Una evaluación de técnicas de optimización para la predicción de patrones de activación muscular durante tareas isométricas

El propósito de este estudio fue evaluar críticamente el potencial de modelado de las funciones de costo de optimización propuestas para predecir las fuerzas musculares durante la carga isométrica. Se construyeron modelos de los músculos alrededor del codo (once músculos) y de la muñeca (cinco músculos). Los modelos tomaron en cuenta los brazos de momento muscular, el área de sección transversal fisiológica, la tensión específica y el porcentaje de tipo de fibra. Se analizaron cinco funciones de costo de optimización no lineales, una muestra representativa de las propuestas hasta la fecha: minimizar las sumas de fuerza muscular², estrés², estrés³, (fuerza normalizada)² y minimizar la fatiga. Se implementaron varios protocolos diferentes, incluidos modelos de codo que equilibraban combinaciones de flexión-extensión, supinación-pronación y cargas varo-valgo. Las predicciones teóricas se compararon con datos de EMG de cambios en la activación muscular en función de la dirección de carga y las relaciones de coactivación muscular. Los resultados indican una fuerte dependencia de las predicciones de coordinación muscular en el número de grados de libertad equilibrados. La elección de la función de costo tuvo poca influencia en los resultados. Las funciones de costo examinadas no pudieron estimar de manera confiable la activación muscular en función de la dirección de carga. Además, las relaciones sinérgicas específicas entre pares de músculos no pudieron ser representadas con precisión. Un análisis de errores indicó que las discrepancias entre los valores predichos y los valores reales no podían ser explicadas por errores en las mediciones fisiológicas, ya que las diferencias entre estos dos eran relativamente insensibles a cambios en los parámetros anatómicos. En resumen, no se encontró ninguna función de costo particular que representara adecuadamente la actividad muscular real en el codo, aunque las predicciones en la muñeca fueron más favorables debido a diferencias en los grados de libertad en las articulaciones.