A hanseniase e uma doenca endemica no Brasil sendo considerado um problema de saude publica. A hanseniase causa acometimentos oculares, cutaneos, sistemicos e nervosos, sendo este ultimo o mais importante, pois provoca alteracoes de sensibilidade e propriocepcao, que podem afetar o controle da postura. O objetivo principal deste estudo e descrever o controle postural de sujeitos portadores de hanseniase e compara-los com sujeitos saudaveis. Para tanto, tambem serao mensuradas algumas respostas sensorio-motoras possivelmente relacionadas ao controle postural destes sujeitos. Foi avaliado o controle postural por meio do Teste Clinico de Interacao Sensorial no Equilibrio modificado utilizando-se uma plataforma de forca e do BESTest, Balance Evaluation Systems Tests, uma medida funcional do equilibrio. Quanto as respostas sensorio-motoras, foram avaliados os reflexos tendinosos, a forca muscular, a palpacao de dois nervos do membro inferior, a propriocepcao, a sensibilidade cutanea, a acuidade visual, em todos os sujeitos, e o grau de incapacidades fisicas apenas nos sujeitos portadores de hanseniase. De forma geral, todas as respostas sensorio-motoras dos portadores de hanseniase estao prejudicadas. O desempenho no BESTest indica que os portadores de hanseniase apresentam dificuldades em controlar o equilibrio em tarefas tipicas das atividades da vida diaria. O desempenho nas tarefas de equilibrio quantificado pela posturografia indica que os portadores de hanseniase apresentam dificuldades em controlar o equilibrio na postura ereta quieta sem ou com manipulacao da informacao sensorial. Os resultados reportados neste trabalho mostram pela primeira vez que portadores de hanseniase possuem deficits no controle postural relevantes para a manutencao do equilibrio e para execucao de outras tarefas comuns da vida diaria. Estes resultados sugerem que portadores de hanseniase devem receber auxilio especial para que estes deficits possam ser diminuidos / Hansen\'s disease is an endemic disease in Brazil and it is considered a public health problem. The Hansen\'s disease causes eye, cutaneous, systemic, and nervous problems; being the latter the most important hence affects the sensibility and proprioception and possibly can affect postural control. The main goal of this study is to describe the postural control of individuals with Hansen\'s disease and compare them to healthy individuals. For such, it will also be measured sensory-motor responses possibly related to the postural control of these individuals. The postural control was evaluated employing a modified version of the Clinical Test of Sensory Interaction and Balance using a force plate and the BESTest, Balance Evaluation Systems Tests, a functional measure of the postural control. In regard to the sensory-motor responses, it was evaluated the tendinous reflex, muscle force, palpation of two nerves of the lower limb, proprioception, cutaneous sensibility, visual acuity, in all subjects, and the degree of physical incapacity only of individuals with Hansen\'s disease. In general, all the sensory-motor responses of the individuals with hanseniase are deteriorated. The performance in the BESTest suggests that individuals with Hansen\'s disease have problems in controlling their posture in typical daily living tasks. The performance in the postural control tasks measured by posturography also suggests that the individuals with Hansen\'s disease have problems in controlling their posture with or without the manipulation of the sensory information. These results show by the first time that individuals with Hansen\'s disease have significant postural control deficits that impair their ability to maintain their upright posture and to execute common daily living tasks. These results suggest that individuals with Hansen\'s disease must receive special attention in order to reduce these deficits

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da expectativa na reorganização de aspectos espaciais e temporais em ações interceptativas. O estudo foi conduzido em dois experimentos, nos quais os participantes interceptaram manualmente um alvo móvel virtual em situações com diferentes probabilidades de mudança de trajetória/velocidade de deslocamento do alvo. Em ambos os experimentos foi realizada a comparação entre um grupo que recebeu informação verbal sobre a probabilidade de mudança de trajetória/velocidade (PR), e outro que não recebeu informação (SI) sobre as características probabilísticas da tarefa. Os resultados do experimento com mudança de trajetória indicaram que, além da reorganização na dimensão espacial ocorrer de maneira gradativa, as ações interceptativas parecem ter sido controladas por um mecanismo preditivo que é atualizado ao longo do tempo por informação visual. Em ambos os experimentos foi mostrado que a probabilidade do contexto influenciou as características espaciais e temporais da reorganização do movimento. Contudo, essa influência ocorreu somente no fim de uma série de tentativas. Este resultado, em conjunto com a ausência de diferença em aspectos cinemáticos e de desempenho entre os grupos experimentais, sugere que a expectativa de deslocamento futuro do alvo foi criada em função das tentativas iniciais de uma série e não pela informação verbal / The aim of the present study was to evaluate the effect of expectancy on reorganization of spatial and temporal dimensions in interceptive actions. The study was conducted through two experiments in which participants were to manually intercept a virtual moving target with different probabilities of target trajectory/velocity shift. Comparison between a group that received verbal information concerning probability of target trajectory/velocity shift (PR), and another group that did not receive that information (SI) was made in both experiments. Results of the experiment on target trajectory shift showed that, in addition to gradual movement reorganization in the spatial dimension, interceptive actions were controlled by a predictive mechanism which seemed to be continuously updated by visual information. Of main interest, it was shown that in both experiments probability of target trajectory/velocity change influenced the spatial and temporal characteristics of movement reorganization. However, this influence occurred only at the end of a series of trials. The same effect was observed in the experiment on target velocity shift. This result, adjoined with the absence of difference in kinematic and performance aspects between experimental groups, suggests that expectancy about future target displacement was created by the initial trials of a series and not by verbal information on probability of target trajectory/velocity shift

A análise do chute através de técnicas biomecânicas pode auxiliar na compreensão do comportamento e organização do sistema motor. Ao identificar a predominância, emergência ou variabilidade de um padrão de movimento, deve-se considerar a interação de elementos internos e externos ao indivíduo, seja o ambiente onde está sendo executada a ação, as características que envolvem a tarefa ou as particularidades do organismo do executante. O objetivo deste trabalho foi analisar e comparar o padrão de movimento e o desempenho da habilidade motora chutar, a um alvo, em duas condições: bola parada e bola em movimento. Com o propósito de detectar a influência da faixa etária na execução desta tarefa, participaram deste estudo 10 crianças divididas em dois grupos: G1 (8 a 9 anos) e o G2 (12 a 13 anos). Cada criança realizou 10 chutes a um alvo em ambas as condições. As tentativas foram capturadas por duas câmeras de alta velocidade e foram obtidos dados referentes ao desempenho, variabilidade, coordenação e amplitude do movimento. A análise estatística detectou ajustes na coordenação e amplitude do movimento além de um aumento da variabilidade na condição da bola em movimento. Em relação à idade, foram encontradas diferenças estatisticamente significantes na velocidade do pé. Os resultados demonstraram que os grupos etários estudados apresentaram ajustes similares na coodenação do movimento. A condição da bola provocou adaptações no padrão de movimento, entretanto, apesar do aumento nos níveis de variabilidade, não exerceu influência no desempenho do chutar / The analysis of kicking through biomechanics techniques can help the comprehension of behavior and motor system organization. In order to identify the predominance, emergence, or variability of a moving pattern, is imperative to consider the interactions between internal and external elements to the individual, such as the environment where the action is executed, characteristics that are intrinsic to the task or any individual particularity. The aim of the present work was to analyze and compare the performance and movement pattern of the kick realized by children to a target, in two different conditions: stationary and moving ball. To enable us to detect the age influence on the execution of the given task, the experimental group comprised 10 children from different ages: group 1 (G1) children from 8 to 9 years old and group 2 (G2) children from 12 to 13 years old. Each participant performed 10 kicks to the target in both conditions. Attempts were captured by two high speed cameras and were obtained data to analyze performance, variability, coordination and range of motion. Statistical analysis showed adjustments in coordination and range of motion, besides an increase of variability in the condition of moving ball in relation to the stationary ball condition. Regarding the age, it was found differences statistically significant only in the foot velocity. The results showed that the age groups studied had similar adjustments in movement coordination. The moving ball condition led to adjustments in the movement pattern, however, despite the increase in the variability, the performance was not different in relation to the stationary ball condition

O Sistema Nervoso é capaz de organizar, controlar e adequar respostas motoras diante de mudanças repentinas no ambiente. No esporte tal capacidade é solicitada frequentemente. A cobrança do pênalti no futebol é um exemplo interessante deste tipo de situação, pois exige do atleta a tomada de decisão do lado para o qual chutar. Porém, muitas vezes esta decisão é executada sobre a influência de vários fatores que afetam o desempenho no decorrer de uma partida no futebol, entre eles a fadiga. Com o objetivo de estudar o efeito de fadiga sobre o desempenho em uma tarefa de computador que simula alguns aspectos da cobrança de um pênalti no futebol, foram comparadas duas situações: controle e de fadiga muscular promovida por um sistema de alavanca com sobrecarga. Os voluntários permaneciam sentados em frente ao monitor de um computador que apresentava três pontos que representavam o cobrador, a bola e o goleiro. O goleiro poderia deslocar-se tanto para a direita como para a esquerda (aleatoriamente) em momentos diferentes. A tarefa do voluntário era a de inclinar uma alavanca no exato momento em que o cobrador, se deslocando em direção a bola, coincidisse com este último, e se possível a alavanca deveria ser inclinada na direção oposta ao movimento do goleiro. Os resultados indicaram um melhor desempenho no percentual de respostas com lateralidade correta e uma menor variabilidade (respostas demasiadamente antecipadas ou atrasadas) dos voluntários na condição controle do que em condição de fadiga. / The Nervous System is capable of organizing, controlling and adjusting motor responses to sudden changes on the environment. In sports this ability is often tested. The penalty kick in soccer is an interesting example of this type of situation, because it requires of the kicker quick decision making as to which side to kick, depending on the last minute actions of the goalkeeper. However, often this decision influencedd by several factors which affect the performance during a soccer game, such as fatigue..In order to study the effect of fatigue on performance in a computer task which simulates some aspects of the penalty kick in soccer, two situations were compared: control and with fatigue, induced by a lever system with weights. Volunteers remained seated in front of a computer screen that presented three small circles, vertically aligned, which represented the kicker, the ball and the goalkeeper. At the beginning of each trial the kicker (lower circle) moved vertically up, at contant speed, toward the ball (middle circle) and at different times before kicker-ball contact the goalkeeper (upper circle) might move to the right or to the left, randomly. The task of participants was to incline a lever at the instant of kicker-ball superposition, and, if possible, to the side opposite to that of the goalkeeper\'s movement. Results indicated a slightly better performance in the percentage of trials with correct laterally, and lower temporal variability, with fewer delays or anticipations when participants were in the control rather than the fatigue condition.

Durante diferentes atividades cotidianas ou esportivas o ser humano é submetido a desafios unilaterais que podem estar relacionados à performance de uma tarefa específica ou a própria manutenção de sua postura. Portanto, é natural o desenvolvimento motor de um membro em relação ao outro para tarefas específicas, desde que estas sejam repetidas de forma não simétrica. Desta forma, pode-se supor que sujeitos que possuam maiores estresses físicos unilaterais apresentem maior probabilidade em desenvolver assimetrias funcionais e morfológicas. O presente trabalho apresenta três diferentes experimentos visando investigar as assimetrias funcionais e morfológicas relacionadas ao controle de movimento para tarefas dinâmicas e estáticas em diferentes condições e grupos. O primeiro experimento visou investigar as diferenças, entre os membros inferiores, no controle de movimento entre sedentários e atletas, utilizando para isto a postura ereta quieta e o salto com contra-movimento nas condições bipedais e unipedais. O segundo experimento visou investigar o efeito da fadiga neuromuscular unilateral e bilateral no controle de movimento, entre membros, durante o salto com contra-movimento e a postura ereta quieta bipedal. O terceiro experimento objetivou investigar o efeito prolongado da temporada esportiva no controle de movimento, entre membros, de atletas, utilizando o salto com contra-movimento e a postura ereta quieta nas condições unipedal e bipedal. Inicialmente, o presente trabalho concluiu que não parece existir relação entre as diferenças antropométricas e funcionais. Indivíduos sedentários e atletas possuem diferenças entre os membros inferiores, entretanto supõe-se que os mecanismos relacionados à tais fenômenos não sejam os mesmos, como no caso dos sedentários, onde as assimetrias poderiam estar relacionadas ao pobre controle de força, sinergismo e padrão de coordenação.. Analisando as diferenças entre sedentários e atletas foram observadas semelhanças em relação ao nível de assimetria para algumas variáveis analisadas. Deve-se considerar que os atletas analisados estavam no início da temporada esportiva, e possivelmente sem grande influência dos efeitos do treinamento prolongado. Para testar a hipótese do efeito prolongado, o terceiro experimento foi realizado e observou-se que a temporada esportiva não afetou todas as variáveis relacionadas ao controle de movimento estático e dinâmico em atletas e os maiores efeitos foram verificados durante as tarefas bipedais. Além disto, a fadiga neuromuscular também influenciou o controle de movimento em sedentários, produzindo ajustes compensatórios em algumas variáveis, principalmente nos ângulos articulares. Entretanto, as assimetrias previamente observadas não parecem serem alteradas durante as diferentes condições de fadiga neuromuscular. Para a tarefa dinâmica bipedal, observou-se que para todas as variáveis analisadas (ângulos articulares, parâmetros de desempenho e atividade muscular) apresentaram assimetrias. Curiosamente, se observa tendência à maior ativação do membro contra-lateral em função do membro fatigado. Portanto, o presente estudo ressalta o efeito do nível de condicionamento, o efeito da fadiga e do treinamento prolongado no controle de movimento dos membros inferiores em tarefas com diferentes demandas motoras bipedais e unipedais / The human body is exposed to different unilateral challenges during different daily and sportive tasks. These challenges may either be related to specific-task performance or posture maintenance. Thus, it is natural the increase of motor control in one limb related to another during specific tasks and movements. It can be assumed that individuals exposed to higher physical unilateral stress show greater probability to develop functional and morphological asymmetries. The present study shows three different experiments in order to investigate the functional and morphological asymmetries related to the motor control for dynamic and static tasks in different conditions and groups. The first experiment aimed to investigate the differences between the lower limbs, related to the motor control between sedentary and athletes during two tasks: quiet stance and countermovement jump in bi- and unipedal conditions. The second experiment aimed to investigate the effect of neuromuscular fatigue on uni- and bilateral tasks related to the motor control between lower limbs during both double-leg tasks: countermovement jump and quiet stance. The third experiment aimed to investigate the effect of prolonged sportive season in motor control, between lower limbs, during two tasks: quiet stance and countermovement jump in bi- and unipedal conditions. We concluded that there was no correlation between the anthropometric and functional asymmetries. Both sedentary and athlete groups had differences between the lower limbs in several variables, however it is assumed that the mechanisms related to such phenomena are not the same. There were similarities between sedentary and athlete groups related to the level of asymmetry for some variables. We must consider that the athletes were analyzed at the beginning of the sportive season, without the training influence. To verify the prolonged effect hypothesis, the third experiment was conducted and it was observed that the sportive season did not affect all the variables related to the motor control and the greatest effects were observed during the bipedal tasks. In addition to that, the neuromuscular fatigue influenced the control of movement in the sedentary group, showing compensatory adjustments in some variables, especially in the maximal joint angles. However, we observed that the asymmetries did not change during different neuromuscular fatigue conditions. During the bipedal dynamic task it was observed asymmetries in all variables (joint angles, performance parameters and muscle activity). Interestingly, it was also observed the trend to higher activation of the contra-lateral lower limb during the fatigued limb. So, this study highlights the effect of the conditioning levels, the neuromuscular fatigue effect and the prolonged training to the motor control of the lower limbs in different tasks and conditions

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Educação Física, Programa de Pós-Graduação em Educação Física, 2018. / Introdução: As pessoas com a doença de Parkinson geralmente possuem um maior acometimento em um lado do corpo. Hipotetiza-se que o treinamento resistido unilateral possa provocar mudanças no controle motor e na força no lado mais afetado pela doença, quando comparado ao treinamento resistido bilateral. Objetivo: Verificar os efeitos dos treinamentos resistidos unilateral versus bilateral no controle motor e na força em indivíduos com a DP. Materiais e Métodos: A amostra foi composta por 17 indivíduos diagnosticados com a DP, divididos de forma aleatória, em grupo de treinamento unilateral [(GTU), n = 9] e grupo de treinamento bilateral [(GTB), n = 8]. Foram realizadas 24 sessões de treinamento resistido. As seis primeiras sessões de treino foram voltadas à familiarização do treinamento. Antes (T0), durante (T12) e após (T24) a intervenção foram coletados dados do controle motor fino, utilizando-se os testes Nine-Hole Peg e o Box and Blocks; dados da força de membros superiores por meio do dinamômetro de preensão palmar e da força de membros inferiores por meio do dinamômetro isocinético, todos os testes foram feitos unilateralmente. Para a análise estatística dos dados foi utilizado uma ANOVA de Friedman [3 (TEMPO) x 4 (GRUPO)] bem como os testes de Mann-Whitney U e Wilcoxon. Resultados: O pico de torque a 60°/s do lado direito no momento T12, no GTU foi significativamente maior que no GTB. O pico de torque do lado direito foi significativamente menor no momento T24 em relação aos momentos T12 e T0 no GTU. Conclusão: O TR unilateral a curto prazo não se mostrou eficiente para provocar mudanças no controle motor e na força no membro mais acometido pela doença por meio do cross-education e nem diminuiu o déficit bilateral.

A análise do chute através de técnicas biomecânicas pode auxiliar na compreensão do comportamento e organização do sistema motor. Ao identificar a predominância, emergência ou variabilidade de um padrão de movimento, deve-se considerar a interação de elementos internos e externos ao indivíduo, seja o ambiente onde está sendo executada a ação, as características que envolvem a tarefa ou as particularidades do organismo do executante. O objetivo deste trabalho foi analisar e comparar o padrão de movimento e o desempenho da habilidade motora chutar, a um alvo, em duas condições: bola parada e bola em movimento. Com o propósito de detectar a influência da faixa etária na execução desta tarefa, participaram deste estudo 10 crianças divididas em dois grupos: G1 (8 a 9 anos) e o G2 (12 a 13 anos). Cada criança realizou 10 chutes a um alvo em ambas as condições. As tentativas foram capturadas por duas câmeras de alta velocidade e foram obtidos dados referentes ao desempenho, variabilidade, coordenação e amplitude do movimento. A análise estatística detectou ajustes na coordenação e amplitude do movimento além de um aumento da variabilidade na condição da bola em movimento. Em relação à idade, foram encontradas diferenças estatisticamente significantes na velocidade do pé. Os resultados demonstraram que os grupos etários estudados apresentaram ajustes similares na coodenação do movimento. A condição da bola provocou adaptações no padrão de movimento, entretanto, apesar do aumento nos níveis de variabilidade, não exerceu influência no desempenho do chutar / The analysis of kicking through biomechanics techniques can help the comprehension of behavior and motor system organization. In order to identify the predominance, emergence, or variability of a moving pattern, is imperative to consider the interactions between internal and external elements to the individual, such as the environment where the action is executed, characteristics that are intrinsic to the task or any individual particularity. The aim of the present work was to analyze and compare the performance and movement pattern of the kick realized by children to a target, in two different conditions: stationary and moving ball. To enable us to detect the age influence on the execution of the given task, the experimental group comprised 10 children from different ages: group 1 (G1) children from 8 to 9 years old and group 2 (G2) children from 12 to 13 years old. Each participant performed 10 kicks to the target in both conditions. Attempts were captured by two high speed cameras and were obtained data to analyze performance, variability, coordination and range of motion. Statistical analysis showed adjustments in coordination and range of motion, besides an increase of variability in the condition of moving ball in relation to the stationary ball condition. Regarding the age, it was found differences statistically significant only in the foot velocity. The results showed that the age groups studied had similar adjustments in movement coordination. The moving ball condition led to adjustments in the movement pattern, however, despite the increase in the variability, the performance was not different in relation to the stationary ball condition

A variabilidade da força muscular, geralmente em uma tarefa de força constante e isométrica, tem sido estudada tanto de forma experimental quanto com o uso de ferramentas computacionais. No entanto, a maioria dos estudos utilizando simulações computacionais tem sido feita em tarefas que utilizam apenas um músculo, geralmente da mão. Até onde se tem conhecimento, não foi feito um estudo, nem experimental nem teórico, abrangendo o comportamento da variabilidade do torque durante a flexão plantar de uma forma geral. Considerando isso, esse trabalho tem como objetivo estudar a variabilidade do torque de flexão plantar por meio de simulações e de modelos matemáticos, comparando os resultados com os obtidos em experimentos realizados localmente. Uma primeira tentativa foi feita utilizando um modelo de contração muscular do tipo Hill ativado pela envoltória dos sinais de eletromiograma captados de cada um dos três músculos do tríceps sural. Essa abordagem não foi bem sucedida em termos da reprodução dos resultados experimentais obtidos de variabilidade do torque em humanos, embora tenha reproduzido bem o valor médio do torque da flexão plantar. Essa impossibilidade em reproduzir os dados experimentais de variabilidade do torque com um modelo ativado por envoltória do eletromiograma provavelmente deveu-se à perda de informação no eletromiograma sobre os disparos dos motoneurônios. Em uma segunda tentativa, os disparos individuais dos motoneurônios foram obtidos de um simulador desenvolvido localmente, chamado de ReMoto, capaz de fornecer os instantes de disparos de todos os modelos de motoneurônios que ativam cada músculo, além de ser capaz de fornecer a força produzida por esse músculo, calculada a partir da força produzida pelas unidades motoras individualmente. No entanto, a versão original do ReMoto foi parametrizada quase que totalmente utilizando dados de gatos e, por isso, foi necessário modificar diversos parâmetros (como amplitude dos abalos e amplitude do potencial de ação da unidade motora) e modelos (como limiar de recrutamento e saturação da força) antes de utilizar o simulador para o estudo da variabilidade do torque. Também foi adicionado um segundo modelo de gerador de força, que consegue reproduzir melhor as características temporais dos abalos das unidades motoras. Adicionalmente, um modelo do tipo Hill também foi modificado para ser ativado pelo conjunto de motoneurônios do simulador ReMoto. Novas simulações foram feitas com a nova versão do simulador (adaptada a dados de humanos) e os resultados foram condizentes com os dados experimentais (variabilidade do torque e do eletromiograma), indicando que os modelos no simulador são uma representação razoável do que acontece no ser humano. / The muscle force variability, usually in a constant and isometric force task, has been studied both experimentally and using computational tools. However, most studies using computer simulations have been made on tasks that use only one muscle, usually in the hand. As far as is known, no study has analyzed, either theoretically or experimentally, the overall behavior of the torque variability during plantar flexion. Therefore, this work aims to study the plantar flexion torque variability by means of mathematical models and simulations, comparing the results with those obtained in human experiments carried out locally. A first attempt was made using a Hill-type muscle contraction model activated by the electromyogram obtained from each of the three triceps surae muscles. This approach was not successful in terms of reproducing the torque variability results obtained from humans, although it estimated well the average value of plantar flexion torque. This inability to reproduce the torque variability found in experimental data was probably due to the information loss in the electromyogram of the spike times of motoneurons. In a second approach, the firing of individual motoneuron were obtained from a neuromuscular simulator developed locally, called ReMoto, capable of providing the spike times of all motoneuron models that activate each muscle and the respective muscle force. The latter is generated in the simulator from the forces generated by each motor unit that composes the muscle. However, the ReMoto original version was almost completely parameterized using data from cats and, hence, it was necessary to modify various parameter values (such as motor unit twitchs and action potential amplitudes) and models (such as the recruitment threshold and force saturation) before using the simulator to study torque variability in humans. Besides the second order twitch model already implemented in the original version of the simulator, two other models were implemented in this work. One was a more refined twitch model and the second was a Hill-type model modified to be activated by the ReMoto simulator motoneuron pool. New simulations were run with the new version of the simulator (adapted to human data) and the fittings to the experimental data (torque and electomyogram envelope variability) were good, suggesting that the models in the simulator are a reasonable representation of what occurs in the living human being.

A variabilidade da força muscular, geralmente em uma tarefa de força constante e isométrica, tem sido estudada tanto de forma experimental quanto com o uso de ferramentas computacionais. No entanto, a maioria dos estudos utilizando simulações computacionais tem sido feita em tarefas que utilizam apenas um músculo, geralmente da mão. Até onde se tem conhecimento, não foi feito um estudo, nem experimental nem teórico, abrangendo o comportamento da variabilidade do torque durante a flexão plantar de uma forma geral. Considerando isso, esse trabalho tem como objetivo estudar a variabilidade do torque de flexão plantar por meio de simulações e de modelos matemáticos, comparando os resultados com os obtidos em experimentos realizados localmente. Uma primeira tentativa foi feita utilizando um modelo de contração muscular do tipo Hill ativado pela envoltória dos sinais de eletromiograma captados de cada um dos três músculos do tríceps sural. Essa abordagem não foi bem sucedida em termos da reprodução dos resultados experimentais obtidos de variabilidade do torque em humanos, embora tenha reproduzido bem o valor médio do torque da flexão plantar. Essa impossibilidade em reproduzir os dados experimentais de variabilidade do torque com um modelo ativado por envoltória do eletromiograma provavelmente deveu-se à perda de informação no eletromiograma sobre os disparos dos motoneurônios. Em uma segunda tentativa, os disparos individuais dos motoneurônios foram obtidos de um simulador desenvolvido localmente, chamado de ReMoto, capaz de fornecer os instantes de disparos de todos os modelos de motoneurônios que ativam cada músculo, além de ser capaz de fornecer a força produzida por esse músculo, calculada a partir da força produzida pelas unidades motoras individualmente. No entanto, a versão original do ReMoto foi parametrizada quase que totalmente utilizando dados de gatos e, por isso, foi necessário modificar diversos parâmetros (como amplitude dos abalos e amplitude do potencial de ação da unidade motora) e modelos (como limiar de recrutamento e saturação da força) antes de utilizar o simulador para o estudo da variabilidade do torque. Também foi adicionado um segundo modelo de gerador de força, que consegue reproduzir melhor as características temporais dos abalos das unidades motoras. Adicionalmente, um modelo do tipo Hill também foi modificado para ser ativado pelo conjunto de motoneurônios do simulador ReMoto. Novas simulações foram feitas com a nova versão do simulador (adaptada a dados de humanos) e os resultados foram condizentes com os dados experimentais (variabilidade do torque e do eletromiograma), indicando que os modelos no simulador são uma representação razoável do que acontece no ser humano. / The muscle force variability, usually in a constant and isometric force task, has been studied both experimentally and using computational tools. However, most studies using computer simulations have been made on tasks that use only one muscle, usually in the hand. As far as is known, no study has analyzed, either theoretically or experimentally, the overall behavior of the torque variability during plantar flexion. Therefore, this work aims to study the plantar flexion torque variability by means of mathematical models and simulations, comparing the results with those obtained in human experiments carried out locally. A first attempt was made using a Hill-type muscle contraction model activated by the electromyogram obtained from each of the three triceps surae muscles. This approach was not successful in terms of reproducing the torque variability results obtained from humans, although it estimated well the average value of plantar flexion torque. This inability to reproduce the torque variability found in experimental data was probably due to the information loss in the electromyogram of the spike times of motoneurons. In a second approach, the firing of individual motoneuron were obtained from a neuromuscular simulator developed locally, called ReMoto, capable of providing the spike times of all motoneuron models that activate each muscle and the respective muscle force. The latter is generated in the simulator from the forces generated by each motor unit that composes the muscle. However, the ReMoto original version was almost completely parameterized using data from cats and, hence, it was necessary to modify various parameter values (such as motor unit twitchs and action potential amplitudes) and models (such as the recruitment threshold and force saturation) before using the simulator to study torque variability in humans. Besides the second order twitch model already implemented in the original version of the simulator, two other models were implemented in this work. One was a more refined twitch model and the second was a Hill-type model modified to be activated by the ReMoto simulator motoneuron pool. New simulations were run with the new version of the simulator (adapted to human data) and the fittings to the experimental data (torque and electomyogram envelope variability) were good, suggesting that the models in the simulator are a reasonable representation of what occurs in the living human being.

Esta tese teve como objetivos investigar: (1) as mudanças relacionadas à idade no controle de força e torque isométrico em crianças de diferentes idades em três tarefas manipulativas distintas, e (2) as diferenças no controle de força e torque isométrico, assim como nas respostas neuromusculares, entre crianças com e sem DCD de idade relacionadas em três tarefas manipulativas distintas. Neste sentido, foi realizado um ensaio teórico sobre a criança com Desordem Coordenativa Desenvolvimental (DCD), além de dois estudos experimentais que têm em comum a análise da estrutura da resposta do sistema motor em relação à performance das crianças com e sem DCD, em três tarefas manipulativas distintas de controle de força e torque isométrico, contínuo e constante. No primeiro estudo, foram investigadas as mudanças desenvolvimentais no controle motor usando um delineamento transversal de pesquisa com crianças de 7, 9 e 11 anos de idade, as quais foram incentivadas a manter o controle de força e torque durante vinte segundos nas tarefas de pressão digital, preensão digital em pinça e torque em preensão digital. Os resultados demonstraram que a performance melhorou com o avanço da idade, devido à capacidade do sistema sensório-motor apresentar uma resposta mais irregular e com um perfil de freqüências mais distribuídas. No segundo estudo, o controle de força e torque entre crianças com e sem DCD, com nove anos de idade, foram investigadas. Os participantes realizaram as mesmas tarefas do estudo desenvolvimental e, além disso, respostas neuromusculares foram mapeadas Os resultados não revelaram uma variabilidade maior e irregularidade menor no grupo com DCD nas tarefas de pressão digital e preensão digital em pinça. No entanto, na tarefa de controle de torque em preensão digital, foi identificada uma maior variabilidade e menor irregularidade na resposta motora do grupo com DCD. Os resultados não revelaram uma variabilidade maior e irregularidade menor no grupo com DCD nas tarefas de pressão digital e preensão digital em pinça. No entanto, na tarefa de controle de torque em preensão digital, foi identificada uma maior variabilidade e menor irregularidade na resposta motora do grupo com DCD. Os resultados da análise das respostas neuromusculares sugerem o uso de estratégias distintas entre os grupos, todavia, tais achados não foram conclusivos.