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Estudo das propriedades de disparo de unidades motoras dos músculos extensores e flexores do tornozelo durante modulações senoidais do torque e de ângulo articulares

Processo: 13/10433-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2013
Vigência (Término): 30 de setembro de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
Pesquisador responsável:André Fábio Kohn
Beneficiário:Leonardo Abdala Elias
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Análise espectral   Neurociência computacional   Biomecânica

Resumo

Neste projeto o objetivo é investigar qual o papel das vias descendentes, da realimentação sensorial e dos circuitos neuronais medulares na geração de oscilações no torque produzido na articulação do tornozelo pelos músculos Tríceps Sural e Tibial Anterior, bem como no eletromiograma (EMG) destes músculos. Informações importantes sobre as modulações comuns (common drive) que agem sobre o pool de MNs podem ser obtidas a partir da análise da atividade das unidades motoras (MUs, do inglês Motor Units). Portanto, um dos focos principais deste trabalho será o de monitorar a atividade individual de múltiplas MUs durante a realização de diferentes tarefas de modulação senoidal do torque ou da posição angular da articulação do tornozelo. Serão utilizadas análises nos domínios do tempo e da frequência para verificar o que muda nos padrões de disparo e nos índices de sincronismo das MUs quando o torque e/ou a posição angular são modulados voluntariamente pelo sujeito ou de forma passiva. Para permitir um grau de interpretação potencialmente mais poderoso, o problema também será abordado do ponto de vista teórico, por meio do uso de modelos matemáticos do sistema neuromúsculo-esquelético, possibilitando que as diferentes vias supracitadas sejam exploradas individualmente e fornecendo importantes indícios dos mecanismos neurofisiológicos e biomecânicos por trás do controle das tarefas motoras realizadas. Para esta finalidade, neste projeto será usado um modelo neuro-músculo-esquelético previamente desenvolvido em nosso laboratório para simular as condições experimentais e, assim, trazer subsídios teóricos para os achados experimentais. Os resultados deste projeto permitirão um avanço importante no entendimento dos mecanismos neurofisiológicos do controle do movimento tanto do ponto de vista experimental quanto teórico/computacional.

Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
NAKAJIMA, TSUYOSHI; TAZOE, TOSHIKI; SAKAMOTO, MASANORI; ENDOH, TAKASHI; SHIBUYA, SATOSHI; ELIAS, LEONARDO A.; MEZZARANE, RINALDO A.; KOMIYAMA, TOMOYOSHI; OHKI, YUKARI. Reassessment of Non-Monosynaptic Excitation from the Motor Cortex to Motoneurons in Single Motor Units of the Human Biceps Brachii. FRONTIERS IN HUMAN NEUROSCIENCE, v. 11, JAN 30 2017. Citações Web of Science: 6.
MAGALHAES, FERNANDO HENRIQUE; ELIAS, LEONARDO ABDALA; DA SILVA, CRISTIANO ROCHA; DE LIMA, FELIPE FAVA; DE TOLEDO, DIANA REZENDE; KOHN, ANDRE FABIO. D1 and D2 Inhibitions of the Soleus H-Reflex Are Differentially Modulated during Plantarflexion Force and Position Tasks. PLoS One, v. 10, n. 11 NOV 24 2015. Citações Web of Science: 4.
MEZZARANE, RINALDO ANDRE; MAGALHAES, FERNANDO HENRIQUE; CHAUD, VITOR MARTINS; ELIAS, LEONARDO ABDALA; KOHN, ANDRE FABIO. Enhanced D1 and D2 Inhibitions Induced by Low-Frequency Trains of Conditioning Stimuli: Differential Effects on H- and T-Reflexes and Possible Mechanisms. PLoS One, v. 10, n. 3 MAR 25 2015. Citações Web of Science: 7.
WATANABE, RENATO N.; MAGALHAES, FERNANDO H.; ELIAS, LEONARDO A.; CHAUD, VITOR M.; MELLO, EMANUELE M.; KOHN, ANDRE F. Influences of premotoneuronal command statistics on the scaling of motor output variability during isometric plantar flexion. Journal of Neurophysiology, v. 110, n. 11, p. 2592-2606, DEC 2013. Citações Web of Science: 13.

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