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Co-activation musculaire : la clé pour marcher efficacement

Une étude révèle comment les schémas d'activation musculaire influencent la performance de marche et la stabilité.

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Bouger au quotidien demande de bien contrôler nos muscles. Une façon importante dont notre corps s'adapte à différentes tâches et environnements, c'est ce qu'on appelle la Co-activation musculaire. Ça veut dire que quand un groupe musculaire bosse, le groupe musculaire opposé s'active aussi en même temps. Par exemple, quand un muscle qui fait bouger une articulation (comme les Quadriceps) est actif, le muscle qui s'oppose à ce mouvement (comme les ischio-jambiers) peut aussi être actif, aidant à stabiliser l’articulation.

Quand on marche, nos muscles ajustent leur activité en fonction de plusieurs trucs. Ça inclut la vitesse à laquelle on marche, si on monte ou descend une pente, et sur quel type de surface on est. En vieillissant, la façon dont nos muscles s'activent change aussi. Ceux qui ont certains troubles musculaires ou nerveux peuvent montrer des patterns d'activité musculaire différents en marchant.

Les études qui se concentrent uniquement sur la co-activation musculaire en marchant ont leurs limites. Elles ne peuvent pas toujours nous dire pourquoi les muscles s'activent comme ça, ce qui rend la compréhension de ce qui se passe compliquée.

Pour avoir une vue plus claire de comment les muscles fonctionnent ensemble quand on marche normalement ou quand il y a des soucis, les chercheurs ont suggéré de regarder de près ce qui se passe pendant une partie spécifique de la marche appelée la Phase de balancement. C’est le moment où une jambe est levée du sol et se balance vers l'avant.

Durant cette phase de balancement, la jambe bouge un peu comme un pendule. Il faut juste un petit peu d'activation musculaire pour avancer. Certains muscles, comme les fléchisseurs de hanche, aident à lever la jambe et à la pousser en avant. Vers la fin du balancement, d'autres muscles, comme les ischio-jambiers, aident à ralentir la jambe pour se préparer à atterrir sur le sol. En même temps, les quadriceps peuvent aussi s'activer pour stabiliser le genou.

Une tâche intéressante appelée "balancement de jambe" reproduit cette phase de balancement et pourrait aider les chercheurs à différencier les patterns d’activation musculaire normaux de ceux causés par des problèmes chez les personnes qui ont du mal à bouger. Le but ici est de voir si la façon dont les quadriceps et les ischio-jambiers s'activent est différente en marchant comparé à un balancement de jambe isolé.

Les chercheurs ont fait des tests avec douze jeunes adultes en bonne santé pour comprendre ces patterns d’activation musculaire. Les participants ont réalisé des tâches de marche et de balancement de jambe à différentes vitesses. La vitesse de marche lente était réglée pour imiter quelqu'un qui pourrait avoir des difficultés à se déplacer, tandis que la vitesse de marche confortable était leur rythme préféré.

Pendant les tests, les chercheurs ont suivi l'activité musculaire des quadriceps et des ischio-jambiers. Ces muscles sont cruciaux pour le mouvement. Ils ont aussi collecté des données sur la façon dont les participants se déplaçaient, y compris leur vitesse et la position de leur jambe pendant les tâches.

Les résultats ont montré que la co-activation musculaire était plus élevée pendant la marche que pendant le balancement de jambe. Ça veut dire que quand les gens marchaient, les quadriceps et les ischio-jambiers travaillaient plus ensemble que quand ils se contentaient de balancer leur jambe sans le contexte de la marche.

En regardant les différentes parties de la phase de balancement, on a constaté que la co-activation musculaire était plus élevée pendant la partie médiane et la fin de la phase de balancement en marchant. En gros, au fur et à mesure que la jambe se balançait vers l'avant, les muscles fonctionnaient différemment selon que la personne marchait ou se contentait de balancer sa jambe.

Les chercheurs ont aussi remarqué que les différences dans les patterns de co-activation musculaire n’étaient pas influencées par la vitesse de marche. Ça suggère que la façon dont les muscles interagissent en marchant est plus liée à l'acte de marcher lui-même qu'à la vitesse à laquelle quelqu’un se déplace.

Un point important à retenir de ces résultats, c'est que la co-activation musculaire est essentielle pour stabiliser l'articulation du genou pendant qu'on se prépare à atterrir en marchant. Ça ne se passe pas de la même manière pendant la tâche de balancement de jambe, où les muscles s'activent différemment à cause du manque des mêmes contraintes présentes pendant la marche.

De plus, l'étude a mis en avant l'importance de la façon dont on mesure la co-activation musculaire. Différentes méthodes peuvent mener à différentes interprétations de comment les muscles travaillent ensemble. Comprendre ça est crucial, car les conclusions tirées des études pourraient changer en fonction de la manière dont elles mesurent l'activité musculaire.

La tâche de balancement de jambe isolée montre du potentiel en tant que méthode pour distinguer entre l'activation musculaire normale et celle due à des problèmes sous-jacents chez les personnes ayant des difficultés de mouvement. Elle pourrait aider à identifier des problèmes spécifiques de contrôle musculaire qui apparaissent quand les gens marchent.

En conclusion, la façon dont nos quadriceps et ischio-jambiers s'activent en marchant reflète notre besoin de fonctionner efficacement tout en se préparant à atterrir. La tâche de balancement de jambe peut aider les chercheurs à en apprendre plus sur les patterns d'activation musculaire, surtout chez ceux avec des troubles du mouvement. Les chercheurs doivent aussi être prudents dans l'interprétation des résultats de co-activation musculaire, car différentes méthodes peuvent mener à des conclusions différentes.

Dans l'ensemble, cette étude éclaire les détails de comment nos muscles fonctionnent en marchant et suggère d'autres façons d'observer et de comprendre le contrôle musculaire chez ceux avec différentes capacités de mouvement.

Source originale

Titre: Quadriceps-hamstrings muscle co-activation during the swing phase of walking is modulated by task constraints in healthy adults

Résumé: BackgroundMuscle co-activation, the simultaneous activation of muscles or muscle groups, is a common strategy to enhance the stability of the musculoskeletal system. However, co-activation can also be the consequence of underlying neurological impairments. To better understand and discern functional co-activation during walking, this study explored the difference in quadriceps-hamstrings co-activation during the swing phase of walking and an isolated leg-swinging movement in healthy adults. MethodsTwelve healthy young adults performed walking and isolated leg-swinging at slow (0.6 m/s) and comfortable speed. Isolated leg-swinging was frequency and amplitude matched to the walk conditions. Electromyography signals from m. vastus lateralis, m. rectus femoris, m. biceps femoris, and m. semitendinosus were recorded. Pearson correlation coefficient (Pearson-CI) was calculated as a measure of rate of co-activation. Area under the curve (AUC-CI) was calculated as a measure of co-activation magnitude. Co-activation indices were calculated for both metric across the four muscle pairs and averaged into a single quadriceps-hamstrings CI for each metric. ResultsThe results showed a higher Pearson-CI, but not AUC-CI, during walking compared to isolated leg-swinging, specifically during mid- and terminal-swing at both speeds. AUC-CI, but not Pearson-CI, was significantly higher during slow speed, compared to comfortable speed. ConclusionQuadriceps-hamstrings co-activation towards the end of the swing phase during walking reflects preparation for heel-strike, which is not present in isolated leg-swinging. Therefore, an isolated leg-swinging task could serve as a feasible method to distinguish pathological from functional muscle co-activation during walking.

Auteurs: Tom J.W. Buurke, E. A. M. Van Can, H. Houdijk

Dernière mise à jour: 2024-07-12 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.582454

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.582454.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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