El mapa de coactivación muscular de las extremidades inferiores durante la locomoción humana: desde la marcha lenta hasta la carrera
Autores: Fiori, Lorenzo; Castiglia, Stefano Filippo; Chini, Giorgia; Draicchio, Francesco; Sacco, Floriana; Serrao, Mariano; Tatarelli, Antonella; Varrecchia, Tiwana; Ranavolo, Alberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El mapa de coactivación muscular de las extremidades inferiores durante la locomoción humana: desde la marcha lenta hasta la carrera
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Sistema nervioso central
Coactivación muscular
Miembro inferior
Velocidad de la marcha
Parámetros espacio-temporales
Características cinemáticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El sistema nervioso central (SNC) controla los movimientos y regula la rigidez articular con la coactivación muscular, pero hasta ahora, pocos estudios han examinado pares de músculos durante la carrera. Este estudio tiene como objetivo investigar las diferencias en la coactivación muscular de las extremidades inferiores durante la marcha a diferentes velocidades, desde caminar hasta correr. Diecinueve corredores sanos caminaron y corrieron a velocidades que iban desde 0.8 km/h hasta 9.3 km/h. La coactivación de doce músculos de las extremidades inferiores se calculó utilizando la función de coactivación multi-muscular variable en el tiempo (TMCf) con enfoques global, flexor-extensor y rostro-caudal. También se midieron parámetros espacio-temporales y cinemáticos. Encontramos que TMCf, los parámetros espacio-temporales y cinemáticos fueron afectados significativamente por la velocidad de la marcha para todos los enfoques. Se observaron diferencias significativas en los parámetros principales de cada enfoque de coactivación y en los parámetros espacio-temporales y cinemáticos en la transición entre caminar y correr. En particular, se observaron diferencias significativas en la coactivación global (CI, efecto principal F = 641.04, < 0.001; en la transición < 0.001), la longitud de zancada (efecto principal F = 253.03, < 0.001; en la transición < 0.001), la frecuencia de zancada (efecto principal F = 714.22, < 0.001; en la transición < 0.001) y el desplazamiento del Centro de Masa en las direcciones vertical (CoM, efecto principal F = 426.2, < 0.001; en la transición < 0.001) y medial-lateral (CoM, efecto principal F = 120.29 < 0.001; en la transición < 0.001). Respecto al análisis de correlación, el CoM se correlacionó positivamente con un CI más alto ( = 0.88, < 0.001) y negativamente con el Ancho Completo a la Mitad del Máximo (FWHM, = -0.83, < 0.001), mientras que el CoM se correlacionó positivamente con el Centro de Actividad global (CoA, = 0.97, < 0.001). Se encontraron correlaciones fuertes positivas y negativas entre los parámetros globales de coactivación y los desplazamientos del centro de masa, así como algunos parámetros espacio-temporales, independientemente de la velocidad de la marcha. Nuestros hallazgos sugieren que caminar y correr tienen diferentes patrones de coactivación y características cinemáticas, con la rigidez de toda la extremidad ejercida de manera más sincrónica y estable durante la carrera. Los índices de coactivación y los parámetros cinemáticos podrían ser el resultado de la coactivación global, que es un proceso de integración sensorial utilizado por el SNC para hacer frente a tareas más exigentes y potencialmente inestables como correr.
Descripción
El sistema nervioso central (SNC) controla los movimientos y regula la rigidez articular con la coactivación muscular, pero hasta ahora, pocos estudios han examinado pares de músculos durante la carrera. Este estudio tiene como objetivo investigar las diferencias en la coactivación muscular de las extremidades inferiores durante la marcha a diferentes velocidades, desde caminar hasta correr. Diecinueve corredores sanos caminaron y corrieron a velocidades que iban desde 0.8 km/h hasta 9.3 km/h. La coactivación de doce músculos de las extremidades inferiores se calculó utilizando la función de coactivación multi-muscular variable en el tiempo (TMCf) con enfoques global, flexor-extensor y rostro-caudal. También se midieron parámetros espacio-temporales y cinemáticos. Encontramos que TMCf, los parámetros espacio-temporales y cinemáticos fueron afectados significativamente por la velocidad de la marcha para todos los enfoques. Se observaron diferencias significativas en los parámetros principales de cada enfoque de coactivación y en los parámetros espacio-temporales y cinemáticos en la transición entre caminar y correr. En particular, se observaron diferencias significativas en la coactivación global (CI, efecto principal F = 641.04, < 0.001; en la transición < 0.001), la longitud de zancada (efecto principal F = 253.03, < 0.001; en la transición < 0.001), la frecuencia de zancada (efecto principal F = 714.22, < 0.001; en la transición < 0.001) y el desplazamiento del Centro de Masa en las direcciones vertical (CoM, efecto principal F = 426.2, < 0.001; en la transición < 0.001) y medial-lateral (CoM, efecto principal F = 120.29 < 0.001; en la transición < 0.001). Respecto al análisis de correlación, el CoM se correlacionó positivamente con un CI más alto ( = 0.88, < 0.001) y negativamente con el Ancho Completo a la Mitad del Máximo (FWHM, = -0.83, < 0.001), mientras que el CoM se correlacionó positivamente con el Centro de Actividad global (CoA, = 0.97, < 0.001). Se encontraron correlaciones fuertes positivas y negativas entre los parámetros globales de coactivación y los desplazamientos del centro de masa, así como algunos parámetros espacio-temporales, independientemente de la velocidad de la marcha. Nuestros hallazgos sugieren que caminar y correr tienen diferentes patrones de coactivación y características cinemáticas, con la rigidez de toda la extremidad ejercida de manera más sincrónica y estable durante la carrera. Los índices de coactivación y los parámetros cinemáticos podrían ser el resultado de la coactivación global, que es un proceso de integración sensorial utilizado por el SNC para hacer frente a tareas más exigentes y potencialmente inestables como correr.