Come iniziare con il Muscle SpikerBox Pro: Coppie di muscoli agonisti/antagonisti

Background

Come spiegato nell’esperimento: Getting Started with the Muscle SpikerBox, quando decidi di fare un movimento i tuoi motoneuroni superiori dalla corteccia motoria del tuo cervello inviano potenziali d’azione (picchi!) che viaggiano lungo il tuo tratto corticospinale (midollo spinale) dove sinapsi con motoneuroni inferiori che continuano a propagare il segnale alle fibre muscolari designate. Lì, ogni singolo motoneurone e le fibre muscolari che innervano creano una “unità motoria”. In questa giunzione neuromuscolare, viene rilasciato un neurotrasmettitore chiamato acetilcolina che porta alla generazione di un potenziale d’azione nella fibra muscolare. Dopo aver ricevuto questo segnale eccitatorio, le fibre muscolari si contraggono. Movimento!

Il tuo corpo usa questa cascata di segnali elettrici e chimici per controllare il movimento, ma è importante sottolineare che ogni movimento non si basa su un solo muscolo, ma spesso su molti! Ci sono oltre 600 muscoli scheletrici nel corpo umano! La maggior parte di questi muscoli funzionano in “coppie antagoniste”, il che significa che quando un muscolo si contrae (si accorcia), l’altro della coppia si rilassa con un attento controllo per permettere l’allungamento (allungamento). Coordinare i muscoli insieme in questo modo ci dà la capacità di muoverci con grazia, per esempio toccando la punta del naso senza sbattere la faccia. Questa parternship muscolare ci aiuta anche a fare movimenti precisi, come infilare un ago.

Parliamo ancora di queste “coppie antagoniste”. Un grande esempio di coppia è il bicipite brachiale e il tricipite brachiale.

Prima di andare avanti, dobbiamo prima rivedere alcuni termini anatomici di movimento. “Flessione” è un movimento di flessione in cui l’angolo tra due parti diminuisce. Contrarre il bicipite mostra la flessione, cioè avvicina l’avambraccio alla parte superiore del braccio e diminuisce l’angolo tra i due. Quindi, il bicipite è descritto come un muscolo “flessore”. Nell’illustrazione qui sotto, l’immagine a destra mostra il bicipite in flessione. Il muscolo opposto di un flessore è chiamato muscolo “estensore”. Il tuo tricipite è un estensore. Quando contraete il tricipite il vostro braccio si raddrizza e l’angolo tra l’avambraccio e la parte superiore del braccio aumenta. Forse hai già indovinato, ma questo si chiama “estensione” e lo puoi vedere nell’illustrazione di sinistra qui sotto. Queste denominazioni sono intrinseche, cioè sono una proprietà immutabile del muscolo. Ciò significa che contraendo un muscolo flessore si esibirà sempre la flessione e mai l’estensione (e viceversa per la contrazione dei muscoli estensori).

Ok, ora che abbiamo stabilito i nostri termini di movimento possiamo discutere correttamente queste coppie antagoniste! I due muscoli di una coppia antagonista sono in opposizione. Cioè, se uno estende un arto durante la sua contrazione, l’altro farà tornare l’arto alla sua posizione originale quando viene flesso. In ogni coppia, a seconda del movimento, un muscolo svolge il ruolo di “agonista” e l’altro muscolo svolge il ruolo di “antagonista”. L’agonista è un muscolo che si contrae per causare il movimento. L’antagonista è un muscolo opposto che si rilassa relativamente all’allungamento. Questi due ruoli, agonista e antagonista, possono essere scambiati avanti e indietro. Per visualizzarlo, torniamo al nostro esempio di bicipiti e tricipiti. Immaginate di salutare il vostro migliore amico: quando la vostra mano si allontana da voi, il vostro tricipite è un agonista, che si contrae per estendere il vostro braccio. Il vostro bicipite è un antagonista, che si rilassa per permettere l’allungamento mentre eventualmente si contrae in modo leggero per controllare la velocità dell’avambraccio in movimento.

Quando la vostra mano si muove all’indietro durante il vostro movimento ondulatorio il vostro bicipite è un agonista, flettendo il braccio verso di voi. In questo caso, il tuo tricipite è un antagonista e deve rilassarsi per allungarsi per permettere il movimento. Così potete vedere che a differenza delle denominazioni intrinseche dei flessori e degli estensori, i due ruoli delle coppie antagoniste dipendono dal movimento. Se il movimento è invertito, l’agonista e l’antagonista si scambiano i ruoli.

Non è sempre così semplice però! In alcuni movimenti, come le flessioni, l’agonista non cambia con la direzione del movimento. Durante le flessioni, il tricipite è l’agonista sia che tu stia abbassando il tuo corpo verso terra o che tu stia spingendo verso l’alto. Questo è dovuto al carico applicato dalla gravità. Con una forza costante che vi tira sempre verso il basso, il vostro tricipite deve rimanere in contrazione per tenervi su, sia che vi muoviate verso l’alto o verso il basso. Ora, abbassati e dammene 20!

Facendo un ulteriore passo avanti, è importante rendersi conto che anche quando non ti stai muovendo hai dei muscoli che lavorano costantemente al tuo servizio per mantenere la postura. Sì, anche quando siete accasciati sul vostro La-Z-Boy il vostro cervello sta ordinando ai muscoli di contrarsi! Quindi il punto chiave è che quando si pensa di fare un qualsiasi movimento o anche solo di stare fermi, il nostro cervello (in particolare la corteccia motoria) sta inviando potenziali d’azione (picchi!) lungo i nostri nervi a non solo uno ma più muscoli per coordinare il movimento con il controllo o semplicemente per rimanere in equilibrio e in piedi.

Materiali per la stampa

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Sperimentazione

Ora mettiamo in pratica la Muscle SpikerBox Pro studiando la nostra coppia antagonista preferita.

  1. Posiziona due dei tuoi patch di elettrodi adesivi sui tuoi bicipiti e collega i 2 morsetti a coccodrillo rossi del canale 1 (il jack di ingresso sinistro) al nodo metallico degli elettrodi. Poi metti due elettrodi adesivi sui tuoi tricipiti e collega i cavi rossi del canale 2 ad essi. Infine, posizionare un elettrodo adesivo sul dorso della mano e collegare entrambi i morsetti a coccodrillo neri (da ch1 & ch2) a questo elettrodo.
  2. Inizia ad aprire il software SpikeRecorder. Successivamente, colleghi MusclePro al computer utilizzando il cavo USB rosso. Quando lo fai, dovresti vedere un nuovo pulsante apparire sullo schermo. Questo è il pulsante per associare MusclePro all’app.
  3. Per ascoltare i tuoi segnali EMG, regola il guadagno ruotando la rotellina finché non senti l’attività durante la contrazione dei tuoi bicipiti e tricipiti. Ora, guardate l’applicazione e assicuratevi di poter vedere i vostri segnali! Se i segnali sono in clipping (colpendo la parte superiore e inferiore della finestra), è possibile regolare il guadagno in-app con i pulsanti + e – sul lato sinistro di ogni segnale individualmente.
  4. Ora, guarda i tuoi segnali grezzi. Nell’esempio precedente, il segnale rosso sta subendo alcune interferenze rumorose! Se incontri interferenze elettriche come questa, prova a scollegare il tuo portatile dalla presa di corrente o a spostarti in un posto meno “rumoroso”
  5. Ora inizia la sperimentazione!

    A) Cominciamo con il saluto. Riuscite a farvi salutare da qualcuno? Quali muscoli pensate di usare per compiere questa azione? Per indagare la tua ipotesi, crea un esperimento cambiando il posizionamento dei tuoi elettrodi adesivi finché non osservi un EMG pieno di potenziali d’azione. Ricordati di essere un buon scienziato, documentando il tuo metodo e raccogliendo i dati! Nelle schermate qui sotto, il segnale verde è il tricipite e quello rosso il bicipite. Potete vedere qui sotto dove il nostro soggetto inizia l’onda flettendo il bicipite, poi estende il braccio con il tricipite, e continua ad alternarsi. Cosa vediamo in questi dati? In primo luogo, nessuno dei due muscoli è totalmente rilassato durante entrambi i movimenti, ma c’è sicuramente una differenza di grandezza! Quando il segnale del bicipite è forte, il segnale del tricipite è più debole, e viceversa!

    Aumenta il tuo saluto gestuale con uno sforzo muscolare extra (ondeggia con il muscolo!) così puoi visualizzare/ascoltare meglio l’EMG. Non cercare la velocità, cerca la forza! Questo dovrebbe rendere le differenze nei vostri segnali molto più drammatiche come potete vedere qui sotto. Puoi usare i tuoi due EMG per verificare quale muscolo è l’agonista quando fletti il braccio? E quando estendete il braccio?

    B) Anche il muscolo antagonista potrebbe mostrare degli spike, perché? Prova ad esplorare i movimenti del tuo braccio fino a quando non riesci a rilassare completamente l’antagonista (senza picchi).

  6. Facciamo un passo avanti, fai una flessione! (Se il pavimento è sporco o semplicemente non sei un fan delle flessioni, puoi anche fare un push-up sul bordo di un tavolo robusto appoggiandoti ad esso). Puoi verificare con i tuoi EMG che i tricipiti sono l’agonista sia che tu vada su o giù?

    Ecco i nostri risultati (di nuovo, bicipiti rossi, tricipiti verdi):

    Questa schermata sopra mostra i due EMG durante le due fasi di una spinta. Iniziando con le braccia distese e poi abbassandosi verso il basso, i bicipiti sembrano l’antagonista rilassato e quei tricipiti stanno decisamente sparando più picchi come l’agonista! Poi, premendo di nuovo verso l’alto, possiamo vedere che anche se la direzione del movimento si è invertita, i tricipiti stanno ancora sopportando il carico e giocando il ruolo dell’agonista.

  7. Suggerimenti per ulteriori esperimenti:

    Puoi pensare ad altre coppie antagoniste nel tuo corpo? Prova la tua ipotesi registrando gli EMG di questi due muscoli per vedere se hai ragione. Ricorda, uno dovrebbe mostrare molti picchi (agonista) mentre l’altro ne mostra pochi o nessuno (antagonista) e viceversa. Un’altra esplorazione divertente sarebbe provare a trovare due muscoli che mostrano potenziali d’azione nei loro EMG anche quando sei in piedi o seduto immobile. Muscle SpikerBox Pro può anche permetterti di confrontare i tuoi muscoli con quelli dei tuoi amici. Osserva i tuoi EMG mentre fai a braccio di ferro!

    O prova un incontro di braccio di ferro a mani libere. Vince chi riesce a tenere le punte più a lungo!

    Approfitta di queste caratteristiche professionali e facci sapere i tuoi risultati sperimentali! Inviaci il tuo processo e le tue scoperte a [email protected]!