compares them to healthy older adults. Specifically, it examines the differences in spatiotemporal gait parameters during inter-episodic turning among three groups: healthy older controls, patients with PD without freezing of gait (FOG-P), and patients with PD with a history of FOG (FOG-P). Utilizing optical motion capture, the researchers analyzed participants performing turns of varying degrees (90°, 180°, and 360°) and employed Bayesian generalized linear models for data analysis.
The results revealed distinct gait characteristics: PD-P participants exhibited reduced stride width of the internal leg and increased stride width of the external leg, while FOG-P participants showed shorter step and stride lengths. Both PD groups utilized step-out or mixed turning strategies and required more time and steps for larger turns. Notably, the differences in gait parameters suggest that PD-P participants had more pronounced mediolateral foot-placement alterations, whereas FOG-P participants demonstrated significant reductions in anteroposterior step and stride lengths. The findings highlight the need for further research with larger samples to explore turning-specific impairments in PD and FOG, as the current study’s limitations include small sample size and varying motor severity among groups.
Introduction
The introduction of the research paper addresses Parkinson’s disease (PD), a progressive neurodegenerative disorder marked by both motor and non-motor symptoms, with a particular focus on gait disturbances such as freezing of gait (FOG). FOG is characterized by episodes of halted or significantly reduced forward movement, often occurring during specific situations like gait initiation or turning, leading to increased risk of falls and diminished quality of life. The complexity of turning as a locomotor task is highlighted, emphasizing the need for anticipatory postural adjustments and sensorimotor coordination, which are compromised in PD due to factors like axial rigidity and impaired automaticity.
The paper notes that previous studies have documented differences in turning strategies and spatiotemporal parameters between PD patients and healthy controls, particularly in relation to FOG. However, the variability of these parameters during turning, especially across different turning amplitudes (90°, 180°, and 360°), remains inadequately explored. The study aims to characterize these gait-derived spatiotemporal parameters and their variability in three groups: healthy elderly controls, PD patients without FOG (PD-P), and PD patients with FOG (FOG-P). By excluding trials with observable FOG episodes, the research focuses on inter-episodic turning patterns, hypothesizing that significant differences in spatiotemporal parameters will be evident across the groups and vary with turning amplitude.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology is described in a systematic manner, highlighting the protocols for data collection, analysis, and any statistical methods applied to interpret the results.
Additionally, the section may include information on the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. Overall, this section serves as a critical component of the research, providing the necessary framework for understanding how the results were obtained and ensuring that the study can be replicated by other researchers in the field.
Results
The results section presents demographic and clinical findings, with detailed comparisons between three groups: healthy elderly controls, Parkinson’s disease patients without freezing of gait (PD-P), and those with freezing of gait (FOG-P). Notably, two FOG episodes were excluded from the analysis, ensuring that the reported results pertain to inter-episodic turning. The findings indicate significant differences in turning-related gait parameters, with standardized effect sizes reported as Cohen’s d along with 95% credible intervals.
Specifically, PD-P exhibited a shorter step length of the external leg at a 360° turn compared to healthy controls (Cohen’s d = -2.46, 95% CI [-4.21, -0.69]). Additionally, PD-P demonstrated a decreased stride width of the internal leg across all turning amplitudes (Cohen’s d values: 90° = -4.02, 180° = -4.42, 360° = -4.58). Conversely, an increased stride width of the external leg was observed in PD-P for all turning conditions (Cohen’s d values: 90° = 3.52, 180° = 3.62, 360° = 3.73). However, no significant differences were found between PD-P and healthy elderly controls regarding temporal parameters or the variability of spatiotemporal parameters. Comprehensive statistical details, including posterior estimates and Bayes factors, are available in the supplementary materials.
Discussion
In this study, the spatiotemporal parameters of gait during inter-episodic turning were analyzed among three groups: healthy elderly controls, Parkinson’s disease (PD) patients without freezing of gait (PD-P), and PD patients with freezing of gait (FOG-P). The findings revealed significant spatial differences, with PD-P exhibiting alterations in mediolateral foot placement, characterized by reduced internal-leg stride width and increased external-leg stride width. Conversely, FOG-P demonstrated reduced anteroposterior progression, evidenced by shorter step and stride lengths, slower turning times, and a greater number of steps required for 360° turns. These results align with previous literature highlighting gait abnormalities in PD and FOG-P during turning tasks.
The study also noted that turning amplitude influenced the observed differences, with the most pronounced step and stride length discrepancies occurring during 90° turns, suggesting that smaller turns may be particularly indicative of anteroposterior progression deficits. Notably, variability in external-leg step length was lower in FOG-P compared to PD-P during 180° turns, a finding that warrants cautious interpretation. Overall, the results underscore the distinct spatiotemporal signatures of turning compared to straight-line walking in PD, emphasizing the need for further research to explore the underlying neurophysiological mechanisms and potential rehabilitation strategies targeting these turning-specific impairments.
Limitations
The study presents several limitations that must be acknowledged. Firstly, while it quantified gait-derived spatiotemporal parameters during turning, it did not encompass comprehensive turning kinematics or motor-control mechanisms, such as head-trunk-pelvis coordination, axial rigidity, and dynamic stability. The methods used for detecting gait events were adapted from straight-line gait analysis and have not been specifically validated for individuals with Parkinson’s Disease (PD) and freezing of gait (FOG), which may have affected the accuracy of event detection and subsequent parameter estimates due to the presence of shuffling, festination, and other irregularities.
Secondly, the sample size was limited to 10 participants per group, which, despite repeated trials enhancing within-participant estimates, did not increase the number of independent observations. This limitation, coupled with the use of a Bayesian framework for uncertainty estimation, renders the findings exploratory. Additionally, group comparisons may be confounded by clinical differences, such as the higher UPDRS III scores in the FOG-P group, and methodological variations, including self-selected turning strategies. Spatial parameters were analyzed in absolute units rather than normalized to body height or leg length, which could introduce anthropometric confounding, particularly for step and stride measurements. Lastly, the study did not systematically assess levodopa responsiveness, FOG phenotype, or cognitive performance, and data-reduction techniques were not employed due to the small sample size. Future research should aim for larger cohorts and incorporate comprehensive assessments to address these limitations.