Los preflexos son las capacidades latentes en el sistema musculoesquelético que autoestabilizan los movimientos mediante el uso de las propiedades viscoelásticas no lineales de los músculos cuando se contraen . [1] [2] El término "preflex" para tal bucle de retroalimentación intrínseca de retardo cero fue acuñado por Loeb. [3] A diferencia de los métodos de estabilización que utilizan neuronas , como los reflejos y un mayor control cerebral , un preflexo ocurre con un retraso de tiempo mínimo; sin embargo, solo estabiliza los principales movimientos del sistema musculoesquelético. [ cita requerida ]
Corrección viscoelástica
Los músculos poseen propiedades viscoelásticas no lineales cuando se contraen. [4] [5] [6] Esta propiedad puede autocorregir los movimientos cuando un músculo se ve obligado a cambiar su longitud ya una velocidad diferente a la que originalmente se le ordenó. Esta corrección automática es útil cuando se perturba una acción ordenada, por ejemplo, si un escalón entra en un agujero, ya que esto hace que el pie se estire inesperadamente hacia abajo. Las propiedades viscoelásticas no lineales de los músculos interactúan con estas diferencias de velocidad y longitud inducidas por la perturbación, de modo que contrarrestan directamente, a medida que ocurren, los efectos sobre el cuerpo de la perturbación. Parte de la resistencia a la perturbación es pasiva, mediante el aumento no lineal de la tensión pasiva y los pares articulares producidos por los músculos y otros tejidos blandos. [4] El pretensado tisular es una propiedad preflexiva que constituye un nivel basal de tensión pasiva que, debido a su presencia en tejidos antagónicos de una articulación, aumenta la rigidez pasiva y la estabilidad de la articulación. [7]
Oportunidad evolutiva
Los músculos contienen muchos sistemas diferentes sobre los que puede operar la selección evolutiva de la estabilización prefleja. El músculo deltoides , por ejemplo, consta de al menos siete segmentos con diferentes inserciones óseas y control neural. [8] Dentro de cada segmento muscular, existe una estructura interna compleja que desciende a una en la que cada unidad muscular consta de un tendón, una aponeurosis y un fascículo de elementos activos contráctiles y pasivos. [4] Otra fuente de variación está en la arquitectura interna de la orientación de la fibra en relación con la línea de acción de un músculo, por ejemplo, como se encuentra en los músculos pennados . [9] Las complejidades de las diferentes relaciones viscoelásticas longitud y velocidad-fuerza de estas subpartes brindan la oportunidad para la selección adaptativa de biocompuestos musculares estructuralmente complejos con relaciones viscoelásticas no lineales longitud-velocidad-fuerza altamente ajustadas a la tarea. Esta naturaleza de los músculos para ser estructuras compuestas proporciona, por tanto, la oportunidad adaptativa para que la evolución modifique las reacciones viscoelásticas del sistema musculoesquelético para que contrarresten las perturbaciones sin la necesidad de niveles de control espinales o superiores.
Ejemplos de
Recuperación de pasos de pierna
La gallina de Guinea con casco, como muchas otras aves bípedas, camina sobre terreno accidentado. Cuando la pata de una gallina de Guinea entra en un agujero (una interrupción común contra la cual la evolución ha ajustado las propiedades viscoelásticas no lineales de su sistema musculoesquelético), se produce un cambio momentáneo de velocidad y longitud en los músculos que abarcan las articulaciones de las piernas. Esta discrepancia de longitud / velocidad interactúa con las relaciones no lineales de longitud y velocidad-fuerza que han evolucionado en respuesta a tal interrupción con el resultado de que la pata se extiende más hacia el interior del agujero y, por lo tanto, mantiene el cuerpo del ave estable y erguido. [10]
Limpiarse las piernas
Son las propiedades musculoesqueléticas intrínsecas de la pata de una rana , no los reflejos espinales mediados neuralmente, las que estabilizan sus movimientos de limpieza en los irritantes cuando se instiga el movimiento de la pata. [11]
Saltos en cuclillas
Un ejemplo humano de estabilización preflexada ocurre cuando una persona salta explosivamente desde una posición en cuclillas , y los músculos de las piernas actúan para proporcionar un retraso de tiempo mínimo contra las perturbaciones de la vertical. [6]
Referencias
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