Sinergiile musculareEdit
Nikolai Bernstein a propus existența sinergiilor musculare ca o strategie neuronală de simplificare a controlului mai multor grade de libertate. O sinergie musculară funcțională este definită ca un model de co-activare a mușchilor recrutați de un singur semnal neuronal de comandă. Un mușchi poate face parte din mai multe sinergii musculare, iar o sinergie poate activa mai mulți mușchi. Metoda actuală de găsire a sinergiilor musculare constă în măsurarea semnalelor EMG (electromiografie) de la mușchii implicați într-o anumită mișcare, astfel încât să poată fi identificate modele specifice de activare a mușchilor. Se aplică analize statistice la datele EMG filtrate pentru a determina numărul de sinergii musculare care reprezintă cel mai bine EMG-ul original. Alternativ, analiza de coerență a datelor EMG poate fi utilizată pentru a determina cuplajul dintre mușchi și frecvența intrărilor comune. Un număr redus de elemente de control (sinergii musculare) sunt combinate pentru a forma un continuum de activare musculară pentru un control motor lin în timpul diferitelor sarcini. Aceste sinergii lucrează împreună pentru a produce mișcări precum mersul sau controlul echilibrului. Direcționalitatea unei mișcări are un efect asupra modului în care este efectuată sarcina motorie (de exemplu, mersul înainte vs. mersul înapoi, fiecare utilizează niveluri diferite de contracție în diferiți mușchi). Cercetătorii au măsurat semnalele EMG pentru perturbații aplicate în mai multe direcții pentru a identifica sinergiile musculare care sunt prezente pentru toate direcțiile.
Inițial, s-a crezut că sinergiile musculare au eliminat controlul redundant al unui număr limitat de grade de libertate prin constrângerea mișcărilor anumitor articulații sau mușchi (sinergii de flexie și extensie). Cu toate acestea, s-a dezbătut dacă aceste sinergii musculare sunt o strategie neuronală sau dacă sunt rezultatul unor constrângeri cinematice. Recent, a fost introdus termenul de sinergie senzorială, susținând ipoteza că sinergiile sunt strategiile neuronale de manipulare a sistemelor senzoriale și motorii.
Ipoteza manifoldului necontrolatEdit
O ipoteză mai recentă propune ca sistemul nervos central să nu elimine gradele de libertate redundante, ci, în schimb, să le utilizeze pe toate pentru a asigura performanța flexibilă și stabilă a sarcinilor motorii. Sistemul nervos central se folosește de această abundență din sistemele redundante în loc să le restricționeze, așa cum se presupunea anterior. Ipoteza Manifoldului necontrolat (UCM) oferă o modalitate de a cuantifica sinergia musculară. Această ipoteză definește „sinergia” puțin diferit față de cea enunțată mai sus; o sinergie reprezintă o organizare a variabilelor elementare (grade de libertate) care stabilizează o variabilă importantă a performanței. Variabila elementară este cea mai mică variabilă sensibilă care poate fi utilizată pentru a descrie un sistem de interes la un nivel de analiză selectat, iar o variabilă de performanță se referă la variabilele potențial importante produse de sistem ca întreg. De exemplu, în sarcina de întindere cu mai multe articulații, unghiurile și pozițiile anumitor articulații sunt variabilele elementare, iar variabilele de performanță sunt coordonatele punctului final al mâinii.
Această ipoteză propune ca controlorul (creierul) să acționeze în spațiul variabilelor elementare (adică rotațiile împărtășite de umăr, cot și încheietura mâinii în mișcările brațului) și să selecteze în spațiul distribuțiilor (adică seturi de valori unghiulare corespunzătoare unei poziții finale). Această ipoteză recunoaște că variabilitatea este întotdeauna prezentă în mișcările umane și o clasifică în două tipuri: (1) variabilitate rea și (2) variabilitate bună. Variabilitatea proastă afectează variabila importantă a performanței și provoacă erori mari în rezultatul final al unei sarcini motorii, iar o variabilitate bună păstrează sarcina de performanță neschimbată și menține un rezultat de succes. Un exemplu interesant de variabilitate bună a fost observat în mișcările limbii, care sunt responsabile de producerea vorbirii. Prescrierea nivelului de rigiditate pentru corpul limbii creează o anumită variabilitate (în ceea ce privește parametrii acustici ai vorbirii, cum ar fi formanții), care nu este, totuși, semnificativă pentru calitatea vorbirii (cel puțin în intervalul rezonabil de niveluri de rigiditate). Una dintre posibilele explicații ar putea fi aceea că creierul lucrează doar pentru a diminua variabilitatea proastă care împiedică rezultatul final dorit, și face acest lucru prin creșterea variabilității bune în domeniul redundant.
.