D8 Électromyographie (EMG) des muscles nageurs

Topique

L'électromyographie, implantée dans les muscles natatoires des poissons, enregistre l'activité électrique des fibres musculaires lors de la propulsion, fournissant des informations sur les schémas de recrutement musculaire, l'intensité d'activation et la synchronisation entre les différents groupes musculaires du corps. Le signal capté par chaque électrode est la superposition des potentiels d'action de toutes les unités motrices actives directement sous cette électrode à un instant donné. On distingue deux types de muscles natatoires chez les poissons : les muscles rouges, lents et résistants, utilisés pour la nage soutenue, et les muscles blancs, rapides mais se fatiguant facilement, réservés aux sprints et au départ arrêté, une manœuvre d'échappement soudaine.

Le signal électrique enregistré par électromyographie dans chacun de ces deux types de tissus musculaires est traité selon les mêmes principes que chez les mammifères : il subit un redressement complet, en prenant la valeur absolue du signal, puis ce signal redressé est intégré dans le temps pour quantifier l'activation relative du muscle. Alternativement, dans des fenêtres temporelles glissantes, la racine carrée de la moyenne des carrés des valeurs du signal est calculée pour obtenir l'amplitude instantanée de cette activation musculaire. Au cours de ce même traitement, la fréquence centrale du spectre de puissance du signal diminue à mesure que le muscle se fatigue, ce qui en fait un indicateur de fatigue musculaire basé sur le spectre propre du signal électrique.

Outre le degré d'activation musculaire, l'électromyographie révèle également le moment de cette activation en comparant la latence de cette activation avec l'onde cinématique du corps du poisson, introduite dans le modèle précédent de cette série ; autrement dit, en identifiant la phase du cycle de battement où l'activation se produit. Si un muscle est activé pendant la phase de raccourcissement, il effectue un travail positif et agit comme une force propulsive ; inversement, s'il est activé pendant la phase d'allongement, il effectue un travail négatif et agit comme un tampon, absorbant l'énergie au lieu d'en fournir.

Cette analyse de la phase d'activation musculaire par rapport au cycle de battement permet de calculer le travail net produit par chaque segment musculaire du corps du poisson à chaque cycle de battement – ​​une information essentielle pour comprendre comment la puissance mécanique de propulsion est distribuée dans tout le corps du poisson. Lors d'une nage soutenue, seule la musculature rouge introduite au début de ce modèle reste active, avec un signal électrique de faible amplitude. Cependant, lors de sprints ou de manœuvres rapides, le poisson recrute progressivement sa musculature blanche, et le signal électrique enregistré gagne alors en amplitude et en fréquence spectrale. Ce recrutement progressif obéit au principe de Henneman, qui régit le recrutement musculaire chez les autres vertébrés : les fibres musculaires les plus lentes, à seuil d'activation le plus bas (celles de la musculature rouge), sont recrutées en premier, et les fibres rapides de la musculature blanche ne sont activées que lorsque la force de propulsion requise dépasse la capacité de la musculature rouge à la seule force fournie.

ID:2492