Relación entre la actividad cortical y la actividad muscular

Durante la interacción de los músculos en acción con la activación neuromuscular de los miembros activos intervienen numerosos aspectos de los sistemas nerviosos central y periférico. Aún se desconocen muchos de los factores que influyen en esta interacción.

El equipo del proyecto «The interaction between the central and peripheral exercise-related fatigue» (ICPEF), de dos años de duración, trató de desarrollar herramientas matemáticas para estudiar estas interacciones. El objetivo fue diseñar técnicas informáticas destinadas a procesar la información procedente del electromiograma (EMG) y el electroencefalograma (EEG) antes, durante y después de ejercicios que generan cansancio. Para ello fue necesario describir la actividad neuronal hasta el músculo con los datos obtenidos en el EMG, analizar la corteza motora en función de la información obtenida en el EEG y relacionar ambos resultados.

Uno de los logros del proyecto fue el desarrollo de un modelo innovador para el estudio de las señales emitidas por las áreas corticales al conjunto de neuronas motoras, lo que facilitó la investigación de la conectividad corticoespinal mediante coherencia córtico-muscular. Además de este modelo, se diseñaron tres técnicas de procesamiento de señales para el EMG de superficie de alta densidad y el EEG. Estas técnicas permitieron el estudio de la actividad neuromuscular en humanos durante movimientos naturales in vivo.

La primera técnica desarrollada fue una versión optimizada de la ya conocida coherencia EMG-EMG. Una técnica multicanal novedosa permitió la detección de fuentes de señales sinápticas comunes dirigidas a neuronas motoras fuera del ancho de banda del EMG de superficie. La segunda técnica realizaba detecciones automáticas de artefactos en un EEG multicanal. La técnica, basada en la estadística de alto orden, podría identificar diferentes tipos de artefactos en el EEG tales como movimientos de ojos, boca o cabeza.

La tercera técnica de ICPEF sirvió para obtener la relación entre la actividad cortical y muscular, lo que permitió el estudio de las relaciones entre unidades motoras individuales y oscilaciones corticales. A diferencia del método de coherencia corticomuscular utilizado habitualmente, la nueva técnica ofreció resultados coherentes en un periodo de tiempo menor y se ajustaría mejor a aplicaciones en línea.

Las técnicas diseñadas permitieron el estudio no invasivo de los determinantes neuronales del movimiento y tendrán importantes aplicaciones en la práctica clínica.