Title: The Appearance of the reflex locomotion elements in the hurdle clearance stride Thesis Objective: The main objective of this thesis is to state the frequency of the presence of reciprocal inhibition (RI) and cross extensor reflex (CI - contralateral inhibition) during hurdle overrun. Methods: The subjects were tested during running over three hurdles with modified distances similar to the 110m hurdles. The height of the hurdles was set to 0,99 m. The muscle activity was monitored by surface electromyography and video was recorded simultaneously. The hurdle clearance was divided into particular phases which altogether formed one cycle. Collected data was analyzed by the software Megawin (rectification, smoothing, and synchronization with camera) and subsequently converted into software MATLAB. Nine cycles of each subject were averaged. Such modified cycle was evaluated consequently. Results: Reflex locomotion (RI and CI) was presented more often in the group with less experience with the hurdles. Co-activation of antagonist muscles was typical for the group consisting of more experienced individuals, rather than RI and CI. Key Words: hurdles, biomechanics, sEMG, reciprocal inhibition, contralateral inhibition

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Introdução:As adaptações neurais ao treinamento físico vêm sendo amplamente estudadas e a medula espinhal é um dos locais de possível adaptação. No entanto nenhuma avaliação longitudinal havia sido feita diretamente sobre as circuitarias inibitórias medulares. Até o presente momento as alterações eram somente suposições. O presente trabalho verificou as circuitarias medulares responsáveis pela inibição recíproca (IR) e inibição pré-sináptica (IPS) em sujeitos submetidos a diferentes treinamentos. Materiais e Métodos: Para o treino aeróbico (resistência) foram avaliados 25 soldados submetidos ao treinamento militar do Exército Militar Brasileiro. Foram feitas 3 avaliações uma pré-treino e outras duas com 3 e 9 meses após o inicio das atividades no ano de 2006. Outros 29 sujeitos foram divididos em 3 grupos: controle (permaneceram 8 semanas sem atividades de reinamento), grupo de treino de força máxima e treino de potência. Eles foram submetidos a 8 semanas de treino, realizado com séries de agachamento livre com peso. Para avaliação das circuitarias medulares foi utilizado o reflexo H do sóleus condicionado com estímulos no nervo fibular comum (NFC) - que inerva o músculo tibial anterior (TA). O intervalo entre o estímulo condicionante e o estímulo teste determinou a avaliação da IR, da inibição D1 e da inibição D2 (IPS). Outras variáveis também foram calculadas como: contração voluntária máxima isométrica (CVM) do sóleus e TA e seus respectivos eletromiogramas (EMG), relação elétrica e mecânica entre Hmax/Mmax e condicionamento do EMG do sóleus por estímulos no NFC. Foram feitas análises pareadas com teste t-student para o grupo militar e ANOVA two-way para comparação dos grupos de força máxima e potência com o grupo controle. Principais Resultados: O grupo do exército apresentou aumento na força do sóleus e do TA, juntamente com aumento no RMS do EMG do sóleus e do torque gerado pela onda Mmax, sem alterações nos relações Hmax/Mmax. O treinamento militar reduziu significativamente a inibição D1 e mostrou tendências a aumento da IPS. O grupo de força máxima não mostrou aumento de força isométrica, no entanto apresentou aumento na relação elétrica Hmax/Mmax, com concomitante redução da IR e aumento da IPS. O grupo de potência mostrou ganho na força máxima isométrica somente do sóleus. A capacidade de gerar torque reflexamente também aumentou neste grupo, com aumento significativo na relação mecânica Hmax/Mmax. Esta melhora na utilização do arco reflexo também foi verificada com redução da IPS e aumento da IR neste grupo.Conclusões: Estes resultados mostraram que a medula espinal sofre plasticidade nas vias inibitórias IR, inibição D1 e D2, e que esta plasticidade é dependente do tipo de tarefa realizada. / Introduction: Neural adaptations with physical training have been widely studied. The spinal cord is a possible locus of adaptation. However, longitudinal studies that evaluate directly the spinal cord pathways have not been found in the literature. Therefore, all reports from the literature justify changes found in measured responses to exercise by hypotheses on spinal cord mechanisms. This study had the objective of measuring features of specific spinal cord pathways to check if they change according to the type of physical training. The pathways related to reciprocal inhibition (RI) and pre-synaptic inhibition (PSI) were investigated in subjects undergoing different trainings. Materials and Methods: For endurance training 25 soldiers were subjected to military training of the Brazilian Army. Evaluations were made three times, one previous to the beginning of the activity and twice post-training (within 3 and 9 months). Other 29 subjects were divided into: control group (with no training), maximal strength group and power group. They were subjected to 8 weeks of training with series of squat movements. The soleus H reflex conditioning with stimuli in the common peroneal nerve (CPN) was used to evaluate the spinal cord pathways. The interval between the conditioning and the test stimulus determine the assessment of RI, D1 inhibition and D2 inhibition (PSI). Other variables were also calculated: maximum voluntary isometric contraction from soleus and tibialis anterior and their electromyograms (EMG), electrical and mechanical Hmax/Mmax ratio and 3 inhibitions over the soleus EMG conditioned by stimuli to the CPN. The results were analyzed with paired t-student test for the military group and with two-way ANOVA to compare the maximal strength and power groups with the control group. Main Results: The military group had increased strength of the soleus and the TA muscles, with an increase in the RMS of the soleus EMG. This group also increased the torque generated by the Mmax-wave, without changes in Hmax/Mmax ratio. The military training significantly reduced D1 inhibition and showed tendencies to increase the PSI. The maximal strength group showed no differences in isometric strength, but had increased Hmax/Mmax ratio with concomitant reduction of RI and increased PSI. The power group increased isometric strength only for the soleus muscle. This group also improved the ability to generate torque by reflex pathways, with significant increase in the mechanical Hmax/Mmax ratio, with a reduction of PSI and increase of RI. Conclusions: These results show that spinal cord plasticity occurs in the inhibitory pathways of reciprocal inhibition, D1 inhibition and D2 inhibition (pre-synaptic inhibition), and that plasticity is dependent on the type of trained movement.

Introdução:As adaptações neurais ao treinamento físico vêm sendo amplamente estudadas e a medula espinhal é um dos locais de possível adaptação. No entanto nenhuma avaliação longitudinal havia sido feita diretamente sobre as circuitarias inibitórias medulares. Até o presente momento as alterações eram somente suposições. O presente trabalho verificou as circuitarias medulares responsáveis pela inibição recíproca (IR) e inibição pré-sináptica (IPS) em sujeitos submetidos a diferentes treinamentos. Materiais e Métodos: Para o treino aeróbico (resistência) foram avaliados 25 soldados submetidos ao treinamento militar do Exército Militar Brasileiro. Foram feitas 3 avaliações uma pré-treino e outras duas com 3 e 9 meses após o inicio das atividades no ano de 2006. Outros 29 sujeitos foram divididos em 3 grupos: controle (permaneceram 8 semanas sem atividades de reinamento), grupo de treino de força máxima e treino de potência. Eles foram submetidos a 8 semanas de treino, realizado com séries de agachamento livre com peso. Para avaliação das circuitarias medulares foi utilizado o reflexo H do sóleus condicionado com estímulos no nervo fibular comum (NFC) - que inerva o músculo tibial anterior (TA). O intervalo entre o estímulo condicionante e o estímulo teste determinou a avaliação da IR, da inibição D1 e da inibição D2 (IPS). Outras variáveis também foram calculadas como: contração voluntária máxima isométrica (CVM) do sóleus e TA e seus respectivos eletromiogramas (EMG), relação elétrica e mecânica entre Hmax/Mmax e condicionamento do EMG do sóleus por estímulos no NFC. Foram feitas análises pareadas com teste t-student para o grupo militar e ANOVA two-way para comparação dos grupos de força máxima e potência com o grupo controle. Principais Resultados: O grupo do exército apresentou aumento na força do sóleus e do TA, juntamente com aumento no RMS do EMG do sóleus e do torque gerado pela onda Mmax, sem alterações nos relações Hmax/Mmax. O treinamento militar reduziu significativamente a inibição D1 e mostrou tendências a aumento da IPS. O grupo de força máxima não mostrou aumento de força isométrica, no entanto apresentou aumento na relação elétrica Hmax/Mmax, com concomitante redução da IR e aumento da IPS. O grupo de potência mostrou ganho na força máxima isométrica somente do sóleus. A capacidade de gerar torque reflexamente também aumentou neste grupo, com aumento significativo na relação mecânica Hmax/Mmax. Esta melhora na utilização do arco reflexo também foi verificada com redução da IPS e aumento da IR neste grupo.Conclusões: Estes resultados mostraram que a medula espinal sofre plasticidade nas vias inibitórias IR, inibição D1 e D2, e que esta plasticidade é dependente do tipo de tarefa realizada. / Introduction: Neural adaptations with physical training have been widely studied. The spinal cord is a possible locus of adaptation. However, longitudinal studies that evaluate directly the spinal cord pathways have not been found in the literature. Therefore, all reports from the literature justify changes found in measured responses to exercise by hypotheses on spinal cord mechanisms. This study had the objective of measuring features of specific spinal cord pathways to check if they change according to the type of physical training. The pathways related to reciprocal inhibition (RI) and pre-synaptic inhibition (PSI) were investigated in subjects undergoing different trainings. Materials and Methods: For endurance training 25 soldiers were subjected to military training of the Brazilian Army. Evaluations were made three times, one previous to the beginning of the activity and twice post-training (within 3 and 9 months). Other 29 subjects were divided into: control group (with no training), maximal strength group and power group. They were subjected to 8 weeks of training with series of squat movements. The soleus H reflex conditioning with stimuli in the common peroneal nerve (CPN) was used to evaluate the spinal cord pathways. The interval between the conditioning and the test stimulus determine the assessment of RI, D1 inhibition and D2 inhibition (PSI). Other variables were also calculated: maximum voluntary isometric contraction from soleus and tibialis anterior and their electromyograms (EMG), electrical and mechanical Hmax/Mmax ratio and 3 inhibitions over the soleus EMG conditioned by stimuli to the CPN. The results were analyzed with paired t-student test for the military group and with two-way ANOVA to compare the maximal strength and power groups with the control group. Main Results: The military group had increased strength of the soleus and the TA muscles, with an increase in the RMS of the soleus EMG. This group also increased the torque generated by the Mmax-wave, without changes in Hmax/Mmax ratio. The military training significantly reduced D1 inhibition and showed tendencies to increase the PSI. The maximal strength group showed no differences in isometric strength, but had increased Hmax/Mmax ratio with concomitant reduction of RI and increased PSI. The power group increased isometric strength only for the soleus muscle. This group also improved the ability to generate torque by reflex pathways, with significant increase in the mechanical Hmax/Mmax ratio, with a reduction of PSI and increase of RI. Conclusions: These results show that spinal cord plasticity occurs in the inhibitory pathways of reciprocal inhibition, D1 inhibition and D2 inhibition (pre-synaptic inhibition), and that plasticity is dependent on the type of trained movement.

O Tiro com Arco é uma modalidade olímpica na qual os atletas exibem diversas estratégias de coordenação muscular na preparação do disparo da flecha, principalmente no período da liberação do clicker, tornando dificultosa a interpretação da coordenação de arqueiros no que tange à sua pontuação. Deste modo, algumas técnicas, como a Análise de Vetor Codificado e co-ativação/inibição recíproca, provenientes de abordagens de Controle Motor, podem ajudar-nos a desvendar quais parâmetros em comum que estes arqueiros utilizam quando atiram e sua relação com seu desempenho obtido durante o disparo sequencial de flechas. O objetivo do trabalho foi o de avaliar a coordenação muscular utilizada por arqueiros da seleção brasileira durante uma simulação qualificatória olímpica, através da técnica eletromiográfica. Participaram 11 arqueiros da seleção brasileira; idade: 25,2±4,9 anos, altura: 1,72±0,12m, peso: 68,6±11,8 kg, FITA score: 1258±43 pontos, Qualificação: 632±20 pontos, Flecha média: 8,7±0,3 pontos. A análise EMG foi dividida em 0,5s antes e 0,15s após a liberação do clicker. Foi utilizado o valor RMS deste sinal de doze músculos: no lado que traciona a corda (dominante) - FSD (Flexor Superficial dos dedos); ED (Extensor dos dedos); BBL (Bíceps Braquial); TBL (Tríceps Braquial Cabeça longa); GD (Grande Dorsal) PMC (Peitoral Maior Clavicular); TS (Trapézio Superior); SAD (Serrátil Anterior); RA (Reto Abdominal) e ML (Multífido Lombar). Lado não dominante (nD) DPnD (Deltóide Posterior); SAnD (Serrátil Anterior), no qual foram criados em 14 pares de análise (agonista-antagonista: FSD-ED; BBL-TBL; GD-PMC; TS-SAD; RA-ML; distal-proximal: FSD-BBL; FSD-TBL; ED-BBL; ED-TBL; e mistos: PMC-SAD; GD-TS; SAD-SAnD; SAnD-DPnD; GD-DPnD), para a análise dentro das técnicas de Co-ativação/Inibição Reciproca e Análise de Vetor Codificado. Nos resultados; oito pares (FSD-ED; BBL-TBL; TS-SAD; FSD-BBL; FSD-TBL; ED-TBL; SAD-SAnD; SAnD-DPnD) co-ativaram diferentemente na transição de blocos (p<0.05); e 12 (FSD-ED; BBL-TBL; GD-PMC; TS-SAD; FSD-BBL; FSD-TBL; ED-BBL; ED-TBL; PMC-SAD; SAD-SAnD; SAnD-DPnD; GD-DPnD) co-ativaram diferentemente na comparação do escore obtido (p<0.05). Em nove pares, os arqueiros, evidenciaram diferentes estratégias de inibição recíproca na transição de blocos (FSD-ED; BBL-TBL; TS-SAD; FSD-BBL; FSD-TBL; ED-BBL; ED-TBL; SAD-SAnD; SAnD-DPnD) (p<0.05); um (TS-SAD) na análise de flechas (p<0.05); e nove (FSD-ED; BBL-TBL; FSD-BBL; FSD-TBL; ED-BBL; ED-TBL; SAD-SAnD; SAnD-DPnD; GD-DPnD) na análise do escore. A análise de Vetor Codificado apresentou que, no total de flechas disparadas nove pares (FSD-ED; GD-PMC; FSD-BBL; FSD-TBL; ED-BBL; ED-TBL; PMC-SAD; SAD-SAnD; SAnD-DPnD) mudaram a moda de fase de coordenação na transição de ajustes posturais, enquanto no desempenho 11 pares (FSD-ED; BBL-TBL; GD-PMC; TS-SAD; FSD-BBL; FSD-TBL; ED-BBL; ED-TBL; PMC-SAD; SAD-SAnD; SAnD-DPnD) evidenciaram tais mudanças. As técnicas apresentadas no presente estudo revelaram parâmetros em comum associados com as sequências temporais de disparo de flechas e com os escores obtidos por arqueiros de elite, isto corrobora com a complexidade da análise do desempenho em atletas de alto rendimento, contudo também colocam a disposição técnicas que ajudam na filtragem e verificação desses parâmetros outrora divergentes / Archery is an Olympic sport in which the athletes exhibit several muscular coordination patterns in the arrow shooting, mainly in the clicker falls tempo, making difficult the interpretation of the coordination of archers in what concerns to their score. Thus, some techniques, such as Vector Coding and co-activation/reciprocal inhibition, from Motor Control approaches, can help us to discover what common patterns these archers use when firing and their relation to their obtained performance during the sequential firing of arrows. Aim: evaluate the muscular coordination used by archers of the Brazilian team during an Olympic qualifying simulation, using the electromyographic technique. Eleven archers of the Brazilian team participated; age: 25.2 ± 4.9 years, height: 1.72 ± 0.12m, weight: 68.6 ± 11.8 kg, FITA score: 1258 ± 43 points, Qualification: 632 ± 20 points, Mean arrow: 8.7 ± 0.3 points. The EMG analysis was divided in 0.5s before and 0.15s after the release of the clicker. The RMS value of this twelve-muscle signal was used: drawning arm (dominant side) - FDS (Flexor Digitorum Superficilis); ED (Extensor Digitorum); BB (Biceps Brachii); TBL (Triceps Brachii - Long Head); LD (Latissimus Dorsi) PMC (Pectoralis Major Clavicular Head); UT (Upper Trapezius); ASD (Anterior Serratus); RA (Rectus Abdominis) and LM (Lumbar Multifidus). Non-dominant side (nD) DPnD (Posterior deltoid) and ASnD (Anterior Serratus non-dominant side); pairs created (Agonist-Antagonist: FDS-ED, BBL-TBL, LD-PMC, UT-ASD, RA-LM; Distal-Proximal: FDS-BBL, FDS-TBL, ED-BBL, ED-TBL and the pairs glenohumeral-scapular: PMC-SAD, GD-TS, SAD-SAnD, SAnD-DPnD, GD-DPnD) for analysis of co-activation/reciprocal inhibition and Vector Coding. Results; eight pairs (FDS-ED, BB-TBL, UT-ASD, FDS-BB, FDS-TBL, ED-TBL, ASD-ASnD, ASnD-DPnD) coactivated differently in blocks transition (p<0.05); and 12 (FDS-ED, BB-TBL, LD-PMC, UT-ASD, FDS-BB, FDS-TBL, ED-BB, ED-TBL, PMC-ASD, ASD-ASnD, ASnD-DPnD, LD-DPnD) co-activated differently in the score comparison (p<0.05). Also, the archers displayed different strategies of reciprocal inhibition in the blocks transition (FDS-ED, BB-TBL, UT-ASD, FDS-BB, FDS-TBL, ED-BBL, ED-TBL, ASD-ASnD; ASnD-DPnD) (p<0.05); one (UT-ASD) in the arrow analysis (p<0.05); and nine (FDS-ED, BB-TBL, FDS-BBL, FDS-TBL, ED-BBL, ED-TBL, ASD-ASnD, ASnD-DPnD, LD-DPnD) in the score analysis. Nine Vector Coding pairs (FDS-BB, FDS-TBL, ED-BB, ED-TBL, PMC-ASD, ASD-ASnD, ASnD- DPnD) changed the coordination phase mode in postural adjustments transition, while 11 pairs (FDS-ED; BB-TBL; LD-PMC; UT-ASD; FDS-BB; FDS-TBL; ED-BB; ED-TBL, PMC-ASD, ASD-ASnD, ASnD-DPnD) showed such changes in score analysis. The techniques presented in the present study revealed common parameters associated with temporal shoot-out and scores obtained by elite archers, dispite the complexity of performance analysis in high-performance athletes