Ejercicio Físico y fatiga del sistema nervioso central

   
Dr. José Gómez Feria
Universidad de Sevilla (España) 
 

En estos momentos estamos realizando estudios de la fatiga del sistema nervioso central empleando métodos de estimulación cerebral no invasivas neuroguiados por un sistema de neuronavegación (Brainsight) basado en la resonancia del paciente. Con ello conseguimos establecer el nivel de excitabilidad de la vía cortico-espinal. Además, el uso de la corriente eléctrica con pulsos cuadrados en el plexo cervical o plexo de Erb nos permite ver el nivel de excitabilidad de la segunda motoneuruona, pudiendo diferenciar el comportamiento de la primera motoneurona con respecto a la segunda y, de este modo, poder apreciar si la fatiga proviene de la alteración de la excitabilidad de una, otra o de ambas.

  

 

Sistema de neuronavegación (Brainsight) basado en la resonancia del paciente.   

 
Así mismo, empleando la máquina Dynasystem realizamos medidas de fuerza máxima y contracciones tónicas a diferentes porcentajes de la carga máxima del sujeto, analizando la respuesta electromiográfica para cada porcentaje de fuerza y viendo la correlación existente entre electromiografía y fatiga. Para el análisis de esta señal contamos con herramientas a nivel de programación que nos permiten analizar la señal en el dominio del tiempo, el dominio de la frecuencia, y la combinación de ambas (dominio tiempo-frecuencia). También obtenemos medidas de ácido láctico, para ver la capacidad de esfuerzo del sujeto durante la tarea de fatiga.

    

   

Medición de la fuerza máxima y contracciones tónicas a diferentes porcentajes de la carga máxima de la flexión de codo con dinamómetro electromecánico funciaonal Dynasystem

 

     

Los valores empleando en la estimulación magnética transcraneal, la estimulación con corriente eléctrica, la electromiografía y el lactato se obtienen al principio, estableciendo el estado de excitabilidad "baseline" del sujeto. Después se somete al sujeto a una tarea de fatiga empleando la máquina Dynasystem hasta la extenuación, y procedemos a repetir las medidas de la línea base para ver como ha podido alterarse la vía cortico-espinal y los valores de electromiografía. Esta toma de valores se repiten cada 6-7 min para ver como el sujeto va recuperando.

  

El diseño del estudio se divide en dos visitas por parte del sujeto, una donde se aplica un protocolo SHAM y otra donde se aplica una técnica de estimulación cerebral repetitiva para eliminar la fatiga del sujeto y aumentar la velocidad de recuperación. El orden de las visitas es aleatorio.

   

Modelos computacionales de simulación de la estimulación magnética transcraneal

   

Por último, en este estudio empleamos modelos computacionales de simulación de la estimulación magnética trasncraneal, mediante los cuales predecimos la respuesta de la estimulación y cuál es la posición más correcta del coil en la corteza motora del paciente para obtener el máximo nivel de focalidad y así evitar estimular zonas no deseadas, con los consecuentes efectos secundarios.

  

En este estudio queremos observar el grado de recuperación que tienen los deportistas de élite a nivel cortico-espinal, comparándolos con su grupo control. A su vez, queremos establecer la diferencia que existe con un grupo de Parkinson, donde está definido un alto nivel de fatiga del sistema nervioso central producido por la propia enfermedad crónica. El empleo de la estimulación repetitiva para disminuir la fatiga podría ser un tratamiento para mejorar la calidad de vida de estos pacientes.

Los estudios se están llevando a cabo en el Hospital Universitario Virgen del Rocío dentro del Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS).

   

Pendular energy transduction in gait cycle

Reciente publicación de nuestros compañeros de la Red Pleokinetic de Uruguay y Chile, Gabriel Fábrica, Daniel Jérez y Valentina Silva. Pendular energy transduction in the different phases of gait cycle in post-stoke subjects, en la revista Human Movement Science, 66 (2019).

Abstract

Main. To analyze spatiotemporal gait parameters and the body center of mass (CoM) energy transduction at self-selected speed walking in a group of older patients with stroke.

Methods. A cross-sectional study, fifteen subjects with 4.06 years post ̵stroke hemiparesis (eleven men and four women) and fifteen healthy subjects (four men and eleven women) participate in this study. Pendulum-like determining variables; Recovery (R) and Congruity percentage (%Cong) were analyzed in addition to immediate pendular re-conversion (Rint) during the phases in which the gait cycle is usually divided in clinical evaluations.

Results. Healthy subjects walked faster that stroke group (p = 0.001). %Cong was significantly higher in post-stroke respect to healthy subjects (p = 0.05). Rint showed significant differences between the groups for all phases (p = 0.05). The relation between speed and R was confirmed, for healthy (r = 0.67, p = 0.006) and post-stroke subjects (r = 0.851, p = 0.001), %Cong y Rint (r = −0.79, p = 0.001), (r = −0.93, p = 0.001) and periods of double support (r = −0.76, p = 0.001), (r = 0.69, p = 0.004) respectively.

Conclusion. Alteration of pendular mechanism in subjects post-stroke is associated mainly with energy transduction; mechanical energy recovered during double support phases in healthy and post-stroke subjects follows a different trend, in post-stroke subjects, a longer duration of the double support is associated with less energy loss.

Keywords: Stroke; Gait analysis; Energy expenditure; Locomotion.

Evaluación de la Selección Nacional Española Junior de balonmano en el CAR de Sierra Nevada

Esta semana en el Centro de Alto Rendimiento de Sierra Nevada (Granada, España) nuestros compañeros de la Red Pleokinetic han estado evaluando a los jugadores de la Selección Nacional Española Junior de Balonmano.

Esta actividad ha sido dirigida por los Doctores Isidoro Martínez y Luis Javier Chirosa y ha implicado la colaboración de las Universidades de Granada y León, así como del Consejo Superior de Deportes a través del CAR de Sierra Nevada. 

Selección Nacional Española Junior de Balonmano ha sido evaluada por investigadores de la Red Pleokinetic en el Centro de Alto Rendimiento de Sierra Nevada (Granada, España).

     

Las evaluaciones fueron realizadas por miembros del grupo CTS 642 "Investigación y desarrollo en actividad física, salud y deporte". También se contó con la participación del profesor Diego Soto de la Universidad de León. 

Se realizaron cuatro estaciones de evaluación. Por un lado, se realizaron pruebas de evaluación de fuerza isométrica y dinámica del hombro con dinamometría electromecánica funcional. También, se realizó la prueba de desplazamiento de los dos pasos "handball test", y su combinación con una prueba de velocidad y lanzamiento. Las diferentes pruebas realizadas han sido validadas previamente en la Universidad de León, a través de distintos estudios realizados con jugadores del Ademar de León.

 "Handball Test" consistente en una prueba de desplazamiento en dos pasos

Por otra parte, el profesor Diego Soto realizó diferentes prueba a los porteros. Esta pruebas son parte de los estudios que se están realizando para estandarizar diferentes test para porteros de balonmano.

Fuerza en la musculatura extensora y flexora de tronco

Durante su estancia en Chile el pasado verano, nuestra compañera Ángela Rodríguez Perea, estudiante de doctorado en la Universidad de Granada estuvo tomando los datos para la realización de su tesis "Fiabilidad de un protocolo de evaluación de la fuerza del core a través de dinamometría electromecánica funcional (DEMF)”. La toma de datos se realizó en el Laboratorio de Evaluación del Movimiento Natural Controlado de la Universidad Católica de la Santísima Concepción junto al Dr. David Ulloa.

 

Ángela Rodríguez durante la fase experimental en su tesis doctoral.

  

Actualmente no existe un protocolo estándar para evaluar la fuerza máxima en la musculatura del tronco por lo que su objetivo es crear un protocolo a través de la DEMF valido y fiable. Para ello, está estudiando cómo influyen las diferentes variables en la evaluación de la fuerza del core. En esta toma de datos se evaluó la fuerza máxima dinámica de flexores y extensores del tronco en tres velocidades (0.15 m·s-1, 0.30 m·s-1 y 0.45 m·s-1) y en dos rangos de movimiento (corto y amplio) para conocer qué condición de evaluación es más fiable. Fruto de esta toma de datos se espera realizar un mínimo de dos publicaciones científicas en revistas de alto impacto.

 

Esta estancia fue posible gracias al proyecto conseguido el año anterior por el Dr. David Ulloa a través de la Universidad Católica de la Santísima Concepción “Estudio de la fuerza muscular en el ser humano a través de Dinamometría Electromecánica Funcional” y a la Red Pleokinetic.