The dynamics of motor unit behavior during dynamic contraction through fatigue.
Authors
Meier, Nikolaj ; Smith, Frederik Bjørnsen
Term
4. semester
Education
Publication year
2024
Pages
22
Abstract
Formålet med dette speciale var at beskrive, hvordan motorenheder (MU) opfører sig under dynamiske muskelsammentrækninger, der fører til træthed, og at sammenholde dette med isometriske sammentrækninger. Tretten raske voksne udførte ankel-dorsalfleksion til udmattelse i både isometriske og dynamiske protokoller på separate dage, mens aktiviteten i m. tibialis anterior blev målt med højdensitets-EMG (HD-EMG) via en 64-kanals elektrode-matrix. Registreringerne blev opdelt i start, midte og slut af de udtrættende forløb og dekomponeret med en blind kildeadskillelsesalgoritme, hvorefter middel- og peak-afladningsfrekvens, antal identificerede MUs, rekrutteringsvarighed og -tærskel samt middel rekrutteringsfrekvens blev analyseret med gentagne målinger ANOVA. Resultaterne viste ingen hovedvirkning af træthedsstadie på MU’s middel- (p = 0,558) eller peak-afladningsfrekvens (p = 0,096). Derimod sås en interaktion for antallet af MUs, som faldt fra start til midte (p = 0,019) og slut (p = 0,001) og yderligere fra midte til slut (p = 0,003) i både dynamiske og isometriske sammentrækninger. Der blev desuden observeret en tendens til, at middel-afladningsfrekvensen først faldt og derefter steg gennem træthedsforløbet, og den var lavere under excentriske end under koncentriske og isometriske sammentrækninger. Samlet peger fundene på, at færre aktive motorenheder kendetegner progressionen af træthed, mens ændringer i affyringsfrekvenser er begrænsede, hvilket understøtter brugen af HD-EMG til at følge MU-adfærd under dynamisk træthed.
This thesis aimed to describe how motor units (MUs) behave during dynamic contractions leading to fatigue and to compare these responses with isometric contractions. Thirteen healthy adults completed ankle dorsiflexion to exhaustion in both isometric and dynamic protocols on separate days, while activity in the tibialis anterior was recorded using high-density electromyography (HD-EMG) with a 64-channel grid. Data were segmented into start, middle, and end of the fatiguing bouts and decomposed using a blind source separation algorithm; mean and peak discharge rates, number of identified MUs, recruitment duration and threshold, and mean recruitment discharge rate were analyzed with repeated-measures ANOVAs. There was no main effect of fatigue stage on MU mean (p = 0.558) or peak discharge rate (p = 0.096). In contrast, a significant interaction showed that the number of MUs declined from start to middle (p = 0.019) and to end (p = 0.001), with a further drop from middle to end (p = 0.003), in both dynamic and isometric contractions. A trend was also observed for mean discharge rate to decrease and then increase across fatigue, and mean discharge rate during eccentric action was lower than during concentric and isometric contractions. Overall, the findings indicate that fatigue progression is characterized by fewer active motor units, while changes in firing rates are limited, supporting HD-EMG as a feasible approach to track MU behavior during dynamic fatigue.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Documents