DOI: https://doi.org/10.3389/fnint.2026.1734938
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41783798
تاريخ النشر: 2026-02-17
المؤلف: Ludvík Valtr وآخرون
الموضوع الرئيسي: التوازن، والمشي، والوقاية من السقوط
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الفروق التنموية في التعديلات الوضعية الاستباقية (APAs) بين الأطفال الذين يتطورون بشكل طبيعي (الأعمار من 9 إلى 12) والبالغين الشباب (الأعمار من 19 إلى 25) خلال مهمة وضع العلبة التي تبدأ ذاتياً (CPT). شملت الأبحاث ثلاثين طفلاً واثنين وعشرين بالغاً يؤدون مهمة CPT أثناء الوقوف على ساق واحدة، مع قياسات تم أخذها لتحويل مركز الضغط (COP) والسرعة وقوة رد الفعل العمودية (GRF) باستخدام منصات قوة مزدوجة. أظهرت التحليلات عدم وجود اختلافات في التوازن الثابت؛ ومع ذلك، خلال المراحل الديناميكية، أظهر البالغون تحولات أكبر لمركز الضغط إلى الوراء، وسرعات مركز ضغط أعلى، وتقليل الاعتماد على العلبة للدعم مقارنةً بالأطفال، الذين أظهروا تعديلات أبطأ لمركز الضغط وزيادة في قوة رد الفعل على العلبة.
تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن للأطفال توليد APAs الأساسية، إلا أنهم أقل كفاءة في تكييف هذه الاستجابات مع متطلبات المهمة، خاصة في المراحل التي تتطلب تعديلات سريعة. أبرزت خريطة المعلمات الإحصائية (SPM) اختلافات جماعية كبيرة خلال مراحل الانحناء والاستقامة، مما يشير إلى أن البالغين يستخدمون استراتيجيات تغذية استباقية أكثر فعالية، بينما يتبنى الأطفال نهجًا أكثر تحفظًا يركز على الاستقرار. تؤكد هذه النتائج على أهمية التحليلات المحددة للمرحلة في الكشف عن الفروق التنموية الدقيقة في التحكم الوضعي، مما قد يساهم في التدخلات السريرية المناسبة للعمر.
مقدمة
تؤكد مقدمة هذه الورقة البحثية على الدور الحاسم للتعديلات الوضعية الاستباقية (APAs) في الحفاظ على الاستقرار الوضعي أثناء الحركات الطوعية. يدمج الجهاز العصبي المركزي (CNS) المدخلات الحسية والأوامر الحركية لتسهيل هذه الآليات الاستباقية، والتي تعتبر ضرورية لمواجهة التأثيرات المزعزعة خلال الاضطرابات المتوقعة. تبرز الورقة أن APAs الأقوى تتوافق مع تقليل الاستجابات التعويضية، مما يؤدي إلى تحسين الاستقرار، ومع ذلك لا يزال هناك فجوة في فهم التقدم التنموي لـ APAs، خاصة في المهام المعقدة التي تتضمن اضطرابات داخلية كبيرة.
تهدف الدراسة إلى مقارنة ديناميات APA بشكل منهجي بين الأطفال الذين يتطورون بشكل طبيعي والبالغين الشباب خلال مهمة توازن صعبة على ساق واحدة، وهي مهمة وضع العلبة (CPT). تم تصميم هذه المهمة لاستنباط الاضطرابات الذاتية وتقييم التحكم الوضعي عبر مراحل متعددة، من البداية إلى الاستقرار. يفترض المؤلفون أن الأطفال سيظهرون عدم استقرار أكبر لمركز الضغط (COP) واعتمادًا أكبر على الاستراتيجيات التفاعلية مقارنةً بالبالغين، خاصة خلال المراحل الأكثر تطلبًا من المهمة. يسمح استخدام خريطة المعلمات الإحصائية (SPM) بتحليل مفصل لسلوك مركز الضغط طوال تسلسل الحركة بالكامل، مما يوفر رؤى حول الفروق التنموية في الاستراتيجيات الوضعية الاستباقية والتعويضية.
الطرق
شملت الدراسة ثلاثين طفلاً يتطورون بشكل طبيعي تتراوح أعمارهم بين 9 إلى 12 عامًا واثنين وعشرين بالغاً تتراوح أعمارهم بين 19 إلى 25 عامًا، مع تحديد حجم العينة من خلال تحليل القوة المسبق الذي يشير إلى أن 20 مشاركًا لكل مجموعة سيكون كافيًا لاكتشاف اختلافات كبيرة في تصميم ضمني-بين (القوة = 0.95، حجم التأثير $f = 0.24$، $\alpha = 0.05$). تم فحص المشاركين بحثًا عن اضطرابات عصبية أو عضلية هيكلية أو تنموية، حيث تم تقييم الأطفال باستخدام بطارية تقييم الحركة للأطفال – الطبعة الثانية (MABC-2) وأكد البالغون حالتهم الصحية من خلال الإبلاغ الذاتي. تم إجراء التوظيف من خلال المدارس المحلية وجامعة، وتم الحصول على الموافقة الأخلاقية من لجنة الأخلاقيات المؤسسية.
استخدمت الإجراءات التجريبية مهمة وضع العلبة المعدلة (CPT) بناءً على بطارية اختبار PERF-FIT، حيث قام المشاركون بأداء تجارب تتضمن حركة علبة واحدة. تم توجيه المشاركين للحفاظ على التوازن على ساق واحدة أثناء تنفيذ المهمة، التي تتكون من خمس مراحل: وضعية هادئة أولية، الانحناء لالتقاط العلبة، نقل العلبة، وضعها، ووضعية هادئة نهائية. تم اختبار حالتين: “أبعد”، حيث تم تحريك العلبة للأمام، و”أقرب”، حيث تم تحريكها للخلف. أكمل كل مشارك تجارب تعارف تلتها ثلاث تكرارات ناجحة لكل حالة على كلا الساقين، بإجمالي 12 تجربة لكل مشارك. تم عشوائية ترتيب الساق الداعمة، بينما كانت شروط المهمة ثابتة لتتوافق مع البروتوكول القياسي. تم تضمين التجارب الناجحة فقط في التحليل، مع توثيق التجارب الخاطئة للرجوع إليها.
النتائج
في قسم النتائج، يقدم المؤلفون النتائج من تحليل ANOVA بتصميم مختلط، مع إحصائيات وصفية ونتائج ANOVA عاملي مفصلة في الجدول 2. يهدف التحليل إلى تقييم تأثيرات العوامل المختلفة على المتغيرات التابعة، مما يوفر رؤى حول التفاعلات والتأثيرات الرئيسية التي لوحظت في البيانات. تشير النتائج إلى وجود اختلافات كبيرة بين المجموعات، والتي يتم توضيحها في المناقشة التالية.
المناقشة
تتناول قسم المناقشة في الورقة البحثية الفروق التنموية في التعديلات الوضعية الاستباقية (APAs) بين الأطفال الذين يتطورون بشكل طبيعي (TD) والبالغين الشباب خلال مهمة توازن معقدة تتضمن الوقوف على ساق واحدة ووضع العلبة. استخدمت الدراسة منصتين للقوة لتحليل قوى رد الفعل الأرضي (GRF) وديناميات مركز الضغط (COP) عبر مراحل الحركة المتميزة. تشير النتائج الرئيسية إلى أنه بينما كان التحكم الأساسي في التوازن قابلاً للمقارنة بين المجموعات خلال الوقوف الثابت، أظهر الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 9-12 انخفاضًا في سرعات مركز الضغط وزيادة في الاعتماد على الدعم الخارجي، مما يشير إلى استراتيجيات وضعية أقل كفاءة. على وجه التحديد، أظهر الأطفال فترات أطول للمراحل وتعديلات تفاعلية، خاصة في مرحلة نقل العلبة، مما يبرز مسارًا تنمويًا يمتد إلى أواخر الطفولة.
كشفت التحليلات الإحصائية عن تفاعلات كبيرة بين مجموعة العمر، حالة الحركة، والمرحلة، حيث أظهر البالغون سرعات متوسطة أعلى في الاتجاه الأمامي والخلفي (AP) واستراتيجيات تحكم وضعي أكثر استباقية. في المقابل، أظهر الأطفال ميلاً لتفضيل الاستقرار على الكفاءة، كما يتضح من تعديلات مركز الضغط الأبطأ وزيادة الاعتماد على العلبة للدعم. تؤكد الدراسة على أهمية التحليلات المحددة للمرحلة في فهم نضوج التحكم الوضعي، مما يشير إلى أنه بينما يتم تأسيس آليات APA الأساسية بحلول منتصف الطفولة، فإن تحسين هذه الاستراتيجيات يستمر في التطور مع الخبرة وتعقيد المهمة. تشمل القيود التصميم العرضي والتحويل الثابت للعلبة، مما قد يؤثر على القابلية للتعميم وصعوبة المهمة عبر أحجام الجسم المختلفة. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة إلى تدخلات مخصصة لتعزيز التحكم الوضعي لدى الأطفال، خاصة في المهام الحركية المعقدة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnint.2026.1734938
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41783798
Publication Date: 2026-02-17
Author(s): Ludvík Valtr et al.
Primary Topic: Balance, Gait, and Falls Prevention
Overview
This study investigates the developmental differences in anticipatory postural adjustments (APAs) between typically developing children (ages 9-12) and young adults (ages 19-25) during a self-initiated Can Placement Task (CPT). The research involved thirty children and twenty-two adults performing the CPT while standing on one leg, with measurements taken for center of pressure (COP) displacement, velocity, and vertical ground reaction force (GRF) using dual force platforms. The analysis revealed no differences in static balance; however, during dynamic phases, adults demonstrated larger backward COP shifts, higher normalized COP velocities, and reduced reliance on the can for support compared to children, who exhibited slower COP adjustments and greater GRF on the can.
The findings indicate that while children can generate basic APAs, they are less efficient in adapting these responses to task demands, particularly in phases requiring rapid adjustments. Statistical Parametric Mapping (SPM) highlighted significant group differences during the stooping and straightening phases, suggesting that adults employ more effective feedforward strategies, whereas children adopt a more conservative approach focused on stability. These results underscore the importance of phase-specific analyses in revealing subtle developmental differences in postural control, which may inform age-appropriate clinical interventions.
Introduction
The introduction of this research paper emphasizes the critical role of anticipatory postural adjustments (APAs) in maintaining postural stability during voluntary movements. The central nervous system (CNS) integrates sensory inputs and motor commands to facilitate these feedforward mechanisms, which are essential for counteracting destabilizing effects during predictable perturbations. The paper highlights that stronger APAs correlate with reduced compensatory responses, leading to improved stability, yet there remains a gap in understanding the developmental progression of APAs, particularly in complex tasks involving significant internal perturbations.
The study aims to systematically compare APA dynamics between typically developing children and young adults during a challenging single-leg balance task, the Can Placement Task (CPT). This task is designed to elicit self-induced perturbations and assess postural control across multiple phases, from initiation to stabilization. The authors hypothesize that children will exhibit greater center of pressure (COP) instability and reliance on reactive strategies compared to adults, particularly during the more demanding phases of the task. The use of Statistical Parametric Mapping (SPM) allows for a detailed analysis of COP behavior throughout the entire movement sequence, providing insights into the developmental differences in anticipatory and compensatory postural strategies.
Methods
The study involved thirty typically developing children aged 9 to 12 years and twenty-two young adults aged 19 to 25 years, with a sample size determined through a priori power analysis indicating that 20 participants per group would suffice to detect significant differences in a within-between design (power = 0.95, effect size $f = 0.24$, $\alpha = 0.05$). Participants were screened for neurological, musculoskeletal, or developmental disorders, with children assessed using the Movement Assessment Battery for Children – Second Edition (MABC-2) and adults confirming their health status via self-report. Recruitment was conducted through local schools and a university, with ethical approval obtained from the institutional ethics committee.
The experimental procedure utilized a modified Can Placement Task (CPT) based on the PERF-FIT test battery, where participants performed trials involving the movement of a single can. Participants were instructed to maintain balance on one leg while executing the task, which comprised five phases: initial quiet stance, stooping to pick up the can, transporting the can, placing it down, and final quiet stance. Two conditions were tested: “further,” where the can was moved forward, and “closer,” where it was moved backward. Each participant completed familiarization trials followed by three successful repetitions of each condition on both legs, totaling 12 trials per participant. The order of the supporting leg was randomized, while the task conditions were fixed to align with the standardized protocol. Only successful trials were included in the analysis, with error trials documented for reference.
Results
In the Results section, the authors present the findings from a mixed-design ANOVA, with descriptive statistics and factorial ANOVA results detailed in Table 2. The analysis aims to assess the effects of various factors on the dependent variables, providing insights into the interactions and main effects observed in the data. The results indicate significant differences among groups, which are elaborated upon in the subsequent discussion.
Discussion
The discussion section of the research paper examines developmental differences in anticipatory postural adjustments (APAs) between typically developing (TD) children and young adults during a complex balance task involving single-leg stance and can placement. The study utilized two force platforms to analyze ground reaction forces (GRF) and center of pressure (COP) dynamics across distinct movement phases. Key findings indicate that while basic balance control was comparable between groups during static stance, children aged 9-12 exhibited lower COP velocities and greater reliance on external support, suggesting less efficient postural strategies. Specifically, children demonstrated longer phase durations and reactive adjustments, particularly in the can transfer phase, highlighting a developmental trajectory that extends into late childhood.
Statistical analyses revealed significant interactions between age group, movement condition, and phase, with adults showing higher mean anterior-posterior (AP) velocities and more proactive postural control strategies. In contrast, children displayed a tendency to prioritize stability over efficiency, as evidenced by their slower COP adjustments and increased reliance on the can for support. The study underscores the importance of phase-specific analyses in understanding the maturation of postural control, suggesting that while foundational APA mechanisms are established by middle childhood, the refinement of these strategies continues to evolve with experience and task complexity. Limitations include the cross-sectional design and the fixed can displacement, which may affect generalizability and task difficulty across different body sizes. Overall, the findings emphasize the need for tailored interventions to enhance postural control in children, particularly in complex motor tasks.