Sinergias muscularesEditar
Nikolai Bernstein propuso la existencia de sinergias musculares como estrategia neural de simplificación del control de múltiples grados de libertad. Una sinergia muscular funcional se define como un patrón de co-activación de los músculos reclutados por una sola señal de comando neural. Un músculo puede formar parte de múltiples sinergias musculares, y una sinergia puede activar múltiples músculos. El método actual para encontrar sinergias musculares consiste en medir las señales de EMG (electromiografía) de los músculos implicados en un determinado movimiento para poder identificar patrones específicos de activación muscular. Se aplican análisis estadísticos a los datos EMG filtrados para determinar el número de sinergias musculares que mejor representan la EMG original. Alternativamente, se puede utilizar el análisis de coherencia de los datos EMG para determinar el acoplamiento entre los músculos y la frecuencia de la entrada común. Un número reducido de elementos de control (sinergias musculares) se combinan para formar un continuo de activación muscular para un control motor suave durante diversas tareas. Estas sinergias trabajan conjuntamente para producir movimientos como la marcha o el control del equilibrio. La direccionalidad de un movimiento tiene un efecto en la forma en que se realiza la tarea motora (por ejemplo, caminar hacia adelante frente a caminar hacia atrás, cada uno utiliza diferentes niveles de contracción en diferentes músculos). Los investigadores han medido las señales EMG para la perturbación aplicada en múltiples direcciones con el fin de identificar las sinergias musculares que están presentes para todas las direcciones.
Inicialmente, se pensaba que las sinergias musculares eliminaban el control redundante de un número limitado de grados de libertad al restringir los movimientos de ciertas articulaciones o músculos (sinergias de flexión y extensión). Sin embargo, se ha debatido si estas sinergias musculares son una estrategia neural o si son el resultado de restricciones cinemáticas. Recientemente se ha introducido el término de sinergia sensorial apoyando la suposición de que las sinergias son las estrategias neurales para manejar los sistemas sensoriales y motores.
Hipótesis del múltiple no controladoEditar
Una hipótesis más reciente propone que el sistema nervioso central no elimina los grados de libertad redundantes, sino que los utiliza todos para asegurar la realización flexible y estable de las tareas motoras. El sistema nervioso central aprovecha esta abundancia de los sistemas redundantes en lugar de restringirlos como se había hipotetizado anteriormente. La hipótesis del colector incontrolado (UCM) proporciona una forma de cuantificar la sinergia muscular. Esta hipótesis define la «sinergia» de forma un poco diferente a la expuesta anteriormente; una sinergia representa una organización de variables elementales (grados de libertad) que estabiliza una variable de rendimiento importante. La variable elemental es la variable sensible más pequeña que puede utilizarse para describir un sistema de interés en un nivel de análisis seleccionado, y una variable de rendimiento se refiere a las variables potencialmente importantes producidas por el sistema en su conjunto. Por ejemplo, en la tarea de alcance multiarticular, los ángulos y las posiciones de ciertas articulaciones son las variables elementales, y las variables de rendimiento son las coordenadas del punto final de la mano.
Esta hipótesis propone que el controlador (el cerebro) actúa en el espacio de las variables elementales (es decir, las rotaciones compartidas por el hombro, el codo y la muñeca en los movimientos del brazo) y selecciona en el espacio de los colectores (es decir, conjuntos de valores angulares correspondientes a una posición final). Esta hipótesis reconoce que la variabilidad está siempre presente en los movimientos humanos, y la clasifica en dos tipos (1) variabilidad mala y (2) variabilidad buena. La variabilidad mala afecta a la variable de rendimiento importante y provoca grandes errores en el resultado final de una tarea motora, y la variabilidad buena mantiene la tarea de rendimiento sin cambios y mantiene el resultado exitoso. Un ejemplo interesante de la buena variabilidad se observó en los movimientos de la lengua, que son responsables de la producción del habla. La prescripción del nivel de rigidez al cuerpo de la lengua crea cierta variabilidad (en términos de los parámetros acústicos del habla, como los formantes), que, sin embargo, no es significativa para la calidad del habla (al menos, en el rango razonable de niveles de rigidez). Una de las posibles explicaciones podría ser que el cerebro sólo trabaja para disminuir la mala variabilidad que obstaculiza el resultado final deseado, y lo hace aumentando la buena variabilidad en el dominio redundante.