Application of a new method in the study of pelvic floor muscle passive properties in continent women

The aim of this study was to present a new methodology for evaluating the pelvic floor muscle (PFM) passive properties. The properties were assessed in 13 continent women using an intra-vaginal dynamometric speculum and EMG (to ensure the subjects were relaxed) in four different conditions: (1) forces recorded at minimal aperture (initial passive resistance); (2) passive resistance at maximal aperture; (3) forces and passive elastic stiffness (PES) evaluated during five lengthening and shortening cycles; and (4) percentage loss of resistance after 1 min of sustained stretch. The PFMs and surrounding tissues were stretched, at constant speed, by increasing the vaginal antero-posterior diameter; different apertures were considered. Hysteresis was also calculated. The procedure was deemed acceptable by all participants. The median passive forces recorded ranged from 0.54 N (interquartile range 1.52) for minimal aperture to 8.45 N (interquartile range 7.10) for maximal aperture while the corresponding median PES values were 0.17 N/mm (interquartile range 0.28) and 0.67 N/mm (interquartile range 0.60). Median hysteresis was 17.24 N∗mm (interquartile range 35.60) and the median percentage of force losses was 11.17% (interquartile range 13.33). This original approach to evaluating the PFM passive properties is very promising for providing better insight into the patho-physiology of stress urinary incontinence and pinpointing conservative treatment mechanisms.

Évaluation de la force et de l'endurance des muscles du dos chez des sujets sains et lombalgiques : étude comparative de différents tests

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Évaluation de la force et de l'endurance des muscles para-vertébraux chez des femmes et des hommes : étude comparative de différents tests dynamométriques

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle du diaphragme au cours de l'expiration chez l'enfant sous ventilation mécanique

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude par pressions, activité musculaire et imagerie du pied pathologique en charge

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Rôle de DSCAM dans le développement normal du cortex moteur et de la voie corticospinale

DSCAM est exprimé dans le cortex lors du développement et sa mutation altère l’arborisation dendritique des neurones pyramidaux du cortex moteur. Considérant que les souris DSCAM2J possèdent des problèmes posturaux et locomoteurs, nous émettons l’hypothèse que DSCAM est impliqué dans le fonctionnement normal du cortex moteur et de la voie corticospinale. Comparées aux souris contrôles, les souris DSCAM2J vont présenter des problèmes moteurs à basse vitesse et enjamber un obstacle presque normalement à vitesse intermédiaire. Le traçage antérograde de la voie corticospinale révèle un patron d’innervation normal dans le tronc cérébrale et la moelle épinière. Des microstimulations intracorticale du cortex moteur évoque des réponses électromyographiques dans les membres à un seuil et une latence plus élevé. Par contre, une stimulation de la voie corticospinale dans la médulla évoque des réponses électromyographies à un seuil et une latence similaire entre les deux groupes, suggérant une réduction de l’excitabilité du cortex moteur.

Analisi del cammino di pazienti con lesione midollare

Nel trattamento e nella cura di pazienti con lesione spinale è fondamentale una corretta valutazione della lesione e delle disfunzionalità che questa produce. Il cammino è senza dubbio una delle funzionalità maggiormente ridotta a seguito di una lesione, che può portare sia ad una diminuzione di questa capacità sia ad una completa inabilità. Nella valutazione del cammino il clinico si avvale di diverse strumentazioni come sistemi stereofotogrammetrici, pedane di forza ed elettromiografi che gli permettono di svolgere un’analisi strumentale del passo ed indagare le cause muscolari e neurologiche che portano a delle anormalità nella deambulazione. Questo lavoro si propone di presentare questi sistemi e compiere una panoramica dei principali parametri cinematici (velocità del cammino, lunghezza del passo, fase di stance, angoli articolari, ciclogrammi intra-articolari) che influenzano il passo e le metodologie con più successo nel migliorarli. Inoltre verranno evidenziati i risultati ottenuti dall’analisi elettromiografica riguardo alla presenza di pattern muscolari comuni alla base del cammino riscontrabili anche in persone sane e come gli impulsi EMG siano modulabili in ampiezza e durata a seguito di training motori.

Gait analysis of the hind limb in Labrador Retrievers with and without cranial cruciate ligament disease

Cranial cruciate ligament (CCL) deficiency is the leading cause of lameness affecting the stifle joints of large breed dogs, especially Labrador Retrievers. Although CCL disease has been studied extensively, its exact pathogenesis and the primary cause leading to CCL rupture remain controversial. However, weakening secondary to repetitive microtrauma is currently believed to cause the majority of CCL instabilities diagnosed in dogs. Techniques of gait analysis have become the most productive tools to investigate normal and pathological gait in human and veterinary subjects. The inverse dynamics analysis approach models the limb as a series of connected linkages and integrates morphometric data to yield information about the net joint moment, patterns of muscle power and joint reaction forces. The results of these studies have greatly advanced our understanding of the pathogenesis of joint diseases in humans. A muscular imbalance between the hamstring and quadriceps muscles has been suggested as a cause for anterior cruciate ligament rupture in female athletes. Based on these findings, neuromuscular training programs leading to a relative risk reduction of up to 80% has been designed. In spite of the cost and morbidity associated with CCL disease and its management, very few studies have focused on the inverse dynamics gait analysis of this condition in dogs. The general goals of this research were (1) to further define gait mechanism in Labrador Retrievers with and without CCL-deficiency, (2) to identify individual dogs that are susceptible to CCL disease, and (3) to characterize their gait. The mass, location of the center of mass (COM), and mass moment of inertia of hind limb segments were calculated using a noninvasive method based on computerized tomography of normal and CCL-deficient Labrador Retrievers. Regression models were developed to determine predictive equations to estimate body segment parameters on the basis of simple morphometric measurements, providing a basis for nonterminal studies of inverse dynamics of the hind limbs in Labrador Retrievers. Kinematic, ground reaction forces (GRF) and morphometric data were combined in an inverse dynamics approach to compute hock, stifle and hip net moments, powers and joint reaction forces (JRF) while trotting in normal, CCL-deficient or sound contralateral limbs. Reductions in joint moment, power, and loads observed in CCL-deficient limbs were interpreted as modifications adopted to reduce or avoid painful mobilization of the injured stifle joint. Lameness resulting from CCL disease affected predominantly reaction forces during the braking phase and the extension during push-off. Kinetics also identified a greater joint moment and power of the contralateral limbs compared with normal, particularly of the stifle extensor muscles group, which may correlate with the lameness observed, but also with the predisposition of contralateral limbs to CCL deficiency in dogs. For the first time, surface EMG patterns of major hind limb muscles during trotting gait of healthy Labrador Retrievers were characterized and compared with kinetic and kinematic data of the stifle joint. The use of surface EMG highlighted the co-contraction patterns of the muscles around the stifle joint, which were documented during transition periods between flexion and extension of the joint, but also during the flexion observed in the weight bearing phase. Identification of possible differences in EMG activation characteristics between healthy patients and dogs with or predisposed to orthopedic and neurological disease may help understanding the neuromuscular abnormality and gait mechanics of such disorders in the future. Conformation parameters, obtained from femoral and tibial radiographs, hind limb CT images, and dual-energy X-ray absorptiometry, of hind limbs predisposed to CCL deficiency were compared with the conformation parameters from hind limbs at low risk. A combination of tibial plateau angle and femoral anteversion angle measured on radiographs was determined optimal for discriminating predisposed and non-predisposed limbs for CCL disease in Labrador Retrievers using a receiver operating characteristic curve analysis method. In the future, the tibial plateau angle (TPA) and femoral anteversion angle (FAA) may be used to screen dogs suspected of being susceptible to CCL disease. Last, kinematics and kinetics across the hock, stifle and hip joints in Labrador Retrievers presumed to be at low risk based on their radiographic TPA and FAA were compared to gait data from dogs presumed to be predisposed to CCL disease for overground and treadmill trotting gait. For overground trials, extensor moment at the hock and energy generated around the hock and stifle joints were increased in predisposed limbs compared to non predisposed limbs. For treadmill trials, dogs qualified as predisposed to CCL disease held their stifle at a greater degree of flexion, extended their hock less, and generated more energy around the stifle joints while trotting on a treadmill compared with dogs at low risk. This characterization of the gait mechanics of Labrador Retrievers at low risk or predisposed to CCL disease may help developing and monitoring preventive exercise programs to decrease gastrocnemius dominance and strengthened the hamstring muscle group.

Muscle fatigue resistance: comparison of Martin vigorimeter and Jamar dynamometer in community-dwelling people

Background: For the diagnosis of frailty exhaustion is a criteria currently measured by self-reported questionnaires, which are subjective and dependent on individual perception. The FR test has been developed as a bed side objective evaluation of muscle fatigue. The test was validated for the VM. However, the JD is frequently used to measure the grip strength. So the comparison of these devices is required to understand if FR is similar when measured with both devices. Methods: Fifty-four (29 female and 25 male; mean age: 39.98 ± 18.09) community-dwelling people were tested for muscle function. The Fatigue resistance (FR), which is the time during that grip strength drops to 50% of its maximum, was recorded with each device and simultaneous sEMG of the forearm muscles was obtained. The (co-)activation of agonist and antagonist muscles was calculated and compared with the differences between the performances with each device (controlling for gender and age). Results: FR was significantly better when measured with VM compared to JD. At all phases of the FR-test the antagonist muscle co-activation was significantly higher for VM compared to JD. In contrast, the agonist muscle activation level was significantly higher in JD compared to VM. When performing the FR-test with VM, both the agonist muscle activation and antagonist muscle co-activation decreased significantly (p<0.05). Whereas when using the JD, only a significant decrease in the antagonist muscle co-activation was observed. The difference in antagonist muscle activation between VM and JD was significantly related to the difference in FR between both devices. Conclusion: The results suggest that the FR-test when using the VM induces a more prominent muscle exhaustion than when using the JD, which makes the VM more suitable for measuring muscle fatigue resistance. However, these findings must be confirmed in a larger study population.

Ambiente para aquisição e processamento de sinal eletromiográfico de superfície

In this work, a platform to the conditioning, digitizing, visualization and recording of the EMG signals was developed. After the acquisition, the analysis can be done by signal processing techniques. The platform consists of two modules witch acquire electromyography (EMG) signals by surface electrodes, limit the interest frequency band, filter the power grid interference and digitalize the signals by the analogue-to- digital converter of the modules microcontroller. Thereby, the data are sent to the computer by the USB interface by the HID specification, displayed in real-time in graphical form and stored in files. As processing resources was implemented the operations of signal absolute value, the determination of effective value (RMS), Fourier analysis, digital filter (IIR) and the adaptive filter. Platform initial tests were performed with signal of lower and upper limbs with the aim to compare the EMG signal laterality. The open platform is intended to educational activities and academic research, allowing the addition of other processing methods that the researcher want to evaluate or other required analysis.

Relationship between internal derangement of temporomandibular joint and changes in body posture

Background: The presence of body posture changes among patients with temporomandibular disorders (TMD) has been a controversial issue in the literature, in which it supporters point out the muscular origin as the main etiological factors, mainly associated with postural changes in head. Due to this controversy, it is pertinent to check whether this relationship exists on the most common etiology of TMD, the disk displacement, which translates a biomechanical internal disorder of the temporomandibular joint (TMJ). Objectives: Assess body posture changes in subjects with internal derangement of the TMJ when compared to subjects without this biomechanical dysfunction, characterize the patterns of the jaw movements and assess to the muscle activation during jaw movements. Methods: 21 subjects with TMJ disc displacement (DD) (test group) and 21 subjects without any TMD (control group) was assessed for body posture changes through evaluation of several body segments by posturography and also was evaluated the postural balance reactions through the center of mass during jaw movements using a balance platform. For the characterization of the jaw movement patterns it was done a kinematic analysis during jaw movements (active ROM and path of the jaw). For the muscle activation during jaw movements it was evaluated the masseter, sternocleidomastoid and spinae erector muscles by surface electromyography (EMG). Results Discussion: Both groups show forward head posture and extension of the cervical spine, not noticing any other significant body posture changes in subjects with DD, and if we had to see in detail, in general, subjects without TMD shows more body posture changes than subjects with DD. The pattern of jaw movements is similar in both groups, but in subjects with DD the closing movements are more instable than the opening movements, related to a less effective movement control to counteract the force of gravity and the disk displacement. The bilateral muscle activation during jaw movements is higher in subjects with DD, likely related to a less stable pattern of movement which leads in a higher muscle activation to guide the movement and ensure the best as possible articular stability. Conclusion: The disk displacement with reduction should be viewed as part of a set of signs and symptoms that require an accurate musculoskeletal and psychosocial assessment towards an earlier diagnosis for reduction and control of the functional limiting factors. In this direction, it seems that the relevant set of limiting signs and symptoms deserve a particular attention by health care practitioners involved in the assessment and treatment of TMD, in order to define effective therapeutic options.

Mécanismes psychophysiques et neuronaux de la compensation dynamique de multiples champs de force : facilitation et anticipation liée à des indices de couleur

Dans cette thèse, nous abordons le contrôle moteur du mouvement du coude à travers deux approches expérimentales : une première étude psychophysique a été effectuée chez les sujets humains, et une seconde implique des enregistrements neurophysiologiques chez le singe. Nous avons recensé plusieurs aspects non résolus jusqu’à présent dans l’apprentissage moteur, particulièrement concernant l’interférence survenant lors de l’adaptation à deux ou plusieurs champs de force anti-corrélés. Nous avons conçu un paradigme où des stimuli de couleur aident les sujets à prédire la nature du champ de force externe actuel avant qu’ils ne l’expérimentent physiquement durant des mouvements d’atteinte. Ces connaissances contextuelles faciliteraient l’adaptation à des champs de forces en diminuant l’interférence. Selon le modèle computationnel de l’apprentissage moteur MOSAIC (MOdular Selection And Identification model for Control), les stimuli de couleur aident les sujets à former « un modèle interne » de chaque champ de forces, à s’en rappeler et à faire la transition entre deux champs de force différents, sans interférence. Dans l’expérience psychophysique, quatre groupes de sujets humains ont exécuté des mouvements de flexion/extension du coude contre deux champs de forces. Chaque force visqueuse était associée à une couleur de l’écran de l’ordinateur et les deux forces étaient anti-corrélées : une force résistante (Vr) a été associée à la couleur rouge de l’écran et l’autre, assistante (Va), à la couleur verte de l’écran. Les deux premiers groupes de sujets étaient des groupes témoins : la couleur de l’écran changeait à chaque bloc de 4 essais, tandis que le champ de force ne changeait pas. Les sujets du groupe témoin Va ne rencontraient que la force assistante Va et les sujets du groupe témoin Vr performaient leurs mouvements uniquement contre une force résistante Vr. Ainsi, dans ces deux groupes témoins, les stimuli de couleur n’étaient pas pertinents pour adapter le mouvement et les sujets ne s’adaptaient qu’à une seule force (Va ou Vr). Dans les deux groupes expérimentaux, cependant, les sujets expérimentaient deux champs de forces différents dans les différents blocs d’essais (4 par bloc), associés à ces couleurs. Dans le premier groupe expérimental (groupe « indice certain », IC), la relation entre le champ de force et le stimulus (couleur de l’écran) était constante. La couleur rouge signalait toujours la force Vr tandis que la force Va était signalée par la couleur verte. L’adaptation aux deux forces anti-corrélées pour le groupe IC s’est avérée significative au cours des 10 jours d’entraînement et leurs mouvements étaient presque aussi bien ajustés que ceux des deux groupes témoins qui n’avaient expérimenté qu’une seule des deux forces. De plus, les sujets du groupe IC ont rapidement démontré des changements adaptatifs prédictifs dans leurs sorties motrices à chaque changement de couleur de l’écran, et ceci même durant leur première journée d’entraînement. Ceci démontre qu’ils pouvaient utiliser les stimuli de couleur afin de se rappeler de la commande motrice adéquate. Dans le deuxième groupe expérimental, la couleur de l’écran changeait régulièrement de vert à rouge à chaque transition de blocs d’essais, mais le changement des champs de forces était randomisé par rapport aux changements de couleur (groupe « indice-incertain », II). Ces sujets ont pris plus de temps à s’adapter aux champs de forces que les 3 autres groupes et ne pouvaient pas utiliser les stimuli de couleurs, qui n’étaient pas fiables puisque non systématiquement reliés aux champs de forces, pour faire des changements prédictifs dans leurs sorties motrices. Toutefois, tous les sujets de ce groupe ont développé une stratégie ingénieuse leur permettant d’émettre une réponse motrice « par défaut » afin de palper ou de sentir le type de la force qu’ils allaient rencontrer dans le premier essai de chaque bloc, à chaque changement de couleur. En effet, ils utilisaient la rétroaction proprioceptive liée à la nature du champ de force afin de prédire la sortie motrice appropriée pour les essais qui suivent, jusqu’au prochain changement de couleur d’écran qui signifiait la possibilité de changement de force. Cette stratégie était efficace puisque la force demeurait la même dans chaque bloc, pendant lequel la couleur de l’écran restait inchangée. Cette étude a démontré que les sujets du groupe II étaient capables d’utiliser les stimuli de couleur pour extraire des informations implicites et explicites nécessaires à la réalisation des mouvements, et qu’ils pouvaient utiliser ces informations pour diminuer l’interférence lors de l’adaptation aux forces anti-corrélées. Les résultats de cette première étude nous ont encouragés à étudier les mécanismes permettant aux sujets de se rappeler d’habiletés motrices multiples jumelées à des stimuli contextuels de couleur. Dans le cadre de notre deuxième étude, nos expériences ont été effectuées au niveau neuronal chez le singe. Notre but était alors d’élucider à quel point les neurones du cortex moteur primaire (M1) peuvent contribuer à la compensation d’un large éventail de différentes forces externes durant un mouvement de flexion/extension du coude. Par cette étude, nous avons testé l’hypothèse liée au modèle MOSAIC, selon laquelle il existe plusieurs modules contrôleurs dans le cervelet qui peuvent prédire chaque contexte et produire un signal de sortie motrice approprié pour un nombre restreint de conditions. Selon ce modèle, les neurones de M1 recevraient des entrées de la part de plusieurs contrôleurs cérébelleux spécialisés et montreraient ensuite une modulation appropriée de la réponse pour une large variété de conditions. Nous avons entraîné deux singes à adapter leurs mouvements de flexion/extension du coude dans le cadre de 5 champs de force différents : un champ nul ne présentant aucune perturbation, deux forces visqueuses anti-corrélées (assistante et résistante) qui dépendaient de la vitesse du mouvement et qui ressemblaient à celles utilisées dans notre étude psychophysique chez l’homme, une force élastique résistante qui dépendait de la position de l’articulation du coude et, finalement, un champ viscoélastique comportant une sommation linéaire de la force élastique et de la force visqueuse. Chaque champ de force était couplé à une couleur d’écran de l’ordinateur, donc nous avions un total de 5 couleurs différentes associées chacune à un champ de force (relation fixe). Les singes étaient bien adaptés aux 5 conditions de champs de forces et utilisaient les stimuli contextuels de couleur pour se rappeler de la sortie motrice appropriée au contexte de forces associé à chaque couleur, prédisant ainsi leur sortie motrice avant de sentir les effets du champ de force. Les enregistrements d’EMG ont permis d’éliminer la possibilité de co-contractions sous-tendant ces adaptations, étant donné que le patron des EMG était approprié pour compenser chaque condition de champ de force. En parallèle, les neurones de M1 ont montré des changements systématiques dans leurs activités, sur le plan unitaire et populationnel, dans chaque condition de champ de force, signalant les changements requis dans la direction, l’amplitude et le décours temporel de la sortie de force musculaire nécessaire pour compenser les 5 conditions de champs de force. Les changements dans le patron de réponse pour chaque champ de force étaient assez cohérents entre les divers neurones de M1, ce qui suggère que la plupart des neurones de M1 contribuent à la compensation de toutes les conditions de champs de force, conformément aux prédictions du modèle MOSAIC. Aussi, cette modulation de l’activité neuronale ne supporte pas l’hypothèse d’une organisation fortement modulaire de M1.

Efeito de um programa de exercícios para prevenção da dor lombar ao nível do endurance e co-ativação bilateral do músculo médio glúteo, sway postural e intensidade da dor

INTRODUÇÃO E OBJETIVOS: A dor lombar (DL) é considerada um dos maiores problemas socioeconómicos dos países industrializados e está associada à manutenção da posição de ereta em atividades ocupacionais e laborais. O objetivo do presente estudo é descrever e analisar o efeito de um programa de exercícios para prevenção da DL ao nível do endurance e co-ativação bilateral do músculo médio glúteo (MG), sway postural e a intensidade da DL em indivíduos que desenvolvem dor (DD) numa tarefa prolongala em pé. É expetável que os indivíduos DD, após o programa de exercícios, reduzam a intensidade subjetiva da dor, o nível de co-ativação bilateral e o sway postural e que aumentem o endurance do músculo MG. MATERIAIS E MÉTODOS: Os participantes (19 homens, 31 mulheres), sem história prévia de DL, foram sujeitos ao teste de indução de DL transitória. Antes do teste foi avaliado o endurance da musculatura lombo-pélvica pelo side-bridge teste (SBT); e durante o teste foram recolhidos dados da atividade do músculo MG através de eletromiografia (EMG) de superfície, avaliado o sway postural com recurso a um acelerómetro 3D e intensidade subjetiva da dor, pela EVA. Um aumento>10mm na EVA durante o teste categorizou os indivíduos como DD. Os participantes foram aleatoriamente distribuídos por sexo e por desenvolver ou não dor (DD/NDD) em grupo experimental (Exp) e controlo (Cont). O grupo Exp realizou um programa e exercícios no domicílio e o grupo Cont manteve as suas atividades. Após 4 semanas procedeu-se à reavaliação. RESULTADOS: Os individuos que constituem a amostra deste estudo foram agrupados de acordo com diversos critérios e avaliados vários aspectos relacionados com a DL. Os resultados revelaram que 48% dos participantes foram classificados como DD. Em muitos aspectos analisados, o comportamento dos indivíduos foi semelhante não existindo diferenças significativas (p≥0,05). No entanto, os resultados mostram que existem diferenças quanto à intensidade subjetiva da dor onde se obteve uma variação significativa entre os dois dias de teste (p<0,05) em indivíduos DDExp. Também se observou um efeito clinicamente relevante na interação da intervenção e sexo enquanto medidas repetidas ao nível do endurance. CONCLUSÕES: O programa de exercícios provou ser benéfico na redução da intensidade da dor durante uma tarefa prolongada em pé. O endurance muscular revelou uma variação positiva ao exercício. Nos participantes em estudo não houve alteração relevante nas medidas de co-ativação muscular e sway postural.

A review of risk factors for hamstring injury in soccer: a biomechanical approach

The aim has been to review the literature about the risk factors of hamstring injury in soccer from a biomechanical point of view. METHODOLOGY. Data bases of bibliography references were Medline, Scopus and SportDiscuss. RESULTS AND DISCUSSION. Many prospective studies have shown that the previous injury is the greatest risk factor of sustaining the injury. However the primary causes of the injury are unclear in soccer. A lack of hamstring flexibility has been one of the main injury risk factors with controversies on the results. Imbalance of isokinetic force is a risk factor but electrical coactivation of all muscles participating during knee flexion and extension are unknown in football. While the importance of lumbopelvic-hamstrings muscles synchronization during running seems to be crucial for understanding the risk of injury, no research has been developed in this topic in football. CONCLUSIONS. More research using new data recording procedures as Dynamic Scanners, Surface EMG, Inverse Dynamic Analysis are needed. The analysis of more specific movements as running, kicking or jumping is clearly required. Managers, coaches, physical trainers, physiotherapists, sport physicians and researchers should work together in order to improve the injury prevention and rehabilitation programs of football players. Key Words: sports biomechanics, soccer, hamstring injury, risk factors