Tendinitis rotuliana y pliometría en juniors de alto rendimiento

Habitualmente los trabajos y estudios publicados sobre el entrenamiento de la potencia pliométrica de miembros inferiores orientados hacia el alto rendimiento deportivo en baloncesto, son realizados sobre atletas de elite, pero no así sobre jugadores que están en la etapa del traspaso de las categorías Junior a las Elites, pero que, en muchos casos, entrenan juntos, sin que se respete su individualidad biológica, llevando en muchos casos a lesiones tendinosas por un inadecuado trabajo metodológico en estas etapas (15 a 17 años). Por otra parte se ha buscado desarrollar una serie de indicaciones metodológicos para favorecer la prevención de lesiones osteo-articulares en esta etapa de camino hacia el Alto Rendimiento. La rodilla de saltador, también conocida como tendinitis rotuliana o tendinopatía rotuliana, es una inflamación o lesión del tendón rotuliano, un tejido similar a una cuerda que une la rótula a la tibia (hueso de la espinilla). La rodilla de saltador es una lesión por sobrecarga (movimientos repetidos que causan irritación o daño en los tejidos en determinada zona del cuerpo). Saltar, caer y cambiar de dirección de manera constante pueden provocar torceduras, desgarros y daño en el tendón rotuliano. Por lo tanto, los jóvenes que regularmente practican deportes que implican saltar mucho todo el tiempo, como el baloncesto, pueden ejercer mucha presión en las rodillas. La rodilla de saltador puede parecer una lesión menor que no es realmente grave. Por este motivo, muchos jugadores siguen entrenando y compitiendo, y suelen ignorar la lesión o intentan tratarla por su cuenta

Actualización en el entrenamiento pliométrico de Junior hacia el Alto Rendimiento

Habitualmente los trabajos y estudios publicados sobre el entrenamiento de la potencia pliométrica de miembros inferiores orientados hacia el alto rendimiento deportivo en baloncesto, son realizados sobre atletas de elite, pero no así sobre jugadores que están en la etapa del traspaso de las categorías Junior a las Elites, pero que, en muchos casos, entrenan juntos, sin que se respete su individualidad biológica, llevando en muchos casos a lesiones tendinosas por un inadecuado trabajo metodológico en estas etapas (16 a 18 años). Por otra parte se ha buscado desarrollar un programa de entrenamiento donde se privilegie como carga de entrenamiento la dificultad coordinativa y la velocidad de ejecución, sobre los parámetros tradicionales de cantidad de saltos y pesos adicionales

Os (des)caminhos de um pesquisador do futebol brasileiro

The research in professional football within the human and social sciences, despite increased, still faced limitations and restrictions imposed by the clubs, hindering its realization. As part of my master's thesis, this article aims to portray the effects of leadership on the functioning of the group and to detect the importance and necessity of cohesion in a professional team of footballers. Furthermore, the relationship between the researcher and the football club was analyzed and described, as well as the limitations and obstacles encountered during field research. Following the guidelines of qualitative research and having social psychology as a theoretical background (Kurt Lewin and Pichon-Rivière), this research resulted from the analysis of a professional football club (players, staff and executives of a club with national and international importance) during 5 days of daily contact with the group in games, practice, concentration and meals. The difficulties in analyzing the group's leadership and cohesion were vast, among which stand out the difficulty or impossibility of access to the places-situations suggested as methodology, their refusals to interviews and rejection of the administration of a free choice test. The bond created and the roles taken harmed attempts for further analysis. Therefore, due to the characteristics of contemporary football, especially the financial and political interests the difficulties likely to arise range according to the characteristics of the institution

Sobre la generalización del trauma

El presente trabajo consiste en la descripción y análisis del concepto de trauma desde dos disciplinas diferentes, desde cuya comparación y contrastación nos proponemos arribar a una definición posible. Partimos del problema que ha dado en llamarse la generalización actual del trauma, problema que comporta un insoslayable interés teórico y clínico pero también implica una dimensión ética. Hablar de trauma en la época supone tomar una posición desde la cual se enunciará dicho término, posición que determina tanto una definición comoun modo de abordaje del fenómeno descripto. Nuestro objetivo será entonces concluir en una definición del concepto desde el psicoanálisis, tras revisar las críticas que pueden realizarse a la definición psiquiátrica que emerge de los manuales de clasificación diagnóstica. Cuando las referencias que nos guían son aquellos manuales psiquiátricos, la descripción se basa fundamentalmente en un conjunto de ítems que definen qué entender por síndrome por estrés postraumático y generalizan para toda una serie de acontecimientos una misma interpretación y una respuesta estandarizada sobre qué hacer y cómo intervenir en esos casos. Si, en cambio, pretendemos abordar estas cuestiones desde la teoría psicoanalítica, es imposible afirmar que existan traumatismos estándares así como tampoco podemos sostener que lo traumático se refiera a un acontecimiento. Se nos torna imprescindible introducir allí al sujeto y por lo tanto a su particularidad, adquiriendo entonces el trauma, un estatuto diferente. Abordar la cuestión por la vertiente estructural nos conduce, asimismo, a una posición diferente en la dirección de la cura. Nos proponemos llevar a cabo el trabajo a partir de una viñeta clínica, luego introducir las posiciones anteriormente mencionadas, y desde allí avanzar hacia una definición posible de trauma y una alternativa clínica de intervención. Será la contrastación de las posiciones la que permitirá decidir sobre aquellos argumentos que solventen las críticas y decidir sobre los elementos que comportarán nuestra definición. Hemos elegido la presentación de una viñeta clínica en tanto ella se ajusta perfectamente a los ítems consignados en los manuales psiquiátricos. Sin embargo, la conclusión a la que logramos arribar tras introducir la concepción psicoanalítica, es que sólo haciendo un recorte específico de dicha presentación podremos sostener que se trata de una presentación traumática. Es si y sólo si consideramos los dichos del paciente respecto del acontecimiento vivido que podremos decir que allí aconteció algo del orden de lo traumático. Y es porque consideramos que es preciso siempre considerar esos dichos que comenzamos el trabajo partiendo de una breve presentación clínica. Lo anteriormente afirmado constituye la especificidad del método psicoanalítico: no son hechos fácticos los que estudiamos, sino que la realidad que compete al psicoanálisis es la realidad discursiva. Tal es el principal argumento por el cual no serán los acontecimientos en sí mismos los traumáticos para todos los sujetos por igual, sino cómo se inscribe para cada uno el encuentro con lo real. Hay siempre una implicación del sujeto en aquello que le acontece, y es sólo por esa vía que el analista puede intervenir poniendo a hablar al paciente, único modo en el que se puede intentar reinventar algo allí donde lo que hay es un simple agujero, un vacío que por estructura habita al ser hablante

La importancia del conocimiento anatómico en la evaluación antropométrica

Si bien el desarrollo de la antropometría como ciencia comienza en los albores del siglo XX, la preocupación del hombre por las proporciones corporales nos remonta a la cultura helenística. A lo largo de la historia siempre hubo preocupación por las dimensiones del hombre, siendo el hombre de Vitrubio de Leonardo Da Vinci quizás el ejemplo más famoso. En el Siglo XX la antropometría comenzó a constituirse como ciencia a partir de las escuelas Biotipológicas, luego promediando el siglo XX empieza la relación inquebrantable de esta ciencia con el deporte, sobre todo con los trabajos cada vez más numerosos y complejos que se daban con cada cita olímpica. Hoy en día la antropometría es una herramienta muy consolidada en el ámbito deportivo no solo para evaluar la composición corporal de los atletas, sino también para la búsqueda de talentos, la predicción de talla adulta en niños deportistas, etc. Pero es cierto también trasciende este ámbito y se hace presente en disciplinas como la ergonomía), las ciencias medicas, el fitness, etc. El conocimiento anatómico es de fundamental importancia no solo en lo que a la medición antropométrica propiamente dicha se refiere, siendo no solo fundamental para apoyar desde lo teórico la ubicación rápida y certera de las Landmarks (puntos anatómicos que se marcan sobre el evaluado para la posterior medición), sino también, y quizás de más importancia aún, para la interpretación posterior de los resultados antropométricos. En este aspecto la importancia de esta ciencia se establece en la posibilidad de la anatomía de permitir fundamentar o al menos hipotétizar desde un conocimiento científico el por qué por ejemplo un determinado deporte requiere ciertas dimensiones corporales para la consecución de resultados exitosos, o por que otros deportes son más flexibles en lo que a composición corporal respecta

Tendinitis rotuliana y pliometría en juniors de alto rendimiento

Habitualmente los trabajos y estudios publicados sobre el entrenamiento de la potencia pliométrica de miembros inferiores orientados hacia el alto rendimiento deportivo en baloncesto, son realizados sobre atletas de elite, pero no así sobre jugadores que están en la etapa del traspaso de las categorías Junior a las Elites, pero que, en muchos casos, entrenan juntos, sin que se respete su individualidad biológica, llevando en muchos casos a lesiones tendinosas por un inadecuado trabajo metodológico en estas etapas (15 a 17 años). Por otra parte se ha buscado desarrollar una serie de indicaciones metodológicos para favorecer la prevención de lesiones osteo-articulares en esta etapa de camino hacia el Alto Rendimiento. La rodilla de saltador, también conocida como tendinitis rotuliana o tendinopatía rotuliana, es una inflamación o lesión del tendón rotuliano, un tejido similar a una cuerda que une la rótula a la tibia (hueso de la espinilla). La rodilla de saltador es una lesión por sobrecarga (movimientos repetidos que causan irritación o daño en los tejidos en determinada zona del cuerpo). Saltar, caer y cambiar de dirección de manera constante pueden provocar torceduras, desgarros y daño en el tendón rotuliano. Por lo tanto, los jóvenes que regularmente practican deportes que implican saltar mucho todo el tiempo, como el baloncesto, pueden ejercer mucha presión en las rodillas. La rodilla de saltador puede parecer una lesión menor que no es realmente grave. Por este motivo, muchos jugadores siguen entrenando y compitiendo, y suelen ignorar la lesión o intentan tratarla por su cuenta

El atletismo femenino español a través de las marcas y categorías atléticas (Época actual)

El origen del trabajo desarrollado surgió como resultado de una serie de conversaciones mantenidas con mi director de tesina D. José Manuel Ballesteros, al que manifesté mi interés en realizarlo sobre el tema de Atletismo Femenino Español de tal manera, que especulando con los diversos tratamientos posibles sobre el mismo, optamos por el que se hace referencia en el título, es decir, presentando su origen y evolución en función de las marcas, mediante un estudio comparativo a través de los rankings nacionales, y listas de records de la I.A.A.F. y las "categorías" de atletas de la R.F.E.A. La otra razón, de no menor relieve, ha sido la falta de interés general, que por el atletismo femenino existe entre nosotros tanto a nivel popular como a nivel de los especialistas. La mayor parte de los trabajos existentes sobre atletismo se han restringido preferentemente a la categoría masculina, por lo que se nos ofrece una misión capidisminuída del panorama atlético, al no integrarse en ellos la parte que corresponde interpretar en su contexto general, a nuestras altelas; por todo esto cabe preguntarse: ¿no será que el papel de la mujer en nuestra sociedad sigue siendo poco valorado, y de ahí, que sus actividades no sean dignas de tenerse en cuenta? Más en particular, refiriendo lo anteriormente expuesto a nuestra parcela, ¿es el papel ¿le nuestras atletas poco apreciado en nuestro panorama atlético?, o bien: ¿carecerá realmente de importancia el movimiento atlético femenino en nuestro país, como para no ser apreciado por la mayoría de los estudiosos de este deporte?. Las relaciones entre el prejuicio hacía la práctica del deporte femenino y la calidad del mismo, parecen ser bastante estrechas, pues, la creencia muy generalizada de achacar a la práctica de ciertos deportes, y en especial al atletismo una masculinización de la mujer, tomando como ejemplo los casos personalismos de atletas extranjeras que, como excepción confirman la regla, ya sea por su complexión morfológica de rasgos acusadamente varoniles, o bien por la insidiosa interpretación que se ha hecho sobre casos de "atletas" cuyos caracteres sexuales eran ambiguos, prestándose a la suplantación de sexo, y que hace algunos años aparecieron en reducido número, pero con gran publicidad de los mismos, sin que en la actualidad puedan darse tales casos debido a los controles médicos que se realizan. El problema presentado es muy interesante y amplio, pero con todo me voy a limitar a un aspecto concreto del problema en general, que se adapta mejor a mis posibilidades de investigación sobre el particular, ya que mi intención es comprobar la dimensionalidad alcanzada por el Atletismo Femenino Español de la época actual, a través del estudio analítico desarrollado en función de las marcas como referencia más válida para constatar el desarrollo evolutivo del mismo, deduciéndose se ha existido progreso, y por lo tanto, si éste, carece o no de importancia, marcándonos este estudio y sus resultados el valor real del fenómeno en cuestión. Debido a poder considerar, en un plano, cuando menos, teórico la existencia de dos fases o época en el atletismo femenino español, según se ha dado cuente en el apartado primero de este capítulo, se ha optado, por la que tanto por su valor como por la adquisición de un auténtico cuerpo formal, siendo además la actual permite enlazar menor con el futuro.

Constitución y rendimiento académico de los estudiantes de educación física. Estudio diferencial de aptitudes del estudiante del profesorado de educación física

Esta tesina es el resultado del esfuerzo personal y particular de una persona pero integrado en un proyecto colectivo de estudio, discusión, experimentación y verificación de hipótesis, que desde hace varios años venimos madurando, y cuyos frutos comienzan a recogerse. Tres campos se ofrecieron a nuestra meditación: el estudio de las tareas que caracterizan la función del profesional de la Educación Física; la descripción y análisis de las aptitudes convenientes para el desenvolvimiento en dichas tareas; la critica de los procesos de desarrollo y de las capacidades y los sistemas de formación. Los campos son el referido a la constitución corporal, a las aptitudes intelectuales, el rendimiento escolar y físico, y finalmente al aprendizaje motriz, principalmente. Los aspectos estudiados son: 1. Se ha tratado de aclarar cuál es el somatotipo característico del profesor de E.F., cuáles son las relaciones entre el hábito corporal y diversas variables de personalidad, de aptitudes, de rendimiento físico y escolar. 2. Se ha llevado a cabo, con gran cantidad de variables, un estudio sobre las dimensiones características de la personalidad y las relaciones de estos rasgos con diversos aspectos de aptitudes y entre grupos. 3. Por descontado en estos estudios se tienen en cuenta las diversas aptitudes físicas, psicomotrices, intelectuales (verbales, espaciales, razonamiento, etc.), relacionadas con diversos aspectos del potencial y rendimiento personales. 4. El rendimiento es un tema criterial importante, por eso se han buscado las relaciones entre los datos morfológicos, motrices, físicos, intelectuales, de personalidad. etc., y los resultados en el rendimiento académico, físico-deportivo, o motriz. 5. Finalmente nos interesa pasar al estudio de las comparaciones entre grupos, sobre todo cuando dentro del mismo “curriculum” escolar se pueden cursar diversas especialidades. Hemos llevado a cabo comparaciones sobre los aspectos aptitudinales, de rendimiento, personalidad, etc., para diversos grupos de Maestrías en Deportes. Por otra parte, se está procediendo a realizar comparaciones entre estudiantes de Educación Física, atletas, deportistas u otros estudiantes, referidas a ciertas variables. Como puede verse, es bastante extenso el campo de investigación, pero difícilmente podrá profundizarse en él, si no se cuenta con herramientas apropiadas. Por ahora, sólo hemos arañado con un tosco arado romano, pero creemos que la semilla no se secará y dará pequeñas cosas, como es esta tesina, cuyos argumentos contenidos, esquema experimental y resultados, servirán de apoyo a objetivos más ambiciosos.

Heart rate recovery in elite Spanish male athletes

Recuperación de la frecuencia cardiaca en atletas varones españoles During postexercise recovery, heart rate (HR) initially falls rapidly, followed by a period of slower decrease, until resting values are reached. The aim of the present work was to examine the differences in the recovery heart rate (RHR) between athletes engaged in static and dynamic sports.

Análisis de la elección de la pierna de ataque predominante en la prueba de 400 m vallas de los XIII Campeonatos del Mundo de Atletismo de Daegu

Objetivos: Analizar la utilización de una u otra pierna como pierna de ataque predominante en atletas de 400 m vallas de alto nivel. Método: El estudio es descriptivo de corte transversal. Se estudiaron todas las carreras de 400 m vallas de los 72 participantes (34 hombres y 38 mujeres) en los XIII Campeonatos del Mundo de Atletismo Daegu 2011, mediante la grabación en video desde la tribuna principal del Daegu Stadium de las 18 carreras de 400 m vallas disputadas, y el posterior análisis mediante la aplicación informática Kinovea 0.8.4. Resultados: Por atletas, en el total de las carreras masculinas, la pierna de ataque predominante fue la izquierda con un 63,6 % (42 atletas) y con la pierna derecha hubo un 34,8 % (23 atletas). Solo en un caso había un equilibrio entre izquierda y derecha. En la final hubo un 75 % (6 atletas) cuya pierna predominante de ataque fue la izquierda. En cuanto a las mujeres, la pierna de ataque predominante fue la izquierda con un 48,6 % seguida de la pierna derecha con un 41,4 % y para el 10 % había un equilibrio de las dos. En la final, en cambio, la pierna predominante de ataque fue la derecha con un 87,5 % (7 atletas) por un 12,5 % de la izquierda (1 sola atleta). Se encontraron diferencias significativas (p = 0,018) en la media de tiempo final de los atletas masculinos según cual fuera su pierna de ataque. Conclusiones: La mayoría de los atletas atacan las vallas con derecha e izquierda en algún momento de la carrera, lo que obliga al dominio técnico bilateral. La pierna de ataque más utilizada es la izquierda, aunque en menor medida en el caso de las mujeres. Por primera vez en una gran competición, 7 de las 8 finalistas tienen la pierna derecha como pierna predominante.

Evolución de la longitud de zancada en la prueba de 60 metros vallas

La investigación científica acerca de la longitud de las zancadas en la prueba de vallas altas, tanto en pista cubierta como aire libre, se ha llevado a cabo mediante estudios en dos y tres dimensiones o empleando técnicas similares. Dichos estudios se han desarrollado bien sobre una o dos vallas o analizando el intervalo entre ellas. De este modo, existen referencias sobre la longitud de la zancada en el paso de la segunda valla [3], más frecuentemente sobre la tercera, cuarta o quinta valla [4] y, en ocasiones, analizando la octava o novena valla [2]. En cualquier caso, estos trabajos no han sido realizados sobre todos los deportistas que competían en la serie y, frecuentemente, se han llevado a cabo en condiciones de entrenamiento. Es por ello que el objetivo de la presente investigación fuese conocer cuáles eran los valores en competición a lo largo de toda la prueba en una amplia muestra de atletas, analizando la posible existencia de variaciones en la longitud de zancada entre las vallas.

Análisis cinético y cinemático de la carrera de velocidad 100 metros lisos en sus diferentes fases

El presente estudio, se realizó en las instalaciones del CSD con los velocistas del Centro de Alto Rendimiento, se analizó en él una carrera de velocidad de 100m utilizando instrumentos novedosos como son el láser para la obtención de la velocidad instantánea y plantillas podológicas instrumentadas para la medición de la fuerza vertical de los apoyos. Estos instrumentos nos aportan una información imposible de conseguir hasta la fecha fuera de un contexto de laboratorio permitiendo que podamos analizar con detalle en cada fase de la carrera de velocidad tanto la cinemática como la cinética de la misma. Además, a partir de los resultados que nos aportan estos instrumentos y de su posterior análisis, nos encontramos en disposición de entregar a los entrenadores con los que colaboramos un informe detallado acerca de las características específicas de sus corredores en cada tramo de la carrera que les permitirá hacer los ajustes necesarios en su entrenamiento con los que optimizar el rendimiento de sus atletas.

Herramienta para la gestión de diarios de entretenimientos configurables

El Trabajo Fin de Grado ha consistido en el diseño e implementación de una herramienta para la gestión y administración de los entrenamientos de atletas de deportes individuales. Hasta ahora los deportistas debían gestionar sus entrenamientos a través de hojas de cálculo, teniendo que dedicar tiempo al aprendizaje de herramientas como Microsoft Excel u OpenOffice Excel para personalizar las plantillas y guardar los datos, utilizar otras herramientas como Google Calendar para obtener una visión de un calendario con los entrenamientos realizados o bien utilizar programas hechos a medida para un deporte e incluso para un deportista. El objetivo principal consistía en desarrollar una herramienta que unificara todas las tareas para ofrecer al deportista las funciones de configuración de plantillas, registro y generación de gráficas de los datos registrados y visionado del calendario de entrenamientos de una forma ágil, sencilla e intuitiva, adaptándose a las necesidades de cualquier deporte o deportista. Para alcanzar el objetivo principal realizamos encuestas a atletas de una gran diversidad de deportes individuales, detectando las particularidades de cada deporte y analizando los datos que nos ofrecían para alcanzar el objetivo de diseñar una herramienta versátil que permitiera su uso independientemente de los parámetros que se quisiera registrar de cada entrenamiento. La herramienta generada es una herramienta programada en Java, que ofrece portabilidad a cualquier sistema operativo que lo soporte, sin ser necesario realizar una instalación previa. Es una aplicación plug and play en la que solo se necesita del fichero ejecutable para su funcionamiento; de esta forma facilitamos que el deportista guarde toda la información en muy poco espacio, 6 megabytes aproximadamente, y pueda llevarla a cualquier lado en un pen drive o en sistemas de almacenamiento en la nube. Además, los ficheros en los que se registran los datos son ficheros CSV (valores separados por comas) con un formato estandarizado que permite la exportación a otras herramientas. Como conclusión el atleta ahorra tiempo y esfuerzo en tareas ajenas a la práctica del deporte y disfruta de una herramienta que le permite analizar de diferentes maneras cada uno de los parámetros registrados para ver su evolución y ayudarle a mejorar aquellos aspectos que sean deficientes. ---ABSTRACT---The Final Project consists in the design and implementation of a tool for the management and administration of training logs for individual athletes. Until now athletes had to manage their workouts through spreadsheets, having to spend time in learning tools such as Microsoft Excel or OpenOffice in order to save the data, others tools like Google Calendar to check their training plan or buy specifics programs designed for a specific sport or even for an athlete. The main purpose of this project is to develop an intuitive and straightforward tool that unifies all tasks offering setup functions, data recording, graph generation and training schedule to the athletes. Whit this in mind, we have interviewed athletes from a wide range of individual sports, identifying their specifications and analyzing the data provided to design a flexible tool that registers multitude of training parameters. This tool has been coded in Java, providing portability to any operating system that supports it, without installation being required. It is a plug and play application, that only requires the executable file to start working. Accordingly, athletes can keep all the information in a relative reduced space (aprox 6 megabytes) and save it in a pen drive or in the cloud. In addition, the files whit the stored data are CSV (comma separated value) files whit a standardized format that allows exporting to other tools. Consequently athletes will save time and effort on tasks unrelated to the practice of sports. The new tool will enable them to analyze in detail all the existing data and improve in those areas with development opportunities.

Large scale multiphysics modeling of neurites

Situado en el límite entre Ingeniería, Informática y Biología, la mecánica computacional de las neuronas aparece como un nuevo campo interdisciplinar que potencialmente puede ser capaz de abordar problemas clínicos desde una perspectiva diferente. Este campo es multiescala por naturaleza, yendo desde la nanoescala (como, por ejemplo, los dímeros de tubulina) a la macroescala (como, por ejemplo, el tejido cerebral), y tiene como objetivo abordar problemas que son complejos, y algunas veces imposibles, de estudiar con medios experimentales. La modelización computacional ha sido ampliamente empleada en aplicaciones Neurocientíficas tan diversas como el crecimiento neuronal o la propagación de los potenciales de acción compuestos. Sin embargo, en la mayoría de los enfoques de modelización hechos hasta ahora, la interacción entre la célula y el medio/estímulo que la rodea ha sido muy poco explorada. A pesar de la tremenda importancia de esa relación en algunos desafíos médicos—como, por ejemplo, lesiones traumáticas en el cerebro, cáncer, la enfermedad del Alzheimer—un puente que relacione las propiedades electrofisiológicas-químicas y mecánicas desde la escala molecular al nivel celular todavía no existe. Con ese objetivo, esta investigación propone un marco computacional multiescala particularizado para dos escenarios respresentativos: el crecimiento del axón y el acomplamiento electrofisiológicomecánico de las neuritas. En el primer caso, se explora la relación entre los constituyentes moleculares del axón durante su crecimiento y sus propiedades mecánicas resultantes, mientras que en el último, un estímulo mecánico provoca deficiencias funcionales a nivel celular como consecuencia de sus alteraciones electrofisiológicas-químicas. La modelización computacional empleada en este trabajo es el método de las diferencias finitas, y es implementada en un nuevo programa llamado Neurite. Aunque el método de los elementos finitos es también explorado en parte de esta investigación, el método de las diferencias finitas tiene la flexibilidad y versatilidad necesaria para implementar mode los biológicos, así como la simplicidad matemática para extenderlos a simulaciones a gran escala con un coste computacional bajo. Centrándose primero en el efecto de las propiedades electrofisiológicas-químicas sobre las propiedades mecánicas, una versión adaptada de Neurite es desarrollada para simular la polimerización de los microtúbulos en el crecimiento del axón y proporcionar las propiedades mecánicas como función de la ocupación de los microtúbulos. Después de calibrar el modelo de crecimiento del axón frente a resultados experimentales disponibles en la literatura, las características mecánicas pueden ser evaluadas durante la simulación. Las propiedades mecánicas del axón muestran variaciones dramáticas en la punta de éste, donde el cono de crecimiento soporta las señales químicas y mecánicas. Bansándose en el conocimiento ganado con el modelo de diferencias finitas, y con el objetivo de ir de 1D a 3D, este esquema preliminar pero de una naturaleza innovadora allana el camino a futuros estudios con el método de los elementos finitos. Centrándose finalmente en el efecto de las propiedades mecánicas sobre las propiedades electrofisiológicas- químicas, Neurite es empleado para relacionar las cargas mecánicas macroscópicas con las deformaciones y velocidades de deformación a escala microscópica, y simular la propagación de la señal eléctrica en las neuritas bajo carga mecánica. Las simulaciones fueron calibradas con resultados experimentales publicados en la literatura, proporcionando, por tanto, un modelo capaz de predecir las alteraciones de las funciones electrofisiológicas neuronales bajo cargas externas dañinas, y uniendo lesiones mecánicas con las correspondientes deficiencias funcionales. Para abordar simulaciones a gran escala, aunque otras arquitecturas avanzadas basadas en muchos núcleos integrados (MICs) fueron consideradas, los solvers explícito e implícito se implementaron en unidades de procesamiento central (CPU) y unidades de procesamiento gráfico (GPUs). Estudios de escalabilidad fueron llevados acabo para ambas implementaciones mostrando resultados prometedores para casos de simulaciones extremadamente grandes con GPUs. Esta tesis abre la vía para futuros modelos mecánicos con el objetivo de unir las propiedades electrofisiológicas-químicas con las propiedades mecánicas. El objetivo general es mejorar el conocimiento de las comunidades médicas y de bioingeniería sobre la mecánica de las neuronas y las deficiencias funcionales que aparecen de los daños producidos por traumatismos mecánicos, como lesiones traumáticas en el cerebro, o enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad del Alzheimer. ABSTRACT Sitting at the interface between Engineering, Computer Science and Biology, Computational Neuron Mechanics appears as a new interdisciplinary field potentially able to tackle clinical problems from a new perspective. This field is multiscale by nature, ranging from the nanoscale (e.g., tubulin dimers) to the macroscale (e.g., brain tissue), and aims at tackling problems that are complex, and sometime impossible, to study through experimental means. Computational modeling has been widely used in different Neuroscience applications as diverse as neuronal growth or compound action potential propagation. However, in the majority of the modeling approaches done in this field to date, the interactions between the cell and its surrounding media/stimulus have been rarely explored. Despite of the tremendous importance of such relationship in several medical challenges—e.g., traumatic brain injury (TBI), cancer, Alzheimer’s disease (AD)—a bridge between electrophysiological-chemical and mechanical properties of neurons from the molecular scale to the cell level is still lacking. To this end, this research proposes a multiscale computational framework particularized for two representative scenarios: axon growth and electrophysiological-mechanical coupling of neurites. In the former case, the relation between the molecular constituents of the axon during its growth and its resulting mechanical properties is explored, whereas in the latter, a mechanical stimulus provokes functional deficits at cell level as a consequence of its electrophysiological-chemical alterations. The computational modeling approach chosen in this work is the finite difference method (FDM), and was implemented in a new program called Neurite. Although the finite element method (FEM) is also explored as part of this research, the FDM provides the necessary flexibility and versatility to implement biological models, as well as the mathematical simplicity to extend them to large scale simulations with a low computational cost. Focusing first on the effect of electrophysiological-chemical properties on the mechanical proper ties, an adaptation of Neurite was developed to simulate microtubule polymerization in axonal growth and provide the axon mechanical properties as a function of microtubule occupancy. After calibrating the axon growth model against experimental results available in the literature, the mechanical characteristics can be tracked during the simulation. The axon mechanical properties show dramatic variations at the tip of the axon, where the growth cone supports the chemical and mechanical signaling. Based on the knowledge gained from the FDM scheme, and in order to go from 1D to 3D, this preliminary yet novel scheme paves the road for future studies with FEM. Focusing then on the effect of mechanical properties on the electrophysiological-chemical properties, Neurite was used to relate macroscopic mechanical loading to microscopic strains and strain rates, and simulate the electrical signal propagation along neurites under mechanical loading. The simulations were calibrated against experimental results published in the literature, thus providing a model able to predict the alteration of neuronal electrophysiological function under external damaging load, and linking mechanical injuries to subsequent acute functional deficits. To undertake large scale simulations, although other state-of-the-art architectures based on many integrated cores (MICs) were considered, the explicit and implicit solvers were implemented for central processing units (CPUs) and graphics processing units (GPUs). Scalability studies were done for both implementations showing promising results for extremely large scale simulations with GPUs. This thesis opens the avenue for future mechanical modeling approaches aimed at linking electrophysiological- chemical properties to mechanical properties. Its overarching goal is to enhance the bioengineering and medical communities knowledge on neuronal mechanics and functional deficits arising from damages produced by direct mechanical insults, such as TBI, or neurodegenerative evolving illness, such as AD.

Análisis biomecánico zancada a zancada de la prueba "60 metros vallas" durante los campeonatos del mundo y de España de pista cubierta Valencia 2008

El principal objetivo del presente trabajo de investigación fue determinar las diferencias en distintas variables relacionadas con el rendimiento físico entre atletas de distinto nivel durante la prueba de los 60 metros vallas. Un total de 59 vallistas masculinos (los 31 participantes en el Campeonato del Mundo Absoluto de Pista Cubierta y los 28 participantes en el Campeonato de España Absoluto de Pista Cubierta, ambos celebrados en Valencia en el año 2008) formaron la muestra del estudio. El análisis biomecánico se realizó mediante un sistema fotogramétrico en dos dimensiones que permitió calcular, aplicando algoritmos basados en el procedimiento de la DLT (Abdel-Aziz y Karara, 1971), las coordenadas (x, y) de los sucesivos apoyos de los pies de los atletas sobre toda la superficie de competición. La filmación de las pruebas se llevó a cabo con seis cámaras de vídeo, ubicadas sobre la gradas, con una frecuencia de muestreo para el tratamiento de los datos de 50 Hz. En la fase de salida, los atletas de nivel superior mostraron una menor longitud (p<0,05) y tiempo de zancada (p<0,001), debido a un menor tiempo de vuelo (p<0,05). En la fase de vallas, los atletas de nivel más elevado presentaron mayores distancia de ataque a la valla (p<0,001), así como menores distancias de caída de la valla (p<0,001), tiempos de zancada (p<0,01-0,001) y de apoyo (p<0,01-0,001 ) en los cuatro pasos que conforman cada ciclo de vallas, así como un menor tiempo de vuelo en el paso de valla (p<0,001) y en el paso de transición (p<0,001). De manera adicional, se encontraron importantes diferencias en el reparto de los pasos entre vallas entre la primera y tercera valla y el resto de obstáculos. En la fase final, se observó una mayor longitud de zancada en los atletas de nivel superior (p<0,001), así como un menor tiempo de zancada (p<0,01) y de apoyo (p<0,01). Los resultados obtenidos en el presente estudio de investigación avalan la utilización de la fotogrametría en dos dimensiones para el análisis biomecánico de la prueba de 60 metros vallas en competición. Su aplicación en competiciones del máximo nivel internacional ha posibilitado conocer las características de los vallistas a lo largo de toda la prueba y determinar posibles implicaciones de cara al proceso de entrenamiento. ABSTRACT The aim of this research was to determine the differences in different variables related to physical performance among athletes of different levels during the race of 60 meter hurdles. A total of 59 male hurdlers (the 31 participants in the World Indoor Championship and the 28 participants in the Spanish Indoor Championship, both held in Valencia in 2008) formed the sample of the study. The biomechanical analysis of athletes was performed using a two-dimensional photogrammetric system which enabled calculation, applying algorithms based on the DLT method (Abdel -Aziz y Karara , 1971), the coordinates (x , y) of the successive supports of the feet on the entire competition surface. Filming test was conducted with six video cameras, located on the bleachers, with a sampling frequency for data processing of 50 Hz. In the approach run phase, the top-level athletes showed a smaller length step (p<0.05), and shorter step time (p<0.001), due to a shorter step flight time (p<0.05). In the hurdle unit phase, the higher level athletes had greater take-off distances (p<0.001), shorter landing distances (p<0.001), smaller step times (p<0.01-0.001), and support times (p<0.01- 0.001) in the four steps that comprised each hurdle unit, and smaller flight times in the hurdle step (p < 0.001), and the recovery step (p<0.001). Additionally, differences in the distribution of hurdle unit steps between the first and third hurdle, and other hurdles were found. In the run-in phase, a greater step length in top-level athletes (p<0.001), and a shorter step time (p<0.01) and contact time (p<0.01) was observed. The results obtained in this study support the use of photogrammetry in two dimensions for biomechanical analysis in 60 meter hurdles competition events. Its application at the highest international level competitions has allowed to know the characteristics of the hurdlers over the entire race and identify possible implications for the training process.