Cinq modèles d'activation musculaire de base rendent compte de l'activité musculaire pendant la locomotion humaine

Un modèle d'activité électromyographique (EMG) pour des muscles individuels dans le cycle de marche présente une grande variabilité intersujets, intermuscles et dépendante du contexte. Ici, nous avons examiné la question des motifs sous-jacents communs en appliquant une analyse factorielle à l'ensemble des enregistrements EMG obtenus à différentes vitesses de marche et charges gravitationnelles. À cette fin, des sujets en bonne santé ont été invités à marcher sur un tapis roulant à des vitesses de 1, 2, 3 et 5 kmh(-1) ainsi que lorsque 35-95 % du poids corporel était soutenu à l'aide d'un harnais. Nous avons enregistré 12 à 16 muscles des membres et du tronc ipsilatéraux en utilisant à la fois des enregistrements de surface et intramusculaires et déterminé la moyenne normalisée de chaque enregistrement pour 10 à 15 cycles de pas consécutifs. Nous avons identifié cinq facteurs sous-jacents de base ou formes d'onde composantes qui peuvent rendre compte d'environ 90 % de la variance totale des formes d'onde à travers différents muscles pendant la marche normale. De plus, bien que les motifs d'activation des muscles individuels puissent varier considérablement en fonction de la vitesse et de la charge gravitationnelle, tant la cinématique des membres que les composantes EMG de base n'affichaient que des changements limités. Ainsi, nous avons trouvé un décalage de phase systématique de tous les cinq facteurs avec la vitesse dans la même direction que le décalage dans le début de la phase de balancement. Cette tendance des facteurs à être chronométrés selon l'événement de décollage soutient l'idée que l'origine de la génération du cycle de marche est l'événement de propulsion plutôt que l'événement d'atterrissage du talon. L'invariance de base des facteurs avec la vitesse de marche et le déchargement du poids corporel implique que quelques circuits oscillants entraînent les muscles actifs pour produire les cinématiques de locomotion. Une distribution flexible et dynamique de ces composants de base aux muscles peut résulter de divers signaux descendants et proprioceptifs qui dépendent des demandes cinématiques et cinétiques des mouvements.