D8 Electromiografía (EMG) en musculatura de nado

Tópico

La electromiografía implantada en la musculatura de nado del pez registra la actividad eléctrica de las fibras musculares durante la propulsión, y con eso entrega información sobre el patrón de reclutamiento muscular, la intensidad de activación y la sincronización entre los distintos grupos musculares a lo largo del cuerpo del pez. La señal que capta cada electrodo es la superposición de los potenciales de acción de todas las unidades motoras que están activas justo debajo de ese electrodo en cada instante. En los peces se distinguen dos tipos de musculatura de nado: la musculatura roja, lenta y resistente, que el pez usa para el nado sostenido, y la musculatura blanca, rápida pero que se fatiga con facilidad, que el pez reserva para sprints y para el arranque en C, una maniobra de escape brusca.

La señal eléctrica que la electromiografía registra en cualquiera de estos dos tipos de musculatura se procesa siguiendo los mismos principios que en mamíferos: se le aplica una rectificación completa, tomando el valor absoluto de la señal, y luego se integra esa señal rectificada a lo largo del tiempo para cuantificar la activación relativa del músculo, o bien se calcula, dentro de ventanas de tiempo que se van deslizando, la raíz del promedio de los valores de la señal elevados al cuadrado, para obtener la amplitud instantánea de esa activación muscular. Dentro de ese mismo procesamiento, la frecuencia central del espectro de potencia de la señal disminuye a medida que el músculo se fatiga, lo que la convierte en un índice de fatiga muscular basado en el espectro de la propia señal eléctrica.

Más allá de cuánto se activa el músculo, la electromiografía también revela cuándo se activa, comparando la latencia de esa activación muscular con la onda cinemática del cuerpo del pez introducida en el modelo anterior de esta serie, es decir, ubicando en qué fase del ciclo de batido ocurre la activación. Si el músculo se activa durante la fase en que se está acortando, ese músculo genera trabajo positivo y actúa como motor de la propulsión; si, en cambio, se activa durante la fase en que se está alargando, el músculo genera trabajo negativo y actúa como amortiguador, absorbiendo energía en vez de aportarla.

Este análisis de la fase de activación muscular respecto al ciclo de batido permite calcular el trabajo neto que produce cada segmento muscular del cuerpo del pez en cada ciclo de batido, una información esencial para entender cómo se distribuye la potencia mecánica de la propulsión a lo largo de todo el cuerpo del pez.

En el nado sostenido, solo la musculatura roja introducida al comienzo de este modelo permanece activa, con una señal eléctrica de baja amplitud; en cambio, durante los sprints o las maniobras rápidas, el pez recluta progresivamente su musculatura blanca, y la señal eléctrica registrada gana entonces amplitud y frecuencia espectral. Este reclutamiento progresivo sigue el mismo principio que gobierna el reclutamiento muscular en otros vertebrados, el principio de Henneman: las fibras musculares más lentas y con menor umbral de activación —las de la musculatura roja— se reclutan primero, y las fibras rápidas de la musculatura blanca solo se suman cuando la demanda de fuerza de la propulsión supera lo que esa musculatura roja, por sí sola, es capaz de entregar.

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