Nauka nowych języków, wysyłanie e-maili, uczestnictwo w wirtualnych zajęciach lub rozmowa z bliskimi na drugim końcu świata to tylko niektóre z zadań, które można wykonać, dotykając przycisku na smartfonie. Niestety, łatwość i wygoda nowoczesnych urządzeń przyniosły również bolesny skurcz szyi. Siedzący tryb pracy i długotrwałe korzystanie z urządzeń przenośnych i komputerów przyczyniły się do gwałtownego wzrostu bólu szyi.
Choć od dawna podejrzewano, że zmęczenie mięśni szyi może być przyczyną bólu, faktyczne zmiany mechaniczne w kręgosłupie i mięśniach, które poprzedzają osłabienie, pozostają nierozwiązane.
Teraz, wykorzystując obrazowanie rentgenowskie o wysokiej precyzji do śledzenia ruchów kręgosłupa podczas zadań wymagających wysiłku szyi, naukowcy z Texas A&M University odkryli, że długotrwałe wysiłki szyi powodują zmęczenie mięśni, które następnie pogłębiają krzywiznę kręgosłupa szyjnego. Prowadzi to do bólu szyi.
Ich wyniki opublikowano w Materiały Narodowej Akademii Nauk.
„Mówimy o subtelnych ruchach szyi w statycznie utrzymywanych pozycjach, które trudno uchwycić. Są one również bardzo złożone, ponieważ w szyi znajduje się tak wiele pojedynczych elementów, lub jak to nazywamy, segmentów ruchu” — powiedział dr Xudong Zhang, profesor na Wydziale Inżynierii Przemysłowej i Systemowej. „Dzięki temu badaniu po raz pierwszy dostarczyliśmy jednoznacznych dowodów na to, że zmęczenie powoduje zmiany mechaniczne, które zwiększają ryzyko”.
Zhang powiedział, że dzięki tej wiedzy będziemy mogli podejmować świadome decyzje dotyczące sposobu naszej pracy i projektowania produktów (np. noszonych na głowie urządzeń), które potencjalnie mogą zmniejszyć ryzyko bólu szyi.
Występowanie bólu szyi
Ból szyi jest jednym z najczęstszych zaburzeń układu mięśniowo-szkieletowego, a na świecie około 2500 osób na 100 000 cierpi na jakąś formę bólu szyi. W rzeczywistości szacuje się, że do 2050 r. globalna liczba przypadków bólu szyi wzrośnie o 32,5%. Ważnym czynnikiem ryzyka bólu szyi jest zła postawa utrzymywana przez długi czas. W związku z tym długie godziny pracy przy komputerze w pochylonej pozycji lub długotrwałe korzystanie z inteligentnych urządzeń są ważnymi czynnikami przyczyniającymi się do bólu szyi.
Postawa szyi jest utrzymywana dynamicznie przez kości kręgosłupa wciągane do pozycji przez mięśnie, które się do nich przyczepiają. Chociaż szyja jest bardzo elastyczna, jest również bardzo niestabilna.
„Mięsień napędza ruchy poprzez wytwarzanie siły” – powiedział Zhang. „Postawiliśmy hipotezę, że gdy zdolności różnych mięśni do wytwarzania siły maleją, pozycje kości ulegają zmianie i można to uchwycić”.
Pomiar zmęczenia
Aby przetestować swój pomysł, zrekrutowali zdrowych ochotników do zadania „utrzymującego się do wyczerpania” na szyję. Badani utrzymywali szyję w pozycji neutralnej, wyprostowanej o 40° (wygiętej do tyłu) i wygiętej o 40° do przodu przez określony czas. Badacze użyli elektromiografii (EMG) do pomiaru aktywności elektrycznej mięśni. W szczególności obiektywnie zmierzyli zmęczenie mięśni poprzez zmiany częstotliwości sygnału EMG. Ponadto użyli wysoce precyzyjnej, dynamicznej technologii rentgenowskiej do śledzenia ruchów kręgosłupa szyjnego o małej amplitudzie, rzędu kilku stopni.
„Wyobrażaliśmy sobie kręgosłup szyjny jako most wspornikowy” – powiedział Zhang. „Jeśli most jest nadmiernie i/lub wielokrotnie obciążany, może się zapadać lub wyginać; podobnie, jeśli mięśnie się zmęczą, kręgosłup szyjny może się wygiąć”.
Paradigmat eksperymentalny badaczy potwierdził, że długotrwałe wysiłki rzeczywiście prowadzą do sygnałów EMG zmęczenia. Biomechanicznie, zmęczenie mięśni modyfikowało mechanikę kręgosłupa, co następnie zwiększało podatność na urazy.
Dodatkowe dochodzenie
W kolejnym kroku badacze opracują dynamiczne modele biomechaniczne, nowatorskie podejście, które obiecuje zapewnić bardziej realistyczne zrozumienie zdarzeń mięśniowych poprzedzających zmęczenie. W przeciwieństwie do modelu w tym badaniu, który zakłada statyczne wysiłki szyi, model dynamiczny uchwyci subtelne, ale znaczące zmiany w mięśniach i kościach w czasie.
