Usuario:
Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D8 - Electromiografía en Musculatura de Nado
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3103
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Tipos musculares y función de nado
¿Qué tipos de musculatura participan y en qué regímenes de nado se reclutan?
Grupo 2: Grupo 2: Registro electromiográfico
¿Qué mide cada electrodo EMG implantado en la musculatura de nado?
Grupo 3: Grupo 3: Procesamiento temporal de la señal
¿Cómo se cuantifica la intensidad de activación muscular desde la señal EMG?
Grupo 4: Grupo 4: Fatiga y contenido espectral
¿Cómo revela la señal EMG la fatiga muscular?
Grupo 5: Grupo 5: Fase de activación y función mecánica
¿Cómo determina la fase de activación si el músculo produce o absorbe trabajo?
Grupo 6: Grupo 6: Trabajo segmentario y potencia corporal
¿Cómo se obtiene la distribución del trabajo mecánico a lo largo del cuerpo?
Grupo 7: Grupo 7: Reclutamiento progresivo y principio de Henneman
¿Cómo cambia el reclutamiento muscular al aumentar la demanda de fuerza?
ID:1054
Grupo 1: Grupo 1: Tipos musculares y función de nado
Descripción
¿Qué tipos de musculatura participan y en qué regímenes de nado se reclutan?
Pregunta clave: ¿Qué tipos de musculatura participan y en qué regímenes de nado se reclutan?
En los peces se distinguen dos tipos de musculatura de nado: la musculatura roja, lenta y resistente, que el pez usa para el nado sostenido, y la musculatura blanca, rápida pero que se fatiga con facilidad, que el pez reserva para sprints y para el arranque en C, una maniobra de escape brusca. En el nado sostenido, solo la musculatura roja introducida al comienzo de este modelo permanece activa, con una señal eléctrica de baja amplitud; en cambio, durante los sprints o las maniobras rápidas, el pez recluta progresivamente su musculatura blanca, y la señal eléctrica registrada gana entonces amplitud y frecuencia espectral. Este reclutamiento progresivo sigue el mismo principio que gobierna el reclutamiento muscular en otros vertebrados, el principio de Henneman: las fibras musculares más lentas y con menor umbral de activación —las de la musculatura roja— se reclutan primero, y las fibras rápidas de la musculatura blanca solo se suman cuando la demanda de fuerza de la propulsión supera lo que esa musculatura roja, por sí sola, es capaz de entregar. La electromiografía implantada en la musculatura de nado del pez registra la actividad eléctrica de las fibras musculares durante la propulsión, y con eso entrega información sobre el patrón de reclutamiento muscular, la intensidad de activación y la sincronización entre los distintos grupos musculares a lo largo del cuerpo del pez.
ID:5230
Grupo 2: Grupo 2: Registro electromiográfico
Descripción
¿Qué mide cada electrodo EMG implantado en la musculatura de nado?
Pregunta clave: ¿Qué mide cada electrodo EMG implantado en la musculatura de nado?
La electromiografía implantada en la musculatura de nado del pez registra la actividad eléctrica de las fibras musculares durante la propulsión, y con eso entrega información sobre el patrón de reclutamiento muscular, la intensidad de activación y la sincronización entre los distintos grupos musculares a lo largo del cuerpo del pez. La señal que capta cada electrodo es la superposición de los potenciales de acción de todas las unidades motoras que están activas justo debajo de ese electrodo en cada instante. Este reclutamiento progresivo sigue el mismo principio que gobierna el reclutamiento muscular en otros vertebrados, el principio de Henneman: las fibras musculares más lentas y con menor umbral de activación —las de la musculatura roja— se reclutan primero, y las fibras rápidas de la musculatura blanca solo se suman cuando la demanda de fuerza de la propulsión supera lo que esa musculatura roja, por sí sola, es capaz de entregar. La señal eléctrica que la electromiografía registra en cualquiera de estos dos tipos de musculatura se procesa siguiendo los mismos principios que en mamíferos: se le aplica una rectificación completa, tomando el valor absoluto de la señal, y luego se integra esa señal rectificada a lo largo del tiempo para cuantificar la activación relativa del músculo, o bien se calcula, dentro de ventanas de tiempo que se van deslizando, la raíz del promedio de los valores de la señal elevados al cuadrado, para obtener la amplitud instantánea de esa activación muscular. Dentro de ese mismo procesamiento, la frecuencia central del espectro de potencia de la señal disminuye a medida que el músculo se fatiga, lo que la convierte en un índice de fatiga muscular basado en el espectro de la propia señal eléctrica.
ID:5231
Grupo 3: Grupo 3: Procesamiento temporal de la señal
Descripción
¿Cómo se cuantifica la intensidad de activación muscular desde la señal EMG?
Pregunta clave: ¿Cómo se cuantifica la intensidad de activación muscular desde la señal EMG?
La señal eléctrica que la electromiografía registra en cualquiera de estos dos tipos de musculatura se procesa siguiendo los mismos principios que en mamíferos: se le aplica una rectificación completa, tomando el valor absoluto de la señal, y luego se integra esa señal rectificada a lo largo del tiempo para cuantificar la activación relativa del músculo, o bien se calcula, dentro de ventanas de tiempo que se van deslizando, la raíz del promedio de los valores de la señal elevados al cuadrado, para obtener la amplitud instantánea de esa activación muscular. La electromiografía implantada en la musculatura de nado del pez registra la actividad eléctrica de las fibras musculares durante la propulsión, y con eso entrega información sobre el patrón de reclutamiento muscular, la intensidad de activación y la sincronización entre los distintos grupos musculares a lo largo del cuerpo del pez. Dentro de ese mismo procesamiento, la frecuencia central del espectro de potencia de la señal disminuye a medida que el músculo se fatiga, lo que la convierte en un índice de fatiga muscular basado en el espectro de la propia señal eléctrica. Más allá de cuánto se activa el músculo, la electromiografía también revela cuándo se activa, comparando la latencia de esa activación muscular con la onda cinemática del cuerpo del pez introducida en el modelo anterior de esta serie, es decir, ubicando en qué fase del ciclo de batido ocurre la activación. Este análisis de la fase de activación muscular respecto al ciclo de batido permite calcular el trabajo neto que produce cada segmento muscular del cuerpo del pez en cada ciclo de batido, una información esencial para entender cómo se distribuye la potencia mecánica de la propulsión a lo largo de todo el cuerpo del pez.
ID:5232
Grupo 4: Grupo 4: Fatiga y contenido espectral
Descripción
¿Cómo revela la señal EMG la fatiga muscular?
Pregunta clave: ¿Cómo revela la señal EMG la fatiga muscular?
Dentro de ese mismo procesamiento, la frecuencia central del espectro de potencia de la señal disminuye a medida que el músculo se fatiga, lo que la convierte en un índice de fatiga muscular basado en el espectro de la propia señal eléctrica. En el nado sostenido, solo la musculatura roja introducida al comienzo de este modelo permanece activa, con una señal eléctrica de baja amplitud; en cambio, durante los sprints o las maniobras rápidas, el pez recluta progresivamente su musculatura blanca, y la señal eléctrica registrada gana entonces amplitud y frecuencia espectral.
ID:5233
Grupo 5: Grupo 5: Fase de activación y función mecánica
Descripción
¿Cómo determina la fase de activación si el músculo produce o absorbe trabajo?
Pregunta clave: ¿Cómo determina la fase de activación si el músculo produce o absorbe trabajo?
Más allá de cuánto se activa el músculo, la electromiografía también revela cuándo se activa, comparando la latencia de esa activación muscular con la onda cinemática del cuerpo del pez introducida en el modelo anterior de esta serie, es decir, ubicando en qué fase del ciclo de batido ocurre la activación. Si el músculo se activa durante la fase en que se está acortando, ese músculo genera trabajo positivo y actúa como motor de la propulsión; si, en cambio, se activa durante la fase en que se está alargando, el músculo genera trabajo negativo y actúa como amortiguador, absorbiendo energía en vez de aportarla. Este análisis de la fase de activación muscular respecto al ciclo de batido permite calcular el trabajo neto que produce cada segmento muscular del cuerpo del pez en cada ciclo de batido, una información esencial para entender cómo se distribuye la potencia mecánica de la propulsión a lo largo de todo el cuerpo del pez. La señal eléctrica que la electromiografía registra en cualquiera de estos dos tipos de musculatura se procesa siguiendo los mismos principios que en mamíferos: se le aplica una rectificación completa, tomando el valor absoluto de la señal, y luego se integra esa señal rectificada a lo largo del tiempo para cuantificar la activación relativa del músculo, o bien se calcula, dentro de ventanas de tiempo que se van deslizando, la raíz del promedio de los valores de la señal elevados al cuadrado, para obtener la amplitud instantánea de esa activación muscular. La electromiografía implantada en la musculatura de nado del pez registra la actividad eléctrica de las fibras musculares durante la propulsión, y con eso entrega información sobre el patrón de reclutamiento muscular, la intensidad de activación y la sincronización entre los distintos grupos musculares a lo largo del cuerpo del pez.
ID:5234
Grupo 6: Grupo 6: Trabajo segmentario y potencia corporal
Descripción
¿Cómo se obtiene la distribución del trabajo mecánico a lo largo del cuerpo?
Pregunta clave: ¿Cómo se obtiene la distribución del trabajo mecánico a lo largo del cuerpo?
Este análisis de la fase de activación muscular respecto al ciclo de batido permite calcular el trabajo neto que produce cada segmento muscular del cuerpo del pez en cada ciclo de batido, una información esencial para entender cómo se distribuye la potencia mecánica de la propulsión a lo largo de todo el cuerpo del pez. Más allá de cuánto se activa el músculo, la electromiografía también revela cuándo se activa, comparando la latencia de esa activación muscular con la onda cinemática del cuerpo del pez introducida en el modelo anterior de esta serie, es decir, ubicando en qué fase del ciclo de batido ocurre la activación.
ID:5235
Grupo 7: Grupo 7: Reclutamiento progresivo y principio de Henneman
Descripción
¿Cómo cambia el reclutamiento muscular al aumentar la demanda de fuerza?
Pregunta clave: ¿Cómo cambia el reclutamiento muscular al aumentar la demanda de fuerza?
Este reclutamiento progresivo sigue el mismo principio que gobierna el reclutamiento muscular en otros vertebrados, el principio de Henneman: las fibras musculares más lentas y con menor umbral de activación —las de la musculatura roja— se reclutan primero, y las fibras rápidas de la musculatura blanca solo se suman cuando la demanda de fuerza de la propulsión supera lo que esa musculatura roja, por sí sola, es capaz de entregar. En el nado sostenido, solo la musculatura roja introducida al comienzo de este modelo permanece activa, con una señal eléctrica de baja amplitud; en cambio, durante los sprints o las maniobras rápidas, el pez recluta progresivamente su musculatura blanca, y la señal eléctrica registrada gana entonces amplitud y frecuencia espectral. La señal eléctrica que la electromiografía registra en cualquiera de estos dos tipos de musculatura se procesa siguiendo los mismos principios que en mamíferos: se le aplica una rectificación completa, tomando el valor absoluto de la señal, y luego se integra esa señal rectificada a lo largo del tiempo para cuantificar la activación relativa del músculo, o bien se calcula, dentro de ventanas de tiempo que se van deslizando, la raíz del promedio de los valores de la señal elevados al cuadrado, para obtener la amplitud instantánea de esa activación muscular. La electromiografía implantada en la musculatura de nado del pez registra la actividad eléctrica de las fibras musculares durante la propulsión, y con eso entrega información sobre el patrón de reclutamiento muscular, la intensidad de activación y la sincronización entre los distintos grupos musculares a lo largo del cuerpo del pez. En los peces se distinguen dos tipos de musculatura de nado: la musculatura roja, lenta y resistente, que el pez usa para el nado sostenido, y la musculatura blanca, rápida pero que se fatiga con facilidad, que el pez reserva para sprints y para el arranque en C, una maniobra de escape brusca.
ID:5236